Model wstawiania żył: odpowiedni model do badania drożności przeszczepu bypassów
15 stycznia 2017
Ten film demonstruje model do badania rozwoju przerostu mięśniowo-wewnętrznego, po operacji wstawiania żył u szczurów.
Ogólnym celem tej procedury jest zbadanie drożności przeszczepu bypassów w modelu wstawiania żył szczurów. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie chirurgii pomostowania, takie jak leżąca u podstaw ścieżka procesów biologicznych i fizjologicznych podczas okluzji bypassów. Główną zaletą tej techniki jest to, że zabieg chirurgiczny jest łatwy i szybki, co można wykorzystać do badania nowych terapii i dróg in vivo.
Technikę zademonstruje Grigol Tediashvili, mikrochirurg z naszego laboratorium. Przed zabiegiem sprawdź, czy znieczulenie jest wystarczająco głębokie, szczypiąc tylne łapy szczura i sprawdzając brak odruchów. Następnie nałóż maść weterynaryjną na oczy, aby zapobiec wysuszeniu podczas znieczulenia.
Następnie rozłóż tylne nogi i ustal ich pozycję za pomocą taśmy. Następnie zgol włosy pachwinowe za pomocą trymera do włosów, a następnie szeroko zdezynfekuj obszar za pomocą jodu powidonu, a następnie 80% alkoholu. Powtórz te naprzemienne peelingi w sumie trzy razy.
Teraz pod mikroskopem wykonaj pionowe nacięcie wzdłuż linea inguinalis. Następnie za pomocą dwóch kleszczy delikatnie oddzielij tkanki podskórne i odsłoń powierzchowną żyłę nadbrzusza aż do jej początku na żyle udowej. Rób to bardzo ostrożnie, ponieważ żyła jest delikatna.
Następnie zatrzymaj przepływ krwi przez powierzchowną żyłę nadbrzusza za pomocą dwóch zacisków. Teraz zbierz odcinek żyły. Ostrożnie podnieś izolowaną żyłę i przetnij naczynie za pomocą mikronożyczek.
Następnie umieść odcinek żyły na sterylnej gazie. Tam ostrożnie wsuń igłę o rozmiarze 30 do jednego końca i przepłucz żyłę heparyną. Następnie przenieś żyłę do 1% lidokainy i trzymaj ją na lodzie, aby zapobiec skurczom.
Teraz poddaj szczura eutanazji dawcę, zwiększając znieczulenie do 5% izofluranu. Następnie, przygotowując się do anastamoz, przygotuj szczura biorcę w taki sam sposób, jak szczura dawcę, aż do etapu golenia. Po dwóch do trzech minutach 5% izofluranu otwórz brzuch szczura dawcy wzdłuż kresy białej, przetnij przeponę i usuń serce, aby zatrzymać krążenie.
Kontynuuj przygotowanie szczura biorcy do operacji. Ogol przyśrodkową stronę nóg maszynką do strzyżenia włosów i zdezynfekuj skórę trzema naprzemiennymi peelingami z jodonu powidonu i 80% etanolu. Zanim przejdziesz dalej, wykonaj kolejne uszczypnięcie palca u nogi, aby monitorować znieczulenie.
Teraz wykonaj środkowe nacięcie kości udowej od kolana do fałdu pachwinowego. Pod mikroskopem użyj dwóch kleszczyków, aby oddzielić tętnicę udową od jej otoczenia. Następnie użyj dwóch mikro zacisków, aby zatrzymać przepływ krwi, umieszczając najpierw zacisk proksymalny.
Następnie wytnij krótki odcinek zaciśniętej tętnicy udowej i wyrzuć go. Skróć pozostały kikut tętnicy, aby pozostawić szczelinę o jeden do dwóch milimetrów większą niż przeszczep żyły. Następnie przepłucz kikut tętnicy heparyną z igły o rozmiarze 30.
Jeśli przydanka wystaje nieco poza kikut naczynia, użyj kleszczy, aby lekko przeciągnąć przydankę przez koniec naczynia, a następnie usuń kawałek przydanki. Teraz umieść pobrany segment żyły między kikutami tętnic we właściwej orientacji i dostosuj rozmiar szczeliny, aby uzyskać dobre dopasowanie. Teraz najpierw wykonaj zespolenie proksymalne za pomocą szwu 10-0 prolenowego.
Zacznij od zszycia każdej bocznej strony, a następnie dodaj trzy kolejne szwy po stronie brzusznej. Zakończ trzema szwami po stronie grzbietowej. Następnie połącz dystalne naczynia tą samą techniką, zaczynając od szwu po każdej stronie bocznej, następnie trzech szwów po stronie brzusznej, a następnie kończąc na stronie grzbietowej.
Po wykonaniu zespoleń załadować dwie jednomililitrowe strzykawki ze składnikami kleju fibrynowego. Następnie ostrożnie podnieś przeszczep kleszczami i nałóż około 100 mikrolitrów składnika pierwszego pod przeszczep, a następnie 100 mikrolitrów składnika drugiego. Oba składniki muszą być zawsze dodawane w tych samych woluminach.
Teraz umieść przeszczep z powrotem na swoim miejscu i nałóż 100 mikrolitrów każdego składnika na przeszczep, aby całkowicie pokryć przeszczep i zespolenie. Zapobiega to niewydolności zespolenia i nadmiernemu rozdęciu przeszczepu żyły. Teraz ostrożnie otwórz zaciski, zaczynając od dystalnego zacisku.
Następnie potwierdź udaną operację, sprawdzając, czy nie ma widocznego tętna w przeszczepionej żyle i dystalnej tętnicy przeszczepu. Przed zamknięciem skóry usuń nadmiar kleju, który mógłby utrudniać zamknięcie. Następnie zamknij warstwy skóry za pomocą szwów prolenowych 5-0
.Zanim szczur się obudzi, wstrzyknij podskórnie od czterech do pięciu miligramów karprofenu na kilogram. Miej oko na zwierzę, dopóki nie odzyska wystarczającej przytomności, aby utrzymać leżący mostek. Następnie daj szczurowi domową klatkę bez innych zwierząt.
Przez następne trzy dni podawaj metamizol w wodzie pitnej i codziennie sprawdzaj regenerację szczura. Po całkowitym wyzdrowieniu szczur może być trzymany w domu z innymi szczurami. Zwierzęta dobrze wracają do zdrowia po operacji i wykazały doskonałą kondycję fizyczną po operacji.
Pomyślne zintegrowanie żyły z tętnicą udową i drożność przeszczepu po przeszczepieniu potwierdzono nieinwazyjnie za pomocą ultrasonografii dupleksowej. Poprzez przeszczepienie żyły szczura luke-dodatniego szczurowi letniemu, wykorzystano obrazowanie bioluminescencyjne do monitorowania obecności przeszczepu. Stwierdzono, że przerost mięśniówki wewnętrznej rozwija się stopniowo w przeszczepie w miarę upływu czasu.
Barwienie histologiczne trichromem Massona wykazuje tworzenie się mięśnio-błony wewnątrz wewnętrznej blaszki elastycznej. Aby potwierdzić, że model odtwarza dynamikę przerostu mięśniowo-intimalnego, zmierzono zacieranie światła. Obserwowano stopniową utratę drożności przeszczepu od siedmiu do 28 dni po operacji, co dobrze pasuje do modelu.
Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w 20 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Dziękujemy za oglądanie i życzymy powodzenia w eksperymentach.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
W niniejszym filmie zaprezentowano model służący do badania rozwoju hiperplazji intimy mięśniowej po operacji interpozycji żylnej u szczurów. Procedura ta ma na celu zbadanie drożności pomostu naczyniowego oraz procesów biologicznych zachodzących podczas jego zamykania.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neurobiologia
- Biologia naczyniowa
- Techniki chirurgiczne
Wstęp
- Hiperplazja neointimy stanowi istotny problem w chirurgii naczyniowej.
- Zrozumienie drożności pomostów naczyniowych jest kluczowe dla poprawy wyników chirurgicznych.
- Model interpozycji żyły szczura pozwala na poznanie tych procesów.
- Technika ta umożliwia badanie nowych metod terapeutycznych in vivo.
Cel badania
- Zbadanie rozwoju hiperplazji mięśniowo-intimalnej.
- Ocena drożności pomostów naczyniowych w kontrolowanym modelu.
- Zbadanie odpowiedzi biologicznych i fizjologicznych podczas zamknięcia pomostu.
Zastosowane metody
- Model interpozycji żyły szczura do procedur chirurgicznych.
- Ocena głębokości znieczulenia przed operacją.
- Aplikacja maści weterynaryjnej w celu zapobiegania wysychaniu oczu podczas znieczulenia.
- Prezentacja technik chirurgicznych przeprowadzona przez wykwalifikowanego mikrochirurga.
Główne wyniki
- Skuteczne opracowanie modelu do badania hiperplazji myointimalnej.
- Wykazanie efektywności i łatwości wykonania procedury chirurgicznej.
- Wgląd w procesy biologiczne podczas okluzji pomostu naczyniowego.
- Potencjał do prowadzenia przyszłych badań nad nowymi metodami terapeutycznymi.
Wnioski
- Model interpozycji żyły szczura jest skuteczny w badaniu odpowiedzi naczyniowych.
- Technika ta może ułatwić badania w zakresie operacji pomostowania.
- Dalsze badania mogą opierać się na tych wynikach w celu poprawy efektów chirurgicznych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ten model interpozycji żyły szczura stanowi kosztowo efektywny i skalowalny system do badania utraty drożności pomostów naczyniowych, co jest krytycznym wyzwaniem w rozwoju terapii naczyniowych. Umożliwiając podłużną ocenę hiperplazji myointimalnej — głównej przyczyny niepowodzenia przeszczepów — model ten wspiera mechanistyczne ograniczanie ryzyka w przypadku nowych interwencji celujących w szlaki przebudowy naczyniowej. Kompatybilność modelu z sonografią dopplerowską i analizą histologiczną pozwala na uzyskanie ilościowych, przekładalnych wyników, które stanowią podstawę do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań w etapach przedklinicznych.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych dotyczących odpowiedzi na uszkodzenie naczyniowe oraz mechanizmów tworzenia się neointimy.
- Wartość operacyjna: Ułatwia biologiczną ocenę ryzyka celów terapeutycznych poprzez powtarzalną indukcję utraty drożności przeszczepu w systemie odpowiadającym przebiegowi choroby.
- Wartość prognostyczna: Zwiększa pewność co do wyboru celu poprzez modelowanie postępującej obliteracji światła naczynia w czasie, co jest zgodne z klinicznym harmonogramem restenozy.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Przygotowuje zwalidowane przeszczepy żylne do testów złożonych poprzez ustalenie spójnej linii bazowej progresji utraty drożności.
- Wartość operacyjna: Dostarcza ilościowe wyniki sonografii dopplerowskiej oraz wskaźniki histologiczne odpowiednie do standaryzacji testów i reprodukowalności między laboratoryjnej.
- Skalowalność: Umożliwia uzyskanie wystarczającej ilości tkanki do analizy multimodalnej, wspierając średnioprzepływowe przesiewanie modyfikatorów farmakologicznych lub genetycznych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Odzwierciedla dynamikę hiperplazji neointimalnej podobną do ludzkiej, zwiększając translacyjną istotność biomarkerów dla szlaków proliferacji naczyniowej.
- Wartość operacyjna: Łączy etapy odkrywcze i przedkliniczne, zapewniając ciągły odczyt integralności przeszczepu od fazy ostrej po operacji do chronicznej niewydolności.
- Minimalizacja ryzyka: Wspiera decyzje dotyczące postępów przedklinicznych poprzez kwantyfikację zależnej od czasu utraty drożności, co zmniejsza ryzyko niepowodzenia w późniejszych etapach oceny leków lub urządzeń naczyniowych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model ten wpisuje się w kontinuum od odkrycia do badań przedklinicznych, w szczególności w programach biologii naczyniowej skoncentrowanych na restenozie, niewydolności przeszczepów lub terapiach antyproliferacyjnych.
- Biologia odkrywcza: Wspiera wyjaśnianie szlaków sygnałowych i walidację celów terapeutycznych, umożliwiając kontrolowane badanie proliferacji komórek mięśni gładkich oraz odkładania macierzy zewnątrzkomórkowej w przeszczepach żylnych.
- Przesiewanie: Zapewnia gotowe do analizy przeszczepy z mierzalnymi punktami końcowymi drożności za pomocą sonografii dopplerowskiej, co pozwala na wiarygodną ocenę wpływu związków chemicznych.
- Analityka: Generuje ilościowe pomiary powierzchni światła naczynia oraz oceny histologiczne, które pomagają w porównywaniu warunków terapeutycznych i mechanizmów działania.
- Badania translacyjne: Jest zgodna z walidacją przedkliniczną poprzez modelowanie postępującej niewydolności przeszczepów obserwowanej w klinicznych pomostach z żyły odpiszczelnej.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Stanowi wielokrotnie wykorzystywalną platformę chirurgii naczyniowej, którą można dostosować do wielu modalności terapeutycznych, w tym siRNA, małych cząsteczek lub przeszczepów inżynierii tkankowej.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zapewnia pewność prognostyczną w walidacji celu poprzez modelowanie istotnego klinicznie mechanizmu odrzucenia przeszczepu.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzację i powtarzalność dzięki zdefiniowanym etapom chirurgicznym, protokołom znieczulenia oraz walidacji za pomocą nieinwazyjnego obrazowania.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową, umożliwiając wczesne podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) w oparciu o mierzalne wyniki drożności, co redukuje liczbę niepowodzeń na późnych etapach.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację programów naczyniowych z uwzględnieniem ryzyka poprzez dostarczanie wglądu mechanistycznego w modyfikatory tworzenia się neointimy.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w mikrochirurgii oraz dostępu do stereomikroskopów, mikroinstrumentów i szwów naczyniowych.
- Zależność od sprzętu do sonografii dopplerowskiej w celu monitorowania długoterminowej drożności oraz infrastruktury do obróbki histologicznej w celu analizy końcowej.
- Konieczność standaryzacji międzyzespołowej w zakresie chirurgii, obrazowania i histologii w celu zapewnienia spójności gromadzonych danych.
- Adaptacja do innych modeli gryzoni lub łożysk naczyniowych może wymagać korekt technicznych ze względu na różnice w rozmiarze naczyń i hemodynamice.
- Ograniczenia praktyczne obejmują konieczność stosowania technik aseptycznych, protokołów przeciwbólowych pooperacyjnych oraz kontrolowanych warunków utrzymania zwierząt, aby zminimalizować zmienne zakłócające proces rekonwalescencji i ocenę przeszczepu.
