Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Intimal hiperplazi (İH) ve ven greft yetmezliği gelişimine yol açan mekanizmalar hala tam olarak anlaşılamamıştır. Bu çalışma kontrollü akış ve basınç altında, insan damarları serpmek için bir ex vivo sistemini anlatmaktadır. Ayrıca dış hasırlı verimliliği fıtığın gelişimi değerlendirildi sınırlamak için.
Geniş tıkayıcı arter hastalığı için çağdaş tedavilerin dayanak venöz bypass greft. Ancak, dayanıklılık sonunda damar tıkanıklığı ve greft yetmezliğine yol açar intimal hiperplazi (IH) tarafından tehdit edilmektedir. Mekanik kuvvetler, özellikle düşük ve yüksek kesilme baskısı duvar gerilimi başlatmak için ve bu hücresel ve moleküler değişiklik sürdürmek için düşünülmektedir, bununla birlikte bunların tam katkı ortaya çıkarılmak üzere kalır. Seçici fıtığın biyolojisi üzerinde baskı ve kayma gerilmesi rolünü değerlendirmek için, bir ex vivo perfüzyon sistemi (Evps) arter rejimi altında insan safen venlerin (yüksek kayma gerilmesi ve yüksek basınç) segmentleri serpmek için oluşturuldu. Ayrıca teknik yenilikler Aynı şekilde, harici bir ağ ile güçlendirilmiş bir iki segment eşzamanlı perfüzyon izin verdi. Damarlar no-touch tekniği kullanılarak hasat ve hemen Evps montaj için laboratuara transfer edildi. Taze isol bir kademeliated ven (kontrol, gün 0) perfüze değildi. Diğer iki segment kadar 7 gün boyunca sıvandılar, biri tamamen bir 4 mm (çap) dış mesh ile korunaklı ediliyor. Basınç, akış hızı ve nabız hızı sürekli ve femoral arter içinde hakim olan hemodinamik koşulları taklit edecek şekilde ayarlanmıştır. Perfüzyon tamamlanmasından sonra, damarlar, demonte edilmiş ve histolojik ve moleküler analizi için kullanılmıştır. Ex vivo koşullar, yüksek basınç altında perfüzyon (arteryel, = 100 mm Hg ortalama) ve insan IH damarların yeniden modellenmesinin oluşturmak için yeterlidir. Bu değişiklikler harici bir poliester örgü mevcudiyetinde azaltılır.
Kardiyovasküler hastalıklar Batı ülkelerinde 1 morbidite ve mortalite nedenidir. Endovasküler tedavilerde kaydedilen ilerlemelere rağmen, bypass cerrahisi böylece yarım milyondan fazla ven greft Amerika Birleşik Devletleri'nde yılda yapılır, çağdaş tedavilerin ayağıdır. Ancak, araştırma yıllardır rağmen, alt ekstremite ven greft% 30-60 bağlı intimal hiperplazi (H) 2 ilk yıl içinde başarısız. Mekanik kuvvetler, özellikle düşük kayma gerilmesi (SS) ve yüksek duvar gerilimi, bu hiperplastik yanıt 3,4 başlamasında ve gelişmesinde hayati önem taşıyor. Bu sorunu gidermek için, bir ex vivo damarları perfüzyon sistemi (Evps) sıkı kontrol hemodinamik koşulları (basınç ve kayma gerilmesi), insan safen venlerin davranışın altında incelemek için oluşturuldu. Bu çalışmada, arter gibi dolaşıma sokulmak sonra, yüksek basınçlı Prolif teşvik etmek için yeterli olduğu (= 100 mm Hg ortalama)işleyişi ve intimal katmana (İH), 5 düz kas hücrelerinin göç.
Memeli çalışmalar "arteriyelize ven" desteklemek ve akut hemodinamik ven bir kez arteriyel ortamı içine implante yüzleri değişiklikleri dengelemek için etkili bir yöntem olarak dış donatı kullanımı önerilmektedir. Örgü, aşırı gerilmenin önlenir artan kesme stresi, ve duvar ve buna bağlı olarak gerginlik İH 6-10 azalır. Ancak, altta yatan mekanizmalar ve baypas açıklığını geliştirerek insan damarlarına uygulanabilirliği tam olarak karakterize edilmemiştir. Bizim Evps damar kez bir atardamar rejimine karşı karşıya yerleştirilmiş değişiklikleri (yüksek kesme stresi ve basınç) bir dış poliester gözenekli boru şekilli örgü varlığında ve yokluğunda insan safenus damarları davranışını taklit durumda, karşılaştırmak için kullanıldı. Patolojik biçimlenme ve IH önleyerek, örgü potansiyel klinik etkinlik 11 kanıt sağladı .
Bu çalışma 1) dış makro-gözenekli polyester örgü IH azaltır ve potansiyel klinik uygulama için önemli bilgiler sağladığını göstermektedir kontrollü basınç ve kayma gerilmesi 2) altında ex vivo olarak insan safen damarlar perfüzyon modeli tanıttı.
Lozan Üniversitesi Etik Komitesi, insan dokularının kullanımı için 1983 yılında revize edilen 1975 Helsinki Bildirgesi'nde belirtilen ilkelere uygun olan deneyleri, onayladı.
1. İnsan Büyük Safen Ven Hasat
2. Evps Tasarım
3. Evps Meclisi (Şekil 1)
4. Damarlar Perfüzyon
Perfüzyonunun 5. Tamamlama
Evps insan safen ven biçimlenme ve IH greftler üzerinde bağımsız hemodinamik güçleri değerlendirmek için değerli bir araç sağlar.
Şekil 1, perfüzyon odasına ve damar desteğini göstermektedir. Şekil 1A ve B, önce ven destek (Şekil 1A) ve sonrası (Şekil 1B) montaj, sırasıyla, resmedilmiştir. Kolayca (soldan sağa) kayabileceği 2 L şeklinde parçaları için bir destek olarak hizmet 9 cm çapında 1 düz paslanmaz çelik boru (alt üst) oluşan ve güvenilir bir yöntem sağlar ven destek boyutunu ayarlamak. Bu parçaların her biri, tümleşik vida (ok başı) ile yerine sabitlenmiş bir çelik silindir (damar konektörü) uygun bir POM diski tutmaktadır. Şekil 1C-D, tek başına (C) ven desteğin (D) yerleştirilmesinden sonra perfüzyon odasını göstermektedir. Perfüzyon odasına üzerinde, depresyon için tasarlanmıştıryer (üst) ven destek tutmak ve ven (alt) dan ve çıkan bağlantı borusunun bükülmesini önlemek için.
Şekil 2, gerçek zamanlı görüntü (Şekil 2A) ve Evps şematik gösterimi (Şekil 2B) göstermektedir. Perfüzyon odasına damarlar ve destekler, hem de basınç kolon tüm inkübatör dışında kalan pompa, basınç enjektörü, ve kontrol cihazları ise, kontrollü bir ortamda (sıcaklık, CO 2 ve O 2) içinde muhafaza edilmiştir. Şekil akım hızı (3) izler bir bilgisayara (2), basınç tarafından kontrol edilen bir sinyal üretir pulsatil dişli pompası (1) göstermektedir (4) ve en az diastolik basıncı kontrol eder (5); aynı safen damarının iki parçası farklı perfüzyon odası içinde perfüzyon pompası paralel olarak bağlanmış (6a ve 6b), bir hücre kültürü kuluçka makinesine yerleştirilir.
Şekil 3'te, Histomorfometrik analizi dış takviye aksi takdirde yüksek basınç altında 7 gün (arteriyel rejimi, ortalama = 100 mm Hg) perfüzyon sonrası gözlenen intimal hiperplazi ve patolojik medya biçimlenme önlediğini göstermektedir. Şekil 3A'da, hematoksilin-eozin lekeli temsil histolojik kesiler (HE), her durumda medya tabakasının endotel hücrelerinin çekirdekleri ve SMC'lerinin çekirdeklerinin lümenin astar ortaya koymaktadır. 3B-C Örnek van Gieson elastik laminanın gösterir (Şekiller VGEL) bölümleri ile boyanmıştır. Şekil 3B'de, intima yüksek basınçla perfüzyona damarlarında (İH), kalınlaşır perfüze olmayan damarları kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, 7 gün boyunca bir olgu büyük ölçüde bir dış örgü mevcudiyetinde azalmıştır (100 mmHg = ortalama). Şekil 3C görüntülemektedir patolojik dışa biçimlenme ve medya arter basıncı 7 gün maruz damarlarında incelme. Bu büyük ölçüde, dış takviye ile önlenir. FurthermorE, Şekil 3D, Masson trikrom boyama (mavi = birleştirici doku, kırmızı = kas) tek bir iç tabaka (intima) üç kas tabakaları ve düz kas hücrelerinin birikimi ve kalıcılığı ile bu patolojik remodeling ilişkilendirir. Dış takviye SMC'lere ve medya yapısı dağılımını korur.
Şekil 4, dış örgü bir mevcut klinik uygulanmasını göstermektedir. Bir açıklayıcı örnek bir anevrizmal arteriovenoz fistül (hemodiyaliz erişim) dış takviye ile sağlanır. Şekil 4A (alt üst) ven takviye bir zaman ders temsilini göstermektedir. Damar ait ucu, bir mandrel (üst panel) sabitlenmiş olan ve ilk olarak, örgü bir bükülmez boru etrafına yerleştirildi. Daha sonra, damar mandrel sayesinde boru vasıtasıyla çekildi. Damar yerde olduğunu, tüp yavaşça damarın çevresinde örgü (u bırakarak geri çekilmiştirpper ve orta panel). Bu özel durumda, prosedür damarların her iki tarafta tekrarlandı ve damarlar segment ve kafes takviye bir uçtan-uca anastomoz (alt panel) ile bir araya getirildi. Şekil 4B, arterio-venöz ucunun daha büyük bir görünüm sağlar örgü arterin arka duvarı boyunca ipe tarafından anastomoz etrafına sarılmış olduğunu gösteren -to tarafı anastomoz.
Şekil 1. ven destek ve perfüzyon odası. A. ven destek 1 düz tüpe oluşmaktadır, 2 L-şekilli parçalar, diskler ve silindirler (alt üst oluştururlar). B. ven destek kez toplanır. Perfüzyon odasının C. gör. D. perfüzyon odacık yerde ven desteği tutmak için tasarlanmış ve bağlantı izin verirven ve bağlantı tüpleri iyon.
Şekil 2. ex vivo perfüzyon sistemi. C. tamamen hücre kültürü inkübatöründe Evps monte edin. B. şematik gösterimi. 1) pulsatil kardioit dalga üreten pompa; 2) basınç, akış (tip, hız ve genlik) kontrol bilgisayar; 3) akış ölçer; 4) basınç dönüştürücü - arteriyel hat; 5) enjektör basıncı; 6) bir çok aynı safen ven iki segment (6a) olmadan veya harici hasırlı ile perfüze edilmiştir (6b).
Dış takviye 3. Şekil intimal hiperplaziyi önler. BirHematoksilen-eozin (HE) ile boyandı. Temsilcisi histolojik kesitler. Bar elastin (VGEL) için boyandı 50 mikron. MÖ. Temsilcisi histolojik bölümleri temsil eder. l = lümen m = medya, IH = intimal hiperplazi. Bar Masson trichrome ile boyandı 50 mikron. D. Örnek histolojik bölümleri temsil eder. Bar 50 mikron temsil eder.
Anevrizmal fistül 4. Harici takviye Şekil. Ven takviye (yukarıdan aşağıya). Arteriovenoz uç-yan anastomoz B. Büyük bakış A. Zaman ders fotoğraflar.
Bu çalışma, insan damarlarında yoğun hemodinamik çalışmalar gerçekleştirmek için bir ex vivo ven perfüzyon sistemi (Evps) ortaya çıkarır. Bu sistem, in vivo hücreleri tarafından serbest dolaşan ağırlaştırıcı iltihaplı ve büyüme faktörlerinin yokluğunda tanımlanmış hemodinamik parametreleri altında, safenöz ven perfüzyon sağlar. Bu nedenle, insan damar greftleri 5,11,12,15 içinde IH kontrolü ile ilgili temel yolakların daha iyi anlaşılmasını sağlar.
Tekrarlanabilir ve ölçülebilir hemodinamik tedirginlikler in vivo sınırlıdır. Çeşitli karmaşık kemirgen mikrocerrahi yöntemleri tarif edilmiştir. SS akut azalmış ve IH 3 geliştirilmiş akış ve sağ karotis arter içine donör fare vena kava interpozisyonu ile bir baypas isograft model ve bir çıkış şube ligasyon ek oluşturulmasını, orta greft veya karotis darlığı, kullanma. Dışa içeri doğru daha fazla yeniden modelleme arası olabilir karşıdistal karotis darlığı karşı 16 orta fokal kullanılarak sorgulanabilir. Büyük hayvanların (koyun, domuz ve maymun) içinde, baypas greftleri teknik olarak daha kolay olan ve bu çalışmada, 8-10 kullanılan örgü gibi klinik öncesi insan boyutlu cihazları test etmek için çekici bir yaklaşım sunmaktadırlar. Ancak, maliyet ve valide moleküler araçlar azlığı bu stratejilerin kullanımını sınırlamak. Son olarak, bu akış manipülasyonlar sürekli duvar gerginliği değiştirebilir ve tek bileşeni sorgulamak için başarısız. Buna ek olarak, hemodinamik ve daha fazla immün ve endokrin sistem arasındaki karmaşık ilişkiler tek bir aktör analizini sınırlar.
Pek çok konu Evps kullanımı ile ortaya çıkmaktadır. 1) Düşük dereceli bakteriyel kirlenme genellikle insan ven hasat ve hücreler enfeksiyon önemli bir nedeni olarak öne dolaşan ex-vivo yokluğunu eşlik etti. Bu özellikle el yıkama ile önlenir ayrı ayrı daha sonra tüm maddi öncesinde Otoklavlamadan parçalarıkullanır. Bundan başka, montaj 90 dakikadan daha kısa ve kesin asepsinin altında gerçekleştirilir. 2) olduğunu tekrarladı sterilizasyon dayandı Sızdırmazlık. Bu nedenle, bir dikdörtgen PMMA-GS inşaat eklemlerin kullanımını kaçınarak ve deformasyonu sınırlayıcı, kullanılmıştır. 3) SS ve duvar gerilimi sabit tutulması damar lümeni yarıçapı (histoloji), akış ve viskozitesine göre belirlenen zaman noktalarında hesaplanır. Sürekli damar çapı izler ve / veya akış halkalı gerginlik hesaplamaları yerel akış varyasyonları ile ilgili daha ayrıntılı bilgi sağlamak ve sağlayacak bir uzunlamasına görüntüleme (yüksek çözünürlüklü kamera, lazer veya Doppler) entegrasyonu. 4) iki paralel damar kesimleri kendi duvar uyumu ve yarıçap kontrolsüz farklılıklar olabilir. Böylece, biz sadece aynı damardan kesimleri karşılaştırın ve aynı basınç altında, akış hızı paterni hem de segmentlerinde benzer olduğunu varsayalım.
Bu çalışmada, damarlar pulsatil laminer akış sunuldu; Ancak,% 50 of İntimal hiperplastik lezyonlar laminer akış bozulur damar grefti, bir uç-yan perianastomotic bölgelerde meydana gelir. Türbülanslı koşullar ikinci bir pompa ilavesi ile modellenebilir, birinci pompa senkronize olmayan. Gelecek çalışmalar özellikle laminer akış IH üzerine bozulması ve örgü takviye potansiyel olarak yararlı etkisi etkisini değerlendirmek için yapılacaktır. Zaten anevrizmal fistül 17 (Şekil 4) onarmak için gerçekleştirilen İlginç olan, örgü, esnek yapısı, anastomoz sitelerinde çevresel sarma sağlar. Böylece, örgü perianastomotic dilatasyon, laminer akış aksatmamak için yararlı olabilecek ve dolayısıyla anastomoz sitelerinde IH azaltır. Bu, distal bypass greft özellikle yararlı sık sık ven ve tibial veya peroneal arter arasındaki çap uyumsuzluğu etkilenmiş olabilir.
Özetle, burada gösterilen kurulum insan v paralel perfüzyon sağlaraynı hemodinamik şartlar altında aralarında,. Bu veriler harici bir makrogözenekli boru şeklindeki polyester mesh kullanımının arteriyel ortamda 11 sokulan ven grefti içinde IH gelişimini sınırlamak için etkili bir yöntem olduğunu göstermektedir. Bu sistem araştırma çeşitli alanlarda kar edebilirsiniz. Özellikle, insan malzemede IH azaltmak için fizibilite ve çeşitli yaklaşımların etkinliğini test klinik öncesi çalışmalar gerçekleştirmek için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmaktadır, ve in vivo hayvan modellerinde değerli bir ektir. Diğer protez destek ya da farmasötik ajanlar ile kaplanmış kafesleri bu yöntemi 6-10 kullanılarak değerlendirilecektir. Buna ek olarak, tek bir yakın fizyolojik durumu altında, insan dokusunda IH önlemek için lokal olarak uygulanan farmakolojik molekülleri test etmek için öngörülüyor. Gen tedavisi müdahaleler fazla sentezleyen veya ilgi sessizlik hedef genler için bir damar segmenti, iletici de başarılabilir.
Sonuç olarak, bizim sistemimiz un artacakİnsan ven greft hastalıklara hemodinamik katkı anlaşılmasına. Bu yenilikçi bir platform yeni tedavi stratejileri test etmek ve bir olarak ortaya çıkabilecek sağlar "yanında çeviri aracı tezgah."
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Bu çalışma nükleer yakıtın [31003A-138528], Octav ve Marcella Botnar Vakfı, Novartis Vakfı ve Emma Muschamp Vakfı hibe ile desteklenmiştir. Biz onların mükemmel teknik yardım için Martine Lambelet, ve Jean-Christophe Stehle teşekkür ederim.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır