Model wstawiania żył królika naśladujący operację rewaskularyzacji przy użyciu przeszczepów żył do oceny przerostu błony wewnętrznej pod ciśnieniem tętniczym krwi
May 15th, 2020
Obecny protokół ma na celu eksperymentalne stworzenie przerostu żył wewnętrznych poprzez poddanie żył działaniu ciśnienia krwi tętniczej w celu opracowania strategii osłabienia przerostu żył wewnętrznych po operacji rewaskularyzacji za pomocą przeszczepów żyłowych.
Nasz protokół zapewnia łatwy, opłacalny, powtarzalny i klinicznie istotny model dla badaczy zajmujących się przerostem żylnym błony wewnętrznej. Nasz protokół jest zrównoważony ekonomicznie, klinicznie i technicznie. Dlatego jest to wysoce zalecane dla badaczy, którzy chcą zastosować swoje wyniki in vitro w warunkach in vivo.
Wierzymy, że nasz protokół może być zastosowany do większego modelu zwierzęcego w celu opracowania nowych strategii leczenia chorób niedokrwiennych serca i kończyn dolnych. Nasz protokół dotyczy głównie dziedziny chirurgii sercowo-naczyniowej. Jednak może być również stosowany w leczeniu zmian zwyrodnieniowych w przetokach tętniczo-żylnych u pacjentów ze schyłkową niewydolnością nerek.
Po znieczuleniu miejscowym i profilaktycznym podaniu antybiotyku przeciwbólowego należy zdezynfekować miejsce operowane 10% jodowidonem. I wykonaj nacięcie o grubości od 50 do 60 milimetrów za pomocą skalpela chirurgicznego w okolicy szyjki macicy znieczulonego samca japońskiego białego królika. Tępo wypreparuj tkanki podskórne i powięź, aby odsłonić 20 do 30 milimetrowy odcinek żyły szyjnej.
I użyj jedwabnych szwów 4-0, aby podwiązać wszystkie gałęzie odsłoniętej żyły. Umieść jedwabny szew 2-0 wokół wewnętrznych i zewnętrznych żył szyjnych i wykonaj jednomilimetrowe nacięcie w ścianie żylnej dystalnej strony żyły. Wprowadzić 2-francuski cewnik balonowy od nacięcia w kierunku bliższej strony żyły.
I podwiązaj jedwabny szew 2-0 w dystalnych miejscach żył szyjnych. Napompuj balon 200 mikrolitrami powietrza. I użyj balonu, aby trzykrotnie usunąć błonę wewnętrzną żyły w celu złuszczenia śródbłonka.
Po trzecim pasażu podwiązaj bliższy koniec żyły i przetnij żyłę w miejscu dystalnym. Następnie wprowadzić cewnik dożylny o rozmiarze 20 do pobranej żyły od kierunku dystalnego do bliższego i przeciąć żyłę w miejscu bliższym. Aby połączyć tętnicę szyjną z żyłą szyjną żniwną, odsłoń 20 do 30 milimetrowy odcinek ipsilateralnej tętnicy szyjnej.
I ostrożnie oddziel tętnicę od pobliskiej żyły i nerwu. Podwiązać wszystkie gałęzie odsłoniętej żyły za pomocą jedwabnego szwu 4-0. I podać dożylnie 200 jednostek międzynarodowych na kilogram heparyny sodu.
Zacisnąć proksymalny i dystalny koniec tętnicy za pomocą gumowych klamer chirurgicznych. I przetnij tętnicę między zaciskami. Wstrzyknąć normalną sól fizjologiczną do naciętej tętnicy szyjnej proksymalnie i dystalnie, aby rozciągnąć tętnicę.
I umieść żyłę żniwną w pobliżu tętnicy, aby zespolić naczynie w odwrócony sposób od końca do końca. Aby zespoleć bliższy koniec żyły z dystalnym końcem tętnicy, umieść dwa szwy kotwiczne 8-0 polipropylen w miejscu i po przeciwnej stronie. Dodaj szwy po górnej stronie linii zespolenia między szwami kotwiczącymi.
Odwróć tętnicę i przeszczep żyły do góry nogami. I dodaj szwy na pozostałej części linii zespolenia. Następnie wyjmij cewnik dożylny z żyły i zaciśnij przeszczep żyły proksymalnie.
Odciąć dystalnie tętnicę szyjną. I obserwuj, czy przeszczep żyły rozszerza się stopniowo. Korzystanie z 8-0 Szwy przerywane polipropylenowe, zespolenie dystalnego końca żyły z bliższym końcem tętnicy.
I odkleić tętnicę, aby sprawdzić, czy nie ma krwawienia z miejsc zespolenia. Na koniec podwiązaj tętnicę szyjną wewnętrzną za pomocą jedwabnego szwu 4-0, aby zasymulować zły stan spływu i ułatwić przerost błony wewnętrznej. Następnie oczyść ranę solą fizjologiczną.
Zamknij nacięcie warstwami poliglaktyną 910 3-0. I pozwól królikowi w pełni wyzdrowieć dzięki monitorowaniu przed powrotem zwierzęcia do jego domowej klatki. Na tym reprezentatywnym obrazie można zaobserwować udany przerost błony wewnętrznej po 2 tygodniach od operacji wstawiania żył.
Tutaj można zaobserwować terapeutyczne działanie nanocząstek poli(kwasu mlekowo-ko-glikolowego) naładowanych mikroRNA-145 na morfologię przerostu błony wewnętrznej. Rzeczywiście, leczenie mikroRNA załadowanymi nanocząstkami poli(kwasu mlekowo-ko-glikolowego) powoduje znaczne osłabienie przerostu błony wewnętrznej. Ponadto barwienie immunologiczne Ki-67, markera proliferacji komórek, ujawnia mniej komórek Ki-67-dodatnich w grupie leczonej mikroRNA-145, co wskazuje na zmianę fenotypu komórek mięśni gładkich naczyń krwionośnych z niedojrzałego stanu proliferacyjnego do dojrzałego stanu skurczowego.
Głównym celem naszego protokołu jest osiągnięcie drożności wszczepionego przeszczepu. Ważne jest również, aby potwierdzić, że przeszczep rozszerza się po odciśnięciu tętnicy szyjnej.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten protokół zapewnia opłacalny i powtarzalny model do badania nadciśnienia żylnego warstwy wewnętrznej przez narażenie żył na ciśnienie krwi tętniczej. Jest istotny dla badaczy, którzy pragną opracować strategie leczenia schorzeń związanych z niedokrwieniem serca i chorobami kończyn dolnych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Chirurgia naczyń krwionośnych
- Nadciśnienie żylne warstwy wewnętrznej
- Chirurgia rewaskularyzacyjna
Tło
- Nadciśnienie żylne warstwy wewnętrznej jest częstym powikłaniem po przeszczepach żylnych.
- Zrozumienie mechanizmów leżących u podstawy tego stanu jest kluczowe dla poprawy wyników operacji.
- Obecne modele mogą nie adekwatnie odzwierciedlać scenariusza klinicznego.
- Ten protokół ma na celu wypełnienie tej luki, zapewniając odpowiedni model eksperymentalny.
Cel badania
- Stworzenie modelu nadciśnienia żylnego warstwy wewnętrznej.
- Opracowanie strategii łagodzenia tego stanu po operacji.
- Ułatwienie przekładania wyników in vitro na zastosowania in vivo.
Stosowane metody
- Naranażanie żył na ciśnienie krwi tętniczej.
- Ocenienie rozwoju nadciśnienia żylnego warstwy wewnętrznej.
- Ewaluacja potencjalnych strategii leczenia.
- Wykorzystanie większego modelu zwierzęcego do dalszych badań.
Główne wyniki
- Protokół jest ekonomicznie i klinicznie zbilansowany.
- Pozwalla na powtarzalne wyniki istotne dla ludzkich chorób.
- Potencjalne zastosowania w leczeniu zmian zwyrodnieniowych w przetokach tętniczo-żylnych.
- Zachęca do dalszych badań nad chorobami niedokrwiennymi.
Wnioski
- Ten model może znacząco pomóc w zrozumieniu nadciśnienia żylnego warstwy wewnętrznej.
- Jest cennym narzędziem dla badaczy w dziedzinie chirurgii naczyń krwionośnych.
- Przyszłe badania mogą prowadzić do lepszych strategii leczenia pacjentów z tym schorzeniem.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
This model enables preclinical evaluation of therapeutic strategies targeting venous intimal hyperplasia, a key failure mode in vascular graft revascularization. By replicating arterial pressure exposure in a surgically accessible venous interposition system, it supports mechanistic de-risking of anti-proliferative interventions before costly large-animal or clinical testing. The platform enhances predictive confidence in target validation for vascular smooth muscle phenotype modulation, directly informing go/no-go decisions in cardiovascular therapeutic development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses targeting vascular smooth muscle cell phenotype switching from proliferative to contractile state.
- Operational Value: Provides a reproducible in vivo system to validate target engagement and functional impact of molecular interventions like miR-145 delivery.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantifiable histopathological endpoints (intimal thickness, Ki-67 positivity) for dose-response assessment of candidate therapeutics.
- Operational Value: Supports standardization of venous graft preparation and arterial coupling for consistent phenotypic readouts across studies.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Bridges in vitro findings (e.g., miR-145 effects on VSMCs) to physiologically relevant arterial pressure conditions in vivo.
- Operational Value: Facilitates longitudinal monitoring of graft patency and hyperplasia progression, enabling longitudinal efficacy studies.
Pipeline & Workflow Integration
The model fits within the cardiovascular discovery continuum, supporting target validation after in vitro screening and prior to preclinical efficacy testing in larger models or clinical translation.
- Discovery Biology: Tests mechanistic hypotheses about vascular remodeling pathways under pathophysiological mechanical stress.
- Screening: Delivers quantitative histological and immunohistochemical outputs to rank-order therapeutic candidates.
- Analytics: Enables morphometric and proliferative index analysis (e.g., intimal hyperplasia area, Ki-67+) to compare treatment effects.
- Translational Research: Provides disease-relevant venous graft environment to assess continuity of mechanism from cell culture to tissue-level outcome.
- Enterprise Reuse: Establishes a standardized surgical platform adaptable to multiple therapeutic modalities ( nucleic acids, drugs, biologics) for vascular graft improvement.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in vascular graft failure by isolating intimal hyperplasia as a pressure-dependent process.
- Operational Value: Offers a cost-effective, reproducible model with limited invasiveness, supporting longitudinal studies and reduced animal use.
- Strategic Value: Improves go/no-go criteria by predicting clinical graft failure risk based on hyperplasia attenuation efficacy.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of vascular therapeutic candidates targeting smooth muscle phenotype modulation.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microvascular surgical techniques and venous/arterial anastomosis in small mammals.
- Dependent on access to surgical equipment (microsurgical instruments, sutures, balloon catheters, heparin) and postoperative monitoring facilities.
- Necessitates standardized protocols for venous harvest, intimal denusion, and arterial coupling to ensure model reproducibility.
- Adaptation to larger animal models may require scaling of vessel size, suture gauge, and anticoagulant dosing while preserving arterial pressure exposure.
- Outcome assessment depends on histological processing and immunohistochemical staining capabilities for endpoints like intimal thickness and Ki-67.
