Name: イメージングステント内再狭窄：安価な、信頼性、および迅速な前臨床モデル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-09-14T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: 学ぶステント内再狭窄の前臨床モデル。ラットを用いた安価で信頼性の高い手法で、OCTによる生体内イメージングで血管反応をリアルタイムに観察し、再狭窄の病態生理を解明します。

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資金 本研究は、医学のスタンフォード大学、スタンフォード、カリフォルニア、米国での胸部外科のためのフォーク研究基金によってサポートされていました。トビアスDeuseは、ドイツの心臓協会の研究助成金によって賄われていた。ソーニャSchrepferは、ドイツ学術振興協会（DFG）（SCHR992/2-1）から研究助成を受けています。

大動脈ステントの展開<ol><li> 550〜600グラムの雄Sprague - DawleyラットをHarlan（インディアナポリス、インディアナ州、米国）から購入されています。従来の条件下でのハウスのラット、飼育標準ラット固形飼料および水を自由に摂取。 </li><li>でラットを麻酔イソフルラン（2％）とケタミン（25 mg / kg体重）。顕微鏡視野の下、大動脈大動脈を露出するために、上部中央のミニ開腹術を行います。 </li><li>腎動脈のレベルから下に分岐するために、周囲の組織から腹部大動脈の解剖。注意：IVCから大動脈を分析する必要なし。 </li><li>大動脈の血流を停止するmicroclampsを使用してください。遠位クランプ続いて、最初の近位クランプを置きます。 </li><li>小横切開で大動脈を開き、ヘパリン（200単位）と大動脈をフラッシュします。 </li><li>大動脈内皮は、2 - フレンチフォガティ動脈塞栓除去用カテーテル（バクスターヘルスケア、ディアフィールド、イリノイ州、米国）の通過によって裸にされたている。 </li><li>長さが8ミリメートルと12ミリメートルの間の任意の人間のステントサイズを使用し、直径2.5ミリメートル、3ミリメートル。注意：ステントの直径は、前後のステント狭窄を避けるために、10％以上の血管径を超えないようにしてください。注意：同一の研究内ステントの長さを切り替えるしないでください。 </li><li>所望の直径を達成するために適切なバルーンの圧力を用いてステントを展開する。 </li><li>小さな大動脈切開は、9から0 Prolene縫合糸（エチコン、ノルダーシュテット、ドイツ）で閉じられます。 </li><li> 4から0 Vicryl実行中の縫合糸（エチコン、ノルダーシュテット、ドイツ）との層で腹部切開を閉じます。 皮膚の縫合糸はまだViacrylを使用しても7〜14日以内に削除する必要があります。 </li><li>動物には飲料水で7日以上の術中にカルプロフェン（6mg/KG）、およびMetamizolを受けた。 </li></ol>光コヒーレンストモグラフィー（OCT）イメージング OCT画像はM2 OCTイメージングシステム（LightLab Imaging社、マサチューセッツ州ウェストフォード、米国）で得られる。 ImageWireは、組織に光を供給し、信号を収集するためのイメージングプローブです。 ImageWireが0.006で構成されて&quot;（0.15 mm）の光ファイバのコア、0.019の最大外径とシースの内側&quot;（0.48 mm）である。 <ol><li>でラットを麻酔イソフルラン（2％）とケタミン（25 mg / kg体重）。顕微鏡視野の下、大動脈大動脈を露出するために中央値のREDO開腹を行う。 </li><li>近位大動脈および腸骨動脈の両方をクランプする。 </li><li>大動脈の遠位端に横断動脈切開を行う、1ミリリットルPBSは28Gカテーテルを使用してフラッシュとのOCTカテーテルを挿入し、大動脈にそれを転送する。 </li><li>電動プルバックOCT画像は毎秒1.0mmのプルバックの速度で実行されます。 </li><li>毎秒15フレームで画像を取得し、画像がカラールックアップテーブルを使用して表示し、デジタルアーカイブされます。 </li><li>動脈切開を閉じます。 </li><li> 4から0 Vicryl実行中の縫合糸（エチコン、ノルダーシュテット、ドイツ）と腹部と切開を閉じます。 皮膚の縫合糸はまだViacrylを使用しても7〜14日以内に削除する必要があります。 </li><li>最大新生内膜形成は、ステント留置後6週間以内に開発します。 </li></ol> OCT画像の分析 OCTの測定は、ラットベースのインターフェイスでLightLab OCTイメージング独自のソフトウェアを使用して実行されます。 <ol><li>このシステムのための標準的なキャリブレーション技術であるOCT画像の線、の反射するようにシステムをキャリブレーション。 </li><li>トレース内腔と各1.0mmの間隔で手動でステント断面積（CSA）。 </li><li>ルーメンCSAから減算ステントCSAとしてプラーク断面積を計算します。ステントCSA（％）で割ったプラークCSAとしてパーセントのプラーク面積を計算する。平均％のプラークの領域を計算する。 </li></ol> OCTの技術の検証 OCTの結果は、病理組織学的検査（図1）とよく相関する。上記のような組織学的プラークCSAはが計算されます。組織学的には紡錘形細胞と少数の単核炎症細胞の高密度で内膜肥厚を明らかにする。 6週間後に、ステントが完全に新生内膜肉芽組織で覆われているとプラークCSAは1.3を測定± 0.4 mm 2から 2.5ミリメートルステントで。 <img src="/files/ftp_upload/1346/1346fig1tmb.jpg" border="0" /> 図1：OCT（）と組織学（B、倍率16倍）、展開後のステント6週間の画像。 OCT画像から得られたプラークCSAの結果は、病理組織学的検査とよく相関する。してください<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1346/1346fig1.jpg">ここをクリックして</a>図1の拡大バージョンを参照すること。

<ol><li>Langeveld, B., Roks, A. J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Commentary%3A+rat+restenosis+models%3A+means+for+thorough+restenosis+research%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+endovascular+therapy%22%5BJournal%5D)">Commentary: rat restenosis models: means for thorough restenosis research.</a> Journal of endovascular therapy. 12 (3), 343-345 (2005).</li>
<li>Roguin, A., Grenadier, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stent-based+percutaneous+coronary+interventions+in+small+coronary+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22Acute+Card+Care%22%5BJournal%5D)">Stent-based percutaneous coronary interventions in small coronary arteries.</a> Acute Card Care. 8, 70-74 (2006).</li>
<li>Post, M. J., Waltenberger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+Is+Beautiful%3A+A+Miniature+Stent+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Arterioscler.+Thromb.+Vasc.+Biol%22%5BJournal%5D)">Small Is Beautiful: A Miniature Stent Model.</a> Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 27, 701-702 (2007).</li>
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<li>Lowe, H. C., Chesterman, C. N., Khachigian, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rat+aortic+stenting%3A+toward+a+simple+model+of+in-stent+restenosis%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+journal+of+cardiology%22%5BJournal%5D)">Rat aortic stenting: toward a simple model of in-stent restenosis.</a> The American journal of cardiology. 88 (6), 720-721 (2001).</li>
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<li>Kawase, Y., Suzuki, Y., Ikeno, F., Yoneyama, R., Hoshino, K., Ly, H. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+nonuniform+rotational+distortion+between+mechanical+IVUS+and+OCT+using+a+phantom+model.+Ultrasound+in+medicine+%26amp%3B+biology%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Comparison of nonuniform rotational distortion between mechanical IVUS and OCT using a phantom model. Ultrasound in medicine &amp; biology.</a> 33 (1), 67-73 (2007).</li>
</ol>

全てのラットは、標準的な温度、湿度、および照明条件の下で、スタンフォード大学医療センター（スタンフォード、カリフォルニア州）で動物のケア施設に収容され、ラット固形飼料と水を自由に摂取提供されていました。調査は、米国国立衛生研究所（NIH出版番号85から23まで、1996年改訂）が発行する実験動物の管理と使用に関するガイドに準拠し。治験実施計画書は、実験動物のケアに関する紛争処理パネル、スタンフォード大学により承認された。

ウサギの腸骨動脈およびブタの冠動脈モデルが最も頻繁にステント留置1に使用されていますが、放射線と手術機器の組み合わせが必要とされる、動物の収容能力は限られており、ご購入のコストが高くされる。ラットステントモデルの制限事項は、ラット用に特別に設計されたステントの使用の必要性、より多くの血管損傷2で得られる金属間動脈の比率、および血栓症3の人工的に高い発生率です。 ラットのステント留置のモデルは、シンプルで安価、迅速、かつ正確な前臨床モデルの4です。ロウらによるラット大動脈の直接ステント留置。5の最初の報告の後、ステント内再狭窄の病態生理の評価のためのこのモデルの実現可能性と適合性を徹底的に5,6を示されている。ラットの大動脈の直径は、生理的な血管構造の破壊することなく市販のステントの拡張を可能にする十分です。それは彼らがウサギとブタの場合と同様にそのような血栓形成、炎症、およびSMCの増殖などの病態生理学的メカニズムは、これらのラットモデルで開発することが示されている。したがって、これらのモデルは、再狭窄の実際のプロセスの適切な表現です。 OCTの高分解能イメージング技術は、内膜肥厚を評価するのに便利です。侵入深さは1.5〜2ミリメートルですが、その分解能は、血管内超音波（IVUS）7,8のそれよりも大きい大きさの順です。 IVUSとOCTを比較する複数の研究は、OCTは、ステント留置8-10後の新生内膜過形成を評価するために現在好ましい手法であると結論する。特に小血管径の小動物では、OCTの高分解能はそれを再狭窄の評価のための最適な画像診断法をレンダリングします。 要約すると、このビデオは、（1）ラットの大動脈ステント留置が容易に実現可能である、（2）ラット腹部大動脈ステント留置術は、商業的に製造されたステントをテストするのに適していると（3）OCTイメージングは​​、ステント内の長手方向のモニタリングのための正確かつエレガントな技法であることを示しています。再狭窄。

イメージングステント内再狭窄：安価な、信頼性、および迅速な前臨床モデル

Imaging In-Stent Restenosis: An Inexpensive, Reliable, and Rapid Preclinical Model

再狭窄の前臨床モデルでは、ステント内再狭窄につながると、既存および将来の薬剤溶出型ステントを最適化するための病態生理学的プロセスを解明するために不可欠です。 抗体、トランスジェニックやノックアウト株の様々なラットでご利用いただけます。その結果、ラットでのステント内再狭窄のためのモデルはpathobiologicalおよび病態生理学的研究のために便利です。 このビデオでは、我々はハイスループットステント研究に適したラットステントモデルの完全な手順とピット - 滝を紹介。我々は、ステント配置の外科手術、およびOCTの最もエレガントな手法（光コヒーレンストモグラフィ）を使用して、ステント内再狭窄の評価が表示されます。この手法は、プラークのCSAは（断面領域）を評価する上で高精度を提供し、特別な、時間のかかる埋め込み、セクションなどのテクニックを必要とする組織切片、とよく相関している。 OCT画像では、さらに組織学を用いてワンタイムスナップショットと比較すると同じ動物内にステント内再狭窄の開発の長手方向の監視が可能になります。

このビデオでは、ステント内再狭窄の開発のpathobiologicalと病態生理学的プロセスを研究する臨床安価で信頼性の高いモデルを使用する方法を示します。 OCT（光コヒーレンス断層撮影）とOCT画像の解析を用いたin vivoモニタリングで縦にも実証されています。

再狭窄の前臨床モデルは、ステント内再狭窄に至る病態生理学的プロセスを解明し、既存の治療法および……を最適化するために不可欠である。

こんにちは。私はスタンフォード大学の幹細胞移植・移植免疫学研究室のSchwab博士です。私はDee博士です。セントラル大学の心臓胸部外科で研究を行っています。スタンフォード大学心血管医学科のKeno博士です。本日は、ステント留置の手順について解説します。また、生体内イメージングの新しい手法としてOCTについても実演します。当研究室では、血管内ステント狭窄の進展を研究するために、この安価で信頼性が高く、迅速な前臨床モデルを使用しています。それでは、始めていきましょう。この手順を開始するために、ピストンに10 ccsの生理食塩水とD airを充填し、ロックしてステントを準備します。次に、ステントカテーテルとピストルを接続します。ステントの準備が整ったら、雄のSprague-Dawleyラットをイソフルランで麻酔し、上正中切開を行って腎下大動脈を露出させます。以下の手順は顕微鏡下で行います。腹大動脈を、腎動脈の高さから分岐部まで、周囲の組織から剥離します。下大静脈から大動脈を剥離する必要はない点に注意してください。マイクロクランプを使用し、まず近位側にクランプを留置して、大動脈の血流を遮断します。遠位側のクランプに続き、各分枝を個別にクランプします。次に、近位側クランプから十分な距離を離した位置で大動脈に小さな横切開を加え、ヘパリンで洗浄します。大動脈を開通させた後、2 Frenchのフォガティ動脈塞栓除去カテーテルを通過させ、大動脈内皮を剥離させます。ステントからプラスチックキャップを取り外し、ステントを大動脈の位置に挿入して展開します。同一研究内でステントの長さを変更してはいけません。使用するステントに応じて、適切なバルーン圧をかけて目的の直径を実現させてください。ステント前後の狭窄を避けるため、ステントの直径は血管径を10%を超えて上回らないようにしてください。ステントを展開した後、ヘパリンでフラッシュします。ステントの留置が完了したので、顕微鏡の視野を10倍に切り替えます。大動脈の小さな切開口を9.0のプロリン縫合糸で連続縫合し、閉鎖します。最後に、クランプを開放し、腹部の切開創を3-0のVicryl連続縫合糸を用いて層別に閉鎖します。光干渉断層撮影（OCT）イメージングを開始するために、正中再開腹術を行い、腎下大動脈を露出させ、近位大動脈および両腸骨動脈をクランプします。その後、大動脈を横方向に切開します。次に、OCTカテーテルを挿入し、大動脈内へ進めます。そして光が近位から、その、ここに見える通りに移動しています。ええ、そうですね、見えます。おお、これはかなり面白いです。カテーテルを挿入し、OCTイメージングを開始します。大動脈内を生理食塩水でフラッシュし、電動プルバックを行います。OCTイメージングは、1 mm/sのプルバック速度で実施します。画像は1秒あたり15フレームで取得します。取得した画像はカラールックアップテーブルを用いて表示し、デジタルアーカイブに保存します。画像取得が完了したら、9.0 proline連続縫合糸を用いて動脈切開部を閉鎖します。最後に、腹部切開創を3-0 Vicrylの連続縫合で閉鎖します。OCT画像が得られたので、ラット用インターフェースを備えたLightLab OCTイメージング専用ソフトウェアを使用して画像解析を開始できます。まず、OCTイメージングワイヤーの反射を用いてシステムを校正します。次に、計算を行うために、ルーメンとステントの断面積を1mm間隔で手動でトレースします。プラーク断面積は、ステント断面積からルーメン断面積を差し引いて算出します。プラーク面積率（％）は、プラーク断面積をステント断面積で除して算出します。OCTの結果は、組織病理学的なプラークの組織像とよく相関しています。断面積は記載された方法で算出されます。ステント留置6週後の組織学的所見では、紡錘形細胞が高密度に認められる内膜増殖と、わずかな単核炎症細胞の浸潤が認められます。6週間後、ステントは新生内膜の肉芽組織で完全に覆われ、2.5 mmのステントにおけるプラークの断面積は1.3 ± 0.4 mm²となります。以上で、ヒト用ステントをウサギに植え込む方法と、OCTを用いてin vivoで狭窄の進展をモニタリングする方法について解説しました。この手順を行う際は、腹部大動脈（AAR）のサイズがヒトの冠動脈およびステントのサイズと一致するように、500 g以上の重量のラットを使用してください。また、ラボ現象（can lab phenomenon）およびデバイス展開時の血管損傷を避けるように注意してください。以上です。ご視聴ありがとうございました。皆様の実験がうまくいくことを願っております。

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Research

JoVE Journal

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