Reestenose imagem In-Stent: Um Barato, modelo confiável, rápida e pré-clínicos

Biology
 

Summary

Este vídeo demonstra como usar um modelo pré-clínicos de baixo custo e confiável para o estudo de processos Pathobiological e fisiopatológicos da intra-stent desenvolvimento de reestenose. Longitudinal monitorização in vivo utilizando OCT (Optical Coherence Tomography) e análise de imagens de outubro também são demonstrados.

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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

Modelos pré-clínicos de reestenose são essenciais para desvendar os processos fisiopatológicos que levam a reestenose intra-stent e otimizar existentes e futuras stents farmacológicos.

Uma variedade de anticorpos e cepas de transgênicos e knockout estão disponíveis em ratos. Conseqüentemente, um modelo de reestenose no rato seria conveniente para estudos Pathobiological ea fisiopatológicos.

Neste vídeo, apresentamos o procedimento completo e pit-quedas de um modelo de rato stent adequados para a investigação de alto rendimento stent. Nós vamos mostrar o procedimento cirúrgico de implantação do stent, ea avaliação da reestenose intra-stent utilizando a técnica mais elegante de outubro (Tomografia de Coerência Óptica). Esta técnica proporciona alta precisão na avaliação CSAs placa (áreas de seção transversal) e se correlaciona bem com cortes histológicos, que exigem técnicas especiais e tempo consumindo incorporação e de corte. Outubro de imagem ainda permite o monitoramento longitudinal do desenvolvimento da reestenose intra-stent dentro do mesmo animal em comparação com um tempo de instantâneos utilizando histologia.

Protocol

Implantação de stent de aorta

  1. Masculino Sprague-Dawley pesando 550-600 g forem comprados de Harlan (Indianapolis, IN, EUA). Ratos casa em condições convencionais, alimentados padrão ração e água ad libitum.
  2. Anestesiar ratos com isoflurano (2%) e ketamina (25 mg / kg). Sob visão microscópica, realizar uma mini-laparotomia mediana superior para expor a aorta infra-renal.
  3. Dissecar a aorta abdominal do tecido circundante, desde o nível das artérias renais até a bifurcação. ATENÇÃO: Não há necessidade de dissecar a aorta do IVC.
  4. Use microclamps para parar o fluxo sanguíneo na aorta. Coloque a braçadeira proximal primeiro lugar, seguido pela fixação distal.
  5. Abra a aorta com uma pequena incisão transversal e lave a aorta com heparina (200 unidades).
  6. O endotélio da aorta é desnudada pela passagem de um 2-francês cateter Fogarty embolectomia arterial (Baxter Healthcare, Deerfield, IL, EUA).
  7. Use qualquer tamanho humano stent entre 8mm e 12mm de comprimento, e 2,5 mm-3mm de diâmetro. ATENÇÃO: O diâmetro do stent não deve exceder o diâmetro do vaso em mais de 10% para evitar estenose pré e pós-stent. ATENÇÃO: Não ligue extensão do stent dentro do mesmo estudo.
  8. Implantar o stent com o balão de pressão adequadas para atingir o diâmetro desejado.
  9. A incisão aórtica pequena é fechada com suturas 9-0 Prolene (Ethicon, Norderstedt, Alemanha).
  10. Fechar a incisão abdominal em camadas com Vicryl 4-0 sutura (Ethicon, Norderstedt, Alemanha).
    As suturas de pele ainda deve ser removido dentro de 7-14 dias, mesmo quando Viacryl é usado.
  11. Animais receberam carprofeno (6mg/kg) no intra-operatório, e metamizol por mais 7 dias na água de beber.

Tomografia de Coerência Óptica (OCT) Imaging

Imagens outubro são obtidos com o sistema de outubro M2 imagem (LightLab Imaging, Inc., Westford, MA, EUA). ImageWire é uma sonda de imagem para fornecer a luz para o tecido e recolher os sinais. O ImageWire consiste de 0,006 "(0,15 mm) de fibra ótica do núcleo, dentro de uma bainha com um OD máximo de 0,019" (0,48 mm).

  1. Anestesiar ratos com isoflurano (2%) e ketamina (25 mg / kg). Sob visão microscópica, realizar uma laparotomia mediana refazer para expor a aorta infra-renal.
  2. Pinça da aorta proximal e ambos artéria ilíaca.
  3. Realizar uma arteriotomia transversa na extremidade distal da aorta, lave com 1ml de PBS com cateter 28G e insira o cateter outubro e enviá-lo para a aorta.
  4. Pullback motorizado outubro de imagem é realizada a uma taxa de retração de 1,0 mm por segundo.
  5. Adquirir imagens a 15 frames por segundo, as imagens são exibidas com uma cor tabela look-up e digitalmente arquivados.
  6. Feche a arteriotomia.
  7. Fechar o abdominal e incisões com Vicryl 4-0 sutura (Ethicon, Norderstedt, Alemanha).
    As suturas de pele ainda deve ser removido dentro de 7-14 dias, mesmo quando Viacryl é usado.
  8. A formação da neoíntima máximo irá desenvolver dentro de 6 semanas após o implante de stent.

Análise de imagens outubro

Medições de outubro são realizadas utilizando o software de imagem LightLab outubro de propriedade com uma interface baseada em ratos.

  1. Calibrar o sistema para o reflexo da imagem fio outubro, que é a técnica de calibração padrão para este sistema.
  2. Traço lúmen e stent áreas das secções transversais (CSA) manualmente em cada intervalos de 1,0 mm.
  3. Calcular a área de placa transversal como CSA stent subtraído do CSA lúmen. Calcular a área por cento da placa, placa CSA, dividido pelo CSA stent (%). Calcular áreas de placa médio por cento.

Validação da técnica outubro

Resultados outubro correlaciona bem com a histopatologia (Figura 1). CSAs placa histológicos são calculados como descrito acima. Histologia revela hiperplasia intimal com alta densidade de células fusiformes e apenas poucas células mononucleares da inflamação. Após 6 semanas, os stents são completamente cobertas com tecido de granulação neointimal eo CSA placa medidas 1,3 ± 0,4 mm 2 em um stent de 2,5 mm.


Figura 1: OCT (A) e histológico (B; ampliação de 16x) imagens do stent seis semanas após a implantação. Resultados obtidos a partir de placas CSA imagens outubro correlaciona bem com histopatologia. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada da figura 1.

Discussion

Embora a artéria ilíaca coelho eo porco modelos da artéria coronária são os mais freqüentemente utilizados para a colocação de stent 1, uma combinação de equipamentos radiológicos e cirúrgico é necessário, a capacidade de alojamento dos animais é limitada, e os custos de aquisição são elevados. Limitações do modelo de ratos stent é necessário o uso de stents projetado especificamente para ratos, a relação de metal para artéria, resultando em lesão vascular mais dois, ea incidência de trombose artificialmente elevado 3.

O modelo de implante de stent rato é um modelo de 4 simples, barata, rápida e precisa pré-clínicos. Após o relatório inicial de implante direto do stent da aorta de ratos por Lowe et al. 5 de viabilidade e adequação deste modelo para a avaliação da fisiopatologia da reestenose intra-stent foi exaustivamente demonstrado 5,6. O diâmetro da aorta de ratos é adequada para permitir a expansão de stents comercialmente disponíveis, sem interrupção da arquitetura navio fisiológico. Tem sido demonstrado que os mecanismos fisiopatológicos, tais como a formação de trombos, inflamação e proliferação SMC, desenvolver nestes modelos de ratos como o fazem no coelho e porco. Portanto, esses modelos são representações bem do próprio processo de reestenose.

A outubro de alta resolução tecnologia de imagem é útil para avaliar a hiperplasia intimal. A profundidade de penetração é apenas 1,5-2 milímetros, mas sua resolução é uma ordem de magnitude maior do que a ultra-sonografia intravascular (IVUS) 7,8. Vários estudos comparando com outubro IVUS concluir que outubro é atualmente a técnica preferida para avaliar hiperplasia neointimal após implante de stent 80-10. Especialmente em animais de pequeno porte, com diâmetros de pequenos vasos, a alta resolução de outubro torna a modalidade melhor imagem para a avaliação de reestenose.

Em resumo, este vídeo mostra que (1) implante de stent de aorta de ratos é facilmente viável, (2) de ratos stent aorta abdominal é adequado para testes stents comercialmente fabricados e (3) outubro de imagens é uma técnica precisa e elegante para acompanhamento longitudinal de intra-stent reestenose.

Disclosures

Todos os ratos foram alojados nas instalações de cuidados de animais em Stanford University Medical Center (Stanford, Ca), sob condições normais de temperatura, umidade e condições de iluminação, e receberam ração e água ad libitum. A investigação conformados com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório publicado pelo National Institutes of Health EUA (NIH Publication No. 85-23, revista em 1996). O protocolo do estudo foi aprovado pela Junta Administrativa de Laboratório Animal Care, Stanford University.

Acknowledgements

Financiamento
O presente estudo foi apoiado pelo Fundo de Investigação Falk para o Departamento de Cirurgia Cardiotorácica da Universidade de Stanford School of Medicine, Stanford, CA, EUA. Tobias Deuse foi financiado por uma bolsa de pesquisa da Sociedade Alemã Cardíaca. Sonja Schrepfer recebeu uma bolsa de pesquisa do Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (SCHR992/2-1).

References

  1. Langeveld, B., Roks, A. J. M. Commentary: rat restenosis models: means for thorough restenosis research. Journal of endovascular therapy. 12, (3), 343-345 (2005).
  2. Roguin, A., Grenadier, E. Stent-based percutaneous coronary interventions in small coronary arteries. Acute Card Care. 8, 70-74 (2006).
  3. Post, M. J., Waltenberger, J. Small Is Beautiful: A Miniature Stent Model. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 27, 701-702 (2007).
  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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  8. Pinto, T. L., Waksman, R. Clinical applications of optical coherence tomography. Journal of interventional cardiology. 19, (6), 566-573 (2006).
  9. Matsumoto, D., Shite, J., Shinke, T., Otake, H., Tanino, Y., Ogasawara, D. Neointimal coverage of sirolimus-eluting stents at 6-month follow-up: evaluated by optical coherence tomography. European Heart Journal. 28, (8), 961-967 (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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