Summary

Procedimiento para safena humana Venas<em> Ex Vivo</em> Perfusión y refuerzo externo

Published: October 01, 2014
doi:

Summary

Los mecanismos que conducen al desarrollo de hiperplasia de la íntima (IH) y la insuficiencia injerto de vena son aún poco conocidos. Este estudio describe un sistema ex vivo para perfundir venas humanos bajo flujo y presión controladas. Además, la eficiencia de refuerzo de malla externa para limitar el desarrollo de la IH se evaluó.

Abstract

El apoyo principal de las terapias contemporáneas para la enfermedad arterial oclusiva extensa es puente venoso. Sin embargo, su durabilidad se ve amenazada por la hiperplasia de la íntima (IH) que a la larga conduce a la oclusión del vaso y el fracaso del injerto. Las fuerzas mecánicas, esfuerzo de corte particularmente baja y alta tensión de la pared, se cree que para iniciar y sostener estos cambios celulares y moleculares, pero su contribución exacta aún no se ha desenredado. Para evaluar selectivamente el papel de la presión y la tensión de corte sobre la biología de IH, un sistema de perfusión ex vivo (EVPS) fue creado para perfundir segmentos de venas safena humanos bajo el régimen arterial (tensión alta cizalladura y alta presión). Otras innovaciones técnicas permitieron la perfusión simultánea de dos segmentos de la misma línea, uno reforzado con una malla externa. Las venas se recogieron usando una técnica de no tocar y transferidas inmediatamente al laboratorio para su montaje en el EVPS. Un segmento del aislador del reciénvena ATED no fue perfundido (control, día 0). Los otros dos segmentos fueron perfundidos durante un máximo de 7 días, uno está completamente cubierta con una malla externa 4 mm (diámetro). La presión, velocidad de flujo, y el pulso fueron controlados y ajustados para imitar las condiciones hemodinámicas que prevalecen en la arteria femoral de forma continua. Al término de la perfusión, las venas se desmontaron y se usaron para análisis histológico y molecular. En condiciones ex vivo, la perfusión de alta presión (arterial, = 100 mm Hg media) es suficiente para generar IH y remodelación de las venas humanas. Estas alteraciones se reducen en la presencia de una malla de poliéster externa.

Introduction

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de morbilidad y mortalidad en los países occidentales 1. A pesar de los avances en los tratamientos endovasculares, cirugía de bypass sigue siendo el pilar de las terapias actuales, por lo tanto más de medio millón de injertos de vena se realizan anualmente en los Estados Unidos. Sin embargo, a pesar de décadas de investigación, el 30-60% de los injertos de vena de la extremidad inferior fracasan en los primeros años, debido a la hiperplasia de la íntima (IH) 2. Las fuerzas mecánicas, estrés particularmente baja cizalladura (SS) y la tensión alta de la pared, son clave en el inicio y desarrollo de esta respuesta hiperplásica 3,4. Para abordar esta cuestión, un sistema de perfusión in vivo venas ex (EVPS) se generó a estudiar, en condiciones estrictamente controladas hemodinámicas (presión y el estrés de cizalla), el comportamiento de las venas safena humanos. En este estudio, después de la inserción en la circulación arterial-como, de alta presión (media = 100 mm Hg) era suficiente para estimular la proliferación y la migración de células musculares lisas en la capa intimal (IH) 5.

Estudios de mamíferos han sugerido el uso de refuerzo externo como un método eficiente para apoyar la "vena arterializada" y contrarrestar la hemodinámica aguda cambia la vena se enfrenta una vez implantado en un entorno arterial. La malla impedido el exceso de distensión, aumento de la tensión de cizallamiento, y redujo tensión de la pared y, en consecuencia IH 6-10. Sin embargo, los mecanismos subyacentes y su aplicabilidad a las venas humanas en la mejora de la permeabilidad de derivación no se han caracterizado completamente. Nuestros EVPS se utilizó para comparar, en condiciones que imitan las alteraciones de una vena caras Una vez insertado en un régimen arterial (estrés de alto cizallamiento y presión), el comportamiento de las venas safenas humanos en la ausencia y presencia de una malla tubular de poliéster macroporoso externo. Al prevenir la remodelación patológica y IH, la malla proporciona evidencia de su potencial eficacia clínica 11 </sup>.

Este estudio 1) presenta un modelo ex vivo de las venas safena humanos perfusión bajo presión controlada y tensión de corte 2) demuestra que la malla de poliéster-macro porosa externa reduce IH y proporciona información crucial para su potencial aplicación clínica.

Protocol

El Comité Ético de la Universidad de Lausana aprobó los experimentos, que están en conformidad con los principios establecidos en la Declaración de Helsinki de 1975, revisada en 1983 para el uso de tejidos humanos. 1. humano vena safena Harvest Obtener segmentos excedentes de las venas safena humanos no varicosas de los pacientes sometidos a cirugía de bypass extremidad inferior por isquemia. En la sala de operaciones, desinfección de la pierna entera con una solución de y…

Representative Results

El EVPS proporciona una valiosa herramienta para evaluar de forma independiente las fuerzas hemodinámicas en la vena safena humana injertos remodelación y IH. La figura 1 muestra la cámara de perfusión y el apoyo vena. En las figuras 1A y B, el apoyo vena antes (Figura 1 A) y después (Figura 1B) de montaje, respectivamente, se representa. Está compuesto (desde la parte superior a la parte inferior) de …

Discussion

Este estudio revela un vivo sistema de perfusión venosa ex (EVPS) para llevar a cabo extensos estudios hemodinámicos en las venas humanas. Este sistema permite que las venas safenas de perfusión bajo parámetros hemodinámicos definidos en la ausencia de factores de crecimiento y agravantes inflamatorias liberadas por las células circulantes in vivo. Por lo tanto, proporciona una mejor comprensión de las vías subyacentes implicados en el control de IH en venas humanos injertos 5,11,…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado por becas de la SNF [31003A-138528], la Octav y la Fundación Marcella Botnar, la Fundación Novartis y la Fundación Emma Muschamp. Agradecemos a Martine Lambelet, y Jean-Christophe Stehle por su excelente asistencia técnica.

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

Referências

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Jeremy, J. Y., et al. On the biology of saphenous vein grafts fitted with external synthetic sheaths and stents. Biomaterials. 28, 895-908 (2007).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
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Citar este artigo
Longchamp, A., Allagnat, F., Berard, X., Alonso, F., Haefliger, J., Deglise, S., Corpataux, J. Procedure for Human Saphenous Veins Ex Vivo Perfusion and External Reinforcement. J. Vis. Exp. (92), e52079, doi:10.3791/52079 (2014).

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