Vein Interpositie Model: Een geschikt model om te studeren Bypass Graft Patency
15 januari 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
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze video demonstreert een model om de ontwikkeling van myointimale hyperplasie te bestuderen na een veneuze interpositiechirurgie bij ratten. De procedure is bedoeld om de doorgankelijkheid van bypassgrafts en de biologische processen die betrokken zijn bij bypassocclusie te onderzoeken.
Belangrijkste studieonderdelen
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Vasculaire biologie
- Chirurgische technieken
Achtergrond
- Myointimale hyperplasie is een aanzienlijk probleem in de vaatchirurgie.
- Inzicht in de doorgankelijkheid van bypassgrafts is cruciaal voor het verbeteren van de chirurgische resultaten.
- Het ratte-ader-interpositiemodel biedt inzicht in deze processen.
- Deze techniek maakt de studie van nieuwe therapeutische middelen in vivo mogelijk.
Doel van de studie
- Om de ontwikkeling van myointimale hyperplasie te onderzoeken.
- Om de openheid van bypassgrafts in een gecontroleerd model te beoordelen.
- Om biologische en fysiologische reacties tijdens bypassocclusie te verkennen.
Gebruikte methoden
- Interpositiemodel van een ratteader voor chirurgische procedures.
- Beoordeling van de anesthesiediepte voorafgaand aan de operatie.
- Aanbrengen van veterinaire zalf om ooguitdroging tijdens de anesthesie te voorkomen.
- Demonstratie van chirurgische technieken door een getrainde microchirurg.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle vestiging van een model voor het bestuderen van myointimale hyperplasie.
- Demonstratie van de efficiëntie en het gemak van de chirurgische procedure.
- Inzichten in de biologische processen tijdens bypass-occlusie.
- Potentieel voor toekomstige studies naar nieuwe therapeutica.
Conclusies
- Het rattenvene-interpositiemodel is effectief voor het bestuderen van vasculaire responsen.
- Deze techniek kan onderzoek naar bypasschirurgie faciliteren.
- Verdere studies kunnen voortbouwen op deze bevindingen om chirurgische resultaten te verbeteren.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de Industrie
Dit model voor vene-interpositie bij ratten biedt een kosteneffectief en schaalbaar systeem om het verlies van doorgankelijkheid van bypassgrafts te bestuderen, een kritische uitdaging bij de ontwikkeling van vasculaire therapieën. Door longitudinale beoordeling van myointimale hyperplasie — de primaire oorzaak van graftfalen — mogelijk te maken, ondersteunt het de mechanistische risicoanalyse van nieuwe interventies die gericht zijn op vasculaire remodelleringspaden. De compatibiliteit van het model met duplexsonografie en histologische analyse maakt kwantitatieve, vertaalbare resultaten mogelijk die go/no-go-beslissingen in preklinische pijplijnen onderbouwen.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen te onderzoeken met betrekking tot de respons op vaatletsel en de mechanismen van neointimavorming.
- Operationele waarde: Faciliteert biologische risicoreductie van targets door reproduceerbare inductie van verlies van graft-doorgankelijkheid in een ziekterellevant systeem.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt het vertrouwen in targets door de progressieve luminale obliteratie in de tijd te modelleren, wat overeenkomt met de klinische tijdlijnen van restenose.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Bereidt gevalideerde veneuze grafts voor op compound-testen door een consistente basislijn van de progressie van het verlies van openheid vast te stellen.
- Operationele waarde: Levert kwantitatieve duplex-sonografie-uitkomsten en histologische metrieken die geschikt zijn voor assay-standaardisatie en reproduceerbaarheid tussen laboratoria.
- Schaalbaarheid: Maakt een voldoende weefselopbrengst mogelijk voor multimodale analyse, ter ondersteuning van medium-throughput screening van farmacologische of genetische modifiers.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Recapituleert de dynamiek van menselijke myointimale hyperplasie, waardoor de translationele relevantie van biomarkers voor vasculaire proliferatiepaden wordt vergroot.
- Operationele waarde: Slaat een brug tussen de ontdekkingsfase en preklinische stadia door een continue readout van de integriteit van het transplantaat te bieden, van de acute chirurgie tot chronisch falen.
- Risicobeperking: Onderbouwt beslissingen over preklinische voortgang door tijdsonafhankelijk verlies van openheid (patency) te kwantificeren, waardoor het risico op falen bij latere evaluaties van vasculaire hulpmiddelen of geneesmiddelen wordt verminderd.
Integratie van Pipeline & Workflow
Het model past binnen het continuüm van ontdekking naar preklinisch onderzoek, in het bijzonder voor programma's in de vasculaire biologie die gericht zijn op restenose, graftfalen of antiproliferatieve therapieën.
- Discovery Biology: Ondersteunt de verduidelijking van signaalpaden en targetvalidatie door gecontroleerde studie van proliferatie van gladde spiercellen en depositie van de extracellulaire matrix in veneuze grafts mogelijk te maken.
- Screening: Levert assay-klare grafts met meetbare eindpunten voor patentie via duplexsonografie, waardoor een betrouwbare beoordeling van het effect van verbindingen mogelijk is.
- Analytics: Genereert kwantitatieve metingen van het luminale areaal en histologische scoring die helpen bij het vergelijken van therapeutische condities en het werkingsmechanisme.
- Translationeel onderzoek: Sluit aan bij preklinische validatie door het modelleren van progressief graftfalen zoals waargenomen bij klinische bypassgrafts van de vena saphena.
- Enterprise Reuse: Vormt een herbruikbaar vasculair chirurgisch platform dat aanpasbaar is aan meerdere therapeutische modaliteiten, waaronder siRNA, kleine moleculen of tissue-engineered grafts.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Biedt voorspellende zekerheid bij doelwitvalidatie door het modelleren van een klinisch relevant mechanisme van transplantaatfalen.
- Operationele waarde: Waarborgt standaardisatie en reproduceerbaarheid door gedefinieerde chirurgische stappen, anesthesieprotocollen en niet-invasieve beeldvormingsvalidatie.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door vroege go/no-go-beslissingen mogelijk te maken op basis van kwantificeerbare resultaten met betrekking tot de openhoudendheid, waardoor uitval in een laat stadium wordt verminderd.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering van vasculaire programma's door mechanistisch inzicht te verschaffen in modifiers van neointimavorming.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist microsurgische expertise en toegang tot stereomicroscopen, micro-instrumenten en vasculaire hechtdraden.
- Afhankelijk van duplex-sonografieapparatuur voor longitudinale monitoring van de doorgankelijkheid en histologische verwerkingsinfrastructuur voor analyse aan het eindpunt.
- Vereist standaardisatie tussen de chirurgie-, beeldvormings- en histologieteams om een consistente gegevensverzameling te waarborgen.
- Aanpassing aan andere knaagdiermodellen of vasculaire bedden kan technische aanpassingen vereisen vanwege verschillen in vatgrootte en hemodynamiek.
- Praktische beperkingen omvatten de noodzaak van aseptische technieken, protocollen voor postoperatieve analgesie en gecontroleerde huisvesting om storende variabelen bij het herstel en de graftbeoordeling te minimaliseren.
