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Method Article
Dieses Protokoll beschreibt die chirurgischen Schritte der Bildung einer musinen gemeinen iliakalen arteriovenösen Fistel. Wir haben dieses Modell entwickelt, um die Pathophysiologie der Gliedmaßen zu untersuchen, die mit dem Zugang zur Hämodialyse zusammenhängt.
Chronische Nierenerkrankungen sind ein großes Problem für die öffentliche Gesundheit, und die Prävalenz der terminalen Niereninsuffizienz (ESRD), die chronische Nierenersatztherapien wie die Hämodialyse erfordert, nimmt weiter zu. Die Platzierung einer autogenen arteriovenösen Fistel (AVF) ist nach wie vor eine primäre Gefäßzugangsoption für ESRD-Patienten. Leider leidet etwa die Hälfte der Hämodialysepatienten an einer dialysezugangsbedingten Handfunktionsstörung (ARHD), die von subtilen Parästhesien bis hin zu digitalem Wundbrand reicht. Insbesondere die zugrunde liegenden biologischen Treiber, die für die ARHD verantwortlich sind, sind nur unzureichend verstanden und es gibt kein adäquates Tiermodell, um die Mechanismen aufzuklären und/oder neue Therapeutika für die Prävention/Behandlung der ARHD zu entwickeln. In dieser Arbeit beschreiben wir ein neues Mausmodell, in dem eine AVF zwischen der linken A. iliaca communis und der Vena communis gebildet wird, was die Beurteilung der Pathophysiologie der Gliedmaßen erleichtert. Die Mikrochirurgie umfasst die Isolierung von Gefäßen, die longitudinale Venotomie, die Schaffung einer arteriovenösen Anastomose und die venöse Rekonstruktion. Scheinoperationen umfassen alle kritischen Schritte mit Ausnahme der AVF-Erstellung. Die Platzierung der Becken-AVF führt zu klinisch relevanten Veränderungen der zentralen Hämodynamik, der peripheren Ischämie und einer Beeinträchtigung der neuromotorischen Leistungsfähigkeit der Hintergliedmaßen. Dieses neuartige präklinische AVF-Modell bietet eine nützliche Plattform, die häufige neuromotorische Störungen rekapituliert, die von Hämodialysepatienten berichtet werden, und ermöglicht es Forschern, die Mechanismen der ARHD-Pathophysiologie zu untersuchen und potenzielle Therapeutika zu testen.
Die Etablierung und Erhaltung eines funktionellen Gefäßzugangs ist nach wie vor ein wichtiges primäres Ziel für Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz (ESRD), die eine Nierenersatztherapie mittels Hämodialyseerhalten 1. Wiederholte Hämodialysebehandlungen sind notwendig, um Abfallprodukte zu entfernen, Elektrolyte zu normalisieren und den Flüssigkeitshaushalt aufrechtzuerhalten, sobald die Nierenfunktion unzureichend wird, und sind daher für das langfristige Überleben notwendig2. Daher stellt der Gefäßzugang eine "Lebensader" für Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz dar, und die Platzierung autogener arteriovenöser Fisteln (AVF) ist nach wie vor eine bevorzugte Dialysezugangsoption in dieser Kohorte3. Etwa 30 % bis 60 % der Hämodialysepatienten leiden jedoch an einem Spektrum von Handbehinderungen, die klinisch als zugangsbedingte Handfunktionsstörung (ARHD) definiert sind. Die Symptome der ARHD können von Schwäche und Koordinationsstörungen bis hin zu Monoplegie und digitalem Gangrän reichen, die früh nach der AVF-Bildung auftreten oder sich allmählich mit der Fistelreifung entwickeln können. Darüber hinaus erschwert die ARHD den Behandlungsplan der chronischen Niereninsuffizienz, der mit einer schlechten Lebensqualität, einem hohen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einer erhöhten Mortalität verbunden ist 2,3,4.
Es wurden mehrere Tiermodelle entwickelt, um den Gefäßumbau zu untersuchen, der durch hämodynamische Veränderungen nach der Bildung von AVF induziert wird 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. Großtiermodelle mit iliakaler oder femoraler AVF 16,17,18,19,20 und Nagetiermodelle, die entweder eine Anastomose der Halsschlagader-Jugularvene oder eine infrarenale Aorta-inferiore Vena-cava-Fistelbildung verwenden, sind gut etabliert, um die oben genannten Aspekte der AVF-Reifung und -Durchgängigkeit zu untersuchen21 . Zum Beispiel sind venöse Hypertonie, ein größerer luminaler Durchmesser und eine erhöhte Venenwanddicke Signaturen für eine erfolgreiche AVF-Reifung, während eine erhebliche Fibrose des Mediums und eine Intimalhyperplasie oder Thrombusentwicklung ohne Flussveränderungen häufig AVF-Versagen charakterisieren 6,15. Großtiermodellen fehlt jedoch die experimentelle Flexibilität oder die transgenen Fähigkeiten von Mausmodellen, während aktuelle Nagetiermodelle die Untersuchung der ARHD aufgrund der anatomischen Lage und/oder des Fehlens einer assoziierten Gliedmaßenpathologie nicht ohne weiteres erleichtern. Aufgrund des Fehlens eines etablierten präklinischen Tiermodells, das den relevanten klinischen Phänotyp rekapituliert, stagnieren die Forschungsfortschritte zur Aufklärung der pathobiologischen Mechanismen und zur Entwicklung neuer therapeutischer Strategien, trotz eines fortschreitenden Anstiegs der Zahl symptomatischer ARHD-Patienten. Das primäre Ziel dieser Studie ist es daher, ein einzigartiges Mausmodell der ARHD vorzustellen, das prozedurale Schritte der AVF-Mikrochirurgie und die Charakterisierung der AVF-bezogenen Pathophysiologie ermöglicht.
Alle Verfahren wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der University of Florida und dem Malcom Randall Veterans Affairs Medical Center genehmigt.
HINWEIS: Junge erwachsene (8-10 Wochen alt) männliche C57BL/6J-Mäuse wurden vom Jackson Laboratory gekauft und in einer Licht- (12 h Licht: 12 h Dunkelzyklus), Temperatur- (22 °C ± 1 °C) und Luftfeuchtigkeit (50 % ± 10 %) kontrollierten Tierhaltung untergebracht. Pro Käfig (B:18 cm x L:29 cm x H:12,5 cm) durften fünf Mäuse wohnen, wobei Nistmaterial, Futter und Wasser ad libitum zur Verfügung gestellt wurden. Nach 7-tägiger Habitatakklimatisierung mit Standardfutter wurden die Mäuse als Ernährungsumstellungsphase für 7 Tage auf eine kaseinbasierte Futternahrung umgestellt. Danach wurden die Mäuse 2-3 Wochen lang mit einer Supplementierung mit 0,2 % bis 0,15 % Adenin gefüttert, um vor der AVF-Operation eine Nierenfunktionsstörung (CKD) zu induzieren, wie zuvor beschrieben22,23,24. Kontrollmäuse erhielten eine Casein-basierte Chow-Diät ohne Adenin-Supplementierung (Kontrolle). Die Kontroll- und CKD-Diäten wurden während der gesamten postoperativen Erholungsphase (POD) beibehalten.
1. Präoperative Messungen
2. Chirurgische Vorbereitung
3. Anästhesie und Lagerung
4. Erkundung des chirurgischen Zielgebietes
5. Bildung einer gemeinsamen iliakalen arteriovenösen Fistelanastomose
6. Nachsorge und Messung
Tiere, die einer Adenin-Diät ausgesetzt waren, wiesen im Vergleich zu den Tieren, die eine Adenin-Diät erhielten, reduzierte glomeruläre Filtrationsraten (Kontrolle: 441,3 ± 54,2 μl/min vs. CKD: 165,1 ± 118,3 μl/min, p < 0,05) und erhöhte Harnstoffstickstoffspiegel im Serumblut (Kontrolle: 20,39 ± 4,2 μl/min vs. CKD: 38,20 ± 10,65 μl/min, p < 0,05) auf, was das Vorliegen einer Niereninsuffizienz vor einer arteriovenösen Fisteloperation bestätigt.
Validi...
Die Prävalenz von Hämodialysepatienten mit ARHD nach AVF-Bildung ist weiter gestiegen30,31. In der Tat können sich ungelöste symptomatische Komplikationen 4,32,33 wie Schmerzen, Schwäche, Parästhesien und/oder eingeschränkter Bewegungsumfang negativ auf das Wohlbefinden der Patientenauswirken 4,32,33,34,35,36 und ihre Fähigkeit bedrohen, eine qualitativ hochwerti...
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Wir danken Dr. Guanyi Lu von der Abteilung für Gefäßchirurgie und endovaskuläre Therapie an der University of Florida für die technische Unterstützung bei der Entwicklung des Becken-AVF-Modells sowie für die chirurgische Ausbildung und Ravi Kumar von der Abteilung für Angewandte Physiologie und Kinesiologie an der University of Florida für die technische Unterstützung bei der Erstellung der mikrochirurgischen Live-Bilder.
Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der National Institutes of Health und National Heart, Lung, and Blood, Institutsnummern R01-HL148697 (an S.T.S.) sowie der American Heart Association Grant-Nummer POST903198 (an K.K.) unterstützt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.15% Adenine diet | ENVIGO | TD.130899 | 20% casein, 0.15% adenine, 0.9% P |
0.2% Adenine diet | ENVIGO | TD.130900 | 20% casein, 0.2% adenine, 0.9% P |
10-0 Nylon suture | AD surgical | XXS-N1005T4 | |
29 G needle syringes | Exel International | 14-841-32 | |
31 G needle syringes | Advocate | U-100 insulin syringe | |
4-0 silk suture | AD surgical | S-S41813 | |
45-degree angled dumont forceps | Fine Science Tools | 11253-25 | |
5-0 PGA suture | AD surgical | PSGU-518R13 | |
6-0 silk suture | AD surgical | S-S618R13 | |
Absorbable gelatin sponge | ETHICON | 1975 | |
Alcohol preps | Covidien | 5110-cs4000 | 70% isopropyl alcohol |
Buprenorphine | NA | NA | 0.01 g/mL |
C57BL6/J mice | Jaxon Laboratory | ||
Casein diet | ENVIGO | TD.130898 | 20% casein, 0.9% P |
Cotton swabs | CONSTIX | SC-9 | Medium single-ended round cotton swab |
Cotton swabs | CONSTIX | SC-4 | Small double-ended hard, sharp, pointed cotton swab |
Curity non-woven sponges (2x2) | Covidien | 9022 | |
Curved Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 15001-08 | |
Doppler ultrasound | VisualSonics | Vevo 2100 | |
Extra fine graefe forceps | Fine Science Tools | 11150-10 | 2 pairs |
Eye lubricant | CLCMEDICA | Optixcare eye lube | |
Heparin (5000 U/mL) | National Drug Codes List | 63739-953-25 | 100 IU/mL |
Hot bead sterilizer | Fine Science Tools | 18000-50 | |
Low-temperature cautery | Bovie | AA04 | |
Pen trimmer | Wahl | 5640-600 | |
Powder-free surgical gloves | Ansell | 7824PF | |
Round handled needle holders | Fine Science Tools | 12076-12 | |
Sterile towel drape | Dynarex | DY440-MI | |
Sterilized 0.9% saline | National Drug Codes List | 46066-807-25 | |
Straight dumont forceps | Fine Science Tools | 11253-20 | |
Straight needle holder | Fine Science Tools | FST 12001-13 | |
Straight vannas spring scissors | Fine Science Tools | 25001-08 | |
TrizChLOR4 | National Drug Codes List | 17033-279-50 |
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