En modell av stent implantation i mus halspulsådern beskrivas. Jämfört med andra liknande metoder, är detta förfarande mycket snabb, enkelt och lättillgängligt, erbjuder möjligheten att studera i ett bekvämt sätt kärlväggen reaktion på olika läkemedelsavgivande stentar och den molekylära mekanismen av restenos.
Trots de betydande framsteg som gjorts i stenten utvecklingen under de senaste decennierna, hjärt-och kärlsjukdomar är fortfarande den största dödsorsaken i västvärlden. Förutom de fördelar som erbjuds genom utvecklingen av olika läkemedelsavgivande stentar, bär koronar revaskularisering även de livshotande riskerna för in-stent trombos och restenos. Forskning om nya terapeutiska strategier försämras av brist på lämpliga metoder för att studera stentimplantation och processer restenos. Här beskriver vi en snabb och lättillgänglig förfarande av stentimplantation i mus halspulsådern, vilket ger möjlighet att studera i ett bekvämt sätt den molekylära mekanismen av fartygets ombyggnad och effekterna av olika läkemedel beläggningar.
Kardiovaskulära sjukdomar som orsakas av utvecklingen av ateroskleros är den ledande dödsorsaken i de industrialiserade länderna. Ateroskleros är en samlingspunkt, inflammatorisk fibro-proliferativa responsen hos kärlväggen till endotelskada 1, vilket resulterar i bildningen av en utsträckt plack in i lumen av kärlet, som påverkar blodflödet genom kranskärlen. Över 75% av hjärtinfarkt, resulterar från ruptur av tunna fibrös locket på inflammerad plack 2. Eftersom denna komplikation kan vara dödlig, blev en perkutan transluminal (koronar) angioplastik (PTCA) med stentimplantation förstahandsvalet terapi i nuvarande medicinsk praxis. Metoden medger dilatation av den avsmalnade kransartären och därmed återställande av blodflödet. Samtidigt orsakar den en utsträckning skada på endotelet och kärlväggen 3. Emellertid är den långsiktiga effekten av denna terapi begränsas av en överdriven arteriell RemodeLing och restenos 4.
Genom anställning av stentar, blev PTCA mer effektiva vid behandling av komplicerade lesioner, vilket revaskularisering efter en akut kärlstängning 5. Denna metod minskar förekomsten av in-stent restenos till mindre än 10% 6. Förutom dessa fördelar, bär denna första-val terapi för koronar revaskularisering även de livshotande riskerna för in-stent trombos och restenos.
I-stent trombos orsakas av en de-endotelialisering av kärlet, följt av en massiv adhesion av blodplättar och fibrin till det skadade stället. 26% av patienterna lider av in-stent-trombos och 63% dör av hjärtinfarkt 7. Restenos avser processen av sårläkning efter mekanisk skada på kärlväggen, som involverar neointimal hyperplasi (migrering och proliferation av vaskulära glatta muskelceller (VSMC), avsättning av extracellulär matris (ECM), och ombyggnadav kärlet. Ofta blir en invasiv reingrepp nödvändigt att dilatate allvarligt krympte aterosklerotiska kärl på grund av in-stent trombos och restenos.
För att förhindra in-stent trombos, är en långvarig behandling med antitrombotiska läkemedel behövs 8. För att förhindra restenos, ny generation av läkemedelsavgivande stentar eluera antiproliferativa medel såsom immunosuppressiva läkemedel (t.ex. sirolimus, everolimus, Zotarolimus) och anti-cancer läkemedel (t.ex. paclitaxel) från en polymer beläggning i flera månader 9,10. Även dessa läkemedel minska neointimabildning och restenos, behåller de en hög risk för in-stent trombos genom att hämma återendotelisation.
Efter arteriell skada, är underhållet av den endoteliala facket viktigt att förhindra trombotiska komplikationer. Under fysiologiska betingelser, visar den humana endotelet en liten omsättningshastighet 11. Under Pathological betingelser, emellertid den endotelial integritet försämras, så att en snabb återhämtning genom att omge mogna endotelceller och cirkulerande endoteliala progenitorceller (EPCs) krävs 12,13.
Studiet av dessa komplexa molekylära mekanismer i större djur 14-16 eller i mus aorta artär är en mycket svår process, som erbjuder begränsade data 17-19. För att testa effektiviteten av nya stent-beläggningar för att minska in-stent trombos och restenos nya modeller är tvingande.
Nitinol representerar den idealiska plattformen för stentar grund av dess "höga elasticitet, form-minne effekt och god tolerans hos patienter, som framgångsrikt använts som bare metal stent i klinisk användning. Denna legering gjort det möjligt att skapa en miniatyriserad stent med en yttre diameter av 500 | im, som kan beläggas 20 och förs in till halsartären hos möss. Utvecklingen av en miniatyriserad nitinol stent för mus carotid artär, tillåter studiet av exakta molekylära mekanismer som induceras av stentimplantation och erbjuder möjligheten att testa snabbt och effektivt effekterna av olika drog-beläggningar för att förhindra restenos. Dessutom utgör förekomsten av olika knock-out-möss stammar en stor fördel i att klargöra betydelsen av olika molekyler som är inblandade i neointima tillväxt och in-stent trombos.
För att minska risken för in-stent trombos och restenos och stödja utvecklingen av nya beläggningar för läkemedelsavgivande stentar, ett lätt, enkelt och lättillgängligt metod för stentimplantation i en djurmodell behövs. Möss leverera idealiskt system för att studera komplexa mekanismer för arteriell ombyggnad efter stentimplantation och effektiviteten av sådana läkemedel. Befintliga modeller för in-stent restenos i musen är svårt, kräver hög kirurgisk kompetens och innebär stora risker för komplikationer som blödningar eller förlamning 17-19. Till exempel i den modell av stent-implantation i aorta av en donator mus efter ballong-dilatation av kärlet och sedan transplantation av stented segmentet i halspulsådern av en mottagare mus 17, är studiet av de sjukdomsframkallande mekanismerna inte påverkas endast av mottagaren reaktion till donator material, men också genom den massiva skada av vasa vasorum och adventitia. Implantation av en rostfriL stent direkt i bukaorta efter ballong-dilatation 19 följs av en hög dödlighet (35%) på grund av bakbenet förlamning efter blodpropp eller blödning från bukaorta på plats av arteriotomi. Implantation av en spiralformad självexpanderande nitinol-stenten i bukaorta via femoralartären 18 behöver hög kirurgisk kompetens, främst på grund av blint styra stenten längs avgrening från femoralartären till aorta för att placera stenten i rätt position. Detta förfarande följs av en hög risk för att skada den femorala nerven därför förlamning av bakbenet. Jämfört med dessa förfaranden, behöver vår modell av stent implantation i musen inte hög kirurgisk kompetens.
Vår modell erbjuder en enkel, enkel och effektiv metod för att analysera effekterna av olika drog-beläggningar på arteriell ombyggnad, är placeringen av stenten gjord i sikte, och det finns inga risker för skadliga nerver eller andra strukturer. The comkomplexa molekylära mekanismer kan utredas lättare i vår modell för musen halspulsådern stentning, inte bara genom direkt tillgång till fartyget, men också på grund av förekomsten av olika knock-out-möss stammar.
Som en begränsning, att jämföra med den kliniska undersökningen, använder vår modell friska möss / artärer och inte utför stentning på redan existerande plack (ej in-stent restenos, men i-stent stenos). Vi också utför inte ballong-dilatation före stent-implantation. Men på grund av den massiva skador på kärlväggen i båda modellerna, de reparatory processer är likartade. Olyckligtvis, på grund av metall-härledda artefakter, är en in vivo övervakning av neointimal tillväxt inte är möjlig med existerande avbildningsmetoder som ultraljud eller dator-tomografi. En annan begränsande faktor är tunn sektionering av metallbaserade stents, som kräver viss expertis inom metallbearbetning.
Med denna metod, var vikunna visa, att neutrofilmedierad instruera biofunctionalized miniatyriserade nitinol-stentar belagda med LL-37 minska in-stent restenos, ger ett nytt koncept för att främja vaskulär läkning efter interventionell terapi 21.
Trots dessa begränsningar, verkar denna modell vara, tills nu, det mest lämpliga systemet, och därmed pengar och tidsbesparande, att utforska nya drog-beläggningar för stentar och deras effekter på de molekylära händelser under arteriell ombyggnad. Dessutom kan denna modell enkelt anpassas till hamstern, som är mer lik människan, så att varje terapeutisk hypotesen kan verifieras innan på större djur eller människor för att undvika obehagliga och oväntade effekter.
The authors have nothing to disclose.
Vi tackar Mrs Angela Freund för utmärkt tekniskt bistånd sektionering plast inbäddade stentar. Vi tackar också Mrs Roya Soltan och Mrs Angela Freund för professionell hjälp med immunohistokemi färgning.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
nitinol-stents (self-made from nitinol-struts) | Fort Wayne Metals, Castlebar, Ireland NiTi#1, superelastic, straight annealed, light oxide, diameter 500 μm | custom-made product | Institute for Textile Technology and Mechanical Engineering |
silicon tube | IFK Isofluor, Germany | custom-made product | diameter 500 μm, section thickness 100 μm, polytetrafluorethylene catheter |
stereomicroscope | Olympus | SZ/X9 | |
forceps | FST, Germany | 91197-00 | standard tip curved 0.17 mm |
Ketamine 10% | CEVA, Germany | ||
Xylazine 2% | Medistar, Germany | ||
Bepanthene | Bayer, Germany | ||
Scissors | FST, Germany | 91460-11 | Straight |
Vannas scissor | Aesculap, Germany | OC 498 R | |
5/0 Silk | Seraflex | IC 108000 | |
7/0 Silk | Seraflex | IC 1005171Z | |
guide-wire | Abbott Vascular | 1001782-HC | 0.014-inch angioplastie guide-wire |
Michel suture clips | Aesculap, Germany | BN507R | 7.5 x 1.75 mm |
Michel Forcep | Aesculap, Germany | BN730R |