Summary
Målet er å produsere en arteriovenøs fistel som er enkel og reproduserbar. Denne metoden bruker ikke sting eller Lim. Derfor prøvene kan brukes sammen med minst mulig fremmede materialer for analyse.
Abstract
Tekniske aspektene ved å skape en arteriovenøs fistel i musen blir diskutert. Under narkose, er en abdominal snitt gjort, og aorta og mindreverdig vena cava (IVC) er utsatt. Den proksimale infrarenal aorta og den distale aorta er dissekert for klemmen plassering og nålestikksteder, henholdsvis. Spesiell oppmerksomhet er betalt for å unngå disseksjon mellom aorta og IVC. Etter fastklemming av aorta, en 25 G nål brukes for å stikke hull på begge vegger av aorta inn i IVC. Den omgivende bindevev brukes for hemostatisk komprimering. Vellykket etablering av AVF vil vise pulserende arterielt blod flyte i IVC. Ytterligere bekreftelse på vellykket AVF kan oppnås ved postoperativ Doppler-ultralyd.
Introduction
Den vanligste alternativet er valgt for renal replacement therapy hos pasienter med terminal nyresykdom er hemodialyse. Tilgang for hemodialyse er utført av arteriovenøs fistel (AVF), arteriovenous pode, eller midlertidig plassering av kateter. Selv om AVF er den foretrukne modus for tilgang, er AVF fortsatt langt fra perfekt. Ettårige primære AVF patency priser er bare 60-65%, med mange feil på grunn av neointimal hyperplasia. Innen molekylær biologi og fysiologi av normal AVF dannelse og mistilpasset dannelse forblir dårlig karakterisert. Som sådan er mye å hente i å forbedre AVF utfall med tilhørende gevinst i forståelse av reguleringen av fistel formasjon. 1-3
Eksponering av en blodåre til arteriell strømning blir vanligvis studeres i sammenheng med vein graft som er direkte modeller for kirurgisk bypass. 4, 5 Selv om vein graft og AVF likeledes utsette en blodåre til en arteriell miljø, er det flere kritiske differences mellom dem. Først, er motstanden av den distale avrenning seng mye lavere i AVF, AVF som drenerer til høyre forkammer mens venen pode avløp til de ofte syke distale små arterier, som resulterer i økt blodstrøm og skjærspenning i AVF. For det andre kan blodet i veneslangen i AVF være en blanding av venøs og arteriell blod som fører til lavere oksygenering sammenlignet med den rent arteriell innholdet i vein graft. Tredje, blodåre i AVF ikke fjernet fra sengen sin, som fører til bevaring av sin vaso venorum og nervøse innervations, sammenlignet med den fullstendige gjennomføringen av venen pode inn i arteriell seng. Til slutt, er det antall anastomoser vanligvis to i venen grafts mens en AVF vanligvis bare har en. I denne studien, introduseres en musemodell med aortocaval fistel som kan brukes for studiet av AVF.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
En. Anestesi og Pre-operative prosedyrer
- Induksjon av generell anestesi
Godkjenning av den aktuelle Institutional Animal Care og bruk Committee oppnås. Mann C57/black mus, i alderen 10 uker, er bedøvet. Lever 4% isofluran med 0,8 l / min oksygen til et pleksiglass boks via en isofluran vaporizer og plasserer musen inne. Alternativt, hvis foretrukket av kirurgen kan intraperitoneal anestesi benyttes. - Sikrer anestesi
Etter bekreftelse av anestesi ved mangel på reaksjon på tå klype er musen satt på operasjonsbordet i en liggende stilling med et silikon-maske. Isofluran synker til 2% for å opprettholde passende anestesi nivå. - Hårfjerning
Ventral hår er fjernet fra nakken til nedre del av magen ved hjelp av et hår remover. Hårfjerningsmiddel er foretrukket fordi håret som er igjen ved hjelp av en barbermaskin kan interferere med Doppler-ultralyd.
2. Preoperativ Ultrasound
- Mål av ultralyd
Doppler ultralyd undersøkelse foretas før AVF kirurgi, slik som å spille inn basisnivået funn som kan sammenlignes med postoperative funn for å se anatomiske og fysiologiske endringer. - Poeng for observasjon
Den jugulare vene, supra-og nedenfor nyrene nedre vena cava (IVC), og abdominal aorta blir undersøkt ved bruk av både puls-Doppler-og B-modus. - Målinger
Ved hjelp av den B-modus, diameter av hver vaskulatur måles. I tillegg er maksimum hastighet (topp systolisk hastighet i arterier) og bølgeformer registrert i hver av de målepunkter som er beskrevet ovenfor.
3. Operative prosedyrer
- Mus Forberedelse
Forbered snittet området med en aktuell antiseptisk og fortsette riktig aseptisk teknikk under operasjonen inkludert bruk en kirurgisk drapere, sterile hansker og instrumenter, etc. - Laparotomi
Midtlinjen abdominal snitt er gjort from nedre kant av leveren til rett over pubis. - Eksponering av aorta og IVC.
En beltesnellen er satt inn og alle innvollene er trukket ut av bukhulen til høyre side og holdt innpakket i gasbind fuktet med saltvann. Dissekere membranen som forbinder retroperitoneum og nedre kolon for å få full oversikt over hovedpulsåren og IVC. Legge press på blæren hvis den er utvidet og kommer i veien. - Eksponering av stikkstedet
Punktering området vil være mellom en halv til tre fjerdedeler av avstanden fra venstre nyre vene til aortabifurkasjonen. (Figur 1) Dissect den venstre margen av aorta, slik at den kan bli punktert. Husk at aorta side er plassert ca 45 grader bak IVC og det må dissekert baktil i tillegg til venstre. (Figur 2) Det viktigste punkt av denne operasjonen er ikke å dissekere mellom aorta og IVC. Holder seg langt borte fra dem. - Eksponering av klemmen området fra AORTA
Dissekere infrarenal aorta fra omkringliggende vev. Vær forsiktig så du ikke skader den IVC på høyre og venstre nyre vener med dens sideelver til høyre. - Fastklemming av aorta
Klem proksimale aorta ved å bruke mikrokirurgi klipp. - Rotasjon av aorta
Ved å ta tak i bindevevet som omgir aorta, rotere aorta, slik at punktering kan være laget av svakt dorsal siden av aorta (figur 2). - Punktering av aorta gjennom til IVC
Holde aorta i en rotert stilling, punktere aorta gjennom til IVC ved hjelp av en 25 G nål. (Figur 2) Hvis det lykkes, kan nålen bli sett gjennom den tynne vegg IVC. - Hemostase
Ved å trekke retroperitoneal vev, inkludert muskler, vikle stikkstedet av aorta. Ikke komprimere aorta mot IVC, da det kan koagulere den AVF (figur 3). - De-klemming aorta
Etter bekreftelseav den primære hemostase, de-klemme aorta. Ytterligere blødning kan oppstå, men det kan stoppes med ytterligere kompresjon beskrevet ovenfor. Ved de-fastklemming kan arterieblod sees strømmer inn i IVC istedenfor mørk venøst blodstrøm. - Stenging av magen
Returnere tarmer til sin naturlige posisjon og lukk magen.
4. Post-operative prosedyrer
- Post-operative omsorg
Etter nedleggelsen av magen, er isoflurane stoppet. Postoperativ behandling inkludert smertebehandling og sårpleie er brukt i henhold til instruksjonene anbefalt av Institutional Animal Care og bruk Committee. For analgesi bruker vi buprenorfin ved 0,1 mg / kg intrasmuscularly hver 12. time i 24 timer etter den kirurgiske prosedyrer. - Post-operative ultralyd
På den første dagen etter operasjonen, er Doppler ultralyd utført for å bekrefte AVF. I tillegg er andre variabler målt for å kontrollere endring fra pre-operativeverdier.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Etter praksis, er overlevelse på den første post-operative dag typisk over 95%, ved post-operativ dag 7, overlevelse var 91.3% Figurene 1 og 2 viser den ideelle punkteringsstedet i koronale og tverrsnitt,. Plassering av punktering området er avgjørende for å oppnå god overlevelse uten overdreven blødning. Intra-operative dødsfall og tidlige postoperative dødsfall er vanligvis på grunn av blødning. Dette har en tendens til å oppstå med overdreven disseksjon mellom aorta og IVC, eller fra utilstrekkelig hemostatisk trykk. Figur 3 viser et skjema som viser viktigheten av innpakning punkteringsstedet med bindevev før systemet settes under trykk for hemostase, som tillater god hemostase uten kompresjon av AVF. I vår erfaring, kan alt teknisk vellykket AVF bli bekreftet med ultralyd av den tredje dagen, når AVF er bekreftet på duplex å være til stede, vil AVF vanligvis være stabile frem til dag 28 Figur 4.viser typiske Doppler ultralyd funn i vellykket AVF formasjon. Endringer i bølgeformer ble observert på nivået av den AVF i IVC og mot hjertet. Den samlede AVF bekreftelse rente på postoperativ dag 3 var 71,4%.
Figur 1. Diagram som viser stikkstedet. Den ideelle punktering området er mellom en halv til tre fjerdedeler av avstanden mellom den venstre nyre vene og iliaca bifurkasjonen. IVC: Inferior vena cava.
Figur 2. Tverrsnitt diagram av AVF dannelsen nettstedet. Den svarte pilen betegner området og DIRECTIpå av disseksjon for å avsløre aorta. Den blå pilen betegner punkteringspinne område og retning.
Figur 3. Diagram som viser metode for hemostase Øvre rad:. Innpakning aorta med bindevev og muskler. Nedre rad: bruke direkte press. Sjansene for AVF nedleggelse er høye med direkte kompresjon.
Figur 4. Ultralyd funn etter AVF kirurgi. Den AVF ble undersøkt med høy oppløsning ultralyd postoperativt. Bølgeformer under AVF var typisk venøse kurver, mens ved og over AVF kurvene viste superimposition av arteriell flyt som ikke var til stede under AVF. <a href = "http://www.jove.com/files/ftp_upload/50449/50449fig4large.jpg" target = "_blank"> Klikk her for å se større figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Det er flere rapporter som har beskrevet AVF hos rotter, inkludert femoral AVF, 6, 7 carotid å jugular AVF 8 og aorto-caval AVF. 9, 10 Rotta er flere ganger større enn mus, og gir dermed lettere kirurgi hos rotter i forhold til musen. Likevel, for å dra nytte av mus genetiske stammer og varianter prosedyren må utvides til å omfatte mus modeller. Flere tidligere publiserte rapporter introduserte AVF modell i mus, men disse rapportene har generelt vært i sammenheng med å utvikle en modell for høyresidig hjertesvikt, bruke større størrelse nåler 11-13 Guzman har rapportert en lignende teknikk til vår;. Men i at rapporten forfatterne brukt sting for å lukke arteriotomy. 13. Vi bruker ikke sting slik at eventuelle forstyrrelser med påfølgende uttak av protein og RNA for molekylær analyse. I tillegg lukker arteriotomy med sting medfører en risiko for å legge for stortspenning på fistel som kan føre til akutt eller sent blødning. I andre rapporter har AVF blitt opprettet mellom carotis og vena jugularis ved hjelp av mansjett-metoden. 14. I denne studien vi beskrive en enkel, reproduserbar metode som kan bli anvendt i studiene av AVF i seg selv som er ikke avhengig av en peri-anastomotisk mansjett .
Vi danner et AVF ved punktering av mus nedenfor nyrene aorta med en 25 G nål og forlenge punktering gjennom aorta sidevegg inn i den nedenfor nyrene vena cava. Under utviklingen av vår nåværende metode, har vi lagt merke til noen viktige tekniske punkter for å forbedre den tekniske suksess og konsistens av prosedyren:
- Stikkstedet av aorta er plassert på distal abdominal aorta. Som vist i figur 1, er den proksimale delen av aorta infrarenal ikke er plassert side om side med den IVC, og det er mer bindevev mellom disse to fartøyer som hemmer stabilisering av AVF,fører til blødninger og lav åpenhet.
- Ingen klemmer er nødvendig distalt utover punktering punkt på aorta. Proksimal spennmidler er tilstrekkelig til å redusere blodtrykket i løpet av prosedyren. I tillegg vil distale klemmer forstyrre punktering av aorta.
- Som vist i figur 2, er den mest effektive og fysiologisk retning for å punktere gjennom til IVC fra den bakre venstre til høyre ventral. Unnlater å gjøre dette kan føre til mindre fistel størrelsen som fører til langsommere modning eller tidlig okklusjon. Derfor foretrekker vi å dissekere den ytre bakre del av aorta og å rotere aorta litt til høyre, slik som å få direkte visning av stikkstedet.
- For hemostase, er den aortiske inngang hullet repareres bare med kompresjon ved hjelp av det omkringliggende vev, og som ikke krever sutur reparasjon av arteriotomy eller noen selvklebende lim. Suturering kan trekke aorta bort fra IVC, som kan føre til tilstopping av AVF. Lim kangi forsterkning for hemostase, men det kan også blande seg inn under Doppler ultralyd samt gjøre postoperativ vev utvinning vanskelig. Som for komprimering, har vi ikke gjelder direkte press på stikkstedet mot IVC fordi det kan også komprimere fistel også. Som beskrevet ovenfor og vist på figur 3, vikle vi aorta med de omkringliggende bindevev og muskler.
En potensiell begrensning av denne studien er at denne modellen er laget mellom aorta og IVC, store skip i den lille musa. Det er ikke klart om denne modellen etterligner AVF som brukes i klinisk behandling av menneskelige pasienter, gjorde dvs. AVF i små perifere arterier. I tillegg må kontrolldyrene for forsøk utføres omhyggelig, og avhenger av den eksperimentelle protokollen. Vi bruker vanligvis humbug operasjoner for kontroller, hvor vi utfører laparotomi og umiddelbar stenging under narkose, uten punkture i det hele tatt.
Vi beskriver en kort protokoll der operatøren kan utføre AVF i mus, innenfor 15-20 min. Vi forventer at denne modellen vil være nyttig for studier av fistel tilpasning som kan være nyttig for menneskelige pasienter med terminal nyresykdom, spesielt hvis brukes i forbindelse med mus modeller av sykdommen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Ingen.
Acknowledgments
Dette arbeidet ble støttet delvis av National Institute of Health tilskudd R01-HL095498, så vel som med de ressursene og bruk av fasilitetene på VA Connecticut Healthcare System, West Haven, CT.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Vevo 770 ultrasound machine | Visualsonics | 20-60 Mhz scan head; RMV-704 | |
| Vascular clamp | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5424 | |
| Clamp applying forceps | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5410 | |
| 25 Gauge Needle | Becton Dickinson | BD PrecisionGlide Needle 25G x 7/8 #305124 |
References
- Allon, M. Current management of vascular access. Clinical Journal of the American Society of Nephrology. 2 (4), 786-800 (2007).
- Dixon, B. S. Why don't fistulas mature? Kidney International. 70 (8), 1413-1422 (2006).
- Roy-Chaudhury, P., Spergel, L. M., Besarab, A., Asif, A., Ravani, P. Biology of arteriovenous fistula failure. Journal of Nephrology. 20 (2), 150-163 (2007).
- Kudo, F. A., Muto, A., et al. Venous identity is lost but arterial identity is not gained during vein graft adaptation. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 27 (7), 1562-1571 (2007).
- Muto, A., Yi, T., et al. Eph-B4 prevents venous adaptive remodeling in the adult arterial environment. The Journal of Experimental Medicine. 208 (3), 561-575 (2011).
- Croatt, A. J., Grande, J. P., et al. Characterization of a model of an arteriovenous fistula in the rat: the effect of L-NAME. The American Journal of Pathology. 176 (5), 2530-2541 (2010).
- Misra, S., Fu, A. A., et al. The rat femoral arteriovenous fistula model: increased expression of matrix metalloproteinase-2 and -9 at the venous stenosis. Journal of Vascular and Interventional Radiology. 19 (4), 587-594 (2008).
- Kojima, T., Miyachi, S., et al. The relationship between venous hypertension and expression of vascular endothelial growth factor: hemodynamic and immunohistochemical examinations in a rat venous hypertension model. Surgical Neurology. 68 (3), 277-284 (2007).
- Caplice, N. M., Wang, S., et al. Neoangiogenesis and the presence of progenitor cells in the venous limb of an arteriovenous fistula in the rat. American Journal of Physiology Renal Physiology. 293 (2), F470-F475 (2007).
- Nath, K. A., Kanakiriya, S. K., Grande, J. P., Croatt, A. J., Katusic, Z. S. Increased venous proinflammatory gene expression and intimal hyperplasia in an aorto-caval fistula model in the rat. The American Journal of Pathology. 162 (6), 2079-2090 (2003).
- Karram, T., Hoffman, A., et al. Induction of cardiac hypertrophy by a controlled reproducible sutureless aortocaval shunt in the mouse. Journal of Investigative Surgery. 18 (6), 325-334 (2005).
- Perry, G. J., Mori, T., et al. Genetic variation in angiotensin-converting enzyme does not prevent development of cardiac hypertrophy or upregulation of angiotensin II in response to aortocaval fistula. Circulation. 103 (7), 1012-1016 (2001).
- Guzman, R. J., Krystkowiak, A., Zarins, C. K. Early and sustained medial cell activation after aortocaval fistula creation in mice. The Journal of Surgical Research. 108 (1), 112-121 (2002).
- Castier, Y., Lehoux, S., et al. Characterization of neointima lesions associated with arteriovenous fistulas in a mouse model. Kidney International. 70 (2), 315-320 (2006).
