Istituzione e valutazione di un modello di malattia da trapianto di vena suina
Summary
In questo protocollo, il nuovo innesto di bypass venoso del maiale è stato eseguito attraverso una piccola incisione nella parete toracica sinistra senza bypass cardiopolmonare. È stato condotto uno studio di patologia postoperatoria, che ha mostrato ispessimento intimale.
Abstract
La malattia da trapianto venoso (VGD) è la principale causa di fallimento dell’innesto di bypass coronarico (CABG). Sono necessari grandi modelli animali di CABG-VGD per lo studio dei meccanismi della malattia e lo sviluppo di strategie terapeutiche.
Per eseguire l’intervento chirurgico, entriamo nella camera cardiaca attraverso il terzo spazio intercostale e sezioniamo attentamente la vena mammaria interna e la immergiamo nella normale soluzione salina. L’arteria coronaria principale destra viene quindi trattata per l’ischemia. La nave bersaglio viene incisa, viene posizionato un tappo di derivazione e l’estremità distale della vena dell’innesto viene anastomizzato. L’aorta ascendente è parzialmente bloccata e l’estremità prossimale della vena dell’innesto viene anastomizzata dopo la perforazione. La vena dell’innesto viene controllata per la pervietà e l’arteria coronaria destra prossimale è legata.
La chirurgia CABG viene eseguita in maialini per raccogliere la vena mammaria interna sinistra per il suo uso come innesto vascolare. I test biochimici del siero vengono utilizzati per valutare lo stato fisiologico degli animali dopo l’intervento chirurgico. L’esame ecografico mostra che l’estremità prossimale, media e distale del vaso di innesto non è ostruita. Nel modello chirurgico, il flusso sanguigno turbolento nell’innesto viene osservato all’esame istologico dopo l’intervento chirurgico CABG e la stenosi venosa dell’innesto associata a iperplasia intimale è osservata nell’innesto. Lo studio fornisce procedure chirurgiche dettagliate per la creazione di un modello VGD indotto da CABG ripetibile.
Introduction
Sebbene la mortalità per malattia coronarica sia diminuita significativamente negli ultimi anni, la metà degli adulti di mezza età negli Stati Uniti sviluppa sintomi ischemici legati al cuore ogni anno e un terzo degli anziani muore di malattia coronarica1. L’innesto di bypass coronarico (CABG) è una modalità chirurgica efficace per migliorare l’ischemia miocardica e, cosa più importante, è una modalità chirurgica insostituibile per il trattamento della malattia coronarica multivasale2. Nel corso del tempo, tuttavia, gli innesti vascolari sviluppano infiammazione, iperplasia intimale e aterosclerosi progressiva, che è nota per portare a insufficienza dell’innesto venoso o malattia dell’innesto venoso (VGD)3. Nei pazienti dopo CABG, se si verifica restenosi, solo il vaso sanguigno malato può essere sostituito in alcuni casi2. I pazienti più anziani e le comorbidità aggiunte rendono il rifacimento dell’innesto di bypass coronarico piuttosto impegnativo. Ritardare o controllare i problemi patologici associati ai vasi sanguigni trapiantati è un problema urgente da risolvere. Sono necessari grandi modelli animali di CABG-VGD per lo studio dei meccanismi della malattia e lo sviluppo di strategie terapeutiche. I ricercatori hanno stabilito con successo modelli VGD animali in animali piccoli e grandi come topi4, ratti5, conigli6 e maiali7. Rispetto ai piccoli animali, gli animali di grandi dimensioni come i maiali hanno strutture anatomiche e caratteristiche fisiologiche simili all’uomo e hanno una durata di vita più lunga 8,9. Pertanto, gli animali di grandi dimensioni sono più adatti per esplorare i cambiamenti patologici a lungo termine nella malattia venosa del trapianto e per i test preclinici di farmaci o dispositivi. Noi e il nostro team di collaboratori abbiamo applicato con successo tecniche chirurgiche per stabilire un modello di insufficienza cardiaca suina e descritto i cambiamenti patologici cardiaci in questo modello10.
La chirurgia CABG è stata standardizzata nella pratica clinica, ma quando viene applicata alla creazione di modelli animali VGD, le differenze tra le specie, l’acquisizione di attrezzature e strutture per animali, le operazioni chirurgiche per animali e l’alimentazione e l’allattamento degli animali sono enormi sfide per i ricercatori. Come nella pratica clinica, gli approcci per la chirurgia CABG utilizzati per stabilire modelli animali VGD includono la sternotomia11 della linea mediana e la toracotomia laterale sinistra12. La sternotomia della linea mediana è più comunemente usata13,14. Tuttavia, questo approccio presenta rischi elevati sia per gli esseri umani che per gli animali. Nello studio riportato da Thankam et al., due dei sei maiali utilizzati per la modellazione sono morti durante l’intervento chirurgico15. L’elevata mortalità del modello aumenta i costi di studio e influisce sull’accuratezza dei risultati. Uno studio ha dimostrato in precedenza che un’incisione della parete toracica sinistra era fattibile per stabilire VGD indotta da CABG nei suini11. Qui, questo studio mira a descrivere un protocollo passo-passo per stabilire un intervento chirurgico riproducibile per un modello VGD indotto da CABG in maialini e per valutare il fenotipo di questo modello. Il protocollo sperimentale è stato progettato congiuntamente dai team di cardiochirurgia e anestesia. L’approccio chirurgico per il terzo spazio intercostale sinistro è stato determinato in base ai cadaveri di altri maialini in laboratorio prima dell’intervento chirurgico e il metodo di anestesia è stato eseguito secondo il metodo utilizzato al centro16. Sono stati condotti test biochimici del sangue, esame ecografico e esame istologico per valutare i modelli animali.
Protocol
Representative Results
Discussion
In questo studio, abbiamo descritto in dettaglio il protocollo per la selezione degli animali, la preparazione degli strumenti, le procedure chirurgiche e la valutazione post-operatoria durante lo sviluppo di un modello VGD indotto da CABG. Abbiamo eseguito l’esame ecografico dell’innesto venoso prima e dopo l’intervento chirurgico CABG e l’esame istologico dell’innesto 30 giorni dopo l’intervento. Il flusso sanguigno nella vena mammaria interna era normale prima dell’intervento chirurgico CABG, mentre il flusso retrogra…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori ringraziano il Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute per il supporto tecnico, la cura degli animali e la raccolta di campioni. Si ringrazia inoltre Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd, per il supporto tecnico nell’esame ecografico. Questo lavoro è stato supportato dal Guangdong Science and Technology Program, Cina, e dal Jinan University Central Universities Basic Scientific Research Business Expense Project (2017A020215076, 2008A08003 e 21621409).
Materials
| Aortic Punch | Medtronic Inc. , America | 3.0mm, 3.5mm, 4.0mm | Used for proximal coronary bridge anastomosis |
| Automatic biochemical analyzer | IDEXX Laboratories, Inc. America | Catalyst One | |
| Cardiac coronary artery bypass grafting instrument kit | LANDANGER, France | ||
| Cardiogram monitor | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co, Ltd | MEC-1000 | |
| Coronary Shunt | AXIUS | OF-1500, OF-2500, OF-3000 | The product temporarily blocks the coronary artery during arteriotomy to reduce the amount of bleeding in the surgical field and provide blood flow to the distal end during anastomosis. The Axius shunt plug is not an implant and should be removed prior to completion of the anastomosis. |
| Defibrillator | MEDIANA | Mediana D500 | |
| Diazepam | Nanguo pharmaceutical Co. LTD, Guangdong, China | H37023039 | Narcotic inducer |
| Disposable manual electric knife | Covidien, America | E2516H | |
| Electric negative pressure suction machine | Shanghai Baojia Medical Instrument Co, Ltd | YX932D | |
| Esmolol | Guangzhou Wanzheng Pharmaceutical Co. LTD | H20055990 | Emergency drugs |
| Ice machine | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Lidocaine | Chengdu First Pharmaceutical Co. LTD | H51021662 | Emergency drugs |
| Luxtec headlight system | Luxtec, America | AX-1375-BIF | Used for lighting fine parts during operation |
| Medical operation magnifier (glasses) | Germany Lista co, LTD | SuperVu Galilean 3.5× | Used for fine site operation during operation |
| Multi-function high-frequency electrotome | Shanghai Hutong Electronics Co, Ltd | GD350-B | |
| Nitrogen canister | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Nonabsorbable surgical suture (polypropylene suture) | Johnson & Johnson, America | 6-0, 7-0 | Used to suture blood vessels. |
| Nonabsorbable suture (cotton thread) | Covidien, America | 1-0 | Used for skin and muscle tissue tugging |
| Open heart surgery instrument kit | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., LTD | ||
| Propofol injection | Xi 'an Libang Pharmaceutical Co. LTD | H19990282 | Anesthetic sedative |
| Refrigerator | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Respiratory anesthesia machine for animal | Shenzhen Reward Life Technology Co, Ltd, China | R620-S1 | |
| Semi-occlusion clamp | Xinhua Surgical Instrument Co., Ltd. | ZL1701RB | Temporarily cut off the aortic flow |
| vecuronium bromide | Richter, Hungary | JX20090127 | Muscle relaxant |
| Veterinary ultrasound system | Royal Philips, Netherlands | CX50 | |
| Zoletil | Virbac, France | Zoletil 50 | Animal narcotic |
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