Summary

Vein Interposition Modell: ein geeignetes Modell zur Untersuchung Bypass Graft Durchgängigkeit

Published: January 15, 2017
doi:

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

Koronare Herzerkrankungen und deren Komplikationen gehören zu den führenden Todesursachen weltweit. Aktuelle Therapiestrategien konzentrieren sich auf die Wiederherstellung des Blutflusses, entweder durch die verengte Gefäß dilating oder durch einen Bypass zu schaffen. Koronaren Bypass-Operation (CABG) Venentransplantaten wurde erstmals im Jahr 1968 beschrieben und wurde im Laufe der Jahre verfeinert. Abgesehen von der Revaskularisierung des linken vorderen absteigenden Koronararterie, Vena saphena Leitungen werden am häufigsten 1 verwendet. Allerdings bleibt Graft Durchgängigkeit die Achillesferse der Vena saphena-Transplantate (SVG). Ein Jahr nach der Operation, ist Graft Durchgängigkeit 85% und fiel auf 61% nach zehn Jahren 2,3. Die Enthüllung der pathophysiologischen Mechanismen und Ursachen für den Verlust SVG Durchgängigkeit ist daher eine wichtige Aufgabe.

Dieses Video zeigt eine Ratte Vene Zwischen Modell Venentransplantatverlust zu untersuchen. Die allgemeinen Ziele dieser Methode sind die zugrunde liegenden pathobiologischen zu erkundenund Physiologische Prozesse während der Krankheitsprogression und ein geeignetes Modell für Arzneimittel oder therapeutische Option Tests zu entwickeln. die V. epigastrica superficialis in das arterielle System, dieses Modell ahmt die klinische Einstellung der koronaren Bypass-Operation durch Transplantation. Chirurgische Trauma, Ischämie und Wandspannung sind wichtige Auslöser der pathologischen Gefäßveränderungen und werden im Modell beschrieben nachgeahmt.

Verschiedene Modelle und Arten sind vorhanden Venentransplantat Durchgängigkeit Verlust zu untersuchen. Großtiermodellen, wie Schweine 4, Schafe 5, 6 Hunden und Affen 7 ähneln menschlichen Gefäßes und anatomischer Strukturen und so komplexe therapeutische Strategien, wie beispielsweise Bypass – Stenting oder neue chirurgische Techniken zu ermöglichen, werden 8 getestet. Allerdings spezielles Gehäuse, Ausrüstung und Personal erforderlich sind. Darüber hinaus hohe Kosten und die Notwendigkeit für eine zusätzliche Anästhesist während eines chirurgischen Eingriffs zu behindern ihre breitere Anwendung. Smalle Tiere, einschließlich Ratten, sind einfach nicht spezielles Gehäuse zu handhaben, benötigen, und haben überschaubaren Kosten. Im Vergleich zu Maus – Modellen 9,10 haben Rattenmodelle den Vorteil der besseren Handhabbarkeit und damit weniger Variabilität in den Ergebnissen. Ratten sind physiologisch und genetisch ähnlich wie beim Menschen als Mäuse 11,12. Zudem sind die meisten Wildtyp – Mäusen entwickeln nur begrenzte myointima 13, die Mausmodelle machen anfällig II Fehler zu geben. Die Histologie der Hauptmaus Venen, wie die inferior vena cava, besteht nur aus wenigen Zellschichten und rendert frühzeitige Bewertung schwierig 13. Ein weiterer Nachteil ist die geringe Menge an Gewebe für eine nachfolgende Analyse nach Graft Genesung.

Das Modell in diesem Video beschrieben ist reproduzierbar, kostengünstig und einfach durchzuführen, und es kann schnell und zuverlässig hergestellt werden. Es eignet sich besonders für teure experimentelle therapeutische Mittel, wie virale Vektoren Auswertenfür die Gentherapie, in wirtschaftlicher Weise.

Protocol

Die Tiere erhielten humane Pflege im Einklang mit dem Leitfaden für die Grundsätze von Labortieren, hergestellt durch das Institut für Labortierressourcen und durch die National Institutes of Health veröffentlicht. Alle Tier Protokolle wurden von der zuständigen Behörde ( "Amt für Gesundheit und Verbraucherschutz, Hansestadt (Amt für Gesundheit und Verbraucherschutz) Hamburg") zugelassen. 1. Animal Care Erhalten Lewis-Ratten (LEW / GRL) Ratten und ROSA / Lucifera…

Representative Results

Die Ratte Vene Zwischen Modell geeignet ist, die Entwicklung von myointima Hyperplasie und Venentransplantatversagen zu untersuchen. Tiere erholen gut von der Operation und zeigen eine hervorragende körperliche Verfassung nach der Operation. Abbildung 1 zeigt die wichtigsten Operationsschritte. Nach dem Hautschnitt entlang der linea inguinalis sind die epigastric oberflächliche Vene und Arteria femoralis (Abbildung 1A) identifiziert. Ernten des Transplantats sollte sorgfältig durchge…

Discussion

Dieses Video zeigt eine Ratte Vene Zwischen Modell Venentransplantatverlust zu untersuchen und für die Erforschung der zugrunde liegenden pathologischen Prozesse und die Erprobung neuer Medikamente oder Therapieoptionen zu ermöglichen.

Anästhesie ist ein entscheidender Aspekt der chirurgischen Verfahren. Eine kontinuierliche inhalative Anästhesiesystem wird empfohlen, da dies eine sichere und einfache Methode ist, vor allem bei längeren Operationen. Dies kann während der Trainingsphase…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren danken Christiane Pahrmann für ihre technische Unterstützung. Diese Studie wurde von der Deutschen Stiftung für Herzforschung (F / 28/14) finanziert. DW wurde vom Travel Award von der International Society for Heart and Lung Transplantation unterstützt. TD erhielt die Else Kröner Exzellenzstipendium von der Else-Kröner-Fresenius-Stiftung (2012_EKES.04). SS erhielt ein Forschungsstipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG; DE2133 / 2-1, TD und 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

  1. Sabik, J. F., 3rd, Understanding saphenous vein graft patency. Circulation. 124, 273-275 (2011).
  2. 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).
  3. 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).
  4. O’Brien, J. E., et al. Wound healing around and within saphenous vein bypass grafts. J Thorac Cardiovasc Surg. 114, 38-45 (1997).
  5. El-Kurdi, M. S., et al. Ovine femoral artery bypass grafting using saphenous vein: a new model. J Surg Res. 193, 458-469 (2015).
  6. Yuda, A., et al. Angiotensin II receptor antagonist, L-158,809, prevents intimal hyperplasia in dog grafted veins. Life Sci. 68, 41-48 (2000).
  7. 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).
  8. Thomas, A. C. Animal models for studying vein graft failure and therapeutic interventions. Curr Opin Pharmacol. 12, 121-126 (2012).
  9. Hu, Y., Xu, Q. New mouse model of vein bypass graft atherosclerosis. Heart Lung Circ. 11, 182-188 (2002).
  10. 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).
  11. Abbott, A. Laboratory animals: the Renaissance rat. Nature. 428, 464-466 (2004).
  12. Lindblad-Toh, K. Genome sequencing: three’s company. Nature. 428, 475-476 (2004).
  13. 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).
  14. Olver, D. T., Lacefield, J. C., Shoemaker, K. J. Evidence of bidirectional flow in the sciatic vasa nervorum. Microvascular research. 94, 103-105 (2014).
  15. Stubbendorff, M., et al. Inducing myointimal hyperplasia versus atherosclerosis in mice: an introduction of two valid models. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2014).
  16. Conradi, L., et al. Immunobiology of fibrin-based engineered heart tissue. Stem cells translational medicine. 4, 625-631 (2015).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Geurts, A. M., et al. Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases. Science. 325, 433 (2009).
  20. Moreno, C., et al. Creation and characterization of a renin knockout rat. Hypertension. 57, 614-619 (2011).
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Citazione di questo articolo
Wang, D., Tediashvili, G., Pecha, S., Reichenspurner, H., Deuse, T., Schrepfer, S. Vein Interposition Model: A Suitable Model to Study Bypass Graft Patency. J. Vis. Exp. (119), e54839, doi:10.3791/54839 (2017).

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