Model wstawiania żył: odpowiedni model do badania drożności przeszczepu bypassów
January 15th, 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.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
To wideo demonstruje model badania rozwoju hiperplazji miointymalnej po operacji interpozycji żylnej u szczurów. Celem procedury jest zbadanie przepuszczalności pomostów chirurgicznych i biologiczne procesy zachodzące podczas zamknięcia pomostu.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Biologia naczyń
- Techniki chirurgiczne
Tło
- Hiperplazja miointymalna jest istotnym problemem w chirurgii naczyniowej.
- Rozumienie przepuszczalności pomostów jest kluczowe dla poprawy wyników operacji.
- Model interpozycji żył szczurzych zapewnia wgląd w te procesy.
- Technika ta umożliwia badanie nowych terapii in vivo.
Cel badania
- Zbadanie rozwoju hiperplazji miointymalnej.
- Ocenę przepuszczalności pomostów w kontrolowanym modelu.
- Zbadanie biologicznych i fizjologicznych reakcji podczas zamknięcia pomostu.
Stosowane metody
- Model interpozycji żył szczurzych do zabiegów chirurgicznych.
- Ocenę głębokości znieczulenia przed operacją.
- Zastosowanie maści weterynaryjnej w celu zapobiegania suchości oczu podczas znieczulenia.
- Demonstracja technik chirurgicznych przez wyszkolonego mikrochirurga.
Główne wyniki
- Udane ustawienie modelu do badania hiperplazji miointymalnej.
- Demonstracja efektywności i łatwości procedury chirurgicznej.
- Wgląd w procesy biologiczne podczas zamknięcia pomostu.
- Możliwość dalszych badań nad nowymi terapiami.
Wnioski
- Model interpozycji żył szczurzych jest skuteczny w badaniu reakcji naczyniowych.
- Technika ta może ułatwić badania w zakresie chirurgii pomostowania.
- Dalsze badania mogą opierać się na wynikach w celu poprawy wyników operacji.
Często zadawane pytania
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.
