Een model van stent implantatie in muizen halsslagader wordt beschreven. In vergelijking met andere, soortgelijke middelen, deze procedure is zeer snel, eenvoudig en toegankelijk, het aanbieden van de mogelijkheid om te studeren in een handige manier de vaatwand reactie op verschillende drug-eluting stents en de moleculaire mechanismen van restenose.
Ondanks de aanzienlijke vooruitgang geboekt bij de stent ontwikkeling in de afgelopen decennia, hart-en vaatziekten nog steeds de belangrijkste doodsoorzaak in de westerse landen. Naast de voordelen van de ontwikkeling van verschillende drug-eluting stents, de coronaire revascularisatie draagt ook de levensbedreigende risico's van in-stent trombose en restenose. Onderzoek naar nieuwe therapeutische strategieën wordt belemmerd door het gebrek aan geschikte methoden om implantatie van de stent restenose en processen te bestuderen. We beschrijven hier een snelle en toegankelijke procedure van implantatie van de stent in de muis halsslagader, die de mogelijkheid om te studeren in een handige manier de moleculaire mechanismen van het schip verbouwen en de effecten van verschillende drugs coatings biedt.
Cardiovasculaire ziekten veroorzaakt door de progressie van atherosclerose zijn de belangrijkste doodsoorzaak in de geïndustrialiseerde landen. Atherosclerose is een centraal, inflammatoire fibro-proliferatieve respons van de vaatwand op endotheliale schade 1, resulterend in de vorming van een uitgebreide plaque in het lumen van het vat, waardoor de bloedstroom door de kransslagaders. Meer dan 75% van de hartinfarcten gevolg van de breuk van de dunne fibreuze kap van de ontstoken plaque 2. Aangezien deze complicatie kan fataal zijn, een percutane transluminale (coronair) angioplastiek (PTCA) met stentplaatsing werd de eerste-keuze behandeling bij de huidige medische praktijk. De werkwijze maakt de dilatatie van de vernauwde kransslagader en daarmee het herstel van de bloedstroom. Tegelijkertijd veroorzaakt mate schade aan het endotheel en de vatwand 3. De lange termijn effecten van deze therapie wordt beperkt door een te hoge arteriële remodeleng en restenose 4.
Door toepassing van stents, de PTCA werd effectief bij de behandeling van gecompliceerde laesies, waardoor revascularisatie na een acuut vaartuig sluiting 5. Deze werkwijze vermindert de incidentie van in-stent restenose tot minder dan 10% 6. Naast deze voordelen, deze eerste-keuze behandeling voor coronaire revascularisatie draagt ook de levensbedreigende risico's van in-stent trombose en restenose.
In-stent trombose wordt veroorzaakt door een de-endothelialisatie van het vat, gevolgd door een massieve adhesie van bloedplaatjes en fibrine op de verwonde plaats. 26% van de patiënten last van in-stent trombose en 63% sterven van myocardinfarct 7. Herstenose verwijst naar het proces van wondgenezing na mechanische verwonding aan de vaatwand, waarbij neointima hyperplasie (migratie en proliferatie van vasculaire gladde spiercellen (VSMC), afzetting van extracellulaire matrix (ECM) en remodelingvan het vaartuig. Vaak is een invasieve re-interventie noodzakelijk om ernstig vernauwde atherosclerotische vaten wegens in-stent trombose en restenose dilatate.
In-stent trombose, een langdurige behandeling met anti-trombotische middelen noodzakelijk 8. Ter voorkoming van restenose, nieuwe generatie drug-eluting stents elueren anti-proliferatieve middelen zoals immunosuppressieve middelen (bijvoorbeeld sirolimus, everolimus, zotarolimus) en anti-kanker geneesmiddelen (bijvoorbeeld paclitaxel) een polymeerbekleding enkele maanden 9,10. Hoewel deze medicijnen verminderen de vorming van neointima en restenose, onderhouden ze een hoog risico van in-stent trombose door remming van de re-endothelialisatie.
Na arteriële verwonding, het onderhoud van het endotheel is essentieel om trombotische complicaties te voorkomen. Onder fysiologische omstandigheden, de menselijke endotheel toont een kleine omloopsnelheid 11. Onder pathologietief voor farmacologische omstandigheden echter het endotheel integriteit wordt aangetast, zodat een snel herstel van omringende mature endotheelcellen en circulerende endotheliale voorlopercellen (EPC's) is vereist 12,13.
De studie van deze complexe moleculaire mechanismen grotere dieren 14-16 of muizen aorta is een moeilijke procedure, die beperkte gegevens 17-19. Om de efficiëntie van nieuwe stent-coatings testen om in-stent trombose en restenose nieuwe modellen te verminderen zijn noodzakelijk.
Nitinol vertegenwoordigt het ideale platform voor stents vanwege de 'hoge elasticiteit, shape-memory-effect en een goede tolerantie bij patiënten, met succes gebruikt als kale metalen stents in klinisch gebruik. Deze legering vaak een geminiaturiseerde stent maakt met een uitwendige diameter van 500 urn, die kunnen worden bekleed 20 en geïmplanteerd in de halsslagader van muizen. De ontwikkeling van een geminiaturiseerde nitinol stent voor muis carotid slagader, maakt het onderzoek mogelijk van de precieze moleculaire mechanisme geïnduceerd door stentimplantatie en biedt de mogelijkheid om snel en efficiënt de effecten van verschillende geneesmiddel-coatings te testen om restenose te voorkomen. Het bestaan van verschillende knock-out muizen stammen is een enorm voordeel bij de opheldering van de rol van verschillende moleculen betrokken bij neointima groei en in-stent trombose.
Om het risico van in-stent trombose en restenose te verminderen en de ontwikkeling van nieuwe bekledingen voor drug-eluting stents, een gemakkelijke, eenvoudige en toegankelijke wijze van stent implantatie in een diermodel houden nodig. Muizen leveren het ideale systeem complexe mechanismen van arteriële remodeling na stentimplantatie en de efficiëntie van dergelijke geneesmiddelen te bestuderen. Bestaande modellen voor in-stent restenose muis moeilijk, vereisen een hoge chirurgische vaardigheden en impliceert hoge risico op complicaties zoals bloedingen of verlamming 17-19. Bijvoorbeeld, in het model van de stent-implantatie in thoracale aorta van een donor muis na ballon-dilatatie van het vat en transplantatie van de stent segment in halsslagader van de ontvanger muis 17, de studie van de patho-mechanismen is niet alleen beïnvloed begunstigde reactie donormateriaal, maar ook door de enorme beschadiging van vasa vasorum en adventitia. Implantatie van een roestvrij Steel stent direct in abdominale aorta na ballon-dilatatie 19 wordt gevolgd door een hoge mortaliteit (35%) als gevolg van het achterbeen verlamming na trombose of bloeding van abdominale aorta op het terrein van arteriotomie. Implantatie van een spiraalvormige zelfexpanderende nitinol-stent in abdominale aorta via liesslagader 18 moet hoog chirurgische vaardigheden, vooral te wijten aan blindelings de leiding van de stent langs de vertakking van dijbeenslagader aan aorta om de stent te plaatsen op de juiste positie. Deze procedure wordt gevolgd door een hoog risico op beschadiging van de femorale zenuw derhalve verlamming van de achterpoot. Vergeleken met deze procedures, maakt ons model van stent implantatie bij de muis niet nodig hoge chirurgische vaardigheden.
Ons model biedt een eenvoudige, gemakkelijke en efficiënte manier de effecten van verschillende geneesmiddel-coatings op arteriële remodeling analyseren, wordt de plaatsing van de stent in het kader zicht, en er geen risico van beschadiging zenuwen of andere structuren. De complex moleculaire mechanismen kan gemakkelijker worden onderzocht in ons model van de muis halsslagader stenting, niet alleen door directe toegankelijkheid van het schip, maar ook te wijten aan het bestaan van verschillende knock-out muizen stammen.
Als een beperking vergelijken met de klinische procedure, ons model gebruikt gezonde muizen / bloedvaten en voert geen stent over bestaande plaques (niet in-stent restenose, maar in-stent stenose). We doen ook ballon-dilatatie niet uitvoeren voorafgaand aan de stent-implantatie. Vanwege de enorme schade aan de vaatwand in beide modellen, de herstellende processen vergelijkbaar. Helaas, vanwege de metaal-afgeleide artefacten, een in vivo opvolging van de neointima groei niet mogelijk de bestaande beeldvormende werkwijzen zoals echografie of computer-tomografie. Een andere beperkende factor is het dun snijden van metaal-gebaseerde stents, die enige ervaring in de metaalverwerkende vereist.
Met deze methode waren weaantonen dat neutrofielen instrueren biofunctionalized geminiaturiseerde nitinol-stents gecoat met LL-37 verminderen-stent restenose, die een nieuw concept om wondgenezing na interventionaltherapie 21 bevorderen.
Ondanks deze beperkingen, dit model lijkt te zijn, tot nu toe, het meest geschikte systeem, waardoor geld-en tijdbesparende, om nieuwe drug-coatings onderzoeken voor stents en hun effecten op de moleculaire gebeurtenissen tijdens arteriële remodeling. Bovendien kan dit model eenvoudig worden aangepast aan de hamster, die meer lijkt op de menselijke, zodat elke therapeutische hypothese kan worden geverifieerd voordat grotere dieren of mensen om onaangename en onverwachte effecten te vermijden.
The authors have nothing to disclose.
Wij danken mevrouw Angela Freund voor de uitstekende technische bijstand bij het snijden de plastic ingebed stents. We danken ook mevrouw Roya Soltan en mevrouw Angela Freund voor de professionele hulp bij immunohistochemie kleuring.
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 |