Osmótica Drug Delivery para hindlimbs isquêmicos e perfusão da vasculatura com Microfil para Micro-tomografia computadorizada
Summary
Mostramos aqui a<em> In vivo</em> Inserção de uma bomba osmótica para a entrega local de drogas constante e a criação de isquemia dos membros posteriores em modelo de ratinho. Além disso, a vasculatura do membro posterior é perfundido com Microfil, um agente radiopaco de silicone, para preparar micro-tomografia computadorizada (micro-CT).
Abstract
A investigação pré-clínica em modelos animais de doença arterial periférica desempenha um papel vital em testar a eficácia de agentes terapêuticos destinados a estimular a microcirculação. A escolha do método de entrega destes agentes é importante, porque a via de administração afecta profundamente a bioactividade e a eficácia destes agentes de 1,2. Neste artigo, vamos demonstrar como administrar localmente uma substância hindlimbs isquêmicos usando uma bomba osmótica cateterização. Esta bomba pode fornecer um volume fixo de solução aquosa continuamente durante um período de tempo atribuído. Nós também apresentamos o nosso modelo do rato de isquemia dos membros posteriores unilateral induzida por ligadura da artéria femoral comum proximal à origem da femoral profunda e epigastrica artérias do membro posterior esquerdo. Por fim, descreve-se a punção em vivo e ligadura da aorta abdominal infra-renal e perfusão da vasculatura hindlimb com Microfil, um agente de elenco radiopaque silicone. Microfil pode perfundir e encher todo o leito vascular (arterial e venosa), e porque já ligado a principal conduta vascular para a saída, o agente pode ser retida na vasculatura para futura imagiologia ex vivo com a utilização de pequenas amostras de micro-CT 3 .
Introduction
A doença arterial periférica (DAP) é uma doença que provoca aterosclerótica fornecimento insuficiente de sangue nas pernas 4. Ela afeta 8-12.000.000 americanos e tratamentos médicos atuais oferecem apenas um alívio limitado 5,6. Novos agentes terapêuticos que melhoram a circulação do sangue nas pernas não só restringir a progressão da doença, mas também melhorar a qualidade de vida. A incidência de PAD é maior em pessoas com idade superior a 50 anos, a terapia farmacológica para local é uma modalidade de tratamento mais desejável, porque a redução da função renal e hepática frequentemente observada em pacientes mais velhos podem diminuir o metabolismo de drogas e aumentar os efeitos colaterais com a administração sistêmica.
Assim, criamos um modelo de mouse PAD para examinar se os agentes administrados localmente aliviar a isquemia dos membros posteriores, promovendo a angiogênese ea remodelação microvascular. Especificamente, utilizou-se uma bomba osmótica cateterizada para fornecer continuamente o agente terapêutico para oisquêmico músculo da coxa de ratos. Usando o nosso sistema de entrega, fomos capazes de manter as concentrações ideais da droga no ambiente local; esta abordagem permite a bioatividade de drogas adequado, evita possíveis efeitos colaterais sistêmicos, e supera a desvantagem de acesso local da droga limitado associados com a administração sistêmica. Adicionalmente, para avaliar se os agentes localmente administrados promover revascularização, usamos fundição avançada e técnicas de imagem de alta definição que permitem a quantificação de alterações na microcirculação. Colectivamente, a combinação das metodologias utilizadas neste artigo de vídeo é útil em estudos pré-clínicos para auxiliar na compreensão revascularização farmacologicamente induzida em pacientes com DAP 7-9.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aqui apresentamos um método para a droga / substância entrega osmótica em um modelo do rato de isquemia dos membros posteriores. Além disso, descrevemos uma técnica de fundição em que temos usado Microfil para produzir uma reconstrução 3D para análise da rede vascular.
O grau ou a gravidade da isquemia varia de acordo com a qual a ligadura / excisão arterial é feita. Criamos uma ligação dupla na artéria femoral comum proximal à origem da femoral profunda e epigastrica artéri…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostariam de agradecer Keith Michel do MD Anderson pequena instalação de imagem animal para a sua assistência técnica com micro-tomografia computadorizada, Edward TH Yeh, MD, para a assistência cirúrgica e Rebecca Bartow, PhD, para a assistência editorial. Este trabalho foi financiado em parte pela American Heart Association.
Materials
| Reagent/Material | |||
| Surgical tools | Fine Science Tools | Type: Tool | |
| Puritan sterile cotton swabs | Fisher Scientific | 22-029-499 | Type: Tool |
| Betadine (povidone-iodine) | Fisher Scientific | 19-065534 | Type: Reagent |
| 70% Alcohol pads | Fisher Scientific | NC9926371 | Type: Reagent |
| Phosphate buffered saline | Lonza | 17-516F | Type: Reagent |
| 6-0 prolene suture | Cardinal Health | 8709 | Type: Tool |
| 8-0 prolene suture | Cardinal Health | 2775 | Type: Tool |
| Depilatory cream | Nair | Type: Tool | |
| Osmotic pump | ALZET | 1002 | Type: Tool, 14 day release |
| Vinyl catheter | ALZET | 7760 | Type: Tool |
| Heparinized saline (0.9%) | Baxter | 2B0944 | Type: Reagent |
| Neutral buffered formalin | Richard-Allan Scientific | 5705 | Type: Reagent |
| Microfil (silicone rubber contrast agent) | Flowtech | MV-112 | Type Reagent, Microfil White |
| Cal-Ex II (formic acid solution) | Fisher Scientific | CS511-1D | Type: Reagent |
| Buprenex | CIII | 7571 | Type: Analgesic |
| Bupivicaine | Hospira, Inc. | 381 | Type: Analgesic |
| Equipment | |||
| Dissecting microscope | Carl Zeiss Microimaging | Zeiss Stemi 2000-C | Type:Equipment |
| Laser Doppler perfusion imager | Perimed Inc. | Periscan PIM3 | Type:Equipment |
| Micro-CT imaging system | GE Healthcare | Explore Locus SP | Type:Equipment |
References
- Epstein, S. E., Fuchs, S., Zhou, Y. F., Baffour, R., Kornowski, R. Therapeutic interventions for enhancing collateral development by administration of growth factors: basic principles, early results and potential hazards. Cardiovasc. Res. 49, 532-542 (2001).
- Esaki, J., Marui, A., Tabata, Y., Komeda, M. Controlled release systems of angiogenic growth factors for cardiovascular diseases. Expert Opin. Drug Deliv. 4, 635-649 (2007).
- Bentley, M. D., Ortiz, M. C., Ritman, E. L., Romero, J. C. The use of microcomputed tomography to study microvasculature in small rodents. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 282, 1267-1279 (2002).
- Golomb, B. A., Dang, T. T., Criqui, M. H. Peripheral arterial disease: morbidity and mortality implications. Circulation. 114, 688-699 (2006).
- Hiatt, W. R. Pharmacologic therapy for peripheral arterial disease and claudication. J. Vasc. Surg. 36, 1283-1291 (2002).
- Hirsch, A. T., et al. Peripheral arterial disease detection, awareness, and treatment in primary care. JAMA. 286, 1317-1324 (2001).
- McDonald, D. M., Choyke, P. L. Imaging of angiogenesis: from microscope to clinic. Nat. Med. 9, 713-725 (2003).
- Hirsch, A. T., et al. ACC/AHA Guidelines for the Management of Patients with Peripheral Arterial Disease (lower extremity, renal, mesenteric, and abdominal aortic): a collaborative report from the American Associations for Vascular Surgery/Society for Vascular Surgery, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, Society for Vascular Medicine and Biology, Society of Interventional Radiology, and the ACC/AHA Task Force on Practice Guidelines (writing committee to develop guidelines for the management of patients with peripheral arterial disease)–summary of recommendations. J. Vasc. Interv. Radiol. 17, 1383-1397 (2006).
- Zagorchev, L., Mulligan-Kehoe, M. J. Molecular imaging of vessels in mouse models of disease. Eur. J. Radiol. 70, 305-311 (2009).
- Losordo, D. W., Dimmeler, S. Therapeutic angiogenesis and vasculogenesis for ischemic disease. Part I: angiogenic cytokines. Circulation. 109, 2487-2491 (2004).
- Waters, R. E., Terjung, R. L., Peters, K. G., Annex, B. H. Preclinical models of human peripheral arterial occlusive disease: implications for investigation of therapeutic agents. J. Appl. Physiol. 97, 773-780 (2004).
