Patch angioplastik i råttaorta eller nedre hålvenen

Abstract

Perikardiell plåster är vanligtvis används i vaskulär kirurgi för att stänga kärl. För att underlätta studier av neointimal hyperplasi, som bildar på plåstret, utvecklade vi en råttmodell av patch angioplastik som kan användas i antingen en ven eller en artär, vilket skapar en lapp venoplasty eller en patch artär, respektive. Tekniska aspekter av denna modell diskuteras. Den infranjur IVC eller aorta dissekeras och därefter klämmas proximalt och distalt. En 3 mm venotomi eller arteriotomi utförs i den infrarenala inferior vena cava eller aorta av 6 till 8 veckor gamla Wistar-råttor. En nötkreaturs perikardiell lapp (3 mm x 1,5 mm x 0,6 mm) används sedan för att stänga webbplatsen med en 10-0 nylon sutur. Jämfört med arteriella lappar, visar venösa fläckar ökad neointimal tjocklek på postoperativ dag 7. Denna nya modell av perikardiell lapp angioplastik kan användas för att undersöka neointimal hyperplasi på vaskulära biomaterial, samt att jämföra skillnaderna mellan den arteriella och venösamiljöer.

Introduction

Kärlkirurger vanligen nära blodkärl med perikardiell plåster, antingen bovint eller porcint, för att minska risken för restenos ^{1, 2.} I arteriell kirurgi, minskar perikardiell lapp angioplastik graden av restenos jämfört med en primär förslutning ^{3, 4.} Patch venoplasty är också på samma sätt utförs för att stänga vener, men mindre ofta jämfört med arteriella förfaranden ^{5, 6.} Patchar utveckla typiskt neointimal hyperplasi på sina luminala ytor; emellertid förblir mekanismen för neointimalbildning oklar, speciellt i jämförelse av skillnader i neointimalbildningen mellan den arteriella och venösa miljöer. Vi visade tidigare att perikardiell lappar lockar progenitorceller i både arteriella och venösa miljöer och att venös patch angioplastik visar mer enggressive neointimalbildning i jämförelse med de arteriella patchar ^{7, 8.}

I denna studie beskriver vi råttmodell av perikardiell lapp angioplastik som är gemensam för stängning både vener och artärer och som kan användas för att studera neointimalbildning; denna metod är en liten-djurmodell av en operationsteknik som vanligen används i humana patienter. Råttmodellen har en större diameter än den musmodell, vilket underlättar tekniska aspekterna av kirurgi och förbättra inlärningskurvan för den modell.

Protocol

Godkännande av lämpliga Institutional Animal Care och användning kommittén måste erhållas, vilket tyder på att din protokoll följer riktlinjerna för institutionens djurforskningsetiska kommittén.

1. Anestesi och Pre-operativa procedurer

1. Söva Wistar-hanråttor, som vägde omkring 200 g, med förångad 3% isofluran och ett L / min syre administreras in en akrylinduktionskammaren.
2. Bekräfta tillräcklig bedövning genom en brist på reaktion på en tå och svans nypa. Placera salva på ögonen för att förhindra torrhet medan djuren är under narkos. Placera varje råtta liggande på plast drift plattan och placera en silikonmask att leverera förångas 2-3% isofluran genom kontinuerlig inandning. Lämna inte ett djur utan tillsyn tills den har återfått tillräcklig medvetenhet för att upprätthålla sternala VILA.
3. Iklädd sterila handskar, ta bort den ventrala buken håret med en hår remover. Buprenorphine, antingen subkutant eller intraperitonealt, ofta ges vid denna punkt.

2. Operativa procedurer

1. patch venoplasty
   1. Före operationen, trimma nötkreatur perikardiell lapp med hjälp av en microscissor till en 3 mm x 1,5 mm x 0,6 mm storlek. Blöt plåstret i 10 ml steriliserad saltlösning under 5 min i en cellodlingsskål.
   2. Förbered snittet platsen med en aktuell antiseptisk enligt din institutionella protokoll och tillämpa en operationsduk. Använd sterila handskar och instrument för att upprätthålla aseptisk teknik genom hela operationen. Lokalbedövning kan injiceras i stället för den planerade hudsnitt.
   3. Med användning av en skalpell görs en mittlinje buksnitt som sträcker sig från nivån på den xifoid till strax ovanför pubis.
   4. Sätt ett upprullningsdon och rensning alla tarmar från bukhålan mot höger sida. Wrap tarmarna i gasväv indränkt med koksaltlösning.
   5. Exponera infrarenal hålvenen (IVC). Platsen för patch implantation är ca 2 mm under nivån för ursprung njurvenerna; dissekera IVC gratis på denna webbplats. Ligera och dela alla ländryggen och bien ådror på denna nivå med hjälp av 6-0 nylon suturer.
   6. Placera två mikrokirurgi klipp över både den proximala och distala infarenal IVC. Utför en venotomi med en 25 G nål genom att punktera den främre väggen av IVC, och sedan utvidga det till cirka 3 mm med hjälp av en sax (Figur 1A).
   7. Stäng venotomi med plåstret med hjälp av rinnande eller avbrutna 10-0 nylon suturer (Figur 1B).
   8. Slutföra venoplasty stängning. Ta bort den distala klämman först att ventilera plåstret och sedan ta bort den proximala klämman för att återställa blodflödet till IVC.
   9. Bekräfta hemostas genom att observera under 30 sekunder utan komprimering. Återgå tarmarna till sin naturliga position. Stäng buken med en löpande sutur enligt godkända djurprotokoll.
2. patch artär
   1. Före operationen, trimma nötkreatur perikardiell lapp med hjälp av en microscissor till en 3 mm x 1,5 mm x 0,6 mm storlek. Blötlägg det i steriliserad saltlösning.
   2. Förbereda snittet platsen med en topisk antiseptisk och tillämpa en operationslakan. Använd sterila handskar och instrument för att upprätthålla aseptisk teknik genom hela operationen.
   3. Med användning av en skalpell görs en mittlinje buksnitt som sträcker sig från nivån på den xifoid till strax ovanför pubis.
   4. Sätt ett upprullningsdon och rensning alla tarmar från bukhålan mot höger sida. Wrap tarmarna i gasväv indränkt med koksaltlösning.
   5. Exponera aorta. Platsen för patch implantation är ca 2 mm under nivån för ursprung njurartärerna; dissekera aorta gratis på denna webbplats. Ligera och dela alla ländryggen artärer på denna nivå med hjälp av 6-0 nylon suturer.
   6. Kläm fast infrarenala aortan. Använd en 25 G nål för att utföra en arteriotomy av puncturing den främre väggen av aorta, och sedan utvidga det till cirka 3 mm med sax (Figur 1C).
   7. Stäng arteriotomy med plåstret med hjälp av rinnande 10-0 nylon suturer (Figur 1D). Slutföra artärtillslutning. Ta bort den distala klämman först att ventilera plåstret och sedan ta bort den proximala klämman för att återställa blodflödet till aorta.
   8. Bekräfta hemostas genom att observera under 30 sekunder utan komprimering. Återgå tarmarna till sin naturliga position. Stäng buken med en löpande sutur enligt godkända djurprotokoll.

3. Post-operativa procedurer

1. Efter stängningen av buken, avbryta anestesi. Applicera postoperativ vård, inklusive smärtlindring och sårvård, i enlighet med instruktioner som rekommenderas av Institutional Animal Care och användning kommittén.
2. För smärtlindring använder buprenorfin på 0,1 mg / kg intramuskulärt inte mindre än var 12 timmar för 24 h följerning de kirurgiska ingrepp. Kontrollera status för djuret varje dag i djurrummet, säkerställa god återhämtning från peri-operative period samt adekvat behandling av postoperativ smärta. Skicka inte tillbaka ett djur som har opererats för sällskap med andra djur förrän den har återhämtat sig helt.

Representative Results

Efter att plåstret angioplastik, fanns det ingen trombos i endera det venösa (n = 42) eller arteriell (n = 24) patch-grupper. Överlevnad vid dag 7 var 100% i båda grupperna med antingen en venös eller arteriell lapp.

Lapparna skördades på dag 7 och färgades med hematoxylin och eosin, och neointimal tjocklek jämfördes såsom tidigare beskrivits ^7. På grund av den distinkta morfologiska skillnaden mellan lappen och neointima, är det mycket lätt att urskilja neointima. I den venösa lapp, det fanns en distinkt skikt av tjock neointima på den luminala sidan av plåstret, med fler celler samlats i neointima (Figur 2A, 2C); i artär lapp, det fanns en mycket tunnare neointimal skiktet, med endast ett fåtal celler fästa till den luminala sidan av plåstret (Figur 2B, 2D). Neointima wa är betydligt tjockare i venösa plåstret jämfört med artären patch (Figur 2E). Liknande resultat erhölls på dag 14 (data visas ej). Dessa resultat visar att plåstret venoplasty modellen är överlägsen jämfört med andra modeller för att förvärva en tjock neointima i en kort tidsperiod.

Figur 1: Rat Perikardiell Patch angioplastik. (A) representant fotografi som visar IVC venotomi. (B) representant fotografi som visar IVC efter patch placering. (C) representant fotografi som visar aorta arteriotomy. (D) representant fotografi som visar aorta efter patch placering. A, aorta; IVC, nedre hålvenen; P, perikardiell lapp; *, Bakre intima IVC eller aorta; linjal markeringar är 1 mm.3fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 2: Aggressiv neointimal hyperplasi i Patch Venoplasty Jämfört med Patch artär vid dag 7.
(A) representant lägre effekt fotografi som visar plåstret venoplasty dag 7, som färgades med H & E. (B) representant lägre effekt fotografi som visar plåstret angioplastik på dag 7, som färgades med H & E. (C) representant hög effekt fotografi som visar neointimalbildning på plåstret venoplasty. (D) representant hög effekt fotografi som visar neointimalbildning på plåstret artär. Skalstreck = 0,5 mm; hög effekt = 100 ^ m. P, patch; L, IVC eller aortalumen; N, neointima. (E) Stapeldiagram showing ökad neointimal tjocklek i venoplasty jämfört med artär. Felet bar betecknar SEM; * P = 0,0015, t-test; n = 4. klicka god här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Vi beskriver en patch angioplastik modell i råtta, som kan användas i antingen vener eller artärer, vilket skapar en lapp venoplasty eller plåster artär, respektive. Med användning av denna perikardiell lapp modell visade vi aggressiva och stabil neointimal hyperplasi hos råtta IVC venoplasty jämfört med aortaartär (Figur 2) ^{7, 8.}

Flera tekniska aspekter är anmärkningsvärda. I aortaartär, är det viktigt att suturerna är täta och tillräcklig i antal och / eller avståndet för att förhindra läckage av blod i det högre trycket i artärmiljön. I IVC venoplasty, är det viktigt att utföra alla de operativa manövrer med särskild omsorg och mildhet, som IVC väggen är extremt tunn och skör. Dessutom måste länd och små bien vener runt implantationsstället noggrant dissekeras och ligeras för att förhindra blödning. I både arteRial och venösa förfaranden, är den distala klämman avlägsnas först att ventilera någon luminal luft och för att undvika en lung luftemboli. Den proximala klämman avlägsnas sedan för att återställa den distala blodflödet. Slutligen, när punktering av aorta eller IVC väggen, inte punktera den bakre väggen; Om den bakre väggen punkteras, bör en 10-0 sutur användas för att stänga hålet.

En nackdel med plåstret angioplastik i aorta är utvecklingen av pseudoaneurysm vid senare tidpunkter (t.ex. postoperativ dag 30). Det fanns dock sällan några pseudoaneurysm som observerats på postoperativa dagarna 7 eller 14, vilket tyder på användbarheten av denna modell under de 2 första veckorna efter ingreppet för att studera neointimalbildningen i antingen venös eller arteriell miljö ^{7, 9.}

Små djur patch angioplastik har flera fördelar jämfört med inter graft modeller. Först, värdkärlet does inte behöver transected, eftersom endast en främre vägg snitt görs; Detta minskar kirurgiska tid och minimerar risken för blödning. För det andra kräver mellan transplantatet två anastomoser, vilket ökar operationstiden och risken för komplikationer, liksom sträcker inlärningskurvan. Patch angioplastik kräver bara en enda anastomos, vilket minskar operationstiden och risken för komplikationer. För det tredje, minskar patch angioplastik inneboende risken för stenos på anastomistället, potentiellt tillåta en ökad tid för postoperativ observation ^10.

Sammanfattningsvis beskriver vi en metod för att utföra patch angioplastik som använder perikardiell patchar för att stänga kärl med liten diameter; förfarandet är lika tillämpbar på både vener och artärer. Perikardiell lapp venoplasty visar mer aggressiv neointimalbildning jämfört med artärmodellen vid tidiga postoperativa gånger. Detta resultat tyder på användbarheten av denna modell in bestämma skillnaderna i samspelet mellan venösa och arteriella miljöer med implanterbara biomaterial. Dessutom kan olika typer av patchkompositioner undersökas för att testa responsen på dessa olika material.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Bovine pericardial patch	LeMaitre Vascular
Vascular clamp	Roboz Surgical Instrument Co.	RS-5424
Clamp applying forceps	Roboz Surgical Instrument Co	RS-5410
10-0 Prolene suture	Arosurgical Co.	T05A10N10-13