نموذج الفئران من زرع دعامات في الشريان السباتي لدراسة عودة التضيق
Summary
يوصف نموذج من زرع الدعامات في الشريان السباتي الماوس. بالمقارنة مع الطرق الأخرى المماثلة، هذا الإجراء هو سريع جدا وبسيطة ويمكن الوصول إليها، وتقدم إمكانية للدراسة في وسيلة مريحة رد فعل جدار الأوعية الدموية لمختلف المخدرات يبلغ حجمه الدعامات والآليات الجزيئية لعودة التضيق.
Abstract
على الرغم من التقدم الكبير المحرز في تطوير الدعامات في العقود الماضية، لا تزال أمراض القلب والأوعية الدموية السبب الرئيسي للوفاة في الدول الغربية. بجانب الفوائد التي يتيحها تطوير مختلف الدعامات المخدرات يبلغ حجمه، يتحمل عودة التوعي التاجي أيضا المخاطر التي تهدد الحياة من تخثر في الدعامات وعودة التضيق. هو اعاقة البحوث حول استراتيجيات علاجية جديدة بسبب عدم وجود طرق مناسبة لدراسة زرع دعامات والعمليات عودة التضيق. هنا، نحن تصف الإجراء السريع ويمكن الوصول إليها من زرع دعامات الشريان السباتي في الماوس، والتي توفر إمكانية للدراسة في وسيلة مريحة الآليات الجزيئية من إعادة عرض السفينة وآثار طلاء المخدرات المختلفة.
Introduction
أمراض القلب والأوعية الدموية الناجمة عن تطور تصلب الشرايين هي السبب الرئيسي للوفاة في الدول الصناعية. تصلب الشرايين هو التنسيق، التهابات استجابة الليفي التكاثري في جدار الأوعية الدموية للإصابة البطانية 1، مما أدى إلى تشكيل لوحة ممتدة في التجويف للسفينة، التي تؤثر على تدفق الدم من خلال الشرايين التاجية. أكثر من 75٪ من بعضلة القلب نتيجة من تمزق الغطاء الليفي رقيقة من لوحة 2 ملتهبة. منذ هذه المضاعفات يمكن أن تكون قاتلة، وهي عن طريق الجلد transluminal (التاجي) قسطرة (PTCA) مع زرع دعامات أصبح العلاج الخيار الأول في الممارسة الطبية الحالية. الأسلوب يسمح للتوسع الشريان التاجي ضاقت، وبالتالي استعادة تدفق الدم. في وقت واحد، ما تسبب في إصابة مدى البطانة وجدار الوعاء الدموي 3. ومع ذلك، فإن تأثير طويل الأمد من هذا العلاج محدودة من قبل remode الشرياني المفرطلينغ وعودة التضيق 4.
من قبل العمالة من الدعامات، أصبح PTCA أكثر فعالية في علاج آفات معقدة، مما يتيح عودة التوعي بعد إغلاق الأوعية الحادة 5. هذا الأسلوب يقلل من حدوث عودة التضيق في الدعامة إلى أقل من 10٪ 6. بجانب هذه الفوائد، وهذا العلاج الخيار الأول للعودة التوعي التاجي يحمل أيضا مخاطر مهددة للحياة من تخثر في الدعامات وعودة التضيق.
ويتسبب تخثر في الدعامات من قبل دي تبطنن للسفينة، تليها التصاق الصفائح الدموية وهائلة من الليفين إلى موقع الجرحى. 26٪ من المرضى الذين يعانون من تجلط الدم في الدعامات ويموت 63٪ من احتشاء عضلة القلب 7. يشير عودة التضيق في عملية التئام الجروح بعد إصابة ميكانيكية لجدار الوعاء الدموي، والتي تنطوي تضخم neointimal (الهجرة وانتشار خلايا العضلات الملساء الوعائية (VSMC)، ترسب المصفوفة خارج الخلية (ECM)، وإعادة عرضللسفينة. في كثير من الأحيان، يصبح من الضروري dilatate الأوعية تصلب الشرايين ضاقت بشدة بسبب تجلط الدم في الدعامات وعودة التضيق على الغازية إعادة التدخل.
لمنع تجلط الدم في الدعامات، علاج طويل الأمد مع العقاقير المضادة للخثار ضروري 8. لمنع عودة التضيق، جيل جديد من المخدرات يبلغ حجمه الدعامات أزل العوامل المضادة للالتكاثري مثل الأدوية المثبطة للمناعة (مثل سيروليميس، everolimus، zotarolimus) والعقاقير المضادة للسرطان (مثل باكليتاكسيل) من طلاء البوليمر لعدة أشهر 9،10. على الرغم من أن هذه الأدوية تقلل من تشكيل neointima وعودة التضيق، كانت المحافظة على ارتفاع مخاطر تجلط الدم في الدعامات عن طريق تثبيط إعادة تبطنن.
بعد إصابة الشرايين، والحفاظ على المقصورة البطانية أمر ضروري لمنع مضاعفات الجلطات. في ظل الظروف الفسيولوجية، يبين البطانة الإنسان على معدل دوران صغير 11. تحت patholشروط ogical، ومع ذلك، هو ضعف سلامة بطانة الأوعية الدموية، بحيث انتعاش سريع من قبل المحيطة الخلايا البطانية ناضجة وتعميم الخلايا الاصلية البطانية (EPCS) مطلوب 12،13.
دراسة هذه الآليات الجزيئية المعقدة في الحيوانات الكبيرة 14-16 في الشريان الأبهر أو الماوس هو إجراء صعبة للغاية، وتقدم بيانات محدودة 17-19. لاختبار كفاءة رواية الدعامة طلاء لتقليل تجلط الدم في الدعامات ونماذج جديدة عودة التضيق أمر لا بد منه.
الننتول يمثل منصة مثالية لالدعامات لما له من 'مرونة عالية، وتأثير شكل الذاكرة والتسامح جيدة في المرضى، ويجري استخدامها بنجاح كما الدعامات المعدنية العارية في الاستخدام السريري. جعلت هذه السبائك من الممكن لإنشاء الدعامة المنمنمة مع القطر الخارجي من 500 ميكرومتر، والتي يمكن أن تطلى 20 و زرعها في الشريان السباتي من الفئران. وضع الدعامات الننتول المنمنمة للماوس جالشريان arotid، يسمح للدراسة الآليات الجزيئية الدقيقة الناجمة عن زرع دعامات وتوفر إمكانية لاختبار بسرعة وكفاءة آثار مختلفة، طلاء المخدرات لمنع عودة التضيق. وعلاوة على ذلك، فإن وجود مختلف خروج المغلوب سلالات الفئران يمثل ميزة كبيرة في توضيح دور الجزيئات المختلفة المشاركة في النمو neointima وتخثر في الدعامة.
Protocol
Representative Results
Discussion
للحد من خطر الاصابة بتجلط في الدعامات وعودة التضيق وللحفاظ على تطوير طلاء جديد لالدعامات المخدرات يبلغ حجمه، وسيلة سهلة وبسيطة ويمكن الوصول إليها من زرع دعامات في نموذج حيواني هو مطلوب. الفئران تسليم النظام المثالي لدراسة آليات معقدة من إعادة عرض الشرياني بعد زرع الدعامة وكفاءة مثل هذه العقاقير. النماذج الحالية لعودة التضيق في الدعامة في الماوس هي صعبة، تتطلب مهارات جراحية عالية وينطوي على مخاطر عالية من المضاعفات كما نزيف أو شلل 17-19. على سبيل المثال، في نموذج من الدعامات زرع في الشريان الأورطي الصدري على فأرة الحاسوب المانحة بعد منطاد توسع من السفينة ومن ثم زرع الجزء stented في الشريان السباتي على فأرة الحاسوب المتلقي 17، ودراسة الآليات المرضية-ليس أثرت فقط من رد فعل المتلقي على المواد المانحة، ولكن أيضا من قبل ضررا هائلة من الأوعية الوعائية والبرانية. غرس المس المقاوم للصدأويتبع ل الدعامة مباشرة في الشريان الأورطي البطني بعد منطاد توسع 19 بنسبة وفيات عالية (35٪) بسبب شلل الساق الخلفية بعد الجلطة أو النزيف من الشريان الأورطي البطني على موقع بضع الشريان. زرع على شكل حلزوني في التوسع الذاتي الننتول-الدعامات إلى الشريان الأورطي البطني عن طريق الشريان الفخذي 18 يحتاج المهارات الجراحية عالية، ويرجع ذلك في معظمه إلى توجيه عمياء الدعامات على طول المتفرعة من الشريان الفخذي إلى الشريان الأورطي لوضع الدعامات في الموقف الصحيح. ويتبع هذا الإجراء من قبل ارتفاع مخاطر إتلاف العصب الفخذي، وبالتالي شلل في الساق الخلفية. مقارنة مع هذه الإجراءات، لدينا نموذج من زرع دعامات في الماوس لا تحتاج إلى مهارات جراحية عالية.
نموذجنا يوفر طريقة بسيطة وسهلة وفعالة لتحليل آثار مختلفة على المخدرات الطلاء على إعادة الشرايين، ويتكون الطرح من الدعامات تحت الأفق، وليس هناك أي مخاطر من الأعصاب مدمرة أو غيرها من الهياكل. كومالآليات الجزيئية بلكس يمكن التحقيق أسهل في نموذجنا من الماوس السباتي الدعامات الشريان، وليس فقط حسب سهولة الوصول المباشر للسفينة، ولكن أيضا بسبب وجود مختلف خروج المغلوب سلالات الفئران.
كما حصر واحد، مقارنة مع الإجراء السريري، يستخدم نموذجنا الفئران صحية / والشرايين لا تنفيذ الدعامات على لويحات الموجودة من قبل (لا عودة التضيق في الدعامة، ولكن تضيق في الدعامة). نحن أيضا لا يؤدون منطاد توسع قبل الدعامة الزرع. ومع ذلك، ويرجع ذلك إلى أضرار جسيمة من جدار الوعاء الدموي في كلا النموذجين، والعمليات الصلحي متشابهة. للأسف، بسبب القطع الأثرية المعدنية المشتقة، وهي في رصد الجسم الحي من النمو neointimal غير ممكن من قبل وسائل التصوير الموجودة والموجات فوق الصوتية أو التصوير المقطعي الكمبيوتر. وثمة عامل آخر يحد من هو باجتزاء رقيقة من الدعامات القائمة على المعادن، الأمر الذي يتطلب بعض الخبرة في معالجة المعادن.
باستخدام هذا الأسلوب، كناقادرة على أن تظهر، أن العدلة تعليمات biofunctionalized المنمنمة الننتول-الدعامات المغلفة مع LL-37-الدعامات في الحد من عودة التضيق، وتوفير مفهوم جديد لتعزيز الشفاء الأوعية الدموية بعد العلاج التداخلي 21.
وعلى الرغم من هذه القيود، وهذا النموذج يبدو أن يكون، حتى الآن، النظام الأكثر مناسبة، وبالتالي المال وتوفير الوقت، للتحقيق جديدة طلاء المخدرات للالدعامات وآثارها على الأحداث الجزيئية خلال إعادة عرض الشرياني. وعلاوة على ذلك، وهذا النموذج يمكن أن تتكيف بسهولة مع الهامستر، والتي هي أكثر مماثلة إلى الإنسان، بحيث كل فرضية العلاجية يمكن التحقق قبل التقديم على الحيوانات الكبيرة أو الإنسان لتجنب الآثار غير سارة وغير متوقعة.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر السيدة أنجيلا فرويند للمساعدة التقنية الممتازة في باجتزاء الدعامات جزءا لا يتجزأ من البلاستيك. كما نشكر السيدة رويا سلطان والسيدة أنجيلا فرويند لمساعدة مهنية مع تلطيخ المناعية.
Materials
| 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 |
References
- Ross, R., et al. Response to injury and atherogenesis. Am. J. Pathol. 86, 675-684 (1977).
- Virmani, R., et al. Pathology of the vulnerable plaque. J. Am. Coll. Cardiol. 47, 13-18 (2006).
- Farb, A., et al. Pathology of acute and chronic coronary stenting in humans. Circulation. 99, 44-52 (1999).
- Weber, C., Noels, H. Atherosclerosis: current pathogenesis and therapeutic options. Nat. Med. 17, 1410-1422 (2011).
- Lenzen, M. J., et al. Management and outcome of patients with established coronary artery disease: the Euro Heart Survey on coronary revascularization. Eur. Heart J. 26, 1169-1179 (2005).
- Babapulle, M. N., et al. A hierarchical Bayesian meta-analysis of randomised clinical trials of drug-eluting stents. Lancet. 364, 583-591 (2004).
- Wiviott, S. D., et al. Intensive oral antiplatelet therapy for reduction of ischaemic events including stent thrombosis in patients with acute coronary syndromes treated with percutaneous coronary intervention and stenting in the TRITON-TIMI 38 trial: a subanalysis of a randomised trial. Lancet. 371, 1353-1363 (2008).
- van Werkum, J. W., et al. Predictors of coronary stent thrombosis: the Dutch Stent Thrombosis Registry. J. Am. Coll. Cardiol. 53, 1399-1409 (2009).
- Finn, A. V., et al. Vascular responses to drug eluting stents: importance of delayed healing. Arterioscler. Thromb Vasc. Biol. 27, 1500-1510 (2007).
- Joner, M., et al. Pathology of drug-eluting stents in humans: delayed healing and late thrombotic risk. J. Am. Coll. Cardiol. 48, 193-202 (2006).
- Cines, D. B., et al. Endothelial cells in physiology and in the pathophysiology of vascular disorders. Blood. 91, 3527-3561 (1998).
- Hristov, M., Weber, C. Endothelial progenitor cells: characterization, pathophysiology, and possible clinical relevance. J. Cell Mol. Med. 8, 498-508 (2004).
- Rabelink, T. J., et al. Endothelial progenitor cells: more than an inflammatory response?. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 24, 834-838 (2004).
- Schwartz, R. S., et al. Preclinical evaluation of drug-eluting stents for peripheral applications: recommendations from an expert consensus group. Circulation. 110, 2498-2505 (2004).
- Schwartz, R. S., et al. Differential neointimal response to coronary artery injury in pigs and dogs. Implications for restenosis models. Arterioscler. Thromb. 14, 395-400 (1994).
- Schwartz, R. S., et al. Restenosis and the proportional neointimal response to coronary artery injury: results in a porcine model. J. Am. Coll. Cardiol. 19, 267-274 (1992).
- Ali, Z. A., et al. Increased in-stent stenosis in ApoE knockout mice: insights from a novel mouse model of balloon angioplasty and stenting. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 27, 833-840 (2007).
- Chamberlain, J., et al. A novel mouse model of in situ stenting. Cardiovasc. Res. 85, 38-44 (2010).
- Rodriguez-Menocal, L., et al. A novel mouse model of in-stent restenosis. Atherosclerosis. 209, 359-366 (2010).
- Costa, F., et al. Covalent immobilization of antimicrobial peptides (AMPs) onto biomaterial surfaces. Acta Biomaterialia. 7, 1431-1440 (2011).
- Soehnlein, O., et al. Neutrophil-derived cathelicidin protects from neointimal hyperplasia. Science Translational Medicine. 3, 103ra198 (2011).
