Prosedyre for menneske saphena Veins<em> Ex Vivo</em> Perfusjons og ekstern forsterkning
Summary
Mekanismene som fører til utvikling av intimal hyperplasia (IH) og vene pode svikt er fortsatt dårlig forstått. Denne studien beskriver en ex vivo system for å perfuse menneskelige årer under kontrollerte mengde og trykk. Videre er effektiviteten av ytre armerings å begrense utviklingen av IH ble evaluert.
Abstract
Bærebjelke i moderne terapier for omfattende okklusiv arteriell sykdom er venøs bypass. Imidlertid er dens holdbarhet truet av intimal hyperplasia (IH) som til slutt fører til fartøy okklusjon og graft svikt. Mekaniske krefter, særlig lav skjærspenning og høy veggspenning, er antatt å initiere og å opprettholde disse cellulære og molekylære forandringer, men deres nøyaktige bidrag gjenstår å bli avslørt. Å selektivt vurdere rollen press og skjærspenning på biologien til IH, ble en ex vivo perfusjon system (konserndirektører) opprettet for å perfuse segmenter av menneske saphenous årer henhold arteriell regime (høy skjær stress og høyt trykk). Ytterligere tekniske innovasjoner tillot samtidig perfusjon av to segmenter fra samme ånd, en forsterket med en ekstern mesh. Årer ble høstet ved hjelp av en no-touch teknikk og umiddelbart overført til laboratoriet for montering i konserndirektørene. Et segment av ferskt isolrerte vene ble ikke perfusert (kontroll, dag 0). De to andre segmenter ble perfundert for opp til 7 dager, blir man helt skjermet med en 4 mm (diameter) ekstern mesh. Trykket, strømningshastighet, og puls ble kontinuerlig overvåkes og justeres for å etterligne de hemodynamiske forholdene i lårarterien. Ved fullføring av perfusjon, ble venene demonteres og brukes for histologisk og molekylær analyse. Under ex vivo betingelser, høytrykks perfusjon (arterielle, middelverdi = 100 mm Hg) er tilstrekkelig til å generere IH og remodellering av menneskeblodårer. Disse endringer er redusert i nærvær av en ekstern polyester mesh.
Introduction
Hjerte-og karsykdommer er den ledende årsak til sykelighet og dødelighet i vestlige land en. Til tross for fremskritt gjort i endovaskulære behandlinger, forblir bypass kirurgi bærebjelke i moderne terapier, og dermed over en halv million vene grafts utføres årlig i USA. Men til tross for flere tiår med forskning, 30-60% av nedre ekstremitet vene grafts mislykkes i løpet av de første årene på grunn intimal hyperplasia (IH) 2. Mekaniske krefter, særlig lav skjærspenning (SS) og høy mur spenning, er sentrale virkemidler i initiering og utvikling av denne hyperplastiske responsen 3,4. For å løse dette problemet, ble en ex vivo vener perfusjon system (konserndirektører) genereres for å studere, under strengt kontrollerte hemodynamiske forhold (trykk og strekk), oppførselen menneskelige saphenous årer. I denne studien, etter innsetting i den arterielle-lignende omløp, høyt trykk (gjennomsnitt = 100 mm Hg) var tilstrekkelig til å stimulere formeringenrasjon og migrering av glatte muskelceller i det intimale sjikt (IH) 5.
Pattedyr studier har foreslått bruk av eksterne armering som en effektiv metode for å støtte "arterialized vein" og motvirke den akutte hemodynamiske endringer venen ansikter gang implantert i en arteriell miljø. Maskene forhindres over-distensjon, økte skjærspenning, og redusert veggspenningen og følgelig IH 6-10. Men de underliggende mekanismene og dens anvendelighet til menneskelige årer i å forbedre bypass åpenhet har ikke klarlagt. Våre konserndirektørene ble brukt til å sammenligne, Tilstandsligne endringer en blodåre ansikter en gang satt inn i en arteriell regime (høy skjær stress og press), oppførselen menneskelige saphenous årer i fravær og nærvær av en ekstern macroporous polyester rørformet mesh. Ved å hindre patologisk ombygging og IH, forutsatt at mesh bevis på sin potensielle kliniske effektivitet 11 </sup>.
Denne studien 1) introduserer en modell av ex vivo menneskelige saphenous årer perfusjon under kontrollerte trykk og skjærspenning 2) viser at ekstern makro-porøse polyester mesh reduserer IH og gir viktig informasjon for dens potensial klinisk anvendelse.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne studien avdekker en ex vivo vene perfusjon system (konserndirektører) for å utføre omfattende hemodynamiske studier i menneskelige årer. Dette systemet gjør saphenous årer perfusjon under definerte hemodynamiske parametre i fravær av skjerpende inflammatorisk og vekstfaktorer utgitt av sirkulerende celler in vivo. Dermed gir det en bedre forståelse av de underliggende trasé involvert i kontrollen av IH i menneskelige årer grafts 5,11,12,15.
Reprod…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet med tilskudd fra SNF [31003A-138528], den Octav og Marcella Botnar Foundation, Novartis Foundation og Emma Muschamp Foundation. Vi takker Martine Lambelet, og Jean-Christophe Stehle for deres utmerkede teknisk assistanse.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| RPMI 1640 – Glutamax | Life Technologies | 61870-010 | |
| Penicilline/Streptomycine/Fungizone | Bioconcept | 4-02F00-H | |
| Dextran from Leuconostoc spp. 500 gr. | Sigma-Aldrich | 31390 | |
| Tampon PBS CHUV pH 7.1-7.3 1 lt. | Laboratorium und Grosse Apotheke Dr. G. Bichsel AG | 100 0 324 00 | |
| Cryosectionning embedding medium – Tissue-Tek OCT Compound | Fisher Scientific | 14-373-65 | |
| Silicon Tubing (Peroxide) L/S 16 (96400-16 ) – 7.5m | Idex Health & Science GMBH | MF0037ST | |
| Y-splitter | Idex Health & Science GMBH | Y-connector | |
| 35 mm Culture dish | Sigma-Aldrich | CLS430165-100EA | |
| 15 ml Falcon tube | BD Bioscence | 352096 | |
| 50 ml Falcon tube | BD Bioscence | 352098 | |
| Gearing pump – Reglo-Z | Idex Health & Science GMBH | SM 895 | App-Nr 03736-00194 |
| Pump Head | Idex Health & Science GMBH | MI0008 | |
| Monitoring Kit TRANSPAC IV | icumedical | 011-0J736-01 | |
| 20 mL Syringes | B. Braun Medical SA | 4612041-02 | |
| Etibon 3-0 FS-2 | Ethicon- Johnson&Johnson | EH7346H | |
| Mesh ProVena 6-8mm | B. Braun Medical SA | 1105012-14 | |
| NaCl: Sodium Chlorure Solution perfusion 0.9% (100 ml) | B. Braun Medical SA | 534534 | |
| Masterflex L/S Standard Drive | Cole-Parmer Instrument Co | 7521-10 | |
| Acquisition card | National Instruments | PCI-6024 E | |
| Flowmeter module | Transonic Systems Inc. | TS410 and T402 | |
| Stopcock with 3-ways | BD Connexta Luerlock | 394600 | |
| Millex Filter | Milian | SE2M229I04 |
References
- Sal Go, A., et al. Executive summary: heart disease and stroke statistics–2014 update: a report from the american heart association. Circulation. 129, 399-410 (2014).
- Sal Conte, M., et al. Results of PREVENT III: a multicenter, randomized trial of edifoligide for the prevention of vein graft failure in lower extremity bypass surgery. Journal of Vascular Surgery. 43, 742-751 (2006).
- Yu, P., Nguyen, B. T., Tao, M., Bai, Y., Ozaki, C. K. Mouse vein graft hemodynamic manipulations to enhance experimental utility. The American Journal of Pathology. 178, 2910-2919 (2011).
- Davies, M. G., Hagen, P. O. Reprinted article "Pathophysiology of vein graft failure: a review". European journal of vascular and endovascular surgery : the official journal of the European Society for Vascular Surgery. 42, S19-S29 (2011).
- Berard, X., et al. Role of hemodynamic forces in the ex vivo arterialization of human saphenous veins. Journal of Vascular Surgery. 57, 1371-1382 (2013).
- Vijayan, V., et al. Long-term reduction of medial and intimal thickening in porcine saphenous vein grafts with a polyglactin biodegradable external sheath. Journal of Vascular Surgery. 40, 1011-1019 (2004).
- Jeremy, J. Y., et al. On the biology of saphenous vein grafts fitted with external synthetic sheaths and stents. Biomaterials. 28, 895-908 (2007).
- Zilla, P., et al. Constrictive external nitinol meshes inhibit vein graft intimal hyperplasia in nonhuman primates. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136, 717-725 (2008).
- Zilla, P., et al. Utilization of shape memory in external vein-graft meshes allows extreme diameter constriction for suppressing intimal hyperplasia: a non-human primate study. Journal of Vascular Surgery. 49, 1532-1542 (2009).
- Yeoman, M. S., et al. A constitutive model for the warp-weft coupled non-linear behavior of knitted biomedical textiles. Biomaterials. 31, 8484-8493 (2010).
- Longchamp, A., et al. The use of external mesh reinforcement to reduce intimal hyperplasia and preserve the structure of human saphenous veins. Biomaterials. 35, 2588-2599 (2014).
- Saucy, F., et al. Ex vivo pulsatile perfusion of human saphenous veins induces intimal hyperplasia and increased levels of the plasminogen activator inhibitor 1. European Surgical Research. Europaische Chirurgische Forschung. Recherches Chirurgicales Europeennes. 45, 50-59 (2010).
- Dubuis, C., et al. Atorvastatin-loaded hydrogel affects the smooth muscle cells of human veins. The Journal of pharmacology and experimental. 347, 574-581 (2013).
- Deglise, S., et al. Increased connexin43 expression in human saphenous veins in culture is associated with intimal hyperplasia. Journal of Vascular Surgery. 41, 1043-1052 (2005).
- Muto, A., Model, L., Ziegler, K., Eghbalieh, S. D., Dardik, A. Mechanisms of vein graft adaptation to the arterial circulation: insights into the neointimal algorithm and management strategies. Circulation Journal : Official Journal of the Japanese Circulation Society. 74, 1501-1512 (2010).
- Tao, M., et al. A simplified murine intimal hyperplasia model founded on a focal carotid stenosis. The American Journal of Pathology. 182, 277-287 (2013).
- Berard, X., et al. Salvage treatment for venous aneurysm complicating vascular access arteriovenous fistula: use of an exoprosthesis to reinforce the vein after aneurysmorrhaphy. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery : the Official Journal of the European Society for Vascular Surgery. 40, 100-106 (2010).
