Kirurgisk Teknik for implantation af manipuleret væv kargrafter og efterfølgende<em> In Vivo</em> Overvågning
Summary
En trin-for-trin-protokollen for den inter-positionelle placering af manipuleret væv fartøjer (TEVs) i halspulsåren af et får hjælp end-to-end anastomose og real-time digital vurdering in vivo indtil dyr offer.
Abstract
Udviklingen af manipuleret væv fartøjer (TEVs) fremføres ved evnen til rutinemæssigt og effektivt implantat TEVs (4-5 mm i diameter) i en stor dyremodel. En trin for trin protokol for inter-positionelle placering af TEV og tidstro digital vurdering af TEV og indfødte halspulsårer er beskrevet her. In vivo overvågning er gjort mulig ved implantation af flow sonder, katetre og ultralyd krystaller (stand med at optage ændringer dynamiske diameter af implanterede TEVs og indfødte halspulsårer) på tidspunktet for kirurgi. Når implanteret, kan forskerne beregne arterieblod strømningsmønstre, invasive blodtryk og arterie diameter der giver parametre som puls bølge hastighed, augmentation indeks, puls pres og overholdelse. Dataopsamling ved anvendelse af en enkelt computer program til analyse under hele forsøget. En sådan uvurderlig data giver indsigt i TEV matrix remodeling, dens resemblance til Native / sham kontrol og samlet TEV ydeevne in vivo.
Introduction
Det primære fokus for udviklingen af TEVs har været at give en erstatning for autolog graft udskiftning, når autologe fartøjer er ikke tilgængelige og begrænse donor syn sygelighed. For eksempel er antallet af koronar bypass-operationer per år oversteg 350.000 i USA, og den ideelle kilde til egnede transplantater forbliver venstre indre brystarterie, venstre forreste nedadgående kranspulsåre og saphenavene 1. Da mange personer, der lider af vaskulære sygdomme måske ikke har egnede arterier og vener til autolog graft udskiftning, har udviklingen af TEVs således blevet en intens forskningsområde i årtier 1-6. Mens teknik og optimering af nye TEVs har undergået mange fremskridt, rapportering om kirurgiske teknikker, der anvendes til at implantere TEVs selv har ikke været et emne af en sådan intens diskussion. Snarere er protokoller om implantation af TEVs i dyremodeller i høj grad overladtop til forskning efterforskere.
Følgende manuskript viser, hvordan at implantere TEVs ved at bruge en end-to-end anastomose tilgang. Denne procedure blev optimeret ved anvendelse af en specifik anastomotiske sutur mønster, stabiliserende sutur teknik, at optimere langsgående spænding og tilsætning af in vivo overvågning instrumentering. Denne fremgangsmåde er i modsætning til nogle af de mange variationer, som tidligere er blevet anvendt. Desuden er denne procedure beskriver, hvordan du erhverve parametre som arterielt blodtryk, TEV diameter / compliance og strømningshastighed gennem TEV efter operationen indtil explantation. Denne indsamling af data giver en uundværlig analyse af TEV mens den er i færd med at remodeling.
Protocol
Representative Results
Discussion
Formålet med denne rapport er at give en pålidelig og reproducerbar procedure til implantat TEVs af interesse i får halspulsåren. De indfødte halspulsårer af dyr, der anvendes i denne model var 0,5-0,75 mm i tykkelse og 4,5-5 mm i udvendig diameter. Den kirurgiske teknik er beskrevet her har været en succes for implantering TEVs af varierende geometrier måler 0,25-1 mm i tykkelse, 4-5 mm udvendig diameter og 4 cm i længde med stor succes at virke op til 3 måneders varighed, den påtænkte slutpunkt. Anvendelse…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af tilskud fra National Heart og Lung Institute (R01 HL086582) og New York Stem Cell Science Fund (NYSTEM, Contract # C024316) til STA og DDS Tegningerne i JOVE video blev afsluttet af John Nyquist; Medicinsk Illustrator fra State University of New York i Buffalo.
Materials
| Equipment | Manufacturer | Serial/Catalog # | Notes | |
| Pressure Transducer | Becton Dickinson | P23XL-1 | 1+ (1 for each artery) Used with water-filled diaphragm domes |
|
| Amplifier and transducer box | Gould | 5900 Signal Conditioner Cage | 1 Two transducers and amplifiers should be included in cage. While this specific unit may be discontinued, other commercially available pressure transducers with a BNC/analog output will communicate with the Sonometrics equipment |
|
| T403 Console with TS420 perivascular flowmeter module(x2) | Transonic Systems | T403 module and TS420 (x2) | 1 Flow probes measuring flow through each of the carotid arteries will connect to each of the TS420 units. |
|
| Digital ultrasonic measurement unit | Sonometrics | TR-USB | 1 | |
| Flow Probe Precision S-Series 4mm | Transonic Systems Inc. | MC4PSS-LS-WC100-CM4B-GA | 2 | |
| 1mm Sonometrics Crystals | Sonometrics Systems | 1R-38S-20-NC-SH | 2-4 (2 for each artery) | |
| Catheter for implantation | BD (Becton Dickinson) | 381447 | 1+ (1 for each artery) Catheter is cut and secured to microbore tubing, stylette is utilized for insertion |
|
| Tygon Microbore Tubing | Norton Performance Plastics | (AAQ04127) Formulation S-54-HL | NA (cut to length for an extension set) | |
| Luer Stub Adapter | BD (Becton Dickinson) | 427564 (20 gauge) | 1+ (1 for each arterial catheter) | |
| Surflo Injection Plug | Terumo | SR-IP2 | 1+ (1 for each arterial catheter) | |
| Meadox | PTFE (Teflon) Felt | 19306 | NA (cut to size) The PTFE felt used in our studies was discontinued. However, comparable companies such as “Surgical Mesh” offer products which are equivalent. |
Riferimenti
- Goldman, S., et al. Long-term patency of saphenous vein and left internal mammary artery grafts after coronary artery bypass surgery: Results from a Department of Veterans Affairs Cooperative Study. Journal of the American College of Cardiology. 44, 2149-2156 (2004).
- Achouh, P., et al. Long-term (5- to 20-year) patency of the radial artery for coronary bypass grafting. The Journal of Thoracic And Cardiovascular Surgery. 140, 73-79 (2010).
- Conklin, B. S., Richter, E. R., Kreutziger, K. L., Zhong, D. S., Chen, C. Development and evaluation of a novel decellularized vascular xenograft. Medical Engineering & Physics. 24, 173-183 (2002).
- Zhu, C., et al. Development of anti-atherosclerotic tissue-engineered blood vessel by A20-regulated endothelial progenitor cells seeding decellularized vascular matrix. Biomaterials. 29, 2628-2636 (2008).
- Quint, C., et al. Decellularized tissue-engineered blood vessel as an arterial conduit. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108, 9214-9219 (2011).
- Kaushal, S., et al. Functional small-diameter neovessels created using endothelial progenitor cells expanded ex vivo. Nat Med. 7, 1035-1040 (2001).
- Galatos, A. D. Anesthesia and Analgesia in Sheep and Goats. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice. 27, 47-59 (2011).
- Okutomi, T., Whittington, R. A., Stein, D. J., Morishima, H. O. Comparison of the effects of sevoflurane and isoflurane anesthesia on the maternal-fetal unit in sheep. J Anesth. 23, 392-398 (2009).
- Swartz, D. D., Russell, J. A., Andreadis, S. T. Engineering of fibrin-based functional and implantable small-diameter blood vessels. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 288, H1451-H1460 (2005).
- Niklason, L. E., et al. Functional arteries grown in vitro. Science. 284, 489-493 (1999).
- Dahl, S. L. M., et al. Readily Available Tissue-Engineered Vascular Grafts. Science Translational Medicine. 3, 68ra69 (2011).
- Wu, W., Allen, R. A., Wang, Y. Fast-degrading elastomer enables rapid remodeling of a cell-free synthetic graft into a neoartery. Nature Medicine. 18, 1148-1153 (2012).
- Saami, K. Y., Bryan, W. T., Joel, L. B., Shay, S., Randolph, L. G. The fate of an endothelium layer after preconditioning. Journal of vascular surgery : Official Publication, the Society for Vascular Surgery [and] International Society for Cardiovascular Surgery, North American Chapter. 51, 174-183 (2010).
- Ueberrueck, T., et al. Comparison of the ovine and porcine animal models for biocompatibility testing of vascular prostheses. Journal of Surgical Research. 124, 305-311 (2005).
- Labbé, R., Germain, L., Auger, F. A. A completely biological tissue-engineered human blood vessel. The FASEB Journal. 12, 47-56 (1998).
- Samaha, F. J., Oliva, A., Buncke, G. M., Buncke, H. J., Siko, P. P. A clinical study of end-to-end versus end-to-side techniques for microvascular anastomosis. Plastic and Reconstructive Surgery. 99, 1109-1111 (1997).
- Huang, H., et al. A novel end-to-side anastomosis technique for hepatic rearterialization in rat orthotopic liver transplantation to accommodate size mismatches between vessels. European Surgical Research. 47, 53-62 (2011).
- Peng, H., Schlaich, E. M., Row, S., Andreadis, S. T., Swartz, D. D. A Novel Ovine ex vivo Arteriovenous Shunt Model to Test Vascular Implantability. Cells, Tissues, Organs. 195, 108 (2011).
- Zilla, P., Bezuidenhout, D., Human, P. Prosthetic vascular grafts: Wrong models, wrong questions and no healing. Biomaterials. 28, 5009-5027 (2007).
- Berger, K., Sauvage, L. R., Rao, A. M., Wood, S. J. Healing of Arterial Prostheses in Man: Its Incompleteness. Annals of Surgery. 175, 118-127 (1972).
- Byrom, M. J., Bannon, P. G., White, G. H., Ng, M. K. C. Animal models for the assessment of novel vascular conduits. Journal of Vascular Surgery : Official Publication, the Society for Vascular Surgery [and] International Society for Cardiovascular Surgery, North American Chapter. 52, 176-195 (2010).
- Swartz, D. D., Andreadis, S. T. Animal models for vascular tissue-engineering. Current Opinion in Biotechnology. 24, 916-925 (2013).
- Liang, M. -. S., Andreadis, S. T. Engineering fibrin-binding TGF-β1 for sustained signaling and contractile function of MSC based vascular constructs. Biomaterials. 32, 8684-8693 (2011).
- Han, J., Liu, J. Y., Swartz, D. D., Andreadis, S. T. Molecular and functional effects of organismal ageing on smooth muscle cells derived from bone marrow mesenchymal stem cells. Cardiovascular Research. 87, 147-155 (2010).
