JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Declarações
Acknowledgements
Materials
Referências
Tadução automática
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicina

Domuz Damarı Greft Hastalığı Modelinin Kurulması ve Değerlendirilmesi

Published: July 25, 2022
doi:
10.3791/63896
, , , , , , , , , ,
1Department of Cardiovascular Surgery,the First Affiliated Hospital of Jinan University, 2Guangdong Provincial Key Laboratory of Laboratory Animals,Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute, 3The First Affiliated Hospital of Jinan University

Summary

Bu protokolde kardiyopulmoner bypass yapılmadan sol göğüs duvarında küçük bir kesiden yeni domuz ven baypas greftleme yapıldı. İntimal kalınlaşma gösteren postoperatif patoloji çalışması yapıldı.

Abstract

Venöz greft hastalığı (VGH) koroner arter baypas greft (KABG) yetmezliğinin önde gelen nedenidir. Hastalık mekanizmalarının araştırılması ve terapötik stratejilerin geliştirilmesi için CABG-VGD’nin büyük hayvan modellerine ihtiyaç vardır.

Ameliyatı gerçekleştirmek için, üçüncü interkostal boşluktan kalp odasına giriyoruz ve iç meme damarını dikkatlice diseke ediyoruz ve normal saline batırıyoruz. Sağ ana koroner arter daha sonra iskemi için tedavi edilir. Hedef damar kesilir, bir şant tıkacı yerleştirilir ve greft veninin distal ucu anastomoz edilir. Asendan aort kısmen bloke edilir ve greft veninin proksimal ucu perforasyondan sonra anastomoz edilir. Greft veni açıklık açısından kontrol edilir ve proksimal sağ koroner arter bağlanır.

CABG cerrahisi, vasküler greft olarak kullanılmak üzere sol iç meme damarını toplamak için minipiglerde yapılır. Serum biyokimyasal testleri, hayvanların ameliyat sonrası fizyolojik durumlarını değerlendirmek için kullanılır. Ultrason muayenesi greft damarının proksimal, orta ve distal ucunun engelsiz olduğunu gösterir. Cerrahi modelde KABG cerrahisi sonrası histolojik inceleme ile greftte çalkantılı kan akımı, greftte intimal hiperplazi ile ilişkili venöz greft darlığı gözlenir. Buradaki çalışma, tekrarlanabilir KABG kaynaklı VGD modelinin oluşturulması için ayrıntılı cerrahi prosedürler sunmaktadır.

Introduction

Koroner kalp hastalığı mortalitesi son yıllarda önemli ölçüde azalmış olsa da, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki orta yaşlı yetişkinlerin yarısı her yıl iskemik kalple ilgili semptomlar geliştirir ve yaşlı yetişkinlerin üçte biri koroner kalp hastalığından ölür1. Koroner arter baypas greftleme (KABG) miyokard iskemisini iyileştirmek için etkili bir cerrahi yöntemdir ve daha da önemlisi, çok damarlı koroner arter hastalığının tedavisinde yeri doldurulamaz bir cerrahi modalitedir2. Bununla birlikte, zamanla, vasküler greftler inflamasyon, intimal hiperplazi ve ilerleyici ateroskleroz geliştirir ve bu da ven greft yetmezliğine veya ven greft hastalığına (VGD) yol açtığı bilinmektedir3. CABG’den sonraki hastalarda, restenoz meydana gelirse, bazı durumlarda sadece hastalıklı kan damarı değiştirilebilir2. Yaşlı hastalar ve eklenen komorbiditeler, koroner arter baypas greftlemenin yeniden yapılmasını oldukça zorlaştırmaktadır. Aşılanmış kan damarları ile ilişkili patolojik problemlerin geciktirilmesi veya kontrol altına alınması çözülmesi gereken acil bir sorundur. Hastalık mekanizmalarının araştırılması ve terapötik stratejilerin geliştirilmesi için CABG-VGD’nin büyük hayvan modellerine ihtiyaç vardır. Araştırmacılar, fareler4, sıçanlar5, tavşanlar6 ve domuzlar7 gibi küçük ve büyük hayvanlarda hayvan VGD modellerini başarıyla kurdular. Küçük hayvanlarla karşılaştırıldığında, domuz gibi büyük hayvanlar anatomik yapılara ve insanlara benzer fizyolojik özelliklere sahiptir ve daha uzun ömürlüdür 8,9. Bu nedenle, büyük hayvanlar venöz greft hastalığındaki uzun vadeli patolojik değişiklikleri araştırmak ve ilaçların veya cihazların klinik öncesi testleri için daha uygundur. Biz ve işbirliği yaptığımız ekibimiz, domuz kalp yetmezliği modeli oluşturmak için cerrahi teknikleri başarıyla uyguladık ve bu model10’daki kardiyak patolojik değişiklikleri tanımladık.

CABG cerrahisi klinik uygulamada standartlaştırılmıştır, ancak VGD hayvan modellerinin kurulmasına uygulandığında, türler arasındaki farklar, hayvan ekipman ve tesislerinin edinilmesi, hayvan cerrahi operasyonları ve hayvan besleme ve hemşireliği araştırmacılar için büyük zorluklardır. Klinik uygulamada olduğu gibi, VGD hayvan modellerini oluşturmak için kullanılan CABG cerrahisi yaklaşımları arasında orta hat sternotomi11 ve sol lateral torakotomi12 bulunmaktadır. Orta hat sternotomi daha sık kullanılır13,14. Bununla birlikte, bu yaklaşımın hem insanlar hem de hayvanlar için yüksek riskleri vardır. Thankam ve ark. tarafından bildirilen çalışmada, modelleme için kullanılan altı domuzdan ikisi ameliyat sırasında öldü15. Yüksek model mortalitesi çalışma maliyetlerini arttırır ve sonuçların doğruluğunu etkiler. Bir çalışma daha önce sol göğüs duvarı insizyonunun domuzlarda CABG’ye bağlı VGD’yi oluşturmak için mümkün olduğunu göstermiştir11. Burada, bu çalışma, minidomuzlarda KABG kaynaklı bir VGD modeli için tekrarlanabilir bir cerrahi oluşturmak için adım adım bir protokolü tanımlamayı ve bu modelin fenotipini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Deneysel protokol, kalp cerrahisi ve anestezi ekipleri tarafından ortaklaşa tasarlanmıştır. Sol üçüncü interkostal boşluk için cerrahi yaklaşım, ameliyat öncesi laboratuvarda bulunan diğer minipiglerin kadavralarına göre belirlendi ve anestezi yöntemi merkez16’da kullanılan yönteme göre uygulandı. Hayvan modellerini değerlendirmek için kan biyokimyasal testleri, ultrasonik muayene ve histoloji incelemesi yapıldı.

Protocol

Laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı ile ilgili prosedürler, Guangdong Laboratuvar Hayvanları İzleme Enstitüsü Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanmıştır. Tüm deneyler Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu’na (8. Baskı, 2011, Ulusal Araştırma Konseyi, ABD) uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Cerrahi prosedür Şekil 1’de gösterilmiştir. 1. Hayvanların ameliyat öncesi haz…

Representative Results

VKİ ve serum biyokimyasal indeksleriSahte ve VGD grupları arasındaki VKİ anlamlı olarak farklı değildi (sahte vs VGD, 22.05 kg/cm2 ± 0.46 kg/cm2 ve 21.14 kg/cm2 ± 0.39 kg/cm2, p = 0.46). Serum biyokimyasal sonuçları Tablo 1’de listelenmiştir. Aspartat aminotransferaz (AST, sahte vs VGD, 25.25 IU / L ± 1.88 IU / L vs 31.5 IU / L ± 2.58 IU / L), serum bilirubin (sahte vs VGD, 2.5 μmol / L ± 0.47 μmol / L vs 4.5 μmol…

Discussion

Bu çalışmada, KABG kaynaklı VGD modeli geliştirilirken hayvan seçimi, alet hazırlama, cerrahi prosedürler ve postoperatif değerlendirme protokolü ayrıntılı olarak açıklanmıştır. KABG cerrahisi öncesi ve sonrası venöz greftin ultrasonik muayenesini ve ameliyattan 30 gün sonra greftin histolojik incelemesini yaptık. CABG ameliyatından önce iç meme damarındaki kan akımı normalken, iç meme damarının greftinde retrograd akım gözlendi. Sahte operasyon grubu ile karşılaştırıldığında, op…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar, teknik destek, hayvan bakımı ve numune toplama için Guangdong Laboratuvar Hayvanları İzleme Enstitüsü’ne teşekkür eder. Ayrıca ultrasonik muayenede teknik destek için Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd.’ye teşekkür ederler. Bu çalışma Guangdong Bilim ve Teknoloji Programı, Çin ve Jinan Üniversitesi Merkez Üniversiteleri Temel Bilimsel Araştırma İşletme Giderleri Projesi (2017A020215076, 2008A08003 ve 21621409) tarafından desteklenmiştir.

Materials

Aortic Punch Medtronic Inc. , America 3.0mm, 3.5mm, 4.0mm Used for proximal coronary bridge anastomosis
Automatic biochemical analyzer IDEXX Laboratories, Inc. America Catalyst One
Cardiac coronary artery bypass grafting instrument kit LANDANGER, France
Cardiogram monitor Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co, Ltd MEC-1000
Coronary Shunt AXIUS  OF-1500, OF-2500, OF-3000 The product temporarily blocks the coronary artery during arteriotomy to reduce the amount of bleeding in the surgical field and provide blood flow to the distal end during anastomosis.  The Axius shunt plug is not an implant and should be removed prior to completion of the anastomosis.  
Defibrillator MEDIANA Mediana D500
Diazepam Nanguo pharmaceutical Co. LTD, Guangdong, China H37023039  Narcotic inducer
Disposable manual electric knife Covidien, America E2516H
Electric negative pressure suction machine Shanghai Baojia Medical Instrument Co, Ltd YX932D
Esmolol Guangzhou Wanzheng Pharmaceutical Co. LTD H20055990 Emergency drugs
Ice machine  Local suppliers, Guangzhou, China
Lidocaine  Chengdu First Pharmaceutical Co. LTD H51021662 Emergency drugs
Luxtec headlight system Luxtec, America AX-1375-BIF Used for lighting fine parts during operation
Medical operation magnifier (glasses) Germany Lista co, LTD SuperVu Galilean 3.5× Used for fine site operation during operation
Multi-function high-frequency electrotome Shanghai Hutong Electronics Co, Ltd GD350-B
Nitrogen canister Local suppliers, Guangzhou, China
Nonabsorbable surgical suture (polypropylene suture) Johnson & Johnson, America 6-0, 7-0 Used to suture blood vessels.
Nonabsorbable suture (cotton thread) Covidien, America 1-0 Used for skin and muscle tissue tugging
Open heart surgery instrument kit Shanghai Medical Instrument (Group) Co., LTD
Propofol injection Xi 'an Libang Pharmaceutical Co. LTD H19990282 Anesthetic sedative
Refrigerator Local suppliers, Guangzhou, China
Respiratory anesthesia machine for animal Shenzhen Reward Life Technology Co, Ltd, China R620-S1
Semi-occlusion clamp Xinhua Surgical Instrument Co., Ltd. ZL1701RB Temporarily cut off the aortic flow
vecuronium bromide Richter, Hungary  JX20090127 Muscle relaxant
Veterinary ultrasound system  Royal Philips, Netherlands CX50
Zoletil Virbac, France Zoletil 50  Animal narcotic
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referências

  1. Lloyd-Jones, D., et al. Executive summary: Heart disease and stroke statistics–2010 update: A report from the American Heart Association. Circulation. 121 (7), 948-954 (2010).
  2. Taggart, D. P. Contemporary coronary artery bypass grafting. Frontiers of Medicine. 8, 395-398 (2014).
  3. Wolny, R., Mintz, G. S., Pregowski, J., Witkowski, A. Mechanisms, prevention and treatment of saphenous vein graft disease. The American Journal of Cardiology. 154, 41-47 (2021).
  4. Schachner, T., Laufer, G., Bonatti, J. In vivo (animal) models of vein graft disease. European Journal of Cardio-thoracic Surgery: Official Journal of the European Association for Cardio-thoracic Surgery. 30 (3), 451-463 (2006).
  5. Suggs, W. D., et al. Antisense oligonucleotides to c-fos and c-jun inhibit intimal thickening in a rat vein graft model. Surgery. 126 (2), 443-449 (1999).
  6. Jiang, Z., et al. A novel vein graft model: Adaptation to differential flow environments. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 286 (1), H240-H245 (2004).
  7. O’Brien, J. E., et al. Early injury to the media after saphenous vein grafting. The Annals of Thoracic Surgery. 65 (5), 1273-1278 (1998).
  8. Zou, Y., et al. Mouse model of venous bypass graft arteriosclerosis. The American Journal of Pathology. 153 (4), 1301-1310 (1998).
  9. Klyachkin, M. L., et al. Postoperative reduction of high serum cholesterol concentrations and experimental vein bypass grafts. Effect on the development of intimal hyperplasia and abnormal vasomotor function. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 108 (3), 556-566 (1994).
  10. Tan, W., et al. A porcine model of heart failure with preserved ejection fraction induced by chronic pressure overload characterized by cardiac fibrosis and remodeling. Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 677727 (2021).
  11. Hocum Stone, ., L, L., et al. Magnetic resonance imaging assessment of cardiac function in a swine model of hibernating myocardium 3 months following bypass surgery. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 153 (3), 582-590 (2017).
  12. Gedik, N., et al. Proteomics/phosphoproteomics of left ventricular biopsies from patients with surgical coronary revascularization and pigs with coronary occlusion/reperfusion: Remote ischemic preconditioning. Scientific Reports. 7 (1), 7629 (2017).
  13. Tsirikos Karapanos, ., N, , et al. The impact of competitive flow on distal coronary flow and on graft flow during coronary artery bypass surgery. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 12 (6), 993-997 (2011).
  14. Meng, X., et al. Competitive flow arising from varying degrees of coronary artery stenosis affects the blood flow and the production of nitric oxide and endothelin in the internal mammary artery graft. European Journal of Cardio-thoracic Surgery: Official Journal of the. 43 (5), 1022-1027 (2013).
  15. Thankam, F. G., et al. Association of hypoxia and mitochondrial damage associated molecular patterns in the pathogenesis of vein graft failure: A pilot study. Translational Research: The Journal of Laboratory and Clinical. , 38-52 (2021).
  16. Li, X., et al. A surgical model of heart failure with preserved ejection fraction in Tibetan minipigs. Journal of Visualized Experiments: JoVE. 180 (180), 63526 (2022).
  17. Rueda, A. l. c. a. l. &. #. 2. 2. 5. ;., I, , et al. A live porcine model for surgical training in tracheostomy, neck dissection, and total laryngectomy. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology: Official Journal of the European Federation of Oto-Rhino-Laryngological Societies (EUFOS): Affiliated with the German Society for Oto-Rhino-Laryngology – Head and Neck Surgery. 278 (8), 3081-3090 (2021).
  18. Proudfit, W. L. Prognostic value of coronary arteriography. Cardiovascular Clinics. 12 (2), 1-8 (1981).
  19. Clark, R. A. Regulation of fibroplasia in cutaneous wound repair. TheAmerican Journal of the Medical Sciences. 306 (1), 42-48 (1993).
  20. Darby, I., Skalli, O., Gabbiani, G. Alpha-smooth muscle actin is transiently expressed by myofibroblasts during experimental wound healing. Laboratory Investigation. 63 (1), 21-29 (1990).
  21. Sterpetti, A. V., et al. Formation of myointimal hyperplasia and cytokine production in experimental vein grafts. Surgery. 123 (4), 461-469 (1998).
  22. Shannon, A. H., et al. Porcine model of infrarenal abdominal aortic aneurysm. Journal of Visualized Experiments: JoVE. 153 (153), (2019).
  23. Langille, B. L., O’Donnell, F. Reductions in arterial diameter produced by chronic decreases in blood flow are endothelium-dependent. Science. 231 (4736), 405-407 (1986).
  24. Zwolak, R. M., Adams, M. C., Clowes, A. W. Kinetics of vein graft hyperplasia: Association with tangential stress. Journal of Vascular Surgery. 5 (1), 126-136 (1987).
  25. Kotani, K., et al. A subacute hypoxic model using a pig. Surgery Today. 35 (11), 951-954 (2005).
  26. Liu, D., et al. Comparison of ketamine-pentobarbital anesthesia and fentanyl-pentobarbital anesthesia for open-heart surgery in minipigs. Lab Animal. 38 (7), 234-240 (2009).
  27. Geovanini, G. R., Pinna, F. R., Prado, F. A., Tamaki, W. T., Marques, E. Standardization of anesthesia in swine for experimental cardiovascular surgeries. Revista Brasileira de Anestesiologia. 58 (4), 363-370 (2008).
  28. Alhomary, M., Ramadan, E., Curran, E., Walsh, S. R. Videolaryngoscopy vs. fibreoptic bronchoscopy for awake tracheal intubation: A systematic review and meta-analysis. Anaesthesia. 73 (9), 1151-1161 (2018).
  29. Parang, P., Arora, R. Coronary vein graft disease: Pathogenesis and prevention. Canadian Journal of Cardiology. 25 (2), e57-e62 (2009).
  30. Egan, T. D., et al. Fentanyl pharmacokinetics in hemorrhagic shock: a porcine model. Anesthesiology. 91 (1), 156-166 (1999).

Tags

Porcine Vein Graft Disease ModelCoronary Graft DiseaseMinipigsInternal Mammary VeinRight Coronary ArteryIschemia-reperfusionAnimal Model EstablishmentPathological Control
check_url/pt/63896?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artigo
Li, X., Hu, J., Tan, W., Lin, Z., Zhu, C., Huang, C., Huang, J., Liu, Y., Liao, Q., Lu, H., Zhang, X. Establishment and Evaluation of a Porcine Vein Graft Disease Model. J. Vis. Exp. (185), e63896, doi:10.3791/63896 (2022).
Baixar citação
Reimpressões e Permissões

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image