Vein Interpositie Model: Een geschikt model om te studeren Bypass Graft Patency
January 15th, 2017
Deze video demonstreert een model om de ontwikkeling van myointimale hyperplasie na veneuze interpositiechirurgie bij ratten te bestuderen.
Het algemene doel van deze procedure is om bypass-graft-patentie te bestuderen in een rat-vene-interpositiemodel. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in het gebied van bypass-chirurgie, zoals de onderliggende weg van biologische en fysiologische processen tijdens bypass-occlusie. Het grote voordeel van deze techniek is dat de chirurgische procedure eenvoudig en snel is, en kan worden gebruikt om nieuwe therapeutische behandelingen en sporen in vivo te bestuderen.
De techniek wordt gedemonstreerd door Grigol Tediashvili, een micro-chirurg uit ons laboratorium. Controleer vóór de operatie op een voldoende diepte van anesthesie door in de achtervoeten van de rat te knijpen en het ontbreken van reflexen te controleren. Breng vervolgens wat dierenartszalf aan op de ogen om uitdroging tijdens anesthesie te voorkomen.
Spreid vervolgens de achterpoten en fixeer hun positie met tape. Scheer vervolgens het inguinale haar met een haartjes en desinfecteer vervolgens het gebied uitgebreid met povidon-jodium gevolgd door 80%alcohol. Herhaal deze wisselende scrubs in totaal drie keer.
Nu onder een microscoop een verticale incisie langs de linea inguinalis uitvoeren. Gebruik vervolgens twee pincetten om de onderhuidse weefsels voorzichtig te scheiden en de oppervlakkige epigastrische ader tot aan de oorsprong op de femorale ader bloot te leggen. Doe dit heel voorzichtig, omdat de ader kwetsbaar is.
Stop vervolgens de bloedstroom door de oppervlakkige epigastrische ader met twee klemmen. Verzamel nu een segment van de ader. Til de geïsoleerde ader voorzichtig op en snij door het vat met micro-schaars.
Plaats vervolgens het aderstuk op steriel gaas. Schuif daar voorzichtig een 30-gauge naald in een uiteinde en spoel de ader met heparine. Breng vervolgens de ader over in 1%lidocaine en bewaar het op ijs om spasmen te voorkomen.
Euthanasie nu de donorrat door de anesthesie te verhogen tot 5%isofluraan. Bereid vervolgens de ontvangerrat voor op de anastomoses op dezelfde manier als de donorrat tot aan de scheerstap. Na twee tot drie minuten van 5% isofluaan, opent u de buik van de donorrat langs de linea alba, snijdt u door het diafragma en verwijdert u het hart om de circulatie te stoppen.
Ga door met het voorbereiden van de ontvangerrat voor de operatie. Scheer de mediale zijde van de benen met een haartjes en desinfecteer de huid met drie wisselende scrubs van povidon-jodium en 80%ethanol. Voordat u verder gaat, voert u nog een teenprik uit om de anesthesie te controleren.
Voer nu een mediane femorale incisie uit vanaf het knie tot aan de inguinale vouw. Gebruik onder de microscoop twee pincetten om de femorale ader van zijn omgeving te scheiden. Gebruik vervolgens twee microklemmen om de bloedstroom te stoppen, waarbij de proximale klem eerst wordt geplaatst.
Snijd vervolgens een kort segment van de geklemde femorale ader uit en gooi het weg. Verkort de resterende arteriële stomp om een opening te laten die één tot twee millimeter groter is dan de venenaft. Spoel vervolgens de arteriële stomp met heparine uit een 30-gauge naald.
Als de adventitia iets uitsteekt voorbij de vaastomp, gebruik pincetten om de adventitia lichtjes over het uiteinde van het vat te trekken en verwijder vervolgens een stukje adventitia. Plaats nu het verzamelde aderstuk tussen de arteriële stompen in de juiste oriëntatie en pas de grootte van de opening aan voor een goede pasvorm. Voer nu eerst de proximale anastomose uit met behulp van 10-0 proleennaald.
Begin met het naaien van elke laterale zijde en voeg vervolgens nog drie hechtingen toe aan de ventrale zijde. Werk af met drie steken aan de dorsale zijde. Verbind vervolgens de distale vaten met behulp van dezelfde techniek, beginnend met een draad aan elke laterale zijde, gevolgd door drie steken aan de ventrale zijde en vervolgens afwerken aan de dorsale zijde.
Na het voltooien van de anastomosen, laad twee ene-milliliter spuiten met de componenten van de fibrine lijm. Til vervolgens voorzichtig de graft op met pincetten en breng ongeveer 100 microliter van component één onder de graft aan, gevolgd door 100 microliter van component twee. De twee componenten moeten altijd in dezelfde volumes worden toegevoegd.
Plaats nu de graft terug op zijn plaats en breng 100 microliter van elk component aan over de graft om de graft en de anastomose volledig te bedekken. Dit voorkomt anastomotische insufficiëntie en overmatige verwijding van de venenaft. Open nu voorzichtig de klemmen, beginnend met de distale klem.
Bevestig vervolgens een succesvolle operatie door een zichtbare puls in de getransplanteerde ader en distale ader van de graft te controleren. Voordat u de huid sluit, verwijdert u eventuele overtollige lijm die de sluiting kan belemmeren. Sluit vervolgens de huidlagen met 5-0 proleennaalden.
Voordat de rat wakker wordt, injecteer vier tot vijf milligram carprofen per kilogram subcutaan. Houd het dier in de gaten totdat het voldoende bewustzijn heeft herkregen om sternal te blijven liggen. Geef de rat vervolgens een thuiscamer zonder andere dieren.
Bied de komende drie dagen metamizole in het drinkwater aan en controleer dagelijks de herstel van de rat. Zodra volledig hersteld, kan de rat bij andere ratten worden gehuisvest. Dieren herstellen goed van de operatie en vertoonden een uitstekende fysieke conditie na de operatie.
Succesvolle integratie van de ader in de femorale ader en graft-patentie na transplantatie werd non-invasief bevestigd met behulp van duplex-echografie. Door de ader van een luke-positieve rat naar een luke-negatieve rat te transplanteren, werd bioluminescentie-beeldvorming gebruikt om de aanwezigheid van de graft te controleren. Er werd vastgesteld dat myointimale hyperplasie zich geleidelijk in de graft ontwikkelt over tijd.
Histologische kleuring met Masson's trichrome toont myointimale formatie binnen de interne elastische lamina. Om te bevestigen dat het model de dynamica van myointimale hyper
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overzicht
Deze video demonstreert een model om de ontwikkeling van myointimale hyperplasie na veneuze interpositiechirurgie bij ratten te bestuderen. De procedure beoogt de doorlaatbaarheid van bypass-grafts en de biologische processen tijdens bypass-occlusie te onderzoeken.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Vasculair onderzoek
- Chirurgische technieken
Achtergrond
- Myointimale hyperplasie is een belangrijke zorg in de vaatchirurgie.
- Het begrijpen van de doorlaatbaarheid van bypass-grafts is cruciaal voor het verbeteren van chirurgische resultaten.
- Het rattenveneuze interpositiemodel biedt inzicht in deze processen.
- Deze techniek maakt de studie van nieuwe therapeutische middelen in vivo mogelijk.
Doel van het onderzoek
- Om de ontwikkeling van myointimale hyperplasie te onderzoeken.
- Om de doorlaatbaarheid van bypass-grafts in een gecontroleerd model te beoordelen.
- Om biologische en fysiologische reacties tijdens bypass-occlusie te verkennen.
Gebruikte methoden
- Rattenveneuze interpositiemodel voor chirurgische procedures.
- Beoordeling van de diepte van anesthesie vóór de operatie.
- Toepassing van vetzalf om droge ogen tijdens anesthesie te voorkomen.
- Demonstratie van chirurgische technieken door een getrainde microchirurg.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle totstandkoming van een model voor het bestuderen van myointimale hyperplasie.
- Demonstratie van de efficiëntie en gemak van de chirurgische procedure.
- Inzichten in de biologische processen tijdens bypass-occlusie.
- Mogelijkheden voor toekomstige studies over nieuwe therapeutische middelen.
Conclusies
- Het rattenveneuze interpositiemodel is effectief voor het bestuderen van vasculaire reacties.
- Deze techniek kan onderzoek in bypasschirurgie vergemakkelijken.
- Verdere studies kunnen voortbouwen op de bevindingen om chirurgische resultaten te verbeteren.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
This rat vein interposition model provides a cost-effective and scalable system to study bypass graft patency loss, a critical challenge in vascular therapeutics development. By enabling longitudinal assessment of myointimal hyperplasia—the primary cause of graft failure—it supports mechanistic de-risking of novel interventions targeting vascular remodeling pathways. The model’s compatibility with duplex sonography and histological analysis allows for quantitative, translatable readouts that inform go/no-go decisions in preclinical pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to vascular injury response and neointima formation mechanisms.
- Operational Value: Facilitates biological de-risking of targets through reproducible induction of graft patency loss in a disease-relevant system.
- Predictive Value: Supports target confidence by modeling progressive luminal obliteration over time, aligning with clinical timelines of restenosis.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated venous grafts for compound testing by establishing a consistent baseline of patency loss progression.
- Operational Value: Delivers quantitative duplex sonography outputs and histological metrics suitable for assay standardization and inter-laboratory reproducibility.
- Scalability: Permits sufficient tissue yield for multimodal analysis, supporting medium-throughput screening of pharmacological or genetic modifiers.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Recapitulates human-like myointimal hyperplasia dynamics, enhancing translational biomarker relevance for vascular proliferation pathways.
- Operational Value: Bridges discovery and preclinical stages by providing a continuous readout of graft integrity from acute surgery to chronic failure.
- Risk Mitigation: Informs preclinical advancement decisions by quantifying time-dependent patency loss, reducing failure risk in later-stage vascular device or drug evaluation.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the discovery-to-preclinical continuum, particularly for vascular biology programs focused on restenosis, graft failure, or anti-proliferative therapies.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification and target validation by enabling controlled study of smooth muscle cell proliferation and extracellular matrix deposition in venous grafts.
- Screening: Provides assay-ready grafts with measurable patency endpoints via duplex sonography, allowing reliable compound effect assessment.
- Analytics: Generates quantitative luminal area measurements and histological scoring that help compare therapeutic conditions and mechanism of action.
- Translational Research: Aligns with preclinical validation by modeling progressive graft failure observed in clinical saphenous vein bypass grafts.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable vascular surgery platform adaptable to multiple therapeutic modalities, including siRNA, small molecules, or tissue-engineered grafts.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Delivers predictive confidence in target validation by modeling a clinically relevant mechanism of graft failure.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility through defined surgical steps, anesthesia protocols, and non-invasive imaging validation.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early go/no-go decisions based on quantifiable patency outcomes, reducing late-stage attrition.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of vascular programs by providing mechanistic insight into neointima formation modifiers.
Implementation Considerations
- Requires microsurgical expertise and access to stereomicroscopes, micro-instruments, and vascular sutures.
- Dependent on duplex sonography equipment for longitudinal patency monitoring and histological processing infrastructure for endpoint analysis.
- Necessitates cross-team standardization between surgery, imaging, and histology teams to ensure consistent data collection.
- Adaptation to other rodent models or vascular beds may require technical adjustments due to vessel size and hemodynamic differences.
- Practical limitations include the need for aseptic technique, postoperative analgesia protocols, and controlled housing to minimize confounding variables in recovery and graft assessment.
