Patch Angioplastik i Rat aorta eller vena cava inferior

Abstract

Perikardielle plastre er almindeligt anvendt i karkirurgi at lukke fartøjer. For at lette undersøgelser af neointimal hyperplasi, der dannes på plasteret, vi udviklet en rottemodel for patch angioplastik, der kan bruges i enten en vene eller en arterie, hvilket skaber et plaster venoplasty eller et plaster arterioplasty hhv. Tekniske aspekter af denne model diskuteres. Den infra-renale IVC eller aorta dissekeres og klemmes derefter proksimalt og distalt. En 3 mm venotomi eller arteriotomi udføres i den infrarenale nedre vena cava eller aorta 6 til 8 uger gamle Wistar-rotter. En bovin perikardial patch (3 mm x 1,5 mm x 0,6 mm) anvendes derefter til at lukke fabrikken under anvendelse af en 10-0 nylon sutur. Sammenlignet med arterielle patches, viser venøse plastre øget neointimal tykkelse på postoperative dag 7. Denne nye model af perikardial patch angioplastik kan anvendes til at undersøge neointimal hyperplasi på vaskulære biomaterialer samt til at sammenligne forskellene mellem det arterielle og venøsemiljøer.

Introduction

Karkirurger almindeligt nære blodkar med perikardiale patches, enten bovint eller porcint, at reducere risikoen for restenose ^{1, 2.} I arteriel kirurgi, perikardial patch angioplastik reducerer antallet af restenose sammenlignet med en primær lukning ^{3, 4..} Patch venoplasty også tilsvarende udført for at lukke vener, dog mindre hyppigt sammenlignet med arterielle procedurer ^{5, 6.} Patches udvikler typisk neointimal hyperplasi på deres luminale overflader; dog mekanismen for neointimal dannelse fortsat uklart, især i sammenligningen af ​​forskelle i neointimal dannelse mellem den arterielle og venøse miljøer. Vi har tidligere vist, at perikardiale patches tiltrække progenitorceller i både arterielle og venøse miljøer, og at venøs patch angioplasti viser mere enggressive neointimal dannelse i forhold til de arterielle patches ^{7, 8.}

I denne undersøgelse beskriver vi rottemodellen af ​​perikardial plaster angioplastik som er fælles for lukning både vener og arterier og som kan anvendes til at studere neointimal formation; denne metode er en lille dyremodel af en operativ teknik der almindeligvis anvendes i humane patienter. Rottemodellen har en større diameter end musemodellen, lette tekniske aspekter af kirurgi og forbedre indlæringskurven for modellen.

Protocol

Godkendelse af den relevante Institutional Animal Care og brug Udvalg skal indhentes, hvilket indikerer, at din protokol følger retningslinjerne i institutionens dyr videnskabsetisk komité.

1. Anæstesi og Pre-operative procedurer

1. Bedøver Wistar-hanrotter, der vejer omkring 200 g, med fordampet 3% isofluran og 1 l / min oxygen administreret i en akryl induktion kammer.
2. Bekræft tilstrækkelig anæstesi gennem en manglende reaktion på en tå og hale knivspids. Placer salve på øjnene for at forhindre tørhed, mens dyrene er under anæstesi. Placer hver rotte liggende på plastik operation plade og placer en silikone maske for at levere fordampet 2 - 3 i% isofluran ved kontinuerlig inhalation. Lad ikke et dyr uden opsyn, indtil det har genvundet tilstrækkelig bevidsthed til at opretholde brystleje.
3. Mens iført sterile handsker, fjerne den ventrale maven hår ved hjælp af et hår remover. Buprenorphine, enten subkutant eller intraperitonealt, ofte givet på dette tidspunkt.

2. operative procedurer

1. Patch venoplasty
   1. Før operationen, trimme bovine perikardial plaster under anvendelse af en microscissor til en 3 mm x 1,5 mm x 0,6 mm størrelse. Soak plasteret i 10 ml steriliseret saltvand i 5 minutter i en celledyrkningsskål.
   2. Forbered webstedet snit med et aktuelt antiseptisk henhold til din lokale protokoller og anvende en kirurgisk afdækningsstykke. Brug sterile handsker og instrumenter til at opretholde aseptisk teknik under hele operationen. Lokalbedøvelse kan injiceres på stedet for den planlagte hudincision.
   3. Ved hjælp af en skalpel en midtlinje abdominal incision, der strækker sig fra niveauet for formet som et sværd til lige over pubis.
   4. Indsæt en retractor og eviscerate alle tarme fra bughulen mod højre side. Pak tarme i gaze gennemvædet med saltvand.
   5. Expose på infrarenal vena cava (IVC). Stedet for patch implantation er cirka 2 mm under niveauet af oprindelsen af ​​de renale vener; dissekerer IVC gratis på dette site. Ligere og deler alle lumbal og biflod vener på dette niveau ved hjælp af 6-0 nylon suturer.
   6. Placér to mikrokirurgi klip på tværs af både den proksimale og distale infarenal IVC. Udfør en venotomi en 25 G nål ved at punktere forvæggen af IVC, og derefter udvide den til omkring 3 mm med en saks (figur 1A).
   7. Luk venotomi med patch hjælp løb eller afbrudte 10-0 nylon suturer (Figur 1B).
   8. Gennemfør venoplasty lukning. Fjern den distale klemme først at udlufte plasteret og derefter fjerne den proximale klemme til at genoprette blodstrømmen til IVC.
   9. Bekræft hæmostase ved at observere i 30 s uden komprimering. Retur tarme til deres naturlige stilling. Luk maven med en kørende sutur ifølge godkendte dyr protokoller.
2. Patch arterioplasty
   1. Før operationen, trimme bovine perikardial plaster under anvendelse af en microscissor til en 3 mm x 1,5 mm x 0,6 mm størrelse. Soak det i steriliseret saltvand.
   2. Forbered incisionssted med et aktuelt antiseptisk og anvende en kirurgisk afdækningsstykke. Brug sterile handsker og instrumenter til at opretholde aseptisk teknik under hele operationen.
   3. Ved hjælp af en skalpel en midtlinje abdominal incision, der strækker sig fra niveauet for formet som et sværd til lige over pubis.
   4. Indsæt en retractor og eviscerate alle tarme fra bughulen mod højre side. Pak tarme i gaze gennemvædet med saltvand.
   5. Udsætte aorta. Webstedet for patch implantation er cirka 2 mm under niveauet for oprindelsen af ​​de renale arterier; dissekere aorta gratis på dette site. Ligere og opdele alle lumbale arterier på dette niveau ved hjælp af 6-0 nylon suturer.
   6. Spænd infrarenale aorta. Brug en 25 G nål til at udføre en arteriotomi ved puncturing den forreste væg af aorta, og udvide den til omkring 3 mm med en saks (Figur 1C) derefter.
   7. Luk arteriotomien med patch under rindende 10-0 nylonsuturer (figur 1D). Gennemfør arterioplasty lukning. Fjern den distale klemme først at udlufte plasteret og derefter fjerne den proximale klemme til at genoprette blodstrømmen til aorta.
   8. Bekræft hæmostase ved at observere i 30 s uden komprimering. Retur tarme til deres naturlige stilling. Luk maven med en kørende sutur ifølge godkendte dyr protokoller.

3. Post-operative procedurer

1. Efter lukningen af ​​maven, afbryde anæstesi. Påfør postoperativ pleje, herunder analgesi og sårpleje, i overensstemmelse med instruktionerne, der anbefales af Institutional Animal Care og brug Udvalg.
2. For analgesi, bruge buprenorphin på 0,1 mg / kg intramuskulært ikke mindre end hver 12 timer i 24 timer følgering de kirurgiske procedurer. Kontroller status for dyret hver dag i dyret rummet, sikrer korrekt genvinding fra den peri-operative periode samt passende behandling af post-operative smerter. Må ikke returnere et dyr, der har gennemgået kirurgi til selskab med andre dyr, indtil den er fuldt tilbagebetalt.

Representative Results

Når plasteret angioplastik, var der ingen thrombose i enten venøse (n = 42) eller arteriel (n = 24) patch grupper. Overlevelse på dag 7 var 100% i begge grupper med enten en venøs eller arteriel patch.

Plastrene blev høstet på dag 7 og farvet med hematoxylin og eosin, og tykkelsen neointimal blev sammenlignet som tidligere beskrevet ^7. På grund af den klare morfologiske forskel mellem plasteret og neointima, er det meget nemt at skelne neointima. I den venøse plaster, der var en særskilt lag af tykke neointima på den luminale side af plasteret, med flere celler akkumuleret i neointima (figur 2A, 2C); i det arterielle plaster, der var en meget tyndere neointimal lag, med kun nogle få celler fæstnet til den luminale side af plasteret (figur 2B, 2D). Neointimaen wa s betydeligt tykkere i venøse plaster sammenlignet med arterien patch (Figur 2E). Lignende resultater blev opnået på dag 14 (data ikke vist). Disse resultater viser, at plasteret venoplasty model er overlegen i forhold til andre modeller til at erhverve en tyk neointima i en kort periode.

Figur 1: Rotte Perikardial Patch angioplasti. (A) repræsentant fotografi, der viser IVC venotomi. (B) repræsentant fotografi, der viser IVC efter plasteret placering. (C) repræsentant fotografi, der viser den aortiske arteriotomi. (D) repræsentant fotografi, der viser aorta efter plasteret placering. A, aorta; IVC, vena cava inferior; P, perikardial patch; *, Posterior intima IVC eller aorta; lineal markeringer er 1 mm.3fig1large.jpg "target =" _ blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2: Aggressiv neointimahyperplasi i Patch Venoplasty Sammenlignet med Patch Arterioplasty på dag 7.
(A) repræsentant lavere strømforbrug fotografi, der viser lappen venoplasty på dag 7, som blev farvet med H & E. (B) Repræsentant lavere strømforbrug fotografi, der viser plasteret angioplastik på dag 7, som blev farvet med H & E. (C) Repræsentant high-power fotografi, der viser neointimal dannelse på plasteret venoplasty. (D) Repræsentant high-power fotografi, der viser neointimal dannelse på plasteret arterioplasty. Scale bar = 0,5 mm; høj effekt = 100 um. P, patch; L, IVC eller aorta lumen; N, neointima. (E) Søjlediagram showing øget neointimal tykkelse i venoplasty sammenlignet med arterioplasty. Fejlen bar betegner SEM; * P = 0,0015, t-test; n = 4. Klik her for at se en større version af dette tal.

Discussion

Vi beskriver et plaster angioplastik model hos rotter, der kan anvendes i enten venerne eller arterier, hvilket skaber et plaster venoplasty eller patch arterioplasty hhv. Brug af denne perikardial patch model viste vi aggressiv og stabil neointimal hyperplasi hos rotter IVC venoplasty forhold til aorta arterioplasty (figur 2) ^{7, 8.}

Flere tekniske aspekter er bemærkelsesværdige. I aorta arterioplasty, er det vigtigt, at suturerne er stramme og passende i antal og / eller indbyrdes afstand for at forhindre lækage af blod i det højere tryk af den arterielle miljø. I IVC venoplasty, er det vigtigt at udføre alle de operative manøvrer med særlig omhu og nænsomhed, som IVC væggen er ekstremt tynde og skrøbelige. Desuden skal lumbal og lille biflod vener omkring implantatstedet omhyggeligt dissekeret og ligeret for at forhindre blødning. I begge arteriale og venøse procedurer, er den distale klemme fjernes først at lufte enhver luminale luft og for at undgå en pulmonal luftemboli. Den proximale klemme fjernes derefter at genoprette den distale blodgennemstrømning. Endelig, når punktering af aorta eller IVC væg, ikke punktere den bageste væg; hvis den bageste væg er punkteret, bør en 10-0 sutur anvendes til at lukke hullet.

En ulempe ved plasteret angioplasti i aorta er udviklingen af pseudoaneurismer på senere tidspunkter (f.eks postoperativ dag 30). Der var imidlertid sjældent nogen pseudoaneurismer observeret på postoperative dag 7 eller 14, hvilket antyder anvendeligheden af denne model løbet af de første 2 uger, når proceduren for at studere neointimal dannelse på enten den venøse eller arterielle miljø ^{7, 9.}

Små-animalsk patch angioplasti har flere fordele i forhold til indskydning graft-modeller. Først, værten fartøj does ikke nødvendigt at transekteret, som kun en forreste væg incision; dette reducerer kirurgisk tid og minimerer risikoen for blødning. For det andet, indskydning graft kræver to anastomoser, øger operative tid og risiko for komplikationer, samt strækker indlæringskurve. Patch angioplastik kun kræver et enkelt anastomose, hvilket reducerer den udløsende tid og risikoen for komplikationer. Tredje, patch angioplastik reducerer uløseligt risikoen for stenose ved det anastomotiske sted, potentielt tillader en forøget tid for postoperativ observation ^10.

Afslutningsvis beskriver vi en metode til at udføre patch angioplastik der bruger perikardiale patches at lukke lille diameter fartøjer; proceduren er lige så anvendelig til både vener og arterier. Perikardiel patch venoplasty viser mere aggressiv neointimal dannelse i forhold til arterioplasty model på tidlige postoperative tidspunkter. Dette resultat antyder anvendeligheden af ​​denne model In bestemmelse af forskellene i samspillet mellem venøse og arterielle miljøer med implanterbare biomaterialer. Derudover kan forskellige typer af patch sammensætninger undersøges for at teste reaktionen på disse forskellige materialer.

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