Vein indskydning Model: En passende model til at studere Bypass Graft Åbenhed
Summary
This video demonstrates a model to study the development of myointimal hyperplasia after venous interposition surgery in rats.
Abstract
Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. Research models for bypass graft failure are essential for a better understanding of pathobiological and pathophysiological processes during graft patency loss. Large animal models, such as pigs or sheep, resemble human anatomical structures but require special facilities and equipment. This video describes a rat vein interposition model to investigate vein graft patency loss. Rats are inexpensive and easy to handle. Compared to mouse models, the convenient size of rats permits better operability and enables a sufficient amount of material to be obtained for further diverse analysis. In brief, the inferior epigastric vein of a donor rat is harvested and used to replace a segment of the femoral artery. Anastomosis is conducted via single stitches and sealed with fibrin glue. Graft patency can be monitored non-invasively using duplex sonography. Myointimal hyperplasia, which is the main cause for graft patency loss, develops progressively over time and can be calculated from histological cross sections.
Introduction
Kranspulsåren sygdomme og deres komplikationer er blandt de førende dødsårsager på verdensplan. Aktuelle terapeutiske strategier fokuserer på at genetablere blodgennemstrømningen, enten ved at dilatere den indsnævret fartøj eller ved at oprette en bypass. Koronar bypass podning (CABG) ved hjælp af vene autotransplantater blev første gang beskrevet i 1968 og er blevet forfinet gennem årene. Bortset fra revaskularisering af den venstre forreste nedadgående koronararterie, er vena saphena ledninger mest almindeligt anvendte 1. Men graft åbenheden forbliver den akilleshæl saphenavene transplantater (SVG). Et år efter operationen, graft åbenhed er 85%, faldende til 61% efter ti år 2,3. Afsløring af de patofysiologiske mekanismer og årsager til SVG åbenhed tab er derfor en vigtig opgave.
Denne video viser en rotte vene indskydning model til at undersøge venegraft tab. De overordnede mål for denne metode til at undersøge den underliggende patobiologiskeog -physiological processer under sygdomsprogression og udvikle en passende model til lægemiddel eller terapeutisk mulighed test. Ved at transplantere den overfladiske epigastriske vene i det arterielle system, denne model efterligner nøje den kliniske af koronararterie bypass transplantation. Kirurgisk trauma, iskæmi og væg stress er vigtige udløser af patologiske vaskulære ændringer og imiteres i den beskrevne model.
Forskellige modeller og arter er tilgængelige til at undersøge venegraft åbenhed tab. Store dyremodeller, såsom grise 4, får 5, hunde 6 og aber 7, ligner menneskelige beholder og anatomiske strukturer og dermed gøre det muligt for komplekse terapeutiske strategier, såsom bypass stent eller nye kirurgiske teknikker, der skal testes 8. Dog er særlige boliger, udstyr og personale påkrævet. De høje omkostninger og behovet for en yderligere narkoselæge under kirurgi hindre deres videre anvendelse. smalle dyr, herunder rotter, er nemme at håndtere, ikke kræver særlige boliger, og har overskuelige omkostninger. Sammenlignet med musemodeller 9,10, rottemodeller har den fordel, bedre operabilitet og derfor mindre variabilitet i resultatet. Rotter er fysiologisk og genetisk mere ligner mennesker end mus 11,12. Desuden er det kun de fleste vildtypemus udvikle begrænset myointima 13, som gør musemodeller tilbøjelige til type II fejl. Histologien af de vigtigste mus vener, såsom vena cava inferior, kun består af nogle få cellelag og gør tidlig evaluering vanskelig 13. En yderligere ulempe er den lille mængde væv til rådighed til efterfølgende analyse efter graft recovery.
Den i dette video model er reproducerbar, billig og let at udføre, og det kan konstateres, hurtigt og pålideligt. Det er især velegnet til evaluering dyre eksperimentelle terapeutiske midler, såsom virale vektorertil genterapi, på en økonomisk måde.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne video viser en rotte vene indskydning model til at undersøge venegraft tab og give mulighed for udforskning af de underliggende patologiske processer og afprøvning af nye lægemidler eller terapeutiske muligheder.
Anæstesi er et afgørende aspekt af kirurgiske procedurer. En kontinuerlig inhalativ anæstesi systemet anbefales, da dette er en sikker og nem metode, specielt ved langvarig drift. Dette kan være af stor betydning under træningen fase når operationen tager mere end 1 t…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne takker Christiane Pahrmann for hendes teknisk bistand. Denne undersøgelse blev finansieret af Deutsche Stiftung fuer Herzforschung (F / 28/14). DW blev støttet af Travel Award fra International Society for Heart og Lung Transplantation. TD fik Else Kröner Excellence Stipend fra Else-Kröner-Fresenius-Stiftung (2012_EKES.04). SS modtaget forskningsbevillinger fra Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, DE2133 / 2-1, TD og SCHR992 / 3- 1, SCHR992 / 4-1, SS).
Materials
| Rat LEW/Crl | Charles River | Stock number 004 | |
| Rat LEW-Tg(Gt(ROSA)26Sor- 1 luc)11Jmsk |
Institute of laboratory animals, Kyoto University, Japan | NBPR rat number 0299 | http://www.anim.med.kyoto-u.ac.jp/NBR/ |
| PFA 4% | Electron Microscopy Sciences | #157135S | 20% |
| hair clipper | WAHL | 8786-451A ARCO SE | |
| Forene | AbbVie | PZN 10182054 Art.Nr.: B506 | Isoflurane |
| microsurgical clamp | Fine Science Tools | 18055-04 | Micro-Serrefine – 4mm |
| clamp applicator | Fine Science Tools | 18056-14 | |
| hair removal creme | Rufin cosmetic | 27618 | |
| Povidone-Iodine | Betadine Purdue Pharma | NDC:67618-152 | |
| 10-0 Ethilon suture | Ethicon | 2814G | |
| 5-0 prolene suture | Ethicon | EH7229H | |
| Rimadyl | Pfizer | 400684.00.00 | Carprofen |
| Novaminsulfon | Ratiopharm | PZN 03530402 | Metamizole |
| Heparin | Rotexmedica | PZN: 3862340 | 25.000 I.E./mL |
| Xylocain 1% | AstraZeneca | PZN: 1137907 | Lidocain |
| EVICEL | J&J Med.Ethicon Biosur | PZN 7349697 Art. Nr.:EVK01DE | fibrin glue |
| NaCl 0,9% | B.Braun | PZN 06063042 Art. Nr.: 3570160 | |
| Vevo 770 high-resolution in vivo micro-imaging system | VisualSonics | duplex sonography | |
| Ecogel 100 ultrasound gel | Eco-med | 30GB | |
| D-Luciferin Firefly, potassium salt | Biosynth | L-8220 | |
| PBS pH 7,4 | Gibco | 10010023 | |
| Xenogen Ivis 200 | Perkin Elmer | bioluminescence imaging | |
| Weigerts iron hematoxylin Kit | Merck | 1.15973.0002 | Trichrome staining |
| Resorcine-Fuchsine Weigert | Waldeck | 2.00E-30 | Trichrome staining |
| Acid Fuchsin | Sigma-Aldrich | F8129-25G | Trichrome staining |
| Ponceau S solution | Serva Electrophoresis | 33427 | Trichrome staining |
| Azophloxin | Waldeck | 1B-103 | Trichrome staining |
| Molybdatophosphoric acid hydrate | Merck | 1.00532.0100 | Trichrome staining |
| Orange G | Waldeck | 1B-221 | Trichrome staining |
| Light Green SF | Waldeck | 1B-211 | Trichrome staining |
| Vitro-Clud | Langenbrinck | 04-0001 | |
| Glacial Acetic Acid | Sigma-Aldrich | 537020 | |
| 37% HCl | Sigma-Aldrich | H1758 | |
| Xylene | Th. Geyer | 3410 | |
| Paraffin | Leica biosystems | REF 39602004 | |
| Ethanol absolute | Th. Geyer | 2246 | |
| Ethanol 96% | Th. Geyer | 2295 | |
| Ethanol 70% | Th. Geyer | 2270 | |
| Slide Rack | Ted Pella | 21057 | |
| Staining dish | Ted Pella | 21075 | |
| Bepanthen Eye and Nose ointment | Bayer | 1578675 | Eye ointment |
Riferimenti
- Sabik, J. F., 3rd, Understanding saphenous vein graft patency. Circulation. 124, 273-275 (2011).
- Goldman, S., et al. Long-term patency of saphenous vein and left internal mammary artery grafts after coronary artery bypass surgery: results from a Department of Veterans Affairs Cooperative Study. J Am Coll Cardiol. 44, 2149-2156 (2004).
- Fitzgibbon, G. M., et al. Coronary bypass graft fate and patient outcome: angiographic follow-up of 5,065 grafts related to survival and reoperation in 1,388 patients during 25 years. J Am Coll Cardiol. 28, 616-626 (1996).
- O’Brien, J. E., et al. Wound healing around and within saphenous vein bypass grafts. J Thorac Cardiovasc Surg. 114, 38-45 (1997).
- El-Kurdi, M. S., et al. Ovine femoral artery bypass grafting using saphenous vein: a new model. J Surg Res. 193, 458-469 (2015).
- Yuda, A., et al. Angiotensin II receptor antagonist, L-158,809, prevents intimal hyperplasia in dog grafted veins. Life Sci. 68, 41-48 (2000).
- McCann, R. L., Hagen, P. O., Fuchs, J. C. Aspirin and dipyridamole decrease intimal hyperplasia in experimental vein grafts. Ann Surg. 191, 238-243 (1980).
- Thomas, A. C. Animal models for studying vein graft failure and therapeutic interventions. Curr Opin Pharmacol. 12, 121-126 (2012).
- Hu, Y., Xu, Q. New mouse model of vein bypass graft atherosclerosis. Heart Lung Circ. 11, 182-188 (2002).
- Salzberg, S. P., et al. Increased neointimal formation after surgical vein grafting in a murine model of type 2 diabetes. Circulation. 114, I302-I307 (2006).
- Abbott, A. Laboratory animals: the Renaissance rat. Nature. 428, 464-466 (2004).
- Lindblad-Toh, K. Genome sequencing: three’s company. Nature. 428, 475-476 (2004).
- Yu, P., Nguyen, B. T., Tao, M., Campagna, C., Ozaki, C. K. Rationale and practical techniques for mouse models of early vein graft adaptations. Journal of vascular surgery. 52, 444-452 (2010).
- Olver, D. T., Lacefield, J. C., Shoemaker, K. J. Evidence of bidirectional flow in the sciatic vasa nervorum. Microvascular research. 94, 103-105 (2014).
- Stubbendorff, M., et al. Inducing myointimal hyperplasia versus atherosclerosis in mice: an introduction of two valid models. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2014).
- Conradi, L., et al. Immunobiology of fibrin-based engineered heart tissue. Stem cells translational medicine. 4, 625-631 (2015).
- Dashwood, M. R., Tsui, J. C. ‘No-touch’ saphenous vein harvesting improves graft performance in patients undergoing coronary artery bypass surgery: A journey from bedside to bench. Vascular Pharmacology. 58, 240-250 (2013).
- Bekler, H. I., Rosenwasser, M. P., Akilina, Y., Bulut, G. The use of an absorbable collagen cover (NeuraWrap) improves patency of interpositional vein grafts. Acta orthopaedica et traumatologica turcica. 44, 157-161 (2010).
- Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433 (2009).
- Moreno, C., et al. Creation and characterization of a renin knockout rat. Hypertension. 57, 614-619 (2011).
