En modell av stentimplantering i mus halspulsåren blir beskrevet. Sammenlignet med andre lignende metoder, er denne prosedyren svært rask, enkel og tilgjengelig, og tilbyr muligheten til å studere i en praktisk måte vaskulære veggen reaksjon på ulike narkotika stenter og de molekylære mekanismer av restenose.
Til tross for den betydelige fremgangen som er gjort i stenten utvikling de siste tiårene, hjerte-og karsykdommer er fortsatt den viktigste dødsårsaken i vestlige land. Foruten fordelene som tilbys av utviklingen av ulike narkotika stenter, bærer koronar revaskularisering også livstruende risiko for in-stent trombose og restenose. Forskning på nye terapeutiske strategier er svekket av mangel på egnede metoder for å studere stentimplantering og restenose prosesser. Her beskriver vi en rask og tilgjengelig prosedyre av stent i mus carotisar, som gir mulighet til å studere på en enkel måte de molekylære mekanismene for fartøy ombygging og effekten av ulike narkotika belegg.
Hjerte-og karsykdommer forårsaket av progresjon av aterosklerose er den ledende dødsårsaken i de industrialiserte landene. Aterosklerose er en fokal-fibro inflammatorisk-proliferativ respons av den vaskulære vegg for å endotelskade 1, noe som resulterer i dannelsen av en utvidet plakk inn i lumen av fartøyet, som påvirker blodstrømmen gjennom koronararteriene. Over 75% av hjerteinfarkt infarkt resultat fra bruddet i tynn fibrøs cap av den betente plakk to. Siden denne komplikasjonen kan være dødelig, ble en perkutan transluminal (koronar) angioplastikk (PTCA) med stentimplantering første-valg terapi i gjeldende medisinsk praksis. Fremgangsmåten tillater utvidelse av snevret koronararterie og således gjenopprettelse av blodstrøm. Samtidig fører det til en viss grad skade på endotel og beholderveggen 3.. Imidlertid er langvarig effekt av denne behandlingen er begrenset av en overdreven arteriell remodeling og restenose fire.
Ved anvendelse av stenter, ble PTCA mer effektive ved behandling av kompliserte lesjoner, slik revaskularisering etter et akutt fartøy lukking 5.. Denne metode reduserer forekomsten av in-stent restenosis til mindre enn 10% 6. Foruten disse fordelene, bærer denne første-valget terapi for koronar revaskularisering også livstruende risiko for in-stent trombose og restenose.
I stenttromboser er forårsaket av en de-endothelialization av fartøyet, fulgt av en massiv adhesjon av blodplater og fibrin til det skadde området. 26% av pasientene lider av in-stent trombose og 63% dør av hjerteinfarkt 7. Restenosis refererer til prosessen med sårheling etter mekanisk skade på karveggen, som involverer neointimal hyperplasi (migrering og proliferasjon av vaskulære glatte muskelceller (VSMC), avsetning av ekstracellulær matriks (ECM) og remodelleringav fartøyet. Ofte blir en invasiv re-intervensjon er nødvendig for å dilatate alvorlig smalere aterosklerotiske fartøy som følge av in-stent trombose og restenose.
For å unngå in-stent trombose, er en langsiktig behandling med anti-trombotiske narkotika nødvendig åtte. For å hindre restenose, ny generasjon av narkotika stenter Eluer anti-proliferativ agenter som immundempende medisiner (f.eks sirolimus, everolimus, Zotarolimus) og anti-kreft stoffer (for eksempel paclitaxel) fra en polymer belegg i flere måneder 9,10. Selv om disse stoffene redusere neointima dannelse og restenose, opprettholder de en høy risiko for å in-stent trombose ved å inhibere re-endothelialization.
Etter arteriell skade, er opprettholdelsen av det endoteliale kupé viktig for å forebygge trombotiske komplikasjoner. Under fysiologiske forhold, viser den menneskelige endotelet en liten omløpshastighet 11. Under Pathological betingelser, er imidlertid den endotelial integritet svekket, slik at en rask bedring ved å omgi modne endoteliale celler og sirkulerende endotel progenitor celler (PP) er nødvendig 12,13.
Studiet av disse komplekse molekylære mekanismer i større dyr 14-16 eller i mus aortaveggen er en svært vanskelig prosedyre, som tilbyr begrensede data 17-19. For å teste effektiviteten av nye stent-belegg for å redusere i-stent trombose og restenose nye modellene er avgjørende.
Nitinol representerer en ideell plattform for stenter på grunn av sin "høy elastisitet, form-minne effekt og god toleranse hos pasienter, med hell brukes som bare-metal stenter i klinisk bruk. Denne legering har gjort det mulig å skape en miniatyrisert stent med en ytre diameter på 500 um, som kan være belagt 20 og implantert i halspulsåren hos mus. Utviklingen av en miniatyrisert nitinol stent for mus carotid arterie, kan studiet av presise molekylære mekanismer indusert av stent implantasjon og tilbyr muligheten til å teste raskt og effektivt effekten av ulike stoff-belegg for å hindre restenose. Dessuten representerer eksistensen av ulike knock-out mus stammer en stor fordel i å avklare hvilken rolle ulike molekyler involvert i neointima vekst og in-stent trombose.
For å redusere risikoen for in-stent trombose og restenose og for å opprettholde utviklingen av nye belegg for narkotika stenter, en lett, enkel og tilgjengelig metode for stentimplantering i en dyremodell er nødvendig. Mus levere den ideelt system for å studere de komplekse mekanismer for arteriell remodellering etter stent og effektiviteten av slike stoffer. Eksisterende modeller for in-stent restenose i mus er vanskelig, krever høy kirurgiske ferdigheter og innebærer høy risiko for komplikasjoner som blødninger eller lammelser 17-19. For eksempel, i modellen av stenten-implantering i toraks aorta fra en donor mus etter ballong-dilatasjon av beholderen og vil transplantering av stentet segment inn i halspulsåren av en mottaker 17 mus, er studiet av de patho-mekanismer som ikke er påvirkes bare av mottaker reaksjon på donor materiale, men også av den massive ødeleggende for vasa vasorum og adventitia. Implantasjon av rustfritt ståll stent direkte inn abdominal aorta etter ballong-dilatasjon 19 er etterfulgt av en høy dødelighet (35%) på grunn av bakben lammelse etter trombose eller blødning fra abdominal aorta på stedet av arteriotomy. Implantasjon av en spiralformet selv-ekspanderende nitinol-stent i abdominal aorta via lårarterien 18 trenger høye kirurgiske ferdigheter, mest på grunn blindt dirigere stent langs forgrening fra lårarterien til aorta å plassere stent i rett posisjon. Denne prosedyren er fulgt av en høy risiko for å skade den femorale nerve derfor paralyse av bakbenet. Sammenlignet med disse prosedyrene, ikke vår modell av stent i mus ikke trenger høy kirurgiske ferdigheter.
Vår modell har en enkel, lett og effektiv metode for å analysere effekten av ulike stoff-belegg på arteriell remodellering, er plassering av stent gjøres under syne, og det er ingen risiko for skadelige nerver eller andre strukturer. Den complex molekylære mekanismer kan undersøkes lettere i vår modell av mus halspulsåren stenting, ikke bare ved direkte adkomst til det fartøy, men også på grunn av at det eksisterer forskjellige knock-out mus stammer.
Som en begrensning, sammenlignet med den kliniske prosedyren, bruker vår modell friske mus / arterier og utfører ikke stenting på pre-eksisterende plakk (ikke in-stent restenose, men in-stent stenose). Vi har heller ikke utføre ballong-dilatasjon før stent-implantasjon. Imidlertid, på grunn av den massive skade av karveggen i begge modellene, de reparatory prosesser er like. Dessverre, på grunn av metall-avledet gjenstander, er et in vivo overvåkning av neointimal vekst ikke mulig ved eksisterende avbildningsmetoder som ultralyd eller computer-tomografi. En annen begrensende faktor er tynn seksjonering av metall-baserte stenter, som krever noe kompetanse i metall.
Ved hjelp av denne metoden, var vistand til å vise, at nøytrofilmedierte instruere biofunctionalized miniatyrisert nitinol-stenter belagt med LL-37 redusere i-stent restenose, og gir en roman konsept for å fremme vaskulær healing etter intervensjonsradiologi terapi 21.
Til tross for disse begrensningene, synes denne modellen å være, før nå, den mest passende system, og dermed penger-og tidsbesparende, å undersøke nye stoff-belegg for stenter og deres virkninger på de molekylære hendelser under arteriell ombygging. Videre kan denne modellen enkelt tilpasses til hamster, som er mer lik den menneskelige, slik at hver terapeutisk hypotesen kan verifiseres før søknad til større dyr eller menneske å unngå ubehagelige og uventede effekter.
The authors have nothing to disclose.
Vi takker fru Angela Freund for utmerket teknisk bistand i seksjonering plast innebygde stent. Vi takker også Mrs. Roya Soltan and Mrs. Angela Freund for profesjonell hjelp med immunhistokjemi flekker.
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 |