В протоколе представлена модель выживания грызунов для тестирования вмешательств с помощью баллона венопластики (VB) в нетромботических, тромботических и посттромботических глубоких венах.
Методическая статья
В протоколе представлена модель выживания грызунов для тестирования вмешательств с помощью баллона венопластики (VB) в нетромботических, тромботических и посттромботических глубоких венах.
Баллонная венопластика является широко используемым клиническим методом лечения стеноза глубоких вен и окклюзии в результате травмы, врожденных анатомических аномалий, острого тромбоза глубоких вен (ТГВ) или стентирования. Хроническая обструкция глубоких вен гистопатологически характеризуется тромбозом, фиброзом или и тем, и другим. В настоящее время не существует прямого лечения для борьбы с этими патологическими процессами. Таким образом, необходима надежная животная модель in vivo для тестирования новых вмешательств. Модель баллонной венопластики (VBM) выживаемости грызунов в нижней полой вене (IVC) позволяет изучать баллонную венопластику при нетромботических и посттромботических состояниях в различные временные точки. Местный и системный эффект баллонов венопластики с покрытием и без покрытия может быть количественно определен с помощью анализов тканей, тромбов и крови, таких как полимеразная цепная реакция в реальном времени (ОТ-ПЦР), вестерн-блоттинг, иммуноферментный анализ (ИФА), зимография, клеточный анализ стенок вен и тромбов, анализы цельной крови и плазмы, а также гистологический анализ. VBM воспроизводим, воспроизводим, воспроизводит хирургические вмешательства человека, может идентифицировать локальные изменения белка стенки вены и позволяет проводить несколько анализов одного и того же образца, уменьшая количество необходимых животных в группе.
Обструкция глубоких вен из-за неустраненных тромбов является распространенным последствием тромбоза глубоких вен (ТГВ) и является одной из причин посттромботического синдрома (ПТС), обходясь в миллиарды долларов в здравоохранение и значительно влияя на качество жизни 1,2,3. ПТС является уникальной воспалительной патологией с последующим фиброзом стенки вены4, который не полностью отражен в моделях ТГВ мелких животных 5,6,7, и, что более важно, предыдущие модели не могут оценить реакцию на терапевтические вмешательства. Тромботические венозные обструкции часто лечатся стентированием и баллонной венопластикой 8,9; Такие вмешательства затруднены высокой частотой повторных вмешательств из-за рестеноза и окклюзии 10,11,12.
Несмотря на наличие баллонов с лекарственным покрытием для лечения артериально-специфических стенозов/окклюзий, для глубоких вен их не существует. Молекулярный механизм рестеноза в венах плохо изучен и не имеет прямой терапии4. Таким образом, наша цель состоит в том, чтобы представить животную модель, которая может тестировать местную терапию с помощью баллонов венопластики, имитирующих посттромботическую обструкцию глубоких вен. Эта модель воспроизводит посттромботическое состояние и оценивает, как различные типы баллонов венопластики влияют на стенку вены in vivo.
Следующий протокол соответствует политике и рекомендациям Комитета по уходу за животными и их использованию (IACUC) Мичиганского университета (UMICH), Принципам правительства США по использованию и уходу за позвоночными животными, используемыми при тестировании, исследованиях и дрессировке, а также рекомендациям ARRIVE. Соглашение UMICH о благополучии животных соответствует требованиям OLAW и USDA и полностью аккредитовано AAALAC International. Данный протокол был утвержден с идентификационным номером PRO00010841. Использовались самцы аутбредных крыс Sprague Dawley от Charles River Laboratories весом 450 г и возрастом 15 недель.
1. Крысиная анестезия
2. Ультразвуковое сканирование крыс
3. Микрохирургия и восстановление крыс

Рисунок 1: Распределение трансабдоминальных дуплексных измерений поперечного диаметра IVC (среднеинфраренального сечения). Измерение проводилось по весу животного. Достоверной корреляции между весом и диаметром НПВ не обнаружено. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
4. Подготовка образцов
VBM – это модель, которая оценивает эффект баллонов венопластики при полном контроле гемостаза. Во-первых, мы количественно измерили диаметр IVC (среднеинфраренального сечения), как показано на рисунке 1, для правильного определения размера баллона. Во-вторых, разработанная пошаговая микрохирургическая техника проиллюстрирована на рисунке 2, а также мы показываем примеры критических этапов на рисунке 3. Обратите внимание на ретроградный подход, используемый для канюляции IVC с заточенной направляющей проволокой.

Рисунок 2: Микрохирургическая техника для тестирования баллонов венопластики у крыс. Используемая техника описана здесь. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 3: Изображения техники развертывания in vivo . (А) Контроль гемостаза. (B) U-образный шов на инфраренальном IVC. (C) Введение проволоки через U-образный стежок с помощью баллона, покрытого сиролимусом толщиной 3 мм. (D) Баллонная венопластика с ретроградным развертыванием (с покрытием Sirolimus). Сокращения: IVC = нижняя полая вена; АО = Аорта; CBV = Баллонная венопластика с покрытием. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Другие измерения нормальных венозных сосудов и различия между НПВ и аортой показаны на рисунке 4. Результаты тромботического ультразвукового исследования представлены на рисунке 5. Наконец, сравнение диаметра предоперационного ультразвука и посттромботических измерений можно наблюдать на рисунке 6. Средняя скорость импульсно-волнового доплеровского потока (мм/с) в нижней полой вене до и после клипсовой установки сосуда показана на рисунке 7.

Рисунок 4: Репрезентативные трансабдоминальные дуплексные изображения с примерами расчета поперечного диаметра НПВ. (A) Проксимальный НПВ. (Б) Среднеинфраренальный НПВ. (C) Дистальный отдел IVC. Цветной допплеровский анализ (D) среднеинфраренального IVC и (E) брюшной аорты. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 5. Изображения с изображениями до и после клипа. (A) Результаты ультразвукового исследования после установки клипсы подтверждают окклюзию IVC. (B) Проксимальный и дистальный отток аорты. (C) Проксимальный поток IVC. (D) Общие подвздошные вены. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 6. Ультразвуковые снимки. Ультразвуковые изменения до и через 15 мин, 30 мин и 45 мин, подтверждающие окклюзию НПВ. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 7: Средняя скорость импульсно-волнового доплеровского потока. Средняя скорость потока (мм/с) в нижней полой вене до и после установки клипсы (**: P ≤ 0,01, проведен тест Манна-Уитни). Полосы ошибок показывают стандартную ошибку. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Для анализа результатов различных вмешательств по венопластике с использованием новых покрытий мы рекомендуем измерять эффективные белки, которые могут продемонстрировать целевой эффект исследуемого препарата. Для используемого здесь баллона для венопластики с покрытием сиролимус мы измерили уровни фосфорилированного белка AKT (p-AKT) в лизатах IVC крыс, подтвердив ингибирование пути mTOR, поскольку p-AKT является нисходящим белком, который уменьшается в ответ на сиролимус14,15. На рисунке 8 мы можем наблюдать, как после баллонной венопластики с покрытием (ОЦК) p-AKT значительно снижается по сравнению с фиктивной группой.

Рисунок 8: Уровни белка p-AKT. Уровни белка в лизатах НПВ крыс при фиктивной и покрытой баллонной венопластике (ЦБВ) в нормальных условиях подтверждают целевой эффект с ингибированием пути mTOR с помощью баллонов с покрытием из венопластики сиролимуса. (**: P ≤ 0,01, выполнен тест Манна-Уитни). Полосы ошибок показывают стандартную ошибку. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
VBM может быть выполнена на крысах ≥ 250 г с использованием баллонов в диапазоне 2,5-3,5 мм. Для крыс весом более 750 г этот метод ограничен большим количеством жировой ткани в брюшной полости и размером органа, а не изменениями диаметра НПВ. Исходя из нашего опыта, мы обнаружили, что для получения статистической значимости между группами для анализа белка стенки вены или анализа активности и гистологии необходимо 10 или более животных в группе. Периодический контроль температуры и наблюдение за частотой дыхания во время хирургических вмешательств очень важны для обеспечения успеха процедуры, а также тщательного послеоперационного ведения.
VBM безопасен (выживаемость 91,2%, проведено 83 из 91 процедур) и воспроизводим, среднее время процедуры составляет 30 минут. Заболеваемость, связанная с процедурой, включает анестезиологические осложнения (1%, 1/91), опиоидные побочные эффекты (1%, 1/91), кровотечения (2,1%, 2/91) и тромбозы (4,3%, 4/91). Кровотечение из НПВ было значительно уменьшено во время разработки модели за счет использования ретроградного канюляционного подхода НПВ с точкой введения рядом с инфраренальной НПВ, что обеспечивает более широкий угол для введения проволоки с меньшим вмешательством органов брюшной полости. Кроме того, на этапах введения и инсуффляции мы рекомендуем хирургического ассистента, чтобы гарантировать правильное вводимое давление, время накачивания и заточенное втягивание направляющей проволоки. После сдувания необходимо обеспечить правильное извлечение баллона венопластики, чтобы предотвратить разрыв стенки IVC в точке введения. Измерения давления выполняются производителем, чтобы избежать гиперинфляции и разрыва баллона. Эти измерения в целом способствуют более стабильному подходу, уменьшая осложнения кровотечения и улучшая выживаемость животных.
Кровотечение из НПВ также можно смягчить с помощью следующих мер предосторожности. Во-первых, проверьте полное прижигание задних ветвей и перевязки боковых ветвей. Это также гарантирует воспроизводимость результатов, основанных на предыдущем анализе лигирования-стазиса НПВ у грызунов 5,16,17. Во-вторых, проверьте правильность окклюзии с помощью проксимального и дистального зажимов, чтобы гарантировать полный контроль гемостаза. Наконец, перед снятием зажимов IVC проверьте полную окклюзию шовной нити U-образного шва после снятия баллона. Если кровотечение присутствует, легкое надавливание на НПВ с помощью аппликатора с ватным наконечником до тех пор, пока не будет достигнут контроль над кровотечением, обычно останавливает кровотечение. В случае кровотечения можно использовать дополнительные средства для контроля гемостаза, такие как рассасывающийся желатиновый порошок.
Тромботические осложнения должны быть минимальными, если время надувания баллона, сдувания и закрытия U-образного шва составляет менее 5 минут. При необходимости могут быть назначены антикоагулянты. На сегодняшний день не существует полностью чрескожной процедуры, которая имитировала бы минимально инвазивную баллонную венопластику, которая в настоящее время выполняется у людей. Размер сосуда доступа (бедренной вены крысы) значительно меньше (в среднем 0,81 мм)18 , чем внешний диаметр самой маленькой коммерчески доступной оболочки 4F (1,61 мм), который потребовался бы для полностью эндоваскулярной процедуры. Ограничения включают потребность в квалифицированных микрохирургах и потребность в специализированном оборудовании.
В заключение следует отметить, что модель VBM в точности имитирует клинический сценарий глубокой венозной венопластики после ТГВ. Это ценный инструмент для изучения эндоваскулярного эффекта баллонов венопластики на НПВ с различными альтернативами лекарственным препаратам в несколько временных точек. Будущие применения этого метода включают доклинические испытания других медицинских устройств, включая стенты, тромбэктомические катетеры, баллонные покрытия и новые фармакологические методы лечения.
О конфликте интересов заявлено не было.
Это исследование поддержано грантом Американского венозного форума (AVF) 2023 года по фундаментальным наукам и компанией Surmodics, Inc.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 3-0 DemeCRYL | DemeTech | G183019F4P | 12 в коробке |
| 5-0 DemeCRYL | DemeTech | G285017B0P | 12 в коробке |
| 7-0 DemeLENE | DemeTech | PM197011F13M | 12 в коробке |
| 8-0 DemeLON | DemeTech | NL868007C7P | 12 в коробке |
| Угловой аппликатор | зажимов SCANLAN | 3795-01A | 7-1/4″ (18,5 см) |
| Baxter 0,9% хлорид натрия Бутылка для орошения | Baxter | Артикул: 195-7124 | 1000 мл Бутылка |
| Bovie Cautery Низкотемпературный тонкий наконечник | Symmetry Surgical Inc | AA00 | 10/bx |
| Бупренорфин | Fidelis Animal Health | Артикул- 099114 | 1,3 мг/мл, 3 мл |
| CD (Sprague Dawley) Крысы | River Код штамма 001 | самец, 400 г | |
| Clip-It Traceable Timer | ОТСЛЕЖИВАЕМЫЕ ПРОДУКТЫ | Кат. No 5046 | |
| Аппликатор с ватным наконечником 3" | Dukal Corporation | 922-00037BX100 | 1000/BOX |
| Энзимный хирургический инструмент Моющее средство и предварительное замачивание | Medline | MDS88000B9 | 1 галл |
| смазки для глаз | Optixcare | SKU-065441 | 20gm |
| Gaymar T/Pump Stryker Локализованная система согревания/охлаждения | Stryker | TP700 | |
| Heifetz Микроклипсы 12ммx2.25мм | SCANLAN | 3795-20 | Прямые |
| микроклипсы Heifetz 12ммx2.25мм | SCANLAN | 3795-28 | Изогнутые |
| микроклипсы Heifetz 8ммx1.75мм | SCANLAN | 3795-14 | |
| Микрозажимы Heifetz прямые 8ммx1.75мм | SCANLAN | 3795-18 | Устройство для кривой |
| накачки | Merit Medical | IN4130 | BasixCOMPAK с аналоговым дисплеем |
| Изофлуран | MFR VETONE | SKU-501017 | 100 мл, Жидкость для ингаляций |
| Микрохирургический набор, содержащий пинцет и щипцы | Индивидуальный | ||
| кислород, E-tank | Medline | MDM1630 | |
| заточенный проводник | Индивидуальный | ||
| стерильный Glad Press-n-Seal | Glad | артикул # PSS-140 | ETO Открытые |
| стерильные нетканые марлевые губки 2s 4ply 4x4 | Medline | Артикул PRM21444H | 100Ct |
| Хирургический микроскоп | Zeiss | S100 / OPMI pico | |
| Хирургический скраб и Средство для мытья рук | Vetoquinol | NDC: 17030-003-16 | 16 унций |
| Ультразвуковой гель | Medline | CTR001305 | 8,5 унции, 12/CS |
| Ультразвуковая система | Siemens | ACUSON Antares | 3-D, цветной, непрерывная волна (CW), импульсная волна (PW), мощность CW/CW |
| спектральная венопластика баллон | индивидуальный |