A Novel Murina Modell av arteriovenös fistel Fel: det kirurgiska ingreppet i detalj
Summary
Here we present a murine model of arteriovenous fistula (AVF) failure in which a clinically relevant anastomotic configuration is incorporated. This model can be used to study the pathophysiology and to test possible therapeutic interventions.
Abstract
The arteriovenous fistula (AVF) still suffers from a high number of failures caused by insufficient remodeling and intimal hyperplasia from which the exact pathophysiology remains unknown. In order to unravel the pathophysiology a murine model of AVF-failure was developed in which the configuration of the anastomosis resembles the preferred situation in the clinical setting. A model was described in which an AVF is created by connecting the venous end of the branch of the external jugular vein to the side of the common carotid artery using interrupted sutures. At a histological level, we observed progressive stenotic intimal lesions in the venous outflow tract that is also seen in failed human AVFs. Although this procedure can be technically challenging due to the small dimensions of the animal, we were able to achieve a surgical success rate of 97% after sufficient training. The key advantage of a murine model is the availability of transgenic animals. In view of the different proposed mechanisms that are responsible for AVF failure, disabling genes that might play a role in vascular remodeling can help us to unravel the complex pathophysiology of AVF failure.
Introduction
En funktionell vaskulär tillgång ledningen är av avgörande betydelse för patienter med njursvikt som beror på kronisk hemodialys för att överleva. Byggandet av en arteriovenös fistel (AVF) är för närvarande det bästa valet för vaskulär access. Men AVF komplikationer utgör en viktig orsak till sjuklighet för patienter på kronisk hemodialys. Trots omfattande vetenskapliga insatser, ingen av de nya metoder för att minska AVF åtkomstrelaterade komplikationer resulterade i en avsevärd förbättring av AVF hållbarhet. En del av denna nedslående utveckling avser ofullständig förståelse av den underliggande patofysiologin av hemodialys tillgång misslyckande.
Att riva upp patofysiologi AV tillgång misslyckande, djurmodeller som nära efterliknar människans patologi är av yttersta vikt. I detta avseende, inte bara de djurarter utan också anastomistället, det krävs anti-koagulativa terapi och varaktigheten av uppföljningen efter uppsvingry bör beaktas en. Medan stora djur är den mest lämpliga för interventionsstudier som syftar till att utveckla nya behandlingsstrategier, musmodeller har störst potential att vinna mer insikt i de molekylära mekanismerna bakom AV tillgång misslyckande beror på tillgången av transgena möss. Dessutom kan ett stort antal möss användas för detta ändamål till lägre kostnader jämfört med större djur.
Den första musmodell av AVF fel beskrevs 2004 av Kwei och et al. 2 I denna modell var AVFs konstrueras med hjälp av halspulsådern och halsvenen i en end-to-end sätt med hjälp av en intravaskulär kateter. Denna modell kan vara användbart för att studera tidig venös anpassning i AVFs trots att end-to-end konfiguration och närvaron av en intravaskulär kateter begränsa giltigheten av denna modell för mänskliga AVFs. En förbättrad AVF modell introducerades av Castier och et al. 3 i vilken änden avkarotidartären är ansluten till sidan av jugularvenen. Emellertid är AVFs i hemodialyspatienter vanligtvis konstruerad genom anatomizing i slutet av en ven till sidan av en artär. Den exakta utformningen av AVF är en viktig egenskap hos en AV tillgång modell eftersom det bestämmer hemodynamiska profil inom ledningen 4. Det sistnämnda är en viktig bidragsgivare till endoteldysfunktion och efterföljande utveckling av intimal hyperplasi (IH) 5.
En ny musmodell utvecklades nyligen med en identisk anatomisk konfiguration som används i människor 6. I denna modell är AVF skapas i C57BL / 6 möss genom anastomosering i slutet av en gren av den yttre halsvenen vid sidan av den gemensamma halsartären med avbrutna suturer. I föreliggande dokument fokuserar vi på mikro förfarande av denna modell för att underlätta den utbredda användningen av denna musmodell, som syftar till att riva upp komplexa patofysiologiav hemodialys tillgång misslyckande.
Protocol
Representative Results
Discussion
Den AVF anses vara akilleshälen i hemodialysbehandling. Tyvärr AVF fortfarande lider ett stort antal fel 8-10. Trots omfattande forskning om de bakomliggande mekanismerna, den exakta patofysiologi fortfarande okänd. Ett stort antal musmodeller för AVF fel har redan beskrivits i litteraturen 2,3,11,12. Men ingen av dessa modeller innehåller en venös slut på arteriell sida anastomos konfiguration som används mest i den kliniska situationen. Detta är mycket relevant eftersom den resulterande …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by a grant from the Dutch Kidney Foundation (KJPB 08.0003).
Carolien Rothuizen is acknowledged for her contribution to the study. Hoang Pham is acknowledged for his assistance with the pathology work-up.
Materials
| Dissecting microsocpe | Leica | M80 | |
| Forceps | Medicon | 07.61.25 | |
| Vascular forceps | S&T | JFL-3D.2 | |
| Vascular forceps | S&T | D-5a.2 | |
| Forceps | Roboz | SS/45 | |
| Micro scissor 5 mm blade | Fine science tools | 15000-08 | |
| Micro scissor 2 mm blade | Fine science tools | 15000-03 | |
| Scissor | Medicon | 05.12.21 | |
| Clip applier 1 | S&T | CAF-4 | |
| Vascular clamp 1 | S&T | B-1V | |
| Clip applier 2 | BBraun | FE572K | |
| Vascular clamp 2 | BBraun | FE740K | |
| Hemostatic forceps | BBraun | BH110 | |
| 10.0 sutures | BBraun | G1117041 | |
| 6.0 sutures | BBraun | 768464 | |
| Cauterizer | Fine science tools | 18010-00 | |
| Needle holder | Medicon | 11.82.18 | |
| Ocular ointment | Pharmachemie | 41821101 | |
| Chlorhexidine tincture 0,5% | Leiden University Medical Center | NA | |
| Heparin | Leo Pharma | 012866-08 | |
| Buprenorphin | RB Pharmaceuticals | 283732 | |
| Isoflurane | Pharmachemie | 45,112,110 | |
| Anesthesia mask | Maastricht university | custom made | |
| Midazolam | Actavis | AAAC6877 | |
| Dexmedetomidine | Orion | 141-267 | |
| Fentanyl | Bipharma | 15923002 | |
| Continuous anaesthetic induction chamber | Vet-tech solutions | AN010R |
References
- Rotmans, J. I. Animal Models for Studying Pathophysiology of Hemodialysis Access. The Open Urology & Nephrology Journal. 7, 14-21 (2014).
- Kwei, S., et al. Early adaptive responses of the vascular wall during venous arterialization in mice. Am.J.Pathol. 164 (1), 81-89 (2004).
- Castier, Y., et al. Characterization of neointima lesions associated with arteriovenous fistulas in a mouse model. Kidney Int. 70 (2), 315-320 (2006).
- Krishnamoorthy, M. K., et al. Hemodynamic wall shear stress profiles influence the magnitude and pattern of stenosis in a pig AV fistula. Kidney Int. 74 (11), 1410-1419 (2008).
- Ene-Iordache, B., Cattaneo, L., Dubini, G., Remuzzi, A. Effect of anastomosis angle on the localization of disturbed flow in ‘side-to-end’ fistulae for haemodialysis access. Nephrol. Dial. Transplant. 28 (4), 997-1005 (2013).
- Wong, C. Y., et al. Vascular remodeling and intimal hyperplasia in a novel murine model of arteriovenous fistula failure. J.Vasc.Surg. 59 (1), 192-201 (2014).
- Rekhter, M., Nicholls, S., Ferguson, M., Gordon, D. Cell proliferation in human arteriovenous fistulas used for hemodialysis. Arterioscler. Thromb. 13 (4), 609-617 (1993).
- Falk, A. Maintenance and salvage of arteriovenous fistulas. J. Vasc. Interv. Radiol. 17 (5), 807-813 (2006).
- Tordoir, J. H., et al. Prospective evaluation of failure modes in autogenous radiocephalic wrist access for haemodialysis. Nephrol. Dial. Transplant. 18 (2), 378-383 (2003).
- Dixon, B. S., Novak, L., Fangman, J. Hemodialysis vascular access survival: upper-arm native arteriovenous fistula. Am. J. Kidney Dis. 39 (1), 92-101 (2002).
- Yang, B., Shergill, U., Fu, A. A., Knudsen, B., Misra, S. The mouse arteriovenous fistula model. J. Vasc. Interv. Radiol. 20 (7), 946-950 (2009).
- Kang, L., et al. Regional and systemic hemodynamic responses following the creation of a murine arteriovenous fistula. Am. J. Physiol Renal Physiol. 301 (4), F845-F851 (2011).
- Wong, C. Y., et al. Elastin is a key regulator of outward remodeling in arteriovenous fistulas. Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 49 (4), 480-486 (2015).
- Kennedy, R., et al. Does renal failure cause an atherosclerotic milieu in patients with end-stage renal disease. Am. J. Med. 110 (3), 198-204 (2001).
- Cheung, A. K., et al. Atherosclerotic cardiovascular disease risks in chronic hemodialysis patients. Kidney Int. 58 (1), 353-362 (2000).
- Lee, T., et al. Severe venous neointimal hyperplasia prior to dialysis access surgery. Nephrol. Dial. Transplant. 26 (7), 2264-2270 (2011).
- Kokubo, T., et al. CKD accelerates development of neointimal hyperplasia in arteriovenous fistulas. J. Am. Soc. Nephrol. 20 (6), 1236-1245 (2009).
