Imágenes de reestenosis intra-stent: un modelo barato, preclínicos fiable, rápida y

Biology
 

Summary

Este video muestra cómo utilizar un modelo preclínico de bajo costo y confiable para estudiar los procesos fisiopatológicos patobiológicas y de desarrollo de reestenosis intra-stent. Longitudinal monitorización in vivo utilizando octubre (tomografía de coherencia óptica) y el análisis de las imágenes de OCT también se demuestre.

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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

Los modelos preclínicos de reestenosis son esenciales para desentrañar los procesos fisiopatológicos que conducen a la reestenosis intra-stent y para optimizar el actual y futuro stents liberadores de fármacos.

Una variedad de anticuerpos y de cepas transgénicas y knockout están disponibles en las ratas. En consecuencia, un modelo de reestenosis intra-stent en la rata sería conveniente para los estudios de patobiológicas y fisiopatológicas.

En este vídeo, se presenta el procedimiento completo y pit-cae de un modelo de rata stent adecuado para la investigación de alto rendimiento del stent. Vamos a mostrar la técnica quirúrgica de implantación del stent, y la evaluación de la reestenosis intra-stent utilizando la técnica más elegante de octubre (tomografía de coherencia óptica). Esta técnica ofrece una alta precisión en la evaluación de la placa CSA (áreas de sección transversal) y se correlaciona bien con los cortes histológicos, que requieren técnicas especiales que consumen y el tiempo de inclusión y corte. Octubre de imagen permite además seguimiento longitudinal del desarrollo de la reestenosis intra-stent en el mismo animal en comparación con las instantáneas de una sola vez mediante histología.

Protocol

Despliegue del stent aórtico

  1. Ratas Sprague-Dawley de peso 550-600 g son comprados a Harlan (Indianapolis, IN, EE.UU.). Casa ratas bajo condiciones convencionales, alimentados con comida de rata estándar y agua ad libitum.
  2. Anestesiar la rata con isoflurano (2%) y ketamina (25 mg / kg). Bajo visión microscópica, realizar una media superior de la mini-laparotomía para exponer la aorta infrarrenal.
  3. Disecar la aorta abdominal del tejido circundante, desde el nivel de las arterias renales hasta la bifurcación. PRECAUCIÓN: No hay necesidad de diseccionar la aorta de la IVC.
  4. Use microclamps para detener el flujo sanguíneo aórtico. Coloque la pinza proximal en primer lugar, seguido de la pinza distal.
  5. Abra la aorta con una incisión transversal pequeña y al ras de la aorta con la heparina (200 unidades).
  6. El endotelio aórtico es despojado por el paso de un catéter de 2-francés Fogarty embolectomía arterial (Baxter Healthcare, Deerfield, IL, EE.UU.).
  7. Utilice cualquier tamaño humano stent entre 8 mm y 12 mm de longitud, y de 2,5 mm-3mm de diámetro. PRECAUCIÓN: El diámetro de la endoprótesis no debe exceder el diámetro de los vasos más de un 10% para evitar la estenosis pre-y post-stent. PRECAUCIÓN: No cambie la longitud del stent dentro del mismo estudio.
  8. Desplegar el stent utilizando la presión del balón apropiado para lograr el diámetro deseado.
  9. La incisión pequeña aórtica se cierra con suturas de Prolene 9-0 (Ethicon, Norderstedt, Alemania).
  10. Cerrar la incisión abdominal en capas con suturas de Vicryl 4-0 en ejecución (Ethicon, Norderstedt, Alemania).
    La sutura de la piel aún debe ser retirado dentro de 7-14 días, incluso cuando se utiliza Viacryl.
  11. Los animales recibieron carprofeno (6mg/kg) durante la operación, y Metamizol durante 7 días más en el agua potable.

Tomografía de coherencia óptica (OCT) de imágenes

Las imágenes de OCT se obtienen con el sistema de imágenes M2 octubre (LightLab Imaging, Inc., Westford, MA, EE.UU.). ImageWire es una sonda de imagen para ofrecer la luz a los tejidos y recoger las señales. El ImageWire consta de 0,006 "(0,15 mm) de fibra óptica de núcleo, dentro de una funda con un diámetro exterior máximo de 0,019" (0,48 mm).

  1. Anestesiar la rata con isoflurano (2%) y ketamina (25 mg / kg). Bajo visión microscópica, realizar una laparotomía mediana rehacer para exponer la aorta infrarrenal.
  2. Abrazadera de la aorta proximal y ambas arterias ilíacas.
  3. Realizar una arteriotomía transversal en el extremo distal de la aorta, a ras de 1 ml de PBS utilizando un catéter de 28G e inserta el catéter octubre y lo remitirá a la aorta.
  4. Motorizados retirada octubre de imágenes se realiza a una velocidad de retroceso de 1,0 mm por segundo.
  5. Adquirir imágenes a 15 fotogramas por segundo, las imágenes se muestran con un color look-up table y archivados digitalmente.
  6. Cierre de la arteriotomía.
  7. Cierre el abdomen y las incisiones con suturas de Vicryl 4-0 en ejecución (Ethicon, Norderstedt, Alemania).
    La sutura de la piel aún debe ser retirado dentro de 7-14 días, incluso cuando se utiliza Viacryl.
  8. La máxima formación de la neoíntima se desarrollará dentro de las 6 semanas después del implante del stent.

El análisis de las imágenes de OCT

Las mediciones de octubre se realizan utilizando el software de imágenes LightLab octubre de propiedad con una interfaz basada en la rata.

  1. Calibrar el sistema a la reflexión del cable octubre de imagen, que es la técnica de calibración estándar para este sistema.
  2. Traza luz y el stent áreas de sección transversal (CSA) de forma manual en cada uno de los intervalos de 1,0 mm.
  3. Calcular el área de la placa de la sección transversal como AT del stent resta de la CSA luz. Calcular el área de la placa por ciento como AT de la placa, dividido por AT del stent (%). Calcular promedio de áreas de placa por ciento.

La validación de la técnica de octubre

Resultados de octubre se correlacionan bien con la histopatología (Figura 1). CSA histológico placa se calculan como se describió anteriormente. La histología muestra hiperplasia de la íntima con alta densidad de células fusiformes y las células mononucleares de sólo unos pocos la inflamación. Después de 6 semanas, los stents están completamente cubiertas con tejido de granulación neointimal y la AT de la placa medidas de 1,3 ± 0,4 mm 2 en un stent de 2,5 mm.


Figura 1: octubre (A) e histológicas (B, ampliación 16x) imágenes del stent 6 semanas después de la implementación. Resultados obtenidos a partir de la placa CSA imágenes de OCT se correlacionan bien con la histopatología. Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de la figura 1.

Discussion

A pesar de la arteria ilíaca conejo y los modelos de cerdos de las arterias coronarias son los más frecuentemente utilizados para la colocación del stent 1, una combinación de material quirúrgico y radiológico se requiere, la capacidad de alojamiento de animales es limitada, y los costos de compra son altos. Limitaciones del modelo de rata stent es necesario el uso de stents diseñados específicamente para las ratas, la relación de metal a la arteria que resulta en más lesiones vasculares 2, y la incidencia artificialmente elevado de trombosis 3.

El modelo de implantación de un stent rata es un modelo preclínico 4 simple, barata, rápida y precisa. Después de que el informe inicial del stent directo de la aorta de rata por Lowe et al. 5, la viabilidad y conveniencia de este modelo para la evaluación de la fisiopatología de la reestenosis intra-stent ha sido ampliamente demostrado 5,6. El diámetro de la aorta de rata es la adecuada para permitir la expansión de los stents disponibles comercialmente sin alterar la arquitectura del barco fisiológico. Se ha demostrado que los mecanismos fisiopatológicos, tales como la formación de trombos, la inflamación y la proliferación de SMC, se desarrollan en estos modelos de ratas como lo hacen en el conejo y el cerdo. Por lo tanto, estos modelos son una buena representación del proceso real de reestenosis.

El octubre de alta resolución de la tecnología de imagen es útil para evaluar la hiperplasia de la íntima. La profundidad de penetración es sólo 1,5-2 mm, pero su resolución es de un orden de magnitud mayor que la de ultrasonido intravascular (IVUS) 7,8. Múltiples estudios comparando octubre con IVUS la conclusión de que octubre es actualmente la técnica preferida para evaluar la proliferación neointimal tras la implantación del stent 80-10. Especialmente en los animales pequeños con un diámetro de vasos pequeños, la alta resolución de octubre se hace la mejor modalidad de imagen para la evaluación de la restenosis.

En resumen, este video muestra que (1) la colocación de stents aorta de rata es fácilmente factible, (2) la colocación de stents rata aorta abdominal es adecuado para las pruebas de stents fabricados comercialmente y (3) octubre de imágenes es una técnica precisa y elegante para el seguimiento longitudinal de los in-stent reestenosis.

Disclosures

Todas las ratas fueron alojadas en las instalaciones de cuidado de los animales de la Stanford University Medical Center (Stanford, CA), bajo condiciones normales de temperatura, humedad y condiciones de iluminación, y se les proporcionó comida de rata y agua ad libitum. La investigación conforme a la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio publicado por el Instituto Nacional de EE.UU. de la Salud (NIH publicación N º 85-23, revisada en 1996). El protocolo fue aprobado por el Panel Administrativo de Atención de Animales de Laboratorio, Universidad de Stanford.

Acknowledgements

Financiamiento
El presente estudio fue financiado por el Fondo de Investigación Falk para el Departamento de Cirugía Cardiotorácica en la Universidad de Stanford Escuela de Medicina de Stanford, California, EE.UU.. Tobias Deuse fue financiado por una beca de investigación de la Sociedad Alemana cardíaco. Sonja Schrepfer ha recibido una beca de investigación de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (SCHR992/2-1).

References

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  4. Langeveld, B., Roks, A. J. M., Tio, R. A., Boven, A. J. van, Want, J. J. L. vander, Henning, R. H. Rat abdominal aorta stenting: a new and reliable small animal model for in-stent restenosis. Journal of vascular research. 41, (5), 377-386 (2004).
  5. Lowe, H. C., Chesterman, C. N., Khachigian, L. M. Rat aortic stenting: toward a simple model of in-stent restenosis. The American journal of cardiology. 88, (6), 720-721 (2001).
  6. Groenewegen, R., Harst, R. vander, Roks, R., Buikema, R., Zijlstra, R., Gilst, R. van Effects of angiotensin II and angiotensin II type 1 receptor blockade on neointimal formation after stent implantation. International Journal of Cardiology. (2007).
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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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