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方法論記事

冠動脈ステントの前臨床評価

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DOI:

10.3791/64038

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2022年8月25日

 , 
1A.I. Virtanen Institute, University of Eastern Finland, 2Heart Center, Kuopio University Hospital, 3Saparo Translational Research

この記事について

サマリー

新しい冠動脈ステントの設計と材料は、関連する前臨床モデルで臨床使用する前にテストする必要があります。ここでは、アテローム性動脈硬化性ウサギ大動脈モデルと、 in vivo および組織学的分析によるステント研究のためのブタ冠状動脈モデルについて説明します。

要約

冠動脈疾患は、世界中の罹患率と死亡率の主な原因です。ライフスタイルの変更と投薬が治療の基礎ですが、冠動脈バルーン血管形成術とステント留置術は、急性冠症候群および慢性冠動脈疾患の患者で、光学治療で症状が残っている場合に日常的に行われています。ここ数十年で数世代にわたる冠状動脈ステントが開発されてきました。バルーン血管形成術とステント留置術は、バルーンとステント表面に薬剤を塗布することでサポートされ、介入後の動脈の治癒特性を向上させるか、再狭窄の形成を防ぎます。新しいデバイスは、臨床診療に受け入れられる前に、安全性と有効性について厳密にテストする必要があります。したがって、信頼性と再現性のあるステント評価の前臨床法が引き続き必要とされています。ここでは、ブタの冠動脈モデルと冠動脈ステント研究のためのアテローム性動脈硬化ウサギモデルについて説明し、血管内イメージングとステント組織学の基本的なステップについて説明します。

概要

アテローム性動脈硬化性冠動脈疾患は、世界中の国々の医療制度に大きな負担をかけています1.冠動脈バルーン血管形成術とステント留置術は、急性冠症候群に罹患している患者だけでなく、安定した冠動脈疾患の症候性患者にも日常的に行われています2。バルーン血管形成術は、狭窄した冠状動脈や閉塞した冠動脈を血行再建するための革新的な発明でした。冠動脈ステントは、バルーン血管形成術後の動脈の急性反動を防ぐことにより、経皮的冠動脈インターベンション(PCI)の結果をさらに改善しました3。PCIの結果は、薬剤溶出性ステント(DES)または抗増殖薬でコーティングされたステントの導入によりさらに改善され、以前に展開されたステントの再狭窄であるステント内再狭窄(ISR)と戦うことができました。DESはさらに、より薄く、より耐久性のあるステントストラットと薬物放出用の生分解性ポリマーを持つように開発されました。概念的には、ステントの硬質プラットフォームは、動脈の反動を防ぐために数週間から数か月しか必要ありません。これにより、完全に生分解性を持つ新世代の足場デバイスが生まれました。初期の生分解性ステントとスキャフォールドは、ステント血栓症の発生率の増加が研究で報告されているため、いくつかの挫折に直面しています4。その結果、生分解性ステントは広く使用されていません。

米国だけでも年間約100万件のPCIが実施されています。新しいステントの材料とデザインの開発は、血管内治療を受ける患者が増えるにつれて続けられます。新しいデバイスの評価には、生物学的に関連性のある環境での試験が必要であり、そのためには適切な動物モデルを使用する必要があります。生分解性デバイスを研究する際には、前臨床動物モデルがさらに重要になります。なぜなら、これらのデバイスの分解特性は予測できない可能性があるからです。評価は、患者の使用を意図するのに十分な大きさのデバイスを研究できる大型動物モデルで実施する必要があります。

ここでは、前臨床ステント評価のためのブタ冠動脈モデルとアテローム性動脈硬化性ウサギ大動脈モデルについて説明します5,6。どちらのモデルも、臨床用に設計されたデバイスや機器を収容できます。ステント性能、ステント血栓症、およびISRの評価のためのin vivoイメージングモダリティを紹介します。さらに、免疫組織学を含むプラスチック包埋組織の組織学的分析の方法を示します7。

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プロトコル

すべての動物実験は、フィンランドの動物実験委員会によって承認されました。アテローム性動脈硬化症ウサギモデルには、成体3.0-4.0 kgのニュージーランドホワイト(NZW)ウサギを使用しました。ブタの冠状動脈研究では、実験開始時の動物の体重は30〜40kgでした。ウサギのアテローム性動脈硬化モデルとブタの冠状動脈モデルのプロトコルは別々に説明され、続いて、使用される in vivo モデルに関係なく、非分解性冠状動脈ステントの組織学がどのように実行できるかについて説明します。

1.ウサギのアテローム性動脈硬化症モデル

注:大動脈の急速なアテローム性動脈硬化症の変化を誘発するために、動物には高コレステロール食が与えられ、大動脈はステント留置前に脱内皮化を受けます。ステント留置術とイメージングは頸動脈を通じて行われ、ステントは以下に概説するように組織学のために処理されます。血管内超音波(IVUS)は、動脈のフラッシングを必要としないため、ウサギ大動脈の光コヒーレンストモグラフィー(OCT)よりも適しています。

  1. 高コレステロール食(図1)
    1. コレステロールを添加して、通常のウサギの飼料を高コレステロールの飼料に変換します。大きなビーカーのマグネチックスターラーで、コレステロールをエタノール1部とジエチルエーテル1部(コレステロール250g、96%EtOH2L、ジエチルエーテル2L)に混ぜます。
    2. コレステロールが溶けたら、フードの内側の大きな洗面器に25kg以上のウサギの飼料を注ぎます。混合物が乾くまで、毎日数回、3〜4日間飼料を混合します。
    3. これにより、1%のコレステロール飼料が生成されます。0.025%コレステロール飼料を作るために、1%コレステロール飼料を通常のウサギ飼料に1:40の比率で混合します。
  2. ウサギ大動脈のバルーン剥離
    1. アスピリンをウサギの飲料水に混合し、剥離傷害の3日前から実験が終了するまで続けます(100 mgのアスピリンと1 Lの飲料水)。水は 無料で提供されます。
    2. ウサギに 0.3 mg/kg のメデトミジンと 20 mg/kg のケタミンを皮下 (s.c.) で麻酔します。グルーミングクリッパーで右後肢の鼠径部と大腿部の内側の被毛を取り除き、エタノールベースの消毒剤で皮膚を滅菌します。
    3. 周術期の予防的抗生物質(125 mgのセフロキシムs.c.)を投与します。
    4. 皮膚切開の前に、大腿部の主要な血管と神経を保持する溝に沿った大腿部の内側の領域に沿って 10 mg/mL のリドカイン s.c. を塗布します。
    5. 皮膚を切開し、手術ハサミと解剖ハサミで皮下組織と脚の筋肉を慎重に進めます。
    6. 大腿動脈を露出させ、周囲の組織や静脈、神経から分離します。
    7. 5-0 の非吸収性外科用縫合糸を大腿動脈近位部の動脈の下に 2 回通します。縫合糸ラインで動脈を慎重に持ち上げます(結紮糸は作られず、手術用縫合糸は一対のニードルドライバーまたは蚊の鉗子で保持されます)。このラインは、大腿動脈への血流を一時的に止めるために使用されます。
    8. 5-0の非吸収性縫合糸ラインを大腿動脈の遠位部の下に2回通し、結紮糸をしっかりと結んで遠位大腿動脈を閉塞します(たとえば、ミラーノットを使用)。
    9. 動脈を近位および遠位の手術ラインからアシスタントによって支えられ、所定の位置に保持されている間に、顕微手術用ハサミまたは細かいメスを使用して動脈に小さな1〜2mmの切開または動脈切開を行います。
    10. Fogarty 3F 塞栓摘出術バルーン カテーテルを腸骨動脈に近位に向かう動脈に挿入します。挿入する前に、塞栓摘出カテーテルを0.6mLの空気で満たされた1mLのシリンジに接続して準備します(生理食塩水も使用できますが、空気で満たされたバルーンがより適しています)。近位の手術ラインは、塞栓摘出カテーテルの通過を可能にするために下げられます。
      注:ガイドワイヤールーメンのないフォガティ塞栓切除カテーテルが手順に使用されます。
    11. 塞栓摘出カテーテルを動脈に30cm通します(カテーテルシャフトのマーキングで判断)。シリンジで膨らませ、膨らませたカテーテルを少なくとも腸骨分岐部に達するまで引っ張ります。その時点でカテーテルに抵抗が感じられます。.
    12. 塞栓摘出カテーテルを収縮させ、大動脈に再導入します。プルバックを合計3回繰り返します。
    13. 剥離が完了したら、塞栓切除カテーテルを抜いて、近位縫合線で大腿動脈を閉じます。したがって、大腿動脈は手術後に閉塞します。しかし、ウサギの後肢の側副循環が良好なため、虚血に関連する健康上の懸念はほとんどありません。
    14. 大腿動脈を覆う筋肉を4-0吸収性縫合糸で結紮し、皮内縫合糸を4-0吸収性縫合糸ラインで皮膚を結紮します。
    15. 動物は、目を覚まし、警戒し、飲酒または摂食するまで監視されます。水と干し草にアクセスできる加熱チャンバーを使用してウサギの回復を促進します。
    16. 外科的処置後、鎮痛のために1〜3日以上(2 mg / kg s.c.、1日1回)カルプロフェンを投与します。.
  3. ウサギ大動脈のステント留置術
    1. ステント留置の日に30mgの負荷用量でクロピドグレルを開始し、実験が終了するまで毎日15mgを続けます。乳鉢でクロピドグレル錠剤を粉砕し、水道水(75 mgのクロピドグレル錠剤1錠に対して5 mLの水)に混合し(負荷用量は2 mL、その後1日1 mL)、胃管 を介して 投与します。.
      注:クロピドグレルは水道水に完全には溶けません。ウサギを薬にする前に、毎日新鮮な用量を服用してください。この時点で、ウサギが剥離損傷後に毎日アスピリンを投与されていることを確認してください。
    2. ウサギに0.3 mg / kgのメデトミジンと20 mg / kgのケタミン皮下で麻酔をかけます。
    3. 周術期の予防的抗生物質(125 mgのセフロキシム皮下)を投与します。
    4. シェービングクリッパーで首の前方から髪を取り除き、エタノールベースの消毒剤で皮膚を滅菌します。
    5. 首の正中線に沿って局所麻酔薬としてリドカインを適用し(3〜5 mL)、皮膚を縦方向に4〜5 cm切り込みます。
    6. 解剖ハサミで縦に切断することにより、プラティスマを開きます。外科的ピンセットで絞るか、ユニポーラまたはバイポーラ凝固装置で凝固することにより、小さな出血細動脈を凝固させます。
    7. 首の筋肉内には自然な溝が見られ、その間に頸動脈と迷走神経が見つかります(胸骨乳様突起筋と胸骨舌骨筋の間)(図2A)。動脈を注意深く解剖し、他の組織から分離します。右頸動脈は、下行大動脈へのより直接的なアクセスラインを提供するため、好ましい。
    8. 5-0の非吸収性縫合線を頸動脈の遠位部分の下に2回通し、動脈をしっかりと結紮します。頸動脈の遠位部を持ち上げるために、手術ラインを上に保持します。
    9. 頸動脈の近位部分の下に5-0の非吸収性手術ラインを2回通過させます。結紮糸を作らずに、近位の手術ラインを使用して頸動脈を持ち上げ、手術領域の頸動脈への血流を一時的に遮断します。
    10. マイクロサージェリーハサミを使用して、手術ライン間の頸動脈に1〜2mmの小さな動脈切開術を行います。
    11. 完全に準備された5Fまたは6Fのイントロデューサーシースを近位方向に挿入します。
      1. シースを生理食塩水で洗い流し、拡張器をシースに挿入し、シースを動脈に挿入する前に洗い流します。.さらに、シースの前進を容易にするために、拡張器に短いガイドワイヤーを挿入して、シースの先端を先細にします。
      2. シース(または拡張器)の先端が頸動脈の内側に入ったら、近位の手術ラインを下げて、シースが動脈に入るようにします。
    12. 鞘を頸動脈に2〜3cm進めます。
    13. オブチュレーターとワイヤーをイントロデューサーシースから取り外します。
    14. シースバルブを開き、少量(1〜2 mL)の血液をシースから排出することにより、動脈内のシースの配置を確認します。
    15. ヘパリン化生理食塩水(1000 mLあたり5000 IU、0.9%NaCl)で鞘を洗い流し、縫合して手術用ドレープまたはウサギの皮膚に固定します。.未分画ヘパリンを鞘(150 IU / kg)に投与することにより、ウサギをヘパリン化します。
    16. カテーテル検査室のテーブルで手術が行われなかった場合は、動物をカテーテル検査台に移動します。
    17. 細い冠状動脈ガイドワイヤー(0.014インチ)をイントロデューサーシー スを介して 前進させ、透視下で下行大動脈にガイドします。5Fガイドカテーテルをガイドワイヤーの上に進みます。
      注:頸動脈から下行大動脈への移動に問題がある場合は、曲がったガイドカテーテルを使用できます。
    18. 先端が角度のついたガイドカテーテルを使用して下行大動脈にアクセスした場合は、ガイドワイヤー上のストレートガイドカテーテルに交換して、ステントまたはイメージングカテーテルを送達します。
    19. ヨウ素ベースの造影剤(250-350 mgI / mL)を使用したガイドカテーテルを介した造影剤注入により、腹部大動脈の血管造影画像を取得します。
    20. ステント留置のために、腎下大動脈の腰動脈間の適切なセクションを選択します。ステントメーカーの指示に従って、インデフレーターを使用してステントを1.1:1の比率で展開します(バルーンカテーテルが引き抜かれたときにステントが移動するのを防ぐために、ステントは動脈に対してわずかに大きすぎます)(バルーンカテーテルに取り付けられているすべてのステントには、ステントに付属のサイジングチャートがあります)。バルーンを収縮させ、ステントカテーテルを抜く(図2B)。
    21. 造影剤を使用して血管造影を繰り返して、ステント留置を確認します。
    22. ステント留置およびイメージング後、イントロデューサーシースを取り外します。頸動脈の近位縫合線で動脈を閉じます。これにより、頸動脈が完全に閉塞します。
    23. 首の筋肉層(通常は2層の縫合糸)を4-0吸収性縫合糸で閉じ、皮膚を吸収性4-0皮内縫合糸で閉じます。
    24. 動物の回復を監視し、バルーン剥離操作(ステップ1.2.15-1.2.16)で説明されているように鎮痛薬を投与します。
  4. IVUSによるウサギ大動脈のイメージング
    1. 血管アクセスを取得し、ウサギ大動脈のステント留置術について説明したように、まっすぐなガイドカテーテルを下行大動脈に配置します。
      注:イメージングは、ステント留置時に同じ血管アクセス を介して 行われます。第2のイメージング時点は、左頸動脈を利用して作成することができる。
    2. イメージングカテーテルをガイドワイヤーを介して、ステント留置セグメントを超えて遠位大動脈(またはステント留置術前のイメージングが行われる場合はステントが配置される場所)に進めます。
    3. IVUSデータの記録中に手動でプルバックを実行するか、自動プルバックを開始します(IVUSシステムの説明を参照)。プルバック中、イメージングユニットは、イメージングシステムによって有効になっている場合は自動的にターゲット領域上を移動するか、イメージングデータの記録中にイメージングカテーテルを関心領域(ステント)上に引っ張ることによって手動で移動します。
    4. イメージングデータを保存し、イメージングカテーテル、ガイドワイヤー、およびガイドカテーテルを取り外します。
    5. ステント留置手順(ステップ1.3)の説明に従って、シースを取り外し、外科的創を閉じます。
    6. 前述のように、動物の回復を監視します。前述のように鎮痛薬を投与します(手順1.2.15-1.2.16)。
  5. 組織灌流と固定(ウサギモデル)
    1. ケタミン-メデトミジン麻酔下で、飽和硫酸マグネシウム(MgSO4)の20〜30mLの静脈内(i.v.)注射で動物を犠牲にします。
    2. 生理食塩水で灌流するか、1% パラホルムアルデヒド混合物で組織学のみのサンプルを採取する場合は、専用のポンプを使用します。
    3. 針またはカニューレ を介して 灌流システムを腎動脈レベルより上の下行大動脈に直接挿入するか、心臓の左心室から大動脈に針を挿入することにより、ウサギ大動脈を灌流します(これにより動物全体が灌流されます)。
    4. 灌流手術中に針またはカニューレの先端が大動脈に固定される大動脈にクランプを適用します。
    5. 1000 mL(下行大動脈から)または1500 mL(上行大動脈から左心室まで)の生理食塩水または1%PFAで灌流します。
    6. 周囲の組織から慎重に解剖することにより、大動脈のステント留置された部分を収集します。
      注:組織学のために大動脈の近位および遠位セグメントを収集することを検討してください。また、必要な安全ティッシュを収集します。
    7. 組織学的分析用に指定された収集した組織を4%パラホルムアルデヒドに入れ、室温(RT)で4時間、または4°Cで一晩置きます。
    8. さらに保存するには、組織型が整うまで、4°Cで50%EtOHに24時間移し、次に4°Cで70%EtOHに移します。

2.ブタの冠状動脈モデル

注:ブタの心臓は、解剖学的および生理学的に人間の心臓に似ています。冠状動脈も同様で、心外膜を走り、3つの主要な冠状動脈枝(右冠状動脈(RCA)と左冠状動脈(LCA)、さらに左上行冠動脈(LAD)と左回旋動脈(LCX)に分かれます)を形成します。これは、ネイティブブタの冠状動脈にステント留置を行い、OCTで行なわれる血管内イメージングのモデルです。

  1. ブタの冠状動脈ステント留置術とイメージングのための麻酔と血管アクセス
    1. アザペロン(筋肉内8 mg / kg(im))とアトロピン(0.05 mg / kg im)で動物を鎮静し、プロポフォール(15 mg / kg / h)とフェンタニル(10 μg / kg / h)で麻酔を誘発して継続します。.動物に挿管し、処置中は人工呼吸器を装着し続けます。
    2. 血管アクセスは、右大腿動脈 を介して 獲得されます。超音波トランスデューサーを使用して大腿動脈を特定します(動脈は、動脈の脈動とトランスデューサーによる圧迫によって静脈と区別できます)。
    3. 超音波ガイドの下で、血管造影針を大腿動脈に進めます。
    4. 動脈内に入ると、針を通って強い脈動する血流が流れます。ガイドワイヤーを動脈に進め、針を取り外します。
    5. 適切なサイズ(通常は5Fまたは6F)の組み立てられ、洗い流されたイントロデューサーをワイヤーを介して動脈に進めます。
      注意: ワイヤーが動脈で失われないように、ワイヤーを常に見えるように注意してください。
    6. ダイレーターとワイヤーをイントロデューサーシースから取り外します。
    7. シースをヘパリン化生理食塩水(5 IU/mL)で洗い流します。
    8. 1 mg / kgエノキサパリンを静脈内投与します。
    9. すべての侵襲的処置に予防的抗生物質を投与します(500 mgのセフロキシムim)。
  2. ブタの冠状動脈血管造影とステント留置術
    1. ステント留置の日に、300 mg のアスピリン per os (po) と 600 mg のクロピドグレル po の負荷用量で抗血栓薬を開始します。実験が終了するまで、アスピリン(毎日100 mg)とクロピドグレル(毎日75 mg)を続けます。
    2. 透視下でJチップ付きガイドワイヤーを上行大動脈まで前進させます。
    3. Jワイヤー上を適切な角度でガイディングカテーテルを前進させ、左右の冠状動脈(通常は右の冠状動脈にAR1、左の冠状動脈にAR2)を噛み合わせます。
      注:ガイディングカテーテルは、Yアダプターと少なくとも造影剤用のラインを備えたマニホールドに接続されており、イメージングシステムに空気が入るリスクを最小限に抑えます。
    4. 造影剤を冠動脈に注入することにより、冠動脈造影を行います。
      注:イメージングは、冠状動脈ごとに少なくとも2つの異なる角度から実行する必要があります。また、イメージングの前に冠状動脈内硝酸塩を投与します(50〜300μL)。
    5. 冠状動脈ガイドワイヤー(0.014インチ)を適切な冠状動脈セグメントに通します。ステントをRCAとLCXまたはLCXに由来する鈍角辺縁動脈に留置します。
      注:LADはしばしば先細りの形状であり、ステントは遠位部で過度に拡張されるか、近位端で過小に拡張されたままになることがあります。どの冠状動脈を使用するかを慎重に検討する必要があります。X線装置の狭窄解析ソフトウェアや血管内イメージングを使用して、良好な動脈セグメントを選択し、ステントのサイズを一致させることができます。
    6. ステントをガイドワイヤー上に進め、製造元の指示に従ってインデフレーターを使用してステントと動脈の比率を1.1:1に展開し、動脈の基準直径と比較してステントをわずかに大きくします。
    7. 必要に応じて、血管造影と血管内イメージングを繰り返し実行します。
    8. カテーテル装置を取り外します。
    9. イントロデューサーシースを取り外し、手動または大腿骨圧迫装置を使用して穿刺部位に圧力をかけます。
      注:血管閉鎖装置は、人間と比較して豚の後肢の解剖学的構造の違いと大腿動脈のサイズが比較的小さいため、一般的に豚ではうまく機能しません。
  3. 冠動脈のOCTイメージング
    1. ステント留置の前後に、およびフォローアップ中にOCTイメージングを実施します。OCTイメージングを開始するには、血管アクセスを取得し、ターゲット冠状動脈をガイドカテーテルで噛み合わせ、冠状動脈ガイドワイヤーをターゲット動脈の遠位に進めます。
    2. OCTイメージングカテーテルをイメージングシステムのドックに接続します。
      注:イメージングシステムは、メーカー間、およびイメージングカテーテルの世代によって異なるため、イメージングシステムの指示に従ってください。
    3. 選択したIDコードを使用して、記録用の新しい 患者 を作成します。
    4. イメージングカテーテルの内腔を造影剤で洗い流します。
      注:イメージングは生理食塩水フラッシングで実行できますが、正確な結果を得るには、システムの画像設定を変更する必要がある場合があります。
    5. イメージングカテーテルモノレールシステムをガイドワイヤーに挿入し、カテーテルイメージングマーカーを目的のイメージング位置まで進めます。
      注:ガイドワイヤーが動脈に十分に進んでいることを常に確認してください。カテーテル(イメージング、バルーン、ステント)がガイドワイヤーの先端を超えて通過させないでください。
    6. イメージングを実行します。ステント全体と、遠位および近位の参照血管をプルバックに含めます。
      1. イメージングカテーテルの内腔を造影剤で洗い流します。
      2. 自動プルバックシーケンスを開始します。
      3. ガイドカテーテル(250-350 mgI / mL)を介して造影剤の大きなボーラスで冠状動脈を洗い流します。.
  4. 組織灌流と固定(ブタモデル)
    1. 麻酔下で、ブタは50〜100mLで屠殺されます 飽和塩化カリウム(KCl)の静脈内ボーラス。
    2. 生理食塩水で灌流するか、1% パラホルムアルデヒド混合物で組織学のみのサンプルを採取する場合は、専用のポンプを使用します。
    3. 灌流ポンプに取り付けられたカニューレまたは針を上行大動脈に緩く配置することにより、ブタの心臓全体を灌流します。
    4. 大動脈の外側にクランプを配置して、針/カニューレの周りの大動脈を閉じます。
      注:大動脈弁の尖端が開いていて、灌流液が冠状動脈に流れ込むことを確認します。
    5. 選択した750〜1000mLの灌流液で灌流します。
    6. 周囲の組織から慎重に解剖することにより、冠状動脈のステント留置された部分を収集します。
      注:組織学のために冠状動脈の近位および遠位セグメントを収集することを検討してください。さらに、必要な安全ティッシュを収集します。
    7. 組織学的分析用に指定された収集した組織を4%パラホルムアルデヒドに室温で4時間、または4°Cで一晩置く。
    8. さらに保存するには、組織型が整うまで、4°Cで50%EtOHに24時間移し、次に4°Cで70%EtOHに移します。

3. ステントの組織学

注:非分解性金属ステントからのステント組織学には、プラスチック埋め込みシステムの使用と、特殊なミクロトームによるサンプル切片作成が必要です。エンベッドシステムは市販されていますが、抗体ベースの免疫組織学を可能にするには、プロトコルにいくつかの変更を加える必要があります。埋め込みプロトコルは、使用する動物モデルに関係なく、すべてのサンプルで同じです。埋め込みプロセスにはプラスチック埋め込みシステムを使用します。フードの内側で作業し、すべての埋込みおよび組織学の手順を行います。

  1. サンプルをEtOH溶液からキシレンに脱水します。
  2. 埋め込みシステムのプロトコルに従いますが、2番目の浸潤前ステップから始まる不安定な基本溶液を使用します。
    注:塩基性溶液は、酸化アンモニウムを介して排出することにより不安定化します。
  3. プラスチックサンプルジャー内の重合液をステントセグメントと組み合わせます。
    注:ステント留置された動脈は、容器の外側から小さな針を挿入することにより、所定の位置に固定できます。
  4. サンプルに真空を10〜15分間適用し、4°Cで少なくとも48時間重合します。
  5. プラスチックブロックの端を切り取り(特に円筒形の金型を使用している場合)、直線の表面を作成します。これにより、ミクロトームへの確実な接着が可能になります。
  6. 専用のミクロトームで5〜7μmの切片にカットします。
  7. 切断したばかりの切片を50%EtOHで5〜10分間放置します。
  8. EtOHから切片を標準的な顕微鏡スライド(スライドごとに2つまたは3つの切片)に集めます。
  9. ハウプト溶液を2〜3滴垂らし、プラスチックフィルムで覆います。プラスチックフィルムの上に紙の層を置き、紙の上に空のガラス製予備スライドを置きます。
  10. スライドを42°Cで少なくとも24時間圧力をかけ、スライドを小さな卓上バイスに置き、紙の層を詰めます。
  11. スライドはRTに保存します。
  12. 組織学的染色の前に、スライドをメタクリル酸メチルで24〜48時間インキュベートすることにより、プラスチックベースの樹脂を除去します。
  13. キシレン中で透明化(2 x 10分インキュベーション)した後、標準的な組織学的または免疫組織学的手順7,8。

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結果

ステント拡張の成功は、血管造影、理想的には血管内イメージングで確認する必要があります(図3、A、B)。ブタの冠状動脈モデルでは、複数のイメージングセッションが可能で、OCTを使用して頻繁なイメージングでフォローアップデータを作成することができます。ISRとステントの拡張、およびストラット骨折の可能性は、血管造影およびOCTイメージングから簡単に評価できます。血管内イメージングは、通常、ステントに沿った最大数セグメントからのみ実行できる組織型とは異なり、ステント全体の長さに沿ってデータを生成します。

上記の組織学的方法、特にテーラード包埋プロトコルを用いて、ステント留置されたセグメントから免疫組織学さえも行うことができる。ヘマトキシリンやエオシン(HE)などの通常のキット組織型も簡単に適用できます(図4A)。しかし、この方法では、抗体ベースのプロトコルであっても、内皮細胞、炎症細胞を検出し、他の細胞タイプの同定を行うことができます(図4B

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ディスカッション

現世代の薬剤溶出性冠動脈ステントはそのメリットを証明していますが、患者や医療従事者のニーズにより適合する新しいデバイスが開発されています。完全生分解性冠動脈スキャフォールドの最初のラウンドはいくつかの課題に直面し、生物学的に関連性のあるモデル9で新しいデバイスをテストすることの重要性をさらに強調しています。ここで紹介するモデルは、ステント研究を実施するための2つのオプションを提供します。ブタの冠状動脈の解剖学的構造と生理学は人間のものによく似ているため、冠状動脈モデルは適用する必要があり、一般的に新しい血管内冠動脈デバイスに必要です。アテローム性動脈硬化症モデルは、臨床状況がほとんど常にアテローム性動脈硬化性病変を伴うため、動脈壁に対するステント留置術の影響を研究する機会を提供します。ブタでアテローム性動脈硬化症を誘発することは非常に困難であるため、関連する冠状動脈とアテローム性動脈硬化病変におけるステント性能を研究するには、2つの異なるモデルが必要です。これは、提示されたモデルの主な制限でもあります。

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開示事項

著者は開示していません。

謝辞

著者らは、東フィンランド大学国立実験動物センターのHeikki Karhunen氏、Minna Törrönen氏、Riikka Venäläinen氏の専門家の協力に感謝しています。この研究は、フィンランドアカデミーのフラッグシップ助成金によって支援されました。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
血管造影穿刺針Cordis12-004943
アスピリン カーディオ 100 mgバイエル
コレステロールSigma-AldrichC8667
Plavixサノフィクロピドグレル
冠状動脈ステント (ベアメタル、薬物溶出性、生分解性)ステントは、研究計画に従って選択する必要があります。ステントの長さ 18-25mm、直径 2.5-3.5mm
ドミターオリオンメデトマイド
トンボオプティス OCT カテーテルアボットC408646利用可能なイメージングシステムと互換性のあるカテーテルを使用
エノキサパリンサノフィクレキサン
エタノールシグマ・アルドリッチ32221-M
フェンタニルバイオコーデックス
ガイドワイヤー、冠状動脈Cordis507114
ガイドワイヤー、JチップCordis502717
ガイディングカテーテル AR1Cordis670-110-00
ガイディングカテーテル AR2Cordis670-112-00
ガイディングカテーテル ストレートCordis55626090
IndeflatorMedtronicAC3200ステントバルーンの膨張と収縮のためのインデフレーター
イントロデューサーシース 5Fコーディス504605P
イントロデューサーシース 6Fコーディス504606X
ケタラーファイザーケタミン
マイクロサージェリーセットメディクFBL-SETS&T、パラ
ホルムアルデヒドVWRVWRRC28794.2951%および4%溶液を準備し
プロポフォールB.ブラウン
縫合糸OneMedJOH8685H5-0、非吸収性
縫合糸OneMedJOHFH1642H4-0再吸収性
Technovit 9100Kulzer
リニア超音波トランスデューサフィリップス
真空チャンバーSP Bel-ArtF42043-0000
X 線造影剤Iomeron
XyleneSigma-Aldrich534056
などの基本的なラボセット ます ー

参考文献

  1. Townsend, N., et al. Cardiovascular disease in Europe: Epidemiological update 2016. European Heart Journal. 37 (42), 3232-3245 (2016).
  2. Sanchis-Gomar, F., Perez-Quilis, C., Leischik, R., Lucia, A. Epidemiology of coronary heart disease and acute coronary syndrome. Annals of Translational Medicine. 4 (13), 256(2016).
  3. Garg, S., Serruys, P. W. Coronary stents: Current status. Journal of the American College of Cardiology. 56 (10), 1-42 (2010).
  4. Hytönen, J., Taavitsainen, J., Tarvainen, S., Ylä-Herttuala, S. Biodegradable coronary scaffolds: their future and clinical and technological challenges. Cardiovascular Research. 114 (8), 1063-1072 (2018).
  5. Hytönen, J., et al. Activation of peroxisome proliferator-activated receptor-δ as novel therapeutic strategy to prevent in-stent restenosis and stent thrombosis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 36 (8), 1534-1548 (2016).
  6. Asano, T., et al. Serial optical coherence tomography at baseline, 7 days, and 1, 3, 6 and 12 months after bioresorbable scaffold implantation in a growing porcine model. Circulation Journal. 83 (3), 556-566 (2019).
  7. Hytönen, J. P., et al. Local adventitial anti-angiogenic gene therapy reduces growth of vasa-vasorum and in-stent restenosis in WHHL rabbits. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 121, 145-154 (2018).
  8. Ribichini, F., et al. Effects of oral prednisone after stenting in a rabbit model of established atherosclerosis. Journal of the American College of Cardiology. 50 (2), 176-185 (2007).
  9. Taavitsainen, J., et al. Evaluation of biodegradable stent graft coatings in pig and rabbit models. Journal of Vascular Research. 57 (2), 65-75 (2020).
  10. Azzi, N., Shatila, W. Update on coronary artery bioresorbable vascular scaffolds in percutaneous coronary revascularization. Reviews in Cardiovascular Medicine. 22 (1), 137-145 (2021).

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