Summary
Denne roman model skaber robust infrarenal abdominal aorta aneurismer i svin ved hjælp af en kombination af ballon angioplastik, elastase/collagenase perfusion, aktuel elastase ansøgning, og oral sammensatte β-aminopropionitril administration, som forstyrrer kollagen Cross-Linking.
Abstract
Store dyremodeller til at studere abdominale aorta aneurismer er sparsom. Formålet med denne model er at skabe reproducerbare, klinisk signifikant infrarenal abdominale aorta aneurismer (AAA) i svin. For at opnå dette, bruger vi en kombination af ballon angioplastik, elastase og collagenase, og en lysyl oxidase hæmmer, kaldet β-aminopropionitril (BAPN), at skabe klinisk signifikant infrarenal aorta aneurismer, svarende til menneskelig sygdom.
Ikke-kastrerede mandlige svin fodres med BAPN i 7 dage før operationen for at opnå en stabil tilstand i blodet. En midterlinje laparotomi udføres, og infrarenal aorta er omferentielt dissekeret. En indledende måling registreres før aneurisme induktion med en kombination af ballon angioplasty, elastase (500 enheder)/collagenase (8000 enheder) perfusion, og aktuel elastase applikation. Svin fodres BAPN dagligt indtil Terminal procedure på enten postoperative dag 7, 14, eller 28, på hvilket tidspunkt aneurisme måles, og væv indkøbes. BAPN + kirurgi grise sammenlignes med svin, der gennemgik kirurgi alene.
Svin, der blev behandlet med BAPN og kirurgi, havde en gennemsnitlig aorta dilatation på 89,9% ± 47,4% på dag 7, 105,4% ± 58,1% på dag 14 og 113,5% ± 30,2% på dag 28. Svin behandlet med kirurgi alene havde signifikant mindre aneurismer sammenlignet med BAPN + kirurgi dyr på dag 28 (p < 0,0003). BAPN + kirurgi gruppen havde makroskopisk og immunhistokemisk evidens for end Stage aneutranssygdom.
Klinisk signifikant infrarenal AAA kan induceres ved hjælp af ballon angioplasty, elastase/collagenase perfusion og topikal applikation, suppleret med oral BAPN. Denne model skaber store, klinisk signifikant AAA med kendetegn af menneskelig sygdom. Dette har vigtige konsekvenser for belysning af AAA patogenesen og afprøvning af nye terapier og udstyr til behandling af AAA. Begrænsninger af modellen omfatter variation i DØBE indtagelse af svin, kvaliteten af elastase perfusion og omkostningerne ved BAPN.
Introduction
Ifølge Center for Disease Control (CDC), aorta aneurismer (AA) er en førende dødsårsag i USA og repræsentere en betydelig sygdomsbyrde1. En aorta aneurisme er defineret som en dilatation af en diskret del af fartøjets lumen med over 50%2. En delmængde af AA i maven, benævnt abdominale aorta aneurismer (AAA) er en voksende bekymring. AAA forbliver klinisk tavs indtil forestående ruptur eller dissektion, med akut debut, svære mavesmerter generelt er den eneste præsenterer symptom3,4. Ruptur af AAA er næsten altid dødelig med en dødelighed på 90%5. Åben eller endovaskulær kirurgi er den eneste terapeutiske mulighed for patienter, og kan være en meget morbid procedure. Vigtigere er, AAA er en af de få hjerte-kar-sygdomme uden medicinsk behandling for helbredelse.
Til dato, meget af forskningen på AAA patogenesen har fokuseret på gnaver modeller, ved hjælp af elastase, som er et enzym, der nedbryder elastin fundet inden for aorta medierne, at fremkalde aneurismer. 6,7 men, den kliniske translatability af små dyremodeller til human Aneurismal sygdom er begrænset, som evaluering af strukturelle ændringer i aorta, og ændret hæodynamik er begrænset på grund af størrelse. På grund af anatomisk og størrelses lighed, korrelerer svine cirkulerende system bedre med menneskelig biologi end gnavere8. Store dyremodeller giver mulighed for yderligere forståelse af cellulære mekanismer i sygdomsprocessen, kan bruges udvikle nye behandlinger på terapeutiske doser for store pattedyr, og test mekaniske reparationsudstyr, som ikke ville være muligt i små dyremodeller. Desuden, den akutte karakter af gnaver modeller ikke replikerer den kronicitet og patologiske egenskaber af menneskelig aneusmal sygdom.
Kombinationen af elastase og en forbindelse kaldet β-aminopropionitril (bapn) har revolutioneret murine AAA-modeller, ved at skabe aneurismer, der er større og indeholder overdreven af kronisk Aneurysmal sygdom, herunder vægmaleri trombus, Dissection, og ruptur9. BAPN er en hæmmer af lysyl oxidase, som er afgørende for kollagen crosslinking, en afgørende del af aorta væggen10,11,12. Lysyl oxidase aktivitet falder med aldring og givet sammenslutningen af alder og den kroniske karakter af komplicerede AA, bapn har stort potentiale til at eksperimentelt efterligne virkningerne af aldring9,13,14. Brugen af BAPN og dens evne til at replikere kronisk sygdom i en subakut indstilling giver en ny fordel i forhold til alternative store dyremodeller af AAA. Sammenlignet med andre etablerede svin AAA modeller, denne model skaber den største aneurismer med kendetegn af slutstadiet sygdom, og resultaterne er tidligere blevet offentliggjort8,11,15.
Samtidig med at visse fordele, betydelige ressourcer og investeringer er nødvendige for at kunne gennemføre denne model, der kan afskrække nogle undersøgere. Blandt disse ressourcer kan nævnes adgang til operationsstuer, kvalificerede kirurger og anæstesi udbydere, stalde og dyrlæge personale til at hjælpe med postoperative pleje. Desuden, omkostningerne ved BAPN kan være prohibitivt dyrt for nogle laboratorier.
Få store dyremodeller findes for at studere den komplekse Patofysiologi af AAA dannelse og oversætte til sygdomme hos mennesker. Store dyremodeller af AAA er afgørende for at hjælpe med at vurdere levedygtigheden af nye teknologier og behandlinger for sygdomme hos mennesker. Derfor, formålet med denne undersøgelse var at skabe en reproducerbar model af avancerede fase infrarenal AAA i svin. Begrundelsen for brugen af bapn og elastase svine modellen er bedre at forstå den Patofysiologi af AAA ved at efterligne den kroniske natur og overdreven af menneskelig Aneurismal sygdom i en akut eller subakut indstilling, samt at teste nye terapier og anordninger til AAA Behandling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Dyre protokoller blev godkendt af University of Virginia Institutionsudvalg for dyrepasning og-brug (nr. 3848).
Bemærk: denne model er tidligere blevet udgivet af Cullen et al. og er en modificeret protokol, der er beskrevet af hynecek et al.8,15.
1. dyr
- Brug ikke-kastrerede mandlige svin, som vejer 20-30 kg for forsøgene.
- For at maksimere andelen af vægtbaserede doser af BAPN indtages, give svin med delt måltider af standard Chow og 0,15 g/kg af BAPN blandet med sødmælk almindelig yoghurt eller våd hundemad. Start BAPN administration 7 dage før indeks operationen for at opnå Steady State i blodet, og dagligt under post-operative kursus.
Bemærk: BAPN har talrige bivirkninger ved indtagelse i store mængder. Der bør bæres isolations forholdsregler for personale, herunder kasket, kjoler, handsker og skodæksler, når de interagerer med dyr, som er fodret med BAPN eller håndterer BAPN. - Gør grise Nil per os (NPO) natten før operationen.
2. anæstesi
- Inducere generel anæstesi (GA) ved hjælp af Tiletamin-zolzepam 6 mg/kg, xylazin (2 mg/kg), og atropinsulfat (0,04 mg/kg) administreret intramuskulært.
- Intubate grisen ved hjælp af en standard endotracheal tubus tube (ETT) og Miller blade.
- Opnå perifer intravenøs (IV) adgang ved hjælp af en 16 eller 18 gauge IV i en øre vene og fastgør på plads med tape.
- Tilslut ETT til anæstesi maskine og vedligeholde GA ved hjælp af inhaleret isofluran (0,2 mg/kg).
- Anvend elektrokardiogram (EKG)-ledninger og pulsoximetri til at overvåge vitale tegn under operationen. Tag oral temperatur i begyndelsen af sagen. Placer en elektrocautery pad på afhængige del af grisen.
- Vær sikker på, at et medlem af dit personale løbende overvåger og regelmæssigt registrerer vitale tegn for at sikre, at grisen er passende Sedat, ventileret og iltede, samt at identificere og på passende vis gribe ind i enhver hæmodynamisk ustabilitet under Kirurgi.
3. kirurgisk teknik
- Udfør sterilisering af operationsområdet ved hjælp af steril gaze, povidon-jod og 70% isopropylalkohol. Drape grisen på den sædvanlige sterile måde. Tag en blodprøve før incision.
Bemærk: på dette tidspunkt skal alt udstyr, herunder instrumenter, balloner, ledninger osv., være sterilt. - Ved hjælp af en elleve klinge eller Bovie elektro kautery, udføre en midterlinje laparotomi at komme ind i bughulen.
- Fortrænge abdominal organer cephalad til grisens venstre for at afsløre retroperitoneum. Dæk tarmen med et fugtigt blåt håndklæde for at undgå udtørring. Lav en skarp indsnit for at komme ind i retroperitoneum, der giver adgang til den ringere Vena cava (IVC) og infrarenal abdominal aorta.
Bemærk: identifikation og beskyttelse af urinlederne bilateralt er afgørende i denne del af sagen. Svin retroperitoneal anatomi (herunder løbet af ureters) groft spejle, at af mennesker, med subtile variationer beskrevet nedenfor. - Omskæring af aorta fra de renale kar, inferiorly til aorta trifurcation. Pas på at undgå IVC og lænde arterier skade. Når hele infrarenal aorta er eksponeret, skal du bruge kalibre til at måle aorta diameteren i midten af infrarenal aorta.
Bemærk: i modsætning til mennesker, svin har en aorta trifurcation, ikke bifurcation. - Identificer den caudale mesenteriske arterie på den forreste del af infrarenal aorta, som normalt ligger et par centimeter proksimalt til aorta trifurcation. Denne arterie findes ikke hos mennesker. Dissekere, klemme og transect denne arterie. På dette tidspunkt, administrere 5000 enheder af ufraktioneret heparin sulfat intravenøst.
- Bannullere den caudale mesenteriske arterie med en 0,018 i rustfrit stål wire guide fra en micropunkture introducer sæt. Serielt disent arterien over tråden med en 5 fransk (FR) og derefter en 7 fr introducer.
- Forlader 7 fr introducer på plads, erstatte 0,018 i tråd med en 0,035 i guidewire, og derefter fjerne den 7 fr introducer, sikre hæmostase med en finger over kanyle området som introducer fjernes. Indsæt en 0,035 i guidewire indtil ca. 30 cm wire rester eller modstand er stødt på.
- Indsæt en 16 mm perkutan transluminale angioplastik ballon over tråden ind i infrarenal aorta og Placer den midt på den dissekterede aorta. Oppump ballonen, mens du periodisk måler diameteren af den dilaterede aorta med kalibre, indtil maksimal dilatation er ca. 80% større end din baseline måling.
- Efter 10 min. af reperfusion, Cross klemme aorta bare distale til de renale blodkar og proksimale til ATIC trifurcation. Identificer og klem de tidligere dissekeret lumbøjkar for at isolere infrarenal aorta fra systemisk cirkulation. Dette er vigtigt for at undgå systemisk perfusion af elastase, som kan forårsage en septisk respons i den akutte postoperative periode.
- Genindføre den 7 fr introducer over ledningen og fjerne ledningen. Skyl det isolerede aorta segment med saltvand, der sikrer ingen lækage af væske. Tilslut elastase (500 enheder) og kollagenase (8000 enheder) opløsning til indføreren og perfuse 30 mL i den isolerede aorta under konstant manuel tryk i 10 min. Hele 30 mL af løsningerne skal introduceres til det isolerede segment.
Bemærk: et godt perfektionet aorta segment bør være stram uden lækage fra aorta væggen eller fra kanyle området. En beholder løkke kan pakkes bare proksimalt til kanyle området for at sikre, at ingen elastase undslipper. I løbet af 10 min, kan elastase/collagenase opløsning observeres "grædende" gennem aorta væggen. - Efter 10 min, vanding opløsningen fra aorta lumen med saltvand. Fjern introduceren og ligere den caudale mesenteriske arterie stump. Slip alle klemmer (lænde klemmer først, efterfulgt af distale clamp, derefter proksimale clamp).
Bemærk: Begræns klemme tiden til ikke mere end 10 min for at forhindre rygmarven iskæmi. Har en reparationssøm (5-0 polypropylen) lastet i tilfælde af blødning fra den caudale mesenteriske arterie stump efter Cross klemmerne er frigivet. - Sug et 2 cm x 5 cm stykke kirurgisk gaze med 20 mL ufortyndet elastase (27 enheder/mL) og wrap omkring grebet aorta i 10 min. Tag et mål af aorta efter alle interventioner med en kaliber.
- Skyl maven med saltvand, Udskift tarmen, og luk maven i tre lag. BAPN hæmmer sårheling, så for at minimere risikoen for sårnedbrydning og fascial dehiscens, brug sutur med en lang absorptioner tid og sørg for at tage velovervejet lille størrelse bid af væv på hvert lag. Udnyt en kørende syntetisk absorberbare monofilamenter 1 loopes polydioxanone (PDS) sutur for fascia, en kørende flettet absorberbare 2-0 sutur til den dybe dermal senere, og en løbende subcutikulær absorberbare monofilamenter sutur (4-0) for huden.
4. postoperative pleje
- Udnyt 0,2 mg/kg subkutan buprenorphin-SR til post-operative analgesi. Evaluere hvert svin tre gange dagligt for de første tre postoperative dage for tegn på smerte og ubehag og administrere yderligere analgesi hvis identificeret.
- Administration af postoperative antibiotika (1 g cephalexin intramuskulært) på kapsel 1-3.
- Socialt husdyr efter POD 3.
5. udtagning af aorta vævet
- Udføre vævs indkøb på enten POD 7, 14 eller 28.
- Inducerer GA som beskrevet i trin 2.1-2.5 ovenfor.
Bemærk: Terminal aorta vævsudtagning behøver ikke at være steril. - 5,3. Genåbn den tidligere midterlinje laparotomi Incision, at være kognizant af klæbet tarm til den forreste abdominalvæg. Reflekterer tarmen for at udsætte retroperitoneum og aorta svarende til trin 3,3 ovenfor.
- Dissekere aorta indtil aneurisme er eksponeret og måle den udvendige diameter af Aneurysmal segment med kalibre. Beregn aorta dilatation (%) ved hjælp af følgende ligning: [(høst infrarenal diameter-indledende operative infrarenal diameter) x 100%]. Når målingen er opnået, administreres en dødelig dosis af pentobarbital-phenytoin (f. eks. Euthasol) via injektion i IVC.
- Dissekere aorta fra trifurcation til den aorta og explant Aneurysmal segment med et kontrol segment af ubehandlet aorta. Prøven placeres i enten flydende nitrogen eller formalin til histologisk vurdering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Alle statistiske analyser blev udført med Fisher Exact test eller Chi squared test efter behov. Data værdier rapporteres som middel aorta dilatation (%) ± standardafvigelse (%). Statistisk signifikans blev fastsat P < 0,05. Kombinationen af BAPN og kirurgi, som giver elastase behandling (kirurgi/elastase), skaber mere robust og reproducerbar AAA hos svin på dag 28 sammenlignet med dem, der behandles med kirurgi og elastase alene (gennemsnitlig aorta dilatation (%) ± standardafvigelse (%): 113,5% ± 30,2% (n = 8) versus 59,7% ± 29,2% P < .01) som vist i figur 1. AAA voksede gradvist større, efterhånden som tiden skred frem (gennemsnitlig aorta dilatation (%) ± standardafvigelse (%) 86,9% ± 47,4% (n = 4), 105,4% ± 58,1% (n = 5) og 113,5% ± 30,2% (n = 8) ved henholdsvis 7, 14 og 28 dages høsttids punkter, figur 1). Tegn på kronisk Aneurismal sygdom er tydelig hos dyr, der behandles med BAPN og kirurgi/elastase, herunder intraluminal trombus og åreforkalkning (figur 2). Histologisk evaluering viste signifikant øget elastin fragmentering og kollagen ændring i BAPN-behandlede svin AAA end kirurgi/elastase alene (henholdsvisfigur 3 og figur 4).
Figur 1: β-Aminopropionitril (BAPN) behandling øger svine abdominal aorta aneurisme (AAA) størrelse. A) bapn + kirurgi/elastase svin havde signifikant højere gennemsnitlig aorta dilatation sammenlignet med ikke-bapn-behandlet (kirurgi/elastase alene) svin ved 28 dage (113,5% ± 30,2% vs. 59,7% ± 29,2%; S <. 01). B) bapn-behandlede svin viste gennemsnitlig aorta dilatation på 86,9% ± 47,4%, 105,4% ± 58,1% og 113,5% ± 30,2% ved henholdsvis 7, 14 og 28 dages høsttids punkter. Dette tal blev udgivet af Cullen et al.15 og gengivet her med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: prøve fotografier af Porcin abdominale aorta aneurismer (AAA). A) kontrollere abdominal aorta (ingen behandling med bapn eller elastase). (B) infrarenal AAA dannet på post-operative Day (Pod) 28 efter behandling med kirurgi/elastase, og bapn (C) intraluminal TROMBUS i AAA på Pod 28 i kirurgi/elastase og bapn behandlede dyr (D) ATEROSKLEROSE i infrarenal AAA på Pod 28 i kirurgi/elastase og bapn behandlede dyr. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: elastin fragmentering er øget i β-aminopropionitril (bapn)-behandlede svin abdominal aorta ANEURISME (AAA). Van gieson farvning i infrarenal aorta og den aorta ved 7 dage (A), 14 dage (B), og 28 dage (C). Langt til højre, elastin (sort) fragmentering som målt af uafhængige anmeldere af infrarenal aorta versus suprarenalaorta på 7, 14, og 28 dage. Scale bar repræsenterer 500 μm; 4X objektiv mål. * P < 0,05. Dette tal blev udgivet af Cullen et al.15 og gengivet her med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: kollagen er ændret i β-aminopropionitril (BAPN)-behandlede svin abdominal aorta aneurisme (AAA). Masson trichrome og van gieson farvning i infrarenal aorta og den aorta på 7 dage (A), 14 dage (B), og 28 dage (C). Længst til højre, kollagen (blåt) indhold i væggen af infrarenal versus den aorta som målt ved densitetsmåling enheder på 7, 14, og 28 dage. Scale bar repræsenterer 250 mm; 4X objektiv mål. Dette tal blev udgivet af Cullen et al.15 og gengivet med tilladelse. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
En ny model af infrarenal AAA i svin blev skabt ved hjælp af en kombination af ballon angioplasty, perfusion og aktuel elastase, og kosten som BAPN. Ved hjælp af denne model, aorta dilatation af > 100% blev opnået med brutto og histologiske egenskaber af kronisk menneskelig aneusmal sygdom. Denne model giver en gateway til yderligere at forstå den komplekse Patofysiologi af AAA og oversætte potentielle terapier til sygdomme hos mennesker.
Tidligere modeller af AAA hos svin er opnået med beskeden succes. Marinov et al. brugte elastase perfusion alene og så nogle histologiske ændringer, herunder elastin disruption, men var ikke i stand til at nå den fænotype, der definerer en aneurisme (> 50% dilatation)16. I betragtning af den holdbarhed af svin aorta, mere end én intervention er nødvendig for at opnå klinisk signifikant aneurismer, som oprindeligt blev beskrevet af Hynecek et al. ved hjælp af en kombination af elastase og kollagenase perfusion og ballon angioplastik8. De så gennemsnitlig aorta diameter på 73% samt histologiske ændringer af Aneurysmal sygdom, herunder endotel tab, neutrofile infiltration, og elastin forstyrrelse.
Tidligere modeller løser dog ikke et grundlæggende problem med alle AAA-modeller: hvordan man replikerer en kronisk sygdomsproces i en akut eller subakut indstilling. De fleste elastase modeller af AAA i mus viser peak dilatation på ca 2 uger efterfulgt af regression derefter, mens menneskets sygdom udvikler sig kronisk over år. Nøglen til dette spørgsmål kan hvile i brugen af BAPN, en lysyl oxidase hæmmer forhindrer kollagen crosslinking. BAPN har en "aldrende" effekt, og kombineret med elastase behandling, det har vist sig at simulere kronisk aneurisme vækst. I en murine model af Lu et al., blev mus observeret 100 dage post-operativt, og demonstrerede tegn på slutstadiet AAA med trombedannelse og spontan ruptur9. Nyheden og betydningen af vores svine-AAA-model er i brugen af BAPN, som replikater denne kroniske sygdomsproces i en subakut indstilling og en mere translerbar dyreart. Grise fodret en diæt af BAPN kombineret med ballon angioplastik, elastase perfusion, og aktuel elastase applikation viste mere robuste aneurismer med tegn på slutstadiet sygdom, herunder vægmaleri trombus, åreforkalkning, og ruptur sammenlignet med dem, der behandles med kirurgi og elastase alene (figur 1). Denne model forstærker og forbedrer på den tidligere model af hynecek et al. ved at skabe større aneurismer med overdreven af kronisk sygdom8.
Selv om BAPN er afgørende for at replikere den kronicitet af AAA, kirurgisk indgreb giver den oprindelige fornærmelse mod aorta at inducere aneurisme dannelse. BAPN uden kirurgi eller elastase brug er blevet undersøgt, men viste ingen signifikant aorta dilatation11. For ikke-kirurgisk uddannede efterforskere, induktion af AAA i svin via laparotomi kan være skræmmende. Hvert trin er fyldt med potentielle komplikationer, fra tarm og ureter skader på arteriel eller venøs blødning, der kræver reparation til postoperative sårinfektioner. Investigator skal være forberedt på uforudsete udgifter for at overleve gris til sit mål slutpunkt. En ægte holdindsats er påkrævet, herunder en erfaren kirurg velbevandret i abdominal anatomi, tilvejebringelse af ekstraordinær anæstesi, herunder opmærksomhed på vitale tegn og væskestatus, og opmærksomme postoperative pleje. Vores team har oplevet alle de ovennævnte komplikationer og handlet i overensstemmelse hermed, om med reparation af enterotomi eller Caval skader eller antibiotika for infektioner. En uforudset komplikation indebar imidlertid, i hvor høj grad BAPN havde nedsat incisions sårheling i svinene. Omkring 3 uger post-operativt, nogle svin udstillet opdeling af deres incisioner med lejlighedsvis fascial dehiscens kræver Take-Back til operationsområdet for revision og debridement. Omhyggelig overvågning af incisioner post-operativt samt lukning i flere lag rådes til at forhindre denne komplikation.
Den kritiske del af operationen involverer kanylering af aorta via den caudale mesenteriske arterie, som kan være frustrerende, givet sin lille størrelse. Brugen af en mikropunktering ledninger har hjulpet os i denne kanyle. Dette trin er afgørende, da kanyle tråden giver adgang til aorta for ballonen og perfusions kanyle. Ballon angioplastik før perfusion er afgørende i vores erfaring, som ballon dilatation hypotetisk skaber endotel forstyrrelse giver elastase perfusion til mere let komme ind i aorta medierne. Tilstrækkelig perfusion defineres som et stram segment af aorta uden lækage eller udslip af væske omkring kateteret eller fra aorta Wall. Opnåelse af tilstrækkelig perfusion af elastase, samtidig med at begrænse den samlede aorta Kors clamp tid til ikke længere end 10 min, er afgørende for god aneurisme dannelse samtidig undgå iskæmiske komplikationer. Begrænsning total aorta Kors klemme tid til mindre end 20 min for hele proceduren og giver tilstrækkelig tid til reperfusion i mellem ballon dilatation og elastase perfusioner undgår den frygtede spinal iskæmi komplikation. Hvis tilstrækkelig perfusion ikke opnås, er der sandsynligvis en lækage fra et sted i det perfopatisk segment af aorta, sædvanligvis en utilsigtet aortotomi fra dissektion eller tilbage lækage fra kanyle området. Det er afgørende at reparere enhver defekt i perfbrugte segmentet for at muliggøre tilstrækkelig perfusion af elastase. Et fartøj loop kan pakkes bare proksimale til aorta kanyle til stedet for at forhindre tilbage strømmen af elastase. Enhver lumbal arterie bør også midlertidigt fastklemmes under perfusion for at undgå elastase ind i systemisk cirkulation, som kan forårsage en septisk respons i svinet.
Logiske næste trin for denne model omfatter afprøvning af nye terapier til medicinsk behandling af AAA. Som tidligere nævnt, der er ingen kendte medicinske terapier at dæmpe eller genvinde aorta aneurisme vækst og nuværende endelige pleje indebærer åbne kirurgiske eller endovaskulære tilgange. Forudgående undersøgelse har defineret rollerne af proinflammatoriske cytokiner, interleukin-1β (Il-1 β) og interleukin-6 (Il-6) i patogenesen af faldende thorax aorta aneurismer og AAA, og hæmning af disse receptorer kan give potentielle terapeutiske muligheder for behandling af disse sygdomme17,18,19. Disse undersøgelser er kun blevet udført i murine modeller, så de næste skridt bør involvere store dyremodeller. Desuden er et stort dyr faldende thorax aorta aneurisme en anden vej til fremtidig undersøgelse. På grund af forskellige embryologiske oprindelser, der er iboende forskelle i væggen sammensætning af thorax og abdominal aorta, fører til forskellige Patofysiologi af aneurismer i disse to segmenter20.
Der er nogle få begrænsninger i denne model. For det første er det vanskeligt at afgøre, hvilken intervention der bidrager mest til dannelsen af aneurisme, da flere interventioner er anvendt. Den mængde tryk, der kræves for at opnå et tilstrækkeligt elastase-perfbrugt aorta segment, er svær at måle og kan variere. Dette kan påvirke mængden af elastase, som kommer ind i aorta mediet og efterfølgende aneurisme dannelse fra et svin til det næste. Vi er i færd med at undersøge en strategi for at løse dette. BAPN blev blandet med svine føde og svine indtag i den perioperative periode kan variere, hvilket ændrer mængden af BAPN hver svine ager. Endelig kræver denne model, at mange ressourcer og investeringer bliver en succes. Dette omfatter operationsstuer, kirurger og anæstesi udbydere, husdyravl, postoperativ pleje og køb af BAPN, hvilket kan være uoverkommeligt dyrt. Hvert laboratorium bør omhyggeligt evaluere deres ressourcer og finansiering, før du forsøger denne model.
Samlet, på trods af visse begrænsninger, kan svin AAA med overdreven af kronisk sygdom oprettes reproducerbart ved hjælp af en kombination af bapn, ballon angioplastik, elastase perfusion og aktuel elastase ansøgning. Dette har vigtige konsekvenser for Translationel forskning, der gælder for sygdomme hos mennesker.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Ingen
Acknowledgments
Vi takker Anthony Herring og Cindy Dodson for deres viden og tekniske ekspertise.
Finansieringskilder:
Finansieringen til denne undersøgelse blev leveret af national Heart, Lung, og Blood Institute af National Institute of Health under Award No. T32HL007849 og Grant NOS. R01HL081629-07 (G.R.U.) og R01HL124131-01 (G.R.U.).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Arrow Ergo Pack System | Arrow | CDC-21242-X1A | Just need 7 Fr dilator |
| Atlas PTA Balloon dilation catheter | Bard | AT-120184 | 16 mm x 4 cm x 120 cm |
| Bovie electrocautery | Bovie Medical | A2350 | |
| Collagenase Type 1 (5 gm) | Worthington | LS004196 | |
| Crile Needle drviers | MFI medical | 61-2201 | |
| DeBakey Atraumatic Forceps | MFI medical | 52-4977 | |
| DeBakey Peripheral Vascular Clamp | Medline | MDS1318119 | |
| Glidewire | Terumo Interventional Systems | GS3506 | outer Wire diameter 0.035 mm, Length 150 cm |
| GraphPad Prism 6 | GraphPad Software Inc. La Jolla, Calif) | statistical software | |
| Metzenbaum Scissors | MFI medical | 61-0004 | |
| Mayo-Hegar Needle Holder | tiger medical | N407322 | |
| Micropuncture Introducer Set | Cook | G47946 | |
| Mixter Forceps, Standard Grade, Right angle | Cole-Parmer | UX-10818-16 | |
| Monocryl suture | Ethicon | Y496G-BX | 4-0 monocryl |
| PDS II suture | Ethicon | D8926 | Number 1 looped |
| Porcine Pancreatic Elastase | Sigma-Aldrich | E0258-50 MG | |
| Satinsky Vascular Clamps | Medline | MDs5632515 | |
| Suction canister | Cardinal Health | 65651212 | |
| Schuco Aspirator | MFI medical | S430A | |
| Vicryl suture | Ethicon | J789D-SD | 2-0 vicryl |
| Yankauer Suction tube | Sklarcorp | 07-1801 |
References
- WISQARS. Leading Causes of Death Reports, National and Regional, 1999 - 2016. , Available from: https://webappa.cdc.gov/sasweb/ncipc/leadcause.html (2018).
- Erbel, R., et al. Diagnosis and management of aortic dissection. European Heart Journal. 22 (18), 1642-1681 (2001).
- Cameron, J. Current Surgical Therapy 11th edition. Cameron, J. 11, Elsevier Saunders. 777-783 (2014).
- Dalman, R. L., Mell, M. Overview of abdominal aortic aneurysm. , Available from: https://www.uptodate.com/contents/overview-of-abdominal-aortic-aneurysm (2017).
- Pearce, W. H., Zarins, C. K., Bacharach, J. M. Atherosclerotic Peripheral Vascular Disease Symposium II: controversies in abdominal aortic aneurysm repair. Circulation. 118 (25), 2860-2863 (2008).
- Daugherty, A., Cassis, L. A. Mouse models of abdominal aortic aneurysms. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 24 (3), 429-434 (2004).
- Anidjar, S., et al.
- Hynecek, R. L., et al. The creation of an infrarenal aneurysm within the native abdominal aorta of swine. Surgery. 142 (2), 143-149 (2007).
- Lu, G., et al. A novel chronic advanced stage abdominal aortic aneurysm murine model. Journal of Vascular Surgery. 66 (1), 232-242 (2017).
- Barrow, M. V., Simpson, C. F., Miller, E. J.
- Coulson, W. F., Linker, A., Bottcher, E.
- McCallum, H. M.
- Behmoaras, J., et al. Differential expression of lysyl oxidases LOXL1 and LOX during growth and aging suggests specific roles in elastin and collagen fiber remodeling in rat aorta. Rejuvenation Research. 11 (5), 883-889 (2008).
- Davies, I., Schofield, J. D. Connective tissue ageing: the influence of a lathyrogen (beta-aminopropionitrile) on the life span of female C57BL/Icrfat mice. Experimental Gerontology. 15 (5), 487-494 (1980).
- Cullen, J. M., et al. A novel swine model of abdominal aortic aneurysm. Journal of Vascular Surgery. , (2018).
- Marinov, G. R., et al. Can the infusion of elastase in the abdominal aorta of the Yucatan miniature swine consistently produce experimental aneurysms. Journal of Investigative Surgery. 10 (3), 129-150 (1997).
- Pope, N. H., et al. Interleukin-6 Receptor Inhibition Prevents Descending Thoracic Aortic Aneurysm Formation. Annals of Thoracic Surgery. 100 (5), 1620-1626 (2015).
- Johnston, W. F., et al. Genetic and pharmacologic disruption of interleukin-1beta signaling inhibits experimental aortic aneurysm formation. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 33 (2), 294-304 (2013).
- Johnston, W. F., et al. Inhibition of interleukin-1beta decreases aneurysm formation and progression in a novel model of thoracic aortic aneurysms. Circulation. 130 (11), Suppl 1 51-59 (2014).
- Ruddy, J. M., Jones, J. A., Spinale, F. G., Ikonomidis, J. S. Regional heterogeneity within the aorta: relevance to aneurysm disease. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136 (5), 1123-1130 (2008).
