En model af stent implantation i mus carotidarterie beskrevet. Sammenlignet med andre lignende metoder, denne procedure er meget hurtig, enkel og tilgængelig, der giver mulighed for at studere på en praktisk måde karvæggen reaktion på forskellige narkotika-stents, og de molekylære mekanismer i restenose.
På trods af den betydelige fremskridt i stent udvikling i de seneste årtier, er fortsat hjertekarsygdomme den hyppigste dødsårsag i de vestlige lande. Udover de fordele, som udviklingen af forskellige narkotika-stents, bærer koronar revaskularisering også livstruende risici for in-stent trombose og restenose. Forskning i nye terapeutiske strategier hæmmes af manglen på egnede metoder til at studere stent implantation og restenose processer. Her beskriver vi en hurtig og tilgængelig procedure for stent implantation i mus halspulsåren, hvilket giver mulighed for at studere i en bekvem måde de molekylære mekanismer i fartøjets remodellering og virkningerne af forskellige narkotika belægninger.
Kardiovaskulære sygdomme forårsaget af progression af atherosklerose er den hyppigste dødsårsag i de industrialiserede nationer. Aterosklerose er en fokal, inflammatorisk fibro-proliferative respons af karvæggen til endotelbeskadigelse 1, hvilket resulterer i dannelsen af en udvidet plak i lumen af fartøjet, der påvirker blodgennemstrømningen gennem koronararterier. Over 75% af myokardieinfarkter skyldes brud på den tynde fibrøst hætten af betændte plak 2.. Da denne komplikation kan være dødelig, blev en perkutan transluminal (koronar) angioplastik (PTCA) med stentimplantering det første valg behandling i den nuværende medicinske praksis. Fremgangsmåden tillader dilatation af forsnævrede kranspulsåren og dermed genoprettelse af blodgennemstrømningen. Samtidig, det forårsager et omfang skade på endotelet og karvæggen 3.. Imidlertid er den langsigtede virkning af denne terapi begrænses af en overdreven arteriel Remodelange og restenose 4..
Ved ansættelse af stents, blev PTCA mere effektiv i behandlingen af komplicerede læsioner, så revaskularisering efter en akut karlukning 5.. Denne metode nedsætter forekomsten af i-stent restenose til mindre end 10% 6. Udover disse fordele, bærer denne første-choice behandling for koronar revaskularisering også livstruende risici for in-stent trombose og restenose.
I stenttrombose skyldes en de-endotelisering af fartøjet, efterfulgt af en massiv adhæsion af blodplader og fibrin til den sårede sted. 26% af patienterne lider i-stenttrombose og 63% dør af myokardieinfarkt 7.. Restenose refererer til processen med sårheling efter mekanisk skade på karvæggen, der involverer neointimahyperplasi (migration og proliferation af vaskulære glatte muskelceller (VSMC), aflejring af ekstracellulær matrix (ECM), og remodelleringaf fartøjet. Ofte en invasiv re-indgreb bliver nødvendigt at dilatate alvorligt indsnævret aterosklerotiske fartøjer følge in-stent trombose og restenose.
For at forhindre in-stent trombose, en langvarig behandling med anti-trombotiske lægemidler er nødvendig 8.. For at forhindre restenose, ny generation af narkotikarelaterede stents elueres anti-proliferative midler såsom immunosuppressive lægemidler (f.eks sirolimus everolimus, zotarolimus) og anti-cancer medicin (f.eks paclitaxel) fra en polymer belægning i flere måneder 9,10. Selv om disse stoffer mindske dannelsen af neointima og restenose, de opretholder en høj risiko for i-stenttrombose ved at hæmme reendotelialisering.
Efter arteriel skade, er opretholdelsen af endotel rum vigtigt at forhindre trombotiske komplikationer. Under fysiologiske betingelser, viser den menneskelige endotel en lille omsætningshastighed 11. Under Pathological forhold, men er den endotel integritet forringet, således at en hurtig genopretning ved at omgive modne endotelceller og cirkulerende endoteliale stamceller (EPC'er) er påkrævet 12,13.
Undersøgelsen af disse komplekse molekylære mekanismer i større dyr 14-16 eller i muse aortaarterien er en meget vanskelig procedure, der tilbyder begrænsede data 17-19. For at teste effektiviteten af nye stent-overfladebehandling for at reducere in-stent trombose og restenose nye modeller er bydende nødvendigt.
Nitinol er den ideelle platform for stenter på grund af sin 'høj elasticitet, form-memory-effekt og god tolerance hos patienter, med succes brugt som bare-metal stents i klinisk brug. Denne legering har gjort det muligt at skabe en miniaturiseret stent med en ydre diameter på 500 um, som kan overtrækkes 20 og implanteret i halspulsåren hos mus. Udviklingen af en miniaturiseret nitinol stent for muse carotid arterie tillader undersøgelse af præcise molekylære mekanismer fremkaldt af stent implantation og giver mulighed for at teste hurtigt og effektivt virkningerne af forskellige narkotika belægninger for at forhindre restenose. Desuden kan eksistensen af forskellige knock-out mus stammer repræsenterer en kæmpe fordel i at afklare den rolle forskellige molekyler, der er involveret i neointima vækst og in-stent trombose.
For at reducere risikoen for i-stent trombose og restenose og understøtte udviklingen af nye belægninger til narkotika-stents, en let, enkel og tilgængelig metode stent implantation i en dyremodel er nødvendig. Mus leverer det ideelle system til at studere de komplekse mekanismer i arteriel remodeling efter stent implantation og effektiviteten af sådanne lægemidler. Eksisterende modeller for in-stent restenose i mus er svært, kræver høje kirurgiske færdigheder og indebærer store risici for komplikationer som blødning eller lammelse 17-19. For eksempel, i modellen af stenten-implantation i thorakalaorta af en donor mus efter ballon-dilatation af fartøjet, og derefter transplantation af den stentbehandlede segment i halspulsåren for en modtager mus 17 studiet af pato-mekanismer er ikke påvirkes kun af modtageren reaktion til donor materiale, men også af den massive beskadigelse af vasa vasorum og adventitia. Implantation af en rustfrit sl stent direkte ind i abdominale aorta efter ballon-dilatation 19 efterfølges af en høj dødelighed (35%) på grund af bagben lammelse efter trombose eller blødning fra abdominale aorta på stedet af arteriotomi. Implantation af en spiralformet selvekspanderende nitinol-stent ind abdominal aorta via femoral arterie 18 behov høje kirurgiske færdigheder, hovedsagelig på grund blindt lede stenten langs afgrening fra lårarterien til aorta for at placere stenten i den rigtige position. Denne procedure følges af en høj risiko for at beskadige den femorale nerve, derfor lammelse af bagbenet. Sammenlignet med disse procedurer, er vores model for stent implantation i mus ikke har brug for høj kirurgiske færdigheder.
Vores model tilbyder en enkel, nem og effektiv metode til at analysere virkningerne af forskellige narkotika belægninger på arteriel ombygninger, er markedsføringen af stenten i henhold syn, og der er ingen risiko for skadelige nerver eller andre strukturer. Den comkomplekse molekylære mekanismer kan undersøges lettere i vores model af muse halspulsåren stent, ikke blot ved direkte adgang til fartøjet, men også på grund af eksistensen af forskellige knock-out mus stammer.
Som en begrænsning, sammenligner med den kliniske procedure vores model bruger sunde mus / arterier og ikke udfører stent på eksisterende plaques (ikke in-stent restenose, men in-stent stenose). Vi har heller ikke udføre ballon-dilatation før stent-implantation. Men på grund af den massive beskadigelse af karvæggen i begge modeller, de reparatory processer er ens. Desværre, på grund af metal-afledte artefakter, en in vivo overvågning af neointimal vækst er ikke muligt ved eksisterende billeddannende metoder som ultralyd eller computer-tomografi. En anden begrænsende faktor er den tynde sektionering af metal-baserede stenter, som kræver en vis ekspertise i metal forarbejdning.
Med denne metode, var vii stand til at vise, at neutrofil-instruere biofunctionalized miniature nitinol-stents belagt med LL-37 reducerer in-stent restenose, giver et nyt koncept til at fremme vaskulær heling efter interventionel terapi 21..
På trods af disse begrænsninger, synes denne model at være, indtil nu mest egnede systemet, og dermed penge-og tidsbesparende, at undersøge nye lægemiddelkandidater-belægninger til stents og deres effekt på de molekylære begivenheder i løbet arteriel remodeling. Desuden kan denne model let tilpasses hamster, som er mere ligner det menneskelige, så hver terapeutiske hypotese kan verificeres før påføring til større dyr eller menneske for at undgå ubehagelige og uventede virkninger.
The authors have nothing to disclose.
Vi takker fru Angela Freund for den fremragende teknisk bistand sektionering plast indlejrede stents. Vi takker også fru Roya Soltan and Mrs Angela Freund for professionel hjælp med immunhistokemi farvning.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
nitinol-stents (self-made from nitinol-struts) | Fort Wayne Metals, Castlebar, Ireland NiTi#1, superelastic, straight annealed, light oxide, diameter 500 μm | custom-made product | Institute for Textile Technology and Mechanical Engineering |
silicon tube | IFK Isofluor, Germany | custom-made product | diameter 500 μm, section thickness 100 μm, polytetrafluorethylene catheter |
stereomicroscope | Olympus | SZ/X9 | |
forceps | FST, Germany | 91197-00 | standard tip curved 0.17 mm |
Ketamine 10% | CEVA, Germany | ||
Xylazine 2% | Medistar, Germany | ||
Bepanthene | Bayer, Germany | ||
Scissors | FST, Germany | 91460-11 | Straight |
Vannas scissor | Aesculap, Germany | OC 498 R | |
5/0 Silk | Seraflex | IC 108000 | |
7/0 Silk | Seraflex | IC 1005171Z | |
guide-wire | Abbott Vascular | 1001782-HC | 0.014-inch angioplastie guide-wire |
Michel suture clips | Aesculap, Germany | BN507R | 7.5 x 1.75 mm |
Michel Forcep | Aesculap, Germany | BN730R |