イメージングステント内再狭窄:安価な、信頼性、および迅速な前臨床モデル

Biology
 

Summary

このビデオでは、ステント内再狭窄の開発のpathobiologicalと病態生理学的プロセスを研究する臨床安価で信頼性の高いモデルを使用する方法を示します。 OCT(光コヒーレンス断層撮影)とOCT画像の解析を用いたin vivoモニタリングで縦にも実証されています。

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Deuse, T., Ikeno, F., Robbins, R. C., Schrepfer, S. Imaging In-Stent Restenosis: An Inexpensive, Reliable, and Rapid Preclinical Model. J. Vis. Exp. (31), e1346, doi:10.3791/1346 (2009).

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Abstract

再狭窄の前臨床モデルでは、ステント内再狭窄につながると、既存および将来の薬剤溶出型ステントを最適化するための病態生理学的プロセスを解明するために不可欠です。

抗体、トランスジェニックやノックアウト株の様々なラットでご利用いただけます。その結果、ラットでのステント内再狭窄のためのモデルはpathobiologicalおよび病態生理学的研究のために便利です。

このビデオでは、我々はハイスループットステント研究に適したラットステントモデルの完全な手順とピット - 滝を紹介。我々は、ステント配置の外科手術、およびOCTの最もエレガントな手法(光コヒーレンストモグラフィ)を使用して、ステント内再狭窄の評価が表示されます。この手法は、プラークのCSAは(断面領域)を評価する上で高精度を提供し、特別な、時間のかかる埋め込み、セクションなどのテクニックを必要とする組織切片、とよく相関している。 OCT画像では、さらに組織学を用いてワンタイムスナップショットと比較すると同じ動物内にステント内再狭窄の開発の長手方向の監視が可能になります。

Protocol

大動脈ステントの展開

  1. 550〜600グラムの雄Sprague - DawleyラットをHarlan(インディアナポリス、インディアナ州、米国)から購入されています。従来の条件下でのハウスのラット、飼育標準ラット固形飼料および水を自由に摂取。
  2. でラットを麻酔イソフルラン(2%)とケタミン(25 mg / kg体重)。顕微鏡視野の下、大動脈大動脈を露出するために、上部中央のミニ開腹術を行います。
  3. 腎動脈のレベルから下に分岐するために、周囲の組織から腹部大動脈の解剖。注意:IVCから大動脈を分析する必要なし。
  4. 大動脈の血流を停止するmicroclampsを使用してください。遠位クランプ続いて、最初の近位クランプを置きます。
  5. 小横切開で大動脈を開き、ヘパリン(200単位)と大動脈をフラッシュします。
  6. 大動脈内皮は、2 - フレンチフォガティ動脈塞栓除去用カテーテル(バクスターヘルスケア、ディアフィールド、イリノイ州、米国)の通過によって裸にされたている。
  7. 長さが8ミリメートルと12ミリメートルの間の任意の人間のステントサイズを使用し、直径2.5ミリメートル、3ミリメートル。注意:ステントの直径は、前後のステント狭窄を避けるために、10%以上の血管径を超えないようにしてください。注意:同一の研究内ステントの長さを切り替えるしないでください。
  8. 所望の直径を達成するために適切なバルーンの圧力を用いてステントを展開する。
  9. 小さな大動脈切開は、9から0 Prolene縫合糸(エチコン、ノルダーシュテット、ドイツ)で閉じられます。
  10. 4から0 Vicryl実行中の縫合糸(エチコン、ノルダーシュテット、ドイツ)との層で腹部切開を閉じます。
    皮膚の縫合糸はまだViacrylを使用しても7〜14日以内に削除する必要があります。
  11. 動物には飲料水で7日以上の術中にカルプロフェン(6mg/KG)、およびMetamizolを受けた。

光コヒーレンストモグラフィー(OCT)イメージング

OCT画像はM2 OCTイメージングシステム(LightLab Imaging社、マサチューセッツ州ウェストフォード、米国)で得られる。 ImageWireは、組織に光を供給し、信号を収集するためのイメージングプローブです。 ImageWireが0.006で構成されて"(0.15 mm)の光ファイバのコア、0.019の最大外径とシースの内側"(0.48 mm)である。

  1. でラットを麻酔イソフルラン(2%)とケタミン(25 mg / kg体重)。顕微鏡視野の下、大動脈大動脈を露出するために中央値のREDO開腹を行う。
  2. 近位大動脈および腸骨動脈の両方をクランプする。
  3. 大動脈の遠位端に横断動脈切開を行う、1ミリリットルPBSは28Gカテーテルを使用してフラッシュとのOCTカテーテルを挿入し、大動脈にそれを転送する。
  4. 電動プルバックOCT画像は毎秒1.0mmのプルバックの速度で実行されます。
  5. 毎秒15フレームで画像を取得し、画像がカラールックアップテーブルを使用して表示し、デジタルアーカイブされます。
  6. 動脈切開を閉じます。
  7. 4から0 Vicryl実行中の縫合糸(エチコン、ノルダーシュテット、ドイツ)と腹部と切開を閉じます。
    皮膚の縫合糸はまだViacrylを使用しても7〜14日以内に削除する必要があります。
  8. 最大新生内膜形成は、ステント留置後6週間以内に開発します。

OCT画像の分析

OCTの測定は、ラットベースのインターフェイスでLightLab OCTイメージング独自のソフトウェアを使用して実行されます。

  1. このシステムのための標準的なキャリブレーション技術であるOCT画像の線、の反射するようにシステムをキャリブレーション。
  2. トレース内腔と各1.0mmの間隔で手動でステント断面積(CSA)。
  3. ルーメンCSAから減算ステントCSAとしてプラーク断面積を計算します。ステントCSA(%)で割ったプラークCSAとしてパーセントのプラーク面積を計算する。平均%のプラークの領域を計算する。

OCTの技術の検証

OCTの結果は、病理組織学的検査(図1)とよく相関する。上記のような組織学的プラークCSAはが計算されます。組織学的には紡錘形細胞と少数の単核炎症細胞の高密度で内膜肥厚を明らかにする。 6週間後に、ステントが完全に新生内膜肉芽組織で覆われているとプラークCSAは1.3を測定± 0.4 mm 2から 2.5ミリメートルステントで。


図1:OCT()と組織学(B、倍率16倍)、展開後のステント6週間の画像。 OCT画像から得られたプラークCSAの結果は、病理組織学的検査とよく相関する。してくださいここをクリックして図1の拡大バージョンを参照すること。

Discussion

ウサギの腸骨動脈およびブタの冠動脈モデルが最も頻繁にステント留置1に使用されていますが、放射線と手術機器の組み合わせが必要とされる、動物の収容能力は限られており、ご購入のコストが高くされる。ラットステントモデルの制限事項は、ラット用に特別に設計されたステントの使用の必要性、より多くの血管損傷2で得られる金属間動脈の比率、および血栓症3の人工的に高い発生率です。

ラットのステント留置のモデルは、シンプルで安価、迅速、かつ正確な前臨床モデルの4です。ロウらによるラット大動脈の直接ステント留置。5の最初の報告の後、ステント内再狭窄の病態生理の評価のためのこのモデルの実現可能性と適合性を徹底的に5,6を示されている。ラットの大動脈の直径は、生理的な血管構造の破壊することなく市販のステントの拡張を可能にする十分です。それは彼らがウサギとブタの場合と同様にそのような血栓形成、炎症、およびSMCの増殖などの病態生理学的メカニズムは、これらのラットモデルで開発することが示されている。したがって、これらのモデルは、再狭窄の実際のプロセスの適切な表現です。

OCTの高分解能イメージング技術は、内膜肥厚を評価するのに便利です。侵入深さは1.5〜2ミリメートルですが、その分解能は、血管内超音波(IVUS)7,8のそれよりも大きい大きさの順です。 IVUSとOCTを比較する複数の研究は、OCTは、ステント留置8-10後の新生内膜過形成を評価するために現在好ましい手法であると結論する。特に小血管径の小動物では、OCTの高分解能はそれを再狭窄の評価のための最適な画像診断法をレンダリングします。

要約すると、このビデオは、(1)ラットの大動脈ステント留置が容易に実現可能である、(2)ラット腹部大動脈ステント留置術は、商業的に製造されたステントをテストするのに適していると(3)OCTイメージングは​​、ステント内の長手方向のモニタリングのための正確かつエレガントな技法であることを示しています。再狭窄。

Disclosures

全てのラットは、標準的な温度、湿度、および照明条件の下で、スタンフォード大学医療センター(スタンフォード、カリフォルニア州)で動物のケア施設に収容され、ラット固形飼料と水を自由に摂取提供されていました。調査は、米国国立衛生研究所(NIH出版番号85から23まで、1996年改訂)が発行する実験動物の管理と使用に関するガイドに準拠し。治験実施計画書は、実験動物のケアに関する紛争処理パネル、スタンフォード大学により承認された。

Acknowledgements

資金
本研究は、医学のスタンフォード大学、スタンフォード、カリフォルニア、米国での胸部外科のためのフォーク研究基金によってサポートされていました。トビアスDeuseは、ドイツの心臓協会の研究助成金によって賄われていた。ソーニャSchrepferは、ドイツ学術振興協会(DFG)(SCHR992/2-1)から研究助成を受けています。

References

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Comments

3 Comments

  1. I would like to use the picture of histology in a publication and would like Dr. Deuse's permission

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 25, 2011 - 6:24 PM
  2. This decision has to be made by JoVe. Please contact the journal to discuss with them the copyrights. As author, we would be happy to supply you with the picture (when using the correct citation) - however, the permission by the journal needs to be obtained first. Thank you.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    September 28, 2011 - 2:00 PM
  3. We are OK if you use a figure from this article for your work. Please make sure you correctly cite the original JoVE article.

    Moshe Pritsker
    Editor-in-Chief
    JoVE

    Reply
    Posted by: Moshe P.
    September 28, 2011 - 2:06 PM

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