Summary
Эта новая модель создает надежные инфрагенные аневризмы брюшной аорты у свиней, используя комбинацию воздушной ангиопластики, эластазной/коллагеназной перфузии, местного применения эластаз, а также перорального соединения - аминопропионитрила, что мешает коллагену перекрестное соединение.
Abstract
Большие модели животных для изучения аневризмы брюшной аорты редки. Целью этой модели является создание воспроизводимых, клинически значимых инфрагенных аневризм брюшной аорты (AAA) у свиней. Для достижения этой цели мы используем комбинацию агиопластики воздушного шара, эластазы и коллагеназы, а также ингибитора оксидазы лисил, называемого «аминопропионитрил» (BAPN), для создания клинически значимых инфрагенных аортальных авризм, аналогичного болезням человека.
Некастые самцы свиней кормят BAPN в течение 7 дней до операции для достижения устойчивого состояния в крови. Проводится лапаротомия средней линии и инфрагенная аорта вокружно расчленяется. Первоначальные измерения регистрируются до индукции аневризмы с сочетанием воздушной ангиопластики, эластазной (500 единиц)/коллагеназы (8000 единиц) перфузии и местного применения эластаза. Свиней кормят BAPN ежедневно до терминальной процедуры либо на послеоперационный день 7, 14 или 28, в это время измеряется аневризма, и ткани закуплены. BaPN и хирургии свиней по сравнению со свиньями, которые прошли операцию в одиночку.
Свинья лечение с BAPN и хирургии было среднее расширение аорты 89,9% и 47,4% на 7-й день, 105,4% и 58,1% в день 14, и 113,5% и 30,2% в день 28. Свиньи, обработанные только хирургическим вмешательством, имели значительно меньшие аневризмы по сравнению с BAPN и хирургическими животными на 28-й день (p qlt; 0.0003). Группа baPN и хирургии была макроскопических и иммуногистохимических доказательств аневризмальной болезни конечной стадии.
Клинически значимый инфрагенный ААА может быть индуцирован с помощью воздушного шара ангиопластики, эластаза / коллагеназы перфузии и актуальное применение, дополненный устные BAPN. Эта модель создает большие, клинически значимые ААА с признаками болезни человека. Это имеет важные последствия для выяснения патогенеза ААА и тестирования новых методов лечения и устройств для лечения ААА. Ограничения модели включают вариации в BAPN попадает свиней, качество перфузии эластаза, и стоимость BAPN.
Introduction
По данным Центра по контролю заболеваний (CDC), аневризмы аорты (АА) являются ведущей причиной смерти в Соединенных Штатах и представляют собой значительное бремя болезни1. Аневризма аорты определяется как расширение дискретной части просвета сосуда более чем на 50%2. Подмножество АА в животе, называется брюшной аневризмы аорты (AAA) являются растущей проблемой. AAA остаются клинически молчать до надвигающегося разрыва или вскрытия, с острым началом, сильные боли в животе, как правило, только представляя симптом3,4. Разрыв ААА почти всегда приводит к летальному исходу со смертностью 90%5. Открытая или эндоваскулярная хирургия является единственным терапевтическим вариантом для пациентов, и может быть очень болезненным процедурой. Важно отметить, что ААА является одним из немногих сердечно-сосудистых заболеваний без медицинской терапии для лечения.
На сегодняшний день большая часть исследований по патогенез AAA была сосредоточена на моделях грызунов, используя эластаза, которая является ферментом, который деградирует эластина, найденного в аортальном носителе, чтобы вызвать аневризмы. 6,7 Однако, клиническая переносимость мелких моделей животных к человеческой аневризмальной болезни ограничена, так как оценка структурных изменений в аорте, и измененная гемодинамика ограничена из-за размера. Из-за анатомического и размера сходства, свиная кровеносная система коррелирует лучше с человеческой биологией, чем грызуны8. Крупные модели животных позволяют более глубоко понять клеточные механизмы процесса заболевания, могут быть использованы разработка новых методов лечения в терапевтических дозах для крупных млекопитающих, а также тестировать механические ремонтные устройства, которые не были бы осуществимы в небольших моделях животных. Кроме того, острый характер моделей грызунов не повторяет хронику и патологические характеристики аневризма заболевания человека.
Сочетание эластази и соединения под названием "аминопропионитрил" (BAPN) произвело революцию в моделях murine AAA, создавая аневризмы, которые крупнее и содержат сиквелы хронической аневризмализальной болезни, включая тромб фрески, рассечение и разрыв9. BAPN является ингибитором лисил оксидазы, которая необходима для коллагена перекрестные, важнейший компонент стенки аорты10,11,12. Активность лисилоксидаза снижается с возрастом и с учетом связи возраста и хронический характер сложных АА, BAPN имеет большой потенциал, чтобы экспериментально имитировать последствия старения9,13,14. Использование BAPN и его способность реплицировать хронические заболевания в подострохи настройки предлагает новое преимущество по сравнению с альтернативными крупными моделями животных AAA. По сравнению с другими установленными свиными моделями AAA, эта модель создает крупнейшие аневризмы с признаками заболевания конечной стадии, и результаты были ранее опубликованы8,11,15.
При предоставлении определенных преимуществ для успешного завершения этой модели требуются значительные ресурсы и инвестиции, которые могут отпугнуть некоторых исследователей. К числу этих ресурсов относятся доступ в операционные, квалифицированных хирургов и анестезиологов, жилье для животных и ветеринарный персонал для оказания помощи в послеоперационном уходе. Кроме того, стоимость BAPN может быть непомерно дорогим для некоторых лабораторий.
Немногие большие модели животных существуют для изучения сложной патофизиологии образования ААА и перевода на болезнь человека. Большие модели животных ААА имеют решающее значение для оценки жизнеспособности новых технологий и методов лечения заболеваний человека. Таким образом, цель этого исследования заключается в создании воспроизводимой модели продвинутой стадии инфрагенных ААА у свиней. Обоснование использования BAPN и эластазы свиной модели заключается в том, чтобы лучше понять патофизиологию ААА, имитируя хронический характер и сиквел ы человеческой аневризмальной болезни в острой или подостройной обстановке, а также проверить новые методы лечения и устройства для ААА Лечения.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Протоколы о животных были одобрены Институциональным комитетом по уходу и использованию животных Университета Вирджинии (No 3848).
ПРИМЕЧАНИЕ: Эта модель была ранее опубликована Cullen et al. и представляет собой измененный протокол, описанный Hynecek et al.8,15.
1. Звери
- Используйте для экспериментов некастрированные самцы свиней весом 20-30 кг.
- Для того, чтобы максимизировать долю веса на основе дозBAP попадает, обеспечить свиней с разделенной пищи стандартных чау и 0,15 г/кг BAPN смешивается с цельномолочных простой йогурт или влажный корм для собак. Начните администрирование BAPN за 7 дней до операции индекса для достижения стабильного состояния в крови, и ежедневно во время послеоперационного курса.
ПРИМЕЧАНИЕ: BAPN имеет многочисленные побочные эффекты, если попадает в больших количествах. Меры изоляции для персонала, включая шапку, платья, перчатки и бахилы следует носить всякий раз, когда взаимодействуют с животными кормили BAPN или обработки BAPN. - Сделать свиней ноль на ОС (NPO) в ночь перед операцией.
2. Анестезия
- Индуцировать общую анестезию (ГА) с использованием тилетамина-золцепама 6 мг/кг, ксилазина (2 мг/кг) и атропина сульфата (0,04 мг/кг) вводят внутримышечно.
- Интубировать свинью с помощью стандартной эндотрахеэля трубки (ETT) и Миллер лезвие.
- Получить периферийный внутривенный (IV) доступ с помощью 16 или 18 калибра IV в ухо вены и безопасно на месте с лентой.
- Подключите ETT к анестезии машины и поддерживать ГАЗ с помощью ингаляционного изофруран (0,2 мг/кг).
- Применение электрокардиограммы (ЭКГ) приводит и оксиметрии пульса для мониторинга жизненных признаков во время операции. Принимайте пероральную температуру в начале корпуса. Поместите электрокаутерию на зависимую часть свиньи.
- Убедитесь, что один из ваших сотрудников постоянно контролирует и регулярно записывает жизненно важные признаки, чтобы убедиться, что свинья надлежащим образом степенный, вентилируемые и оксигенированные, а также для выявления и надлежащего вмешательства в любой гемодинамической нестабильности во время Хирургии.
3. Хирургическая техника
- Выполняйте стерилизацию хирургической области с использованием стерильной марли, повидон-йода и 70% изопропилового спирта. Drape свиньи в обычной стерильной моды. Возьмите образец крови до разреза.
ПРИМЕЧАНИЕ: На данный момент все оборудование, включая инструменты, воздушные шары, провода и т.д., должно быть стерильным. - Используя одиннадцать лезвий или Bovie электрокаутерии, выполнить полотна средней линии, чтобы войти в брюшную полость.
- Сместите брюшной внутренности цефалды в левую свинью, чтобы разоблачить ретроперитонеум. Обложка кишечника с влажным синим полотенцем, чтобы избежать высыхания. Сделайте резкий разрез, чтобы войти в ретроперитонеум, что позволяет получить доступ к нижней полы вены (IVC) и инфрагенной брюшной аорты.
ПРИМЕЧАНИЕ: Идентификация и защита мочеточников на двусторонней основе имеет решающее значение в этой части дела. Свиной ретроперитонеальной анатомии (в том числе курс мочеточников) грубо зеркала, что и людей, с тонкими вариациями подробно ниже. - Окружно вскрыть аорту из почечных сосудов, неполноценно аортальной трифуркации. Позаботьтесь, чтобы избежать травмы IVC и поясничной артерии. После того, как вся инфрачная аорта подвергается, использовать calipers для измерения диаметра аорты в середине части инфрагенной аорты.
ПРИМЕЧАНИЕ: В отличие от людей, свиньи имеют аорты трифуркации, а не бифуркации. - Определите каудальную мезентерию артерии на передней части инфрачной аорты, которая обычно лежит на несколько сантиметров, проксим от аортальной трифуркации. Эта артерия не существует у людей. Вскрыть, зажим, и трансектировать эту артерию. На данный момент, управлять 5000 единиц нефракционированного гепарина сульфат внутривенно.
- Каннула каудальная мезентерическая артерия с 0,018 в руководстве проволоки из нержавеющей стали провода из набора микропунктуры ввести. Серийно расползать артерию над проводом с 5 французским (Fr), а затем 7 Fr introducer.
- Оставив 7 Fr introducer на месте, заменить 0,018 в проволоке с 0,035 в направляющей, а затем удалить 7 Fr introducer, обеспечение hemostasis с пальцем над каниляции сайта, как введение удаляется. Вставьте 0.035 в направляющий провод до тех пор пока приблизительно 30 сантиметров остатков провода или сопротивления не натке.
- Вставьте 16-мм перкутанный воздух отранслюминальной ангиопластике над проволокой в инфратонную аорту и расположите его в середине расчлененной аорты. Надувайте воздушный шар, периодически измеряя диаметр расширенной аорты с помощью калиперов до максимального расширения примерно на 80% больше, чем базовые измерения.
- После 10 минут реперфузии, перекрестный зажим аорты просто дистальные к почечной сосуды и проксимальной аорты трифуркации. Определите и зажимайте ранее расчлененные поясничные сосуды, чтобы изолировать инфрагенную аорту от системной циркуляции. Это важно, чтобы избежать системной перфузии эластаза, которая может вызвать септический ответ в острый послеоперационный период.
- Повторно 7 Fr ввести над проволокой и удалить провода. Промыть изолированный аортированный сегмент с сольным раствором, гарантируя отсутствие утечки жидкости. Соедините эластазу (500 единиц) и коллагеназу (8000 единиц) раствором для введения и пронизайте 30 мл в изолированную аорту под постоянным ручным давлением в течение 10 мин. Все 30 мл растворов должны быть введены в изолированный сегмент.
ПРИМЕЧАНИЕ: Хорошо проникнуты аорты сегмент аорты должны быть тугой без утечки из стенки аорты или с сайта каниляции. Петля судна может быть обернута только проксимальной к месту консервации, чтобы не избежать эластаза. В течение 10 мин, эластаза / коллагеназный раствор можно наблюдать "плач" через стенку аорты. - Через 10 минут орошаем раствор из просвета аорты сольнием. Удалите ввести и ligate каудальной пень песентерической артерии. Высвобожните все зажимы (поясничные зажимы, а затем дистальный зажим, затем проксимальный зажим).
ПРИМЕЧАНИЕ: Ограничьте время зажима не более чем на 10 минут, чтобы предотвратить ишемию спинного мозга. Ите ремонт стежка (5-0 полипропилена) загружены в случае кровотечения из пень каудальной пень из мензентерической артерии после поперечные зажимы освобождены. - Замочите 2 см х 5 см кусок хирургической марли с 20 мл неразбавленной эластасы (27 единиц / мл) и обернуть вокруг вмешалась аорта в течение 10 мин. Примите меру аорты после всех вмешательств с кадетским.
- Орошайте живот сольным раствором, заменяйте кишечник и закрывайте брюшную полость в три слоя. BAPN ингибирует заживление ран, поэтому для того, чтобы свести к минимуму риски рана распада и фасциального dehiscence, использовать шов с длинным время абсорбции и не забудьте принять разумно малых размеров укусов ткани на каждом слое. Используйте бегущий синтетический абсорбируемый монофилом 1 зацикленный шов Полидиоксанона (PDS) для фасции, бегущий плетеный абсорбируемый 2-0 шов для глубокого дермального позже, и бегущий подкатикулярный абсорбируемый монофиломшный шов (4-0) для кожи.
4. Послеоперационный уход
- Используйте 0,2 мг/кг подкожного бупренорфина-СР для послеоперационной анальгезии. Оцените каждую свинью три раза в день в течение первых трех послеоперационных дней на наличие признаков боли и дискомфорта и вводят дополнительную обезболиваю, если они выявлены.
- Администрирование послеоперационных антибиотиков (1 г цефалексина внутримышечно) на POD 1-3.
- Социально домашние животные после POD 3.
5. Закупка аортачных тканей
- Выполняйте закупки тканей либо на POD 7, 14, либо 28.
- Побудить ГА, как описано в шагах 2.1-2.5 выше.
ПРИМЕЧАНИЕ: Закупка аортальной ткани терминала не должна быть стерильной. - 5.3. Вновь открыть предыдущий разрез лапаротомии средней линии, будучи осведомленным прилипаемого кишечника к передней брюшной стенке. Отражайте кишечник, чтобы разоблачить ретроперитонум и аорту, похожие на шаг 3.3 выше.
- Вскрыть аорту до тех пор, пока аневризма подвергается и измерить внешний диаметр аневризмального сегмента с калиперами. Рассчитать расширение аорты (%) с помощью следующего уравнения: (уборочная инфрагенная диаметр - начальный оперативный инфрагенный диаметр) x 100%. Как только измерение достигнуто, ввести смертельную дозу пентобарбитала-фенитоина (например, Euthasol) через инъекцию в IVC.
- Вскрыть аорту от трифуркации до супраранальной аорты и вытеснить аневризмальный сегмент с контрольным сегментом необработанной аорты. Поместите образец в жидком азоте или формалине для гистологической оценки.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Все статистические анализы были выполнены с использованием Фишер точного теста или chi квадрат тест по мере необходимости. Значения данных регистрируются как среднее расширение аорты (%) и стандартное отклонение (%). Статистическая значимость была установлена P злт; 0.05. Сочетание BAPN и хирургии, обеспечивающей лечение эластазой (хирургия/эластаза) создает более надежную и воспроизводимую ААА у свиней на 28-й день по сравнению с теми, кто лечится только хирургическим вмешательством и эластазой (среднее расширение аорты (%) - стандартное отклонение (%): 113,5% и 30,2% (n no 8) против 59,7% 29,2% (19,2%). P злт; .01), как показано на рисунке 1. AAA росла постепенно больше по мере того как время развивало (среднее расширение аорты (%) - стандартное отклонение (%) 86,9% и 47,4% (п No 4), 105,4% и 58,1% (п No 5) и 113,5% и 30,2% (п No 8) в 7, 14 и 28 дневных точек сбора урожая, соответственно, рисунок 1). Признаки хронической аневризмальной болезни проявляются у животных, получавших БАПН и хирургию/эластазу, включая внутрилюминальный тромб и атеросклероз(рисунок 2). Гистологическая оценка показала значительное увеличение фрагментации эластина и изменения коллагена в BAPN-обработанных свиней AAA, чем хирургия / эластаза в одиночку(Рисунок 3 и Рисунок 4, соответственно).
Рисунок 1: Лечение аминопропионитрилом (BAPN) увеличивает размер аневризмы брюшной аорты (ААА). (A) BAPN - хирургия / эластаза свиней было значительно выше среднего аорты расширение по сравнению с не-BAPN-обработанных (хирургия / эластаза в одиночку) свиней на 28 дней (113,5% - 30,2% против 59,7% и 29,2%; P Злт; .01). (B) BAPN-обработанные свиньи показали среднее расширение аорты 86.9% и 47.4%, 105.4% й 58.1%, и 113.5% й 30.2% на 7, 14, и 28-дневный точек времени урожая, соответственно. Эта цифра была опубликована Калленом и др.15 и воспроизведена здесь с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2: Пример фотографий свиной аневризмы брюшной аорты (AAA). (A) Контроль брюшной аорты (без лечения БАПН или эластазой). (B) Инфрагенный AAA формируется на послеоперационный день (POD) 28 после лечения с хирургией / эластазой, и BAPN (C) Интралюминальный тромб в AAA на POD 28 в хирургии / elastase и BAPN лечение животных (D) Атеросклероз в инфрагенных AAA на POD 28 в хирургии / elastas. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3: Эластина фрагментации увеличивается в --аминопропионитрил (BAPN) лечение свиней брюшной аневризмы аорты (AAA). ван Гисон окрашивания в инфрагенной аорты и супреранальной аорты на 7 дней (A), 14 дней (B), и 28 дней (C). Крайне правая, Эластина (черная) фрагментация, измеряемая независимыми рецензентами инфрагенной аорты против супраринналорты в 7, 14 и 28 дней. Шкала бар представляет 500 мкм; Объектив 4x объектива. Злт; 0,05. Эта цифра была опубликована Калленом и др.15 и воспроизведена здесь с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 4: Коллаген изменяется в аневризме аневризмы брюшной полости (ААА) в аббатии. Массон трихром и ван Gieson окрашивания в инфрагенной аорты и suprarenal аорты на 7 дней (A), 14 дней (B), и 28 дней (C). Крайне правый, коллаген (синий) содержание в стене инфрагенной против suprarenal аорты, как измеряется денситометрии единиц на 7, 14 и 28 дней. Шкала бар составляет 250 мм; Объектив 4x объектива. Эта цифра была опубликована Калленом и др.15 и воспроизведена с разрешения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Новая модель инфрагенного ААА у свиней была создана с использованием комбинации воздушного шара ангиопластики, перфузии и актуальных эластаза, и диетические как BAPN. Используя эту модель, расширение аорты в размере 100% было достигнуто с валовой и гистологических характеристик хронической аневризмальной болезни человека. Эта модель обеспечивает шлюз для дальнейшего понимания сложной патофизиологии ААА и перевода потенциальных методов лечения на болезнь человека.
Предыдущие модели AAA в свиней были достигнуты со скромным успехом. Маринов и др. использовали перфузию эластаза в одиночку и видел некоторые гистологические изменения, включая разрушение эластина, но не смогли достичь фенотипа, который определяет аневризму (Зgt;50% расширение)16. Учитывая долговечность свиной аорты, более одного вмешательства необходимо для достижения клинически значимых аневризм, который был первоначально описан Hynecek и др. с использованием сочетания эластазы и коллагеназы перфузии и шар ангиопластики8. Они видели средний диаметр аорты 73%, а также гистологические изменения аневризмальной болезни, в том числе эндотелиальной потери, нейтрофилов инфильтрации, и эластина нарушения.
Однако предыдущие модели не затрагивают фундаментальную проблему со всеми моделями ААА: как воспроизвести процесс хронических заболеваний в острой или подостройной обстановке. Большинство моделей эластазы ААА у мышей показывают пиковое расширение примерно на 2 недели, а затем регрессии после этого, в то время как болезнь человека развивается хронически на протяжении многих лет. Ключом к этому вопросу может стать использование BAPN, ингибитора оксидазы лисил, предотвращающего перекрестное коллагенование. BAPN имеет эффект «старения», и в сочетании с лечением эластазой, было показано, чтобы имитировать хронический рост аневризмы. В модели мурин Лу и др., мышей наблюдались 100 дней после операции, и продемонстрировали доказательства конечной стадии ААА с образованием тромбов и спонтанный разрыв9. Новизна и значение нашей свиной модели AAA заключается в использовании BAPN, который воспроизводит этот процесс хронических заболеваний в подострохую обстановку и более переводимые виды животных. Свиньи кормили диеты BAPN в сочетании с воздушным шаром ангиопластики, перфузии эластаза, и актуальные применения эласты показали более надежные аневризмы с доказательствами конечной стадии заболевания, в том числе тромб фрески, атеросклероз, и разрыв по сравнению с теми, лечение с хирургией и эласазы в одиночку (рисунок 1). Эта модель дополняет и улучшает предыдущую модель Hynecek et al., создавая большие аневризмы с сиквелом хронического заболевания8.
Хотя BAPN имеет важное значение для воспроизведения хроники ААА, хирургическое вмешательство обеспечивает первоначальное оскорбление аорты, чтобы вызвать образование аневризмы. BAPN без хирургического вмешательства или использования эластазы был рассмотрен, но не показал каких-либо значительных аортальной дилатации11. Для нехирургически обученных исследователей, индукция ААА у свиней с помощью лапаротомии может быть сложной. Каждый шаг чреват потенциальными осложнениями, от травм кишечника и мочеточника до артериальных или венозных кровотечений, требующих ремонта послеоперационных раневых инфекций. Следователь должен быть готов к непредвиденным обстоятельствам, чтобы выжить свиньи к своей цели конечной точки. Требуется настоящая команда усилий, в том числе опытный хирург хорошо разбирается в брюшной анатомии, предоставление исключительной анестезии, включая внимание к жизненно важным признакам и жидкости статус, и внимательный послеоперационный уход. Наша команда испытала все вышеперечисленные осложнения и действовала соответствующим образом, будь то с ремонтом энтеротомии или кавалерийских травм или антибиотиков при инфекциях. Однако, непредвиденные осложнения связаны степень, в которой BAPN нарушения инцизионного заживления ран у свиней. Около 3 недель после операции, некоторые свиньи выставлены разбивка их разрезы с редкими фасциальной dehiscence требующих возврата в операционную для пересмотра и debridement. Тщательный мониторинг разрезов после операции, а также замыкания в несколько слоев рекомендуется, чтобы предотвратить это осложнение.
Критическая часть операции включает в себя канистику аорты через каудальную мезентериальную артерию, которая может расстраивать, учитывая ее небольшой размер. Использование микропунктурных проводов помогли нам в этой каниляции. Этот шаг имеет важное значение, как каннационный провод позволяет получить доступ к аорте для воздушного шара и перфузии канюли. Воздушный шар ангиопластики до перфузии имеет важное значение в нашем опыте, как воздушный шар расширение гипотетически создает эндотелиальные нарушения, позволяющие перфузии эластаза более легко войти в аортальные средства массовой информации. Адекватная перфузия определяется как тугой сегмент аорты без утечки или побега жидкости вокруг катетера или из стенки аорты. Достижение адекватной перфузии эластаза, в то время как ограничение общего времени аортального креста зажим не более 10 мин, имеет важное значение для хорошего образования аневризмы при одновременном избегании ишемических осложнений. Ограничение общего времени аортального перекрестного зажима до менее чем 20 мин в течение всей процедуры и позволяет достаточно времени для реперфузии между расширением шара и перфузии эластаза позволяет избежать страшного осложнения ишемии позвоночника. Если адекватное перфузии не получено, то вероятно утечка от где-то в perfused участке аорты, обычно непреднамеренная аортомамия от рассечения или ретроградной утечки от места cannulation. Очень важно устранить любой дефект в пронзитом сегменте, чтобы обеспечить адекватную перфузию эластаза. Петля сосуда может быть обернута только проксимальной к месту аортальной канистики, чтобы предотвратить ретроградный поток эластаза. Любая поясничная артерия также должна быть временно зажата во время перфузии, чтобы избежать попадания эластаза в системную циркуляцию, которая может вызвать септический ответ у свиней.
Логические следующие шаги для этой модели включают тестирование новых методов лечения для лечения AAA. Как упоминалось ранее, Есть никаких известных медицинских методов лечения, чтобы смятение или регресс аорты аневризмы роста и текущей окончательной помощи включает в себя открытые хирургические или эндоваскулярные подходы. Предварительное исследование определило роль провоспалительных цитокинов, Интерлейкина-1 и Интерлейкина-6 (IL-6) в патогенезе нисходящих аневризм грудной аорты и ААА, и ингибирование этих рецепторов может обеспечить потенциальные терапевтические возможности для лечения этих заболеваний17,18,19. Эти исследования были проведены только в моделях мурин, поэтому следующие шаги должны включать большие модели животных. Кроме того, большое животное, убывающее аневризму грудной аорты, является еще одним средством для будущего исследования. Из-за различных эмбриональных происхождения, Есть присущие различия в составе стенки грудной и брюшной аорты, что приводит к различным патофизиологии аневризмы в этих двух сегментах20.
Есть несколько ограничений этой модели. Во-первых, поскольку используются многочисленные вмешательства, трудно определить, какое вмешательство вносит наибольший вклад в образование аневризмы. Количество давления, необходимого для достижения адекватно эластаза-перфантирный сегмент аорты трудно измерить, и может варьироваться. Это может повлиять на количество эластаза, поступающих в аортатические носители и последующее образование аневризмы от одной свиньи к другой. В настоящее время мы изучаем стратегию решения этой проблемы. BAPN был смешан с свиной пищи и свиней потребление в периоперационный период может варьироваться, изменяя количество BAPN каждой свиньи глотает. Наконец, для успешной этой модели требуется много ресурсов и инвестиций. Это включает в себя операционные, хирургов и анестезиологов, животноводство, послеоперационный уход, а также покупку BAPN, которые могут быть непомерно дорогими. Каждая лаборатория должна тщательно оценить свои ресурсы и финансирование до попытки этой модели.
В целом, несмотря на определенные ограничения, свиньи AAA с сиквелом хронического заболевания могут быть созданы воспроизводимо с помощью комбинации BAPN, воздушный шар ангиопластики, перфузии эластаза и актуальные применения эластаза. Это имеет важные последствия для трансляционных исследований, применимых к болезням человека.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Ни один
Acknowledgments
Мы благодарим Энтони Херринга и Синди Додсон за их знания и технический опыт.
Источники финансирования:
Финансирование этого исследования было предоставлено Национальным институтом сердца, легких и крови Национального института здравоохранения в соответствии с премией No. T32HL007849 и Грант Нос. R01HL081629-07 (G.R.U.) и 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. Elastase-induced experimental aneurysms in rats. Circulation. 82 (3), 973-981 (1990).
- 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. Lathyrism: a review. The Quarterly Review of Biology. 49 (2), 101-128 (1974).
- Coulson, W. F., Linker, A., Bottcher, E. Lathyrism in swine. Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 87 (4), 411-417 (1969).
- McCallum, H. M. Experimental Lathyrism in Mice. The Journal of Pathology and Bacteriology. 89, 625-636 (1965).
- 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).
