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Method Article
Hier stellen wir ein Mausmodell für die Anastomose der Oberschenkelarterie vor, das den Forschern ein wertvolles Tiermodell zur Untersuchung und Simulation einer vaskulären Anastomosenstenose bietet. Diese Entwicklung ist entscheidend, um unser Verständnis der Pathophysiologie, die dieser Erkrankung zugrunde liegt, zu verbessern und eine genauere und effektivere Erforschung von Gefäßerkrankungen zu ermöglichen.
In der Gefäßchirurgie ist die vaskuläre Anastomose eine gängige rekonstruktive Technik, die zur Wiederherstellung des Blutflusses eingesetzt wird. Die anastomosische Restenose ist jedoch eine häufige postoperative Komplikation, die hauptsächlich durch chirurgische Gefäßverletzungen, Intimahyperplasie und Entzündungsreaktionen verursacht wird. Das Anastomosenmodell der Oberschenkelarterie der Maus wird häufig verwendet, um die Mechanismen der Anastomosenrestenose und der Gefäßreparatur zu untersuchen. Die mikroskopisch geführte End-to-End-Anastomose der Oberschenkelarterie ermöglicht die präzise Simulation von Gefäßverletzungs- und Reparaturprozessen nach Operationen und bietet ein zuverlässiges experimentelles Werkzeug zur Untersuchung der pathologischen Mechanismen im Zusammenhang mit der Restenose. Diese Studie konzentriert sich auf die Verfeinerung der Operationstechnik für die Anastomose der Oberschenkelarterie bei Mäusen. Durch Verfeinerungen der Operationstechniken und die Optimierung technischer Details haben wir eine deutliche Steigerung der Erfolgsquote und Reproduzierbarkeit des Modells erreicht. Zu den spezifischen Verbesserungen gehören verfeinerte Gefäßhandhabungstechniken während der Operation, die Auswahl von Nahtmaterialien und die Optimierung der Nahtmethoden, um Anastomosenleckagen und postoperative Verschlüsse zu minimieren. Die Studie betont auch die Beobachtung der Intimahyperplasie, des Gefäßumbaus an der Anastomosenstelle und der langfristigen Durchgängigkeit der Gefäße. Durch diese Forschung bieten wir einen prägnanten und effizienten Operationsleitfaden für die Durchführung einer Anastomose der Oberschenkelarterie an der Maus und bieten eine zuverlässige technische Unterstützung für experimentelle Studien in der Gefäßchirurgie. Diese Arbeit legt eine solide Grundlage für nachfolgende Untersuchungen zu verwandten Mechanismen und Evaluationen therapeutischer Interventionen.
Die vaskuläre Anastomose ist eine grundlegende Technik bei Revaskularisationsverfahren, die eine entscheidende Rolle bei der Wiederherstellung des Blutflusses und der Förderung der Gewebereparatur spielt. Das Auftreten einer Intimahyperplasie (IH) an der Anastomosenstelle führt jedoch häufig zu einer Restenose, die die langfristige Durchgängigkeit der Gefäße erheblich beeinträchtigt und sich negativ auf die klinischen Ergebnisse und die Prognose der Patienten auswirkt 1,2. IH ist eng mit intraoperativen Gefäßverletzungen assoziiert, die durch eine abnormale Proliferation und Migration von glatten Muskelzellen (SMCs) und eine übermäßige Ablagerung der extrazellulären Matrixgekennzeichnet sind 1. Diese komplexen und miteinander verknüpften pathologischen Prozesse unterstreichen die dringende Notwendigkeit, die genauen Mechanismen der IH aufzuklären, um präventive und interventionelle Strategien gegen Restenose zu entwickeln.
Aufgrund ihrer Reproduzierbarkeit und präzisen Kontrolle wurden murine Modelle der Anastomose der Oberschenkelarterie in der Forschung zur Gefäßreparatur und den damit verbundenen pathologischen Mechanismen weitgehend übernommen 3,4,5. Die End-to-End-Anastomose bei Mäusen ermöglicht eine genaue Simulation postoperativer Anastomosenverletzungen und ermöglicht eine dynamische Beobachtung von IH und Gefäßumbau. Diese Modelle bieten eine ideale Plattform, um die Wechselwirkungen zwischen Endothelzellen und SMCs nach der Operation zu untersuchen und die Rolle von Entzündungsreaktionen bei der IH-Entwicklung zu bewerten6. Durch die Kombination von histologischer Analyse und molekularer Biomarker-Detektion können Forscher die Schlüsselfaktoren von IH umfassend identifizieren und so wichtige Einblicke in die zugrunde liegenden Mechanismen und potenziellen therapeutischen Ziele bieten.
Die Entwicklung von IH wird von mehreren Faktoren bestimmt, wobei hämodynamische Veränderungen einen entscheidenden Beitrag leisten 1,7,8. An der Anastomosenstelle sind Regionen mit geringer Scherspannung und abnormalem oszillatorischem Scherindex (OSI) primäre Stimuli für die Proliferation und Migration von SMCs 1,7. Darüber hinaus verschlimmern Compliance-Mismatches und turbulenter Blutfluss um die Anastomose die Endothelverletzung und beschleunigen die IH-Progression8. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, die Operationstechniken zu optimieren und geeignete Materialien auszuwählen, um pathologische Veränderungen an der Anastomosenstelle zu mildern.
In den letzten Jahren haben medikamentenbeschichtete Ballons (DCBs) ihre Wirksamkeit bei der Reduzierung von IH gezeigt. Antiproliferative Wirkstoffe wie Paclitaxel hemmen wirksam die Proliferation und Migration von SMCs und reduzieren so die Inzidenz von Restenose9 erheblich. In Systemen mit hohem Durchfluss wie arteriovenösen Transplantaten, bei denen schnelle Schwankungen der Scherspannung und hohe Blutflussraten die Wirksamkeit von DCBs verringern können, bestehen jedoch weiterhin Herausforderungen1. Zukünftige Studien sollten sich darauf konzentrieren, die Anwendbarkeit von DCBs in verschiedenen hämodynamischen Umgebungen zu verbessern und gleichzeitig Fortschritte in der Biomaterialwissenschaft zu nutzen, um personalisiertere und effektivere Lösungen für postoperative Restenose zu entwickeln. Zusätzlich zu den lokalisierten Interventionen beeinflussen systemische Faktoren wie Diabetes, Atherosklerose und endotheliale Dysfunktion die IH-Entwicklung signifikant10. Daher sollten klinische Strategien einer umfassenden Behandlung dieser systemischen Erkrankungen Vorrang einräumen, um die allgemeine Gefäßgesundheit zu verbessern. Gleichzeitig könnte die Identifizierung und Überwachung neuartiger Biomarker für die IH-Progression Möglichkeiten für eine frühzeitige Intervention bieten. Die Integration von künstlicher Intelligenz in die Operationsplanung bietet einen weiteren vielversprechenden Weg, der das rechnerische Design optimierter Anastomosenkonfigurationen ermöglicht, wodurch die chirurgischen Erfolgsraten verbessert und die Gefäßdurchgängigkeit verlängert werden.
Bei der Untersuchung der postoperativen IH und der damit verbundenen pathologischen Mechanismen zeichnet sich das Anastomosenmodell der Oberschenkelarterie durch seine Präzision und Reproduzierbarkeitaus 11. Dieses Modell, bei dem mikrochirurgische Techniken verwendet werden, um eine End-to-End-Anastomose der Oberschenkelarterie bei Mäusen zu erzeugen, ahmt ein lokalisiertes chirurgisches Trauma an der Anastomosenstelle genau nach. Die Vorteile dieses Modells werden besonders deutlich im Vergleich zu Modellen wie der drahtinduzierten Verletzung oder anderen Alternativen. Ein großer technischer Vorteil des Anastomosenmodells der Oberschenkelarterie ist seine Fähigkeit, hochgradig lokalisierte und kontrollierte Gefäßverletzungen zu induzieren12. Das chirurgische Trauma ermöglicht eine fokussierte Beeinflussung der Anastomosenregion, die den Verletzungsmustern in der klinischen Gefäßchirurgie sehr nahe kommt. Im Gegensatz dazu führen Draht-induzierte Verletzungsmodelle, obwohl sie technisch einfacher sind, oft zu einer ausgedehnten endothelialen Denudation, was es schwierig macht, lokalisierte Traumata zu replizieren, die bei realen Anastomosenoperationen beobachtet wurden13. Darüber hinaus verringert die Variabilität in der Tiefe und dem Ausmaß der drahtinduzierten Schädigung über verschiedene Studien hinweg möglicherweise die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Die extensive und diffuse Natur der Schädigung in Drahtverletzungsmodellen macht sie weniger relevant für die Untersuchung der lokalisierten IH, die spezifisch mit Anastomosenregionen assoziiert ist.
In dieser Studie haben wir unter Verwendung eines murinen Modells der Anastomose der Oberschenkelarterie die chirurgischen Techniken systematisch verfeinert, um die Erfolgsraten des Modells zu verbessern und eine langfristige Durchgängigkeit der Anastomosenstelle zu gewährleisten. Auf dieser etablierten Grundlage befasste sich unsere Studie mit den molekularen und zellulären Mechanismen, die IH zugrunde liegen, einschließlich der regulatorischen Signalwege, die die Migration und Proliferation von SMCs steuern, sowie der Rolle von Entzündungsmediatoren bei der Progression von IH. Durch diese Forschung wollen wir neue theoretische Einblicke in die Mechanismen der postanastomatischen Restenose liefern und eine experimentelle Grundlage für die Entwicklung therapeutischer Strategien schaffen, die speziell auf die IH abzielen.
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Diese Studie wurde genehmigt und die Tiere wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien für das Management und die Verwendung von Labortieren in China behandelt. Die Forschung hielt sich strikt an die ethischen Anforderungen von Tierversuchen, mit Genehmigung der Tierethikkommission (Zulassungsnummer: SWMU20221109-019). Hier wurden 8 Wochen alte gesunde C57BL/6 Mäuse beiderlei Geschlechts mit einem Gewicht zwischen 20 und 22 g für die vorliegende Studie verwendet. Die Tiere wurden im Laboratory Animal Center der Southwest Medical University (SWMU) untergebracht.
1. Präoperative Eingriffe
2. Vaskuläre Anastomose der Arteria femoralis
3. Postoperative Naht
4. Postoperative Beobachtung und Probenahme
5. Dehydration und Einbettung der Oberschenkelarterie
6. Vorbereitung von Paraffinabschnitten der Oberschenkelarterie
7. Hämatoxylin-Eosin-Färbung
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Bei der vaskulären Anastomosenchirurgie kann eine mechanische Verletzung der Gefäßwand die Intimzellen aktivieren und die Proliferation auslösen. Änderungen der Geschwindigkeit und Richtung des Blutflusses nach der Anastomose können ebenfalls die Proliferation von Intimazellen stimulieren. Der Prozess des Gefäßumbaus und die langfristige Instabilität des Blutflusses können auch die Intimzellen anhaltend stimulieren, was letztendlich zu einer Verdickung führt.
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Die vaskuläre Anastomose ist eine entscheidende Technik in der Gefäßrekonstruktionschirurgie, wobei ihr Tiermodell eine Schlüsselrolle bei der Untersuchung der Mechanismen der postoperativen Restenose spielt. Dieses Modell bietet einen kontrollierten Ansatz zur Untersuchung vaskulärer pathologischer Veränderungen, insbesondere zum Verständnis des Ursprungs übermäßig proliferierender Zellen in der Neointima während der Restenose. Die Quelle der proliferierenden glatten Muskelze...
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Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.
Wir bedanken uns herzlich bei Prof. Qingbo Xu und Yanhua Hu von der Zhejiang Universität für ihre wertvolle technische Unterstützung. Diese Arbeit wurde unterstützt von den National Natural Science Foundations of China (Fördernummern 82070502 und 32171099), dem Sichuan Science and Technology Program (Fördernummern 2025HJRC0035, 2024NSFSC0709) und dem Luzhou-Southwest Medical University Joint Project (2024LZXNYDJ021, 2024LZXNYDJ014)
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
6-0 Nylon Suture with Needle | Ningbo Chenghe | 240102 | |
12-0 Nylon Suture with Needle | Ningbo Lingqiao | 22064 | |
Electro-heating standing-temperature incubator | Shanghai Boxun | HPX-9272MBE | |
Eosin Staining Solution | Servicebio | G1005-2 | |
Formaldehyde Solution | KESHI | 50-00-0 | |
Hematoxylin Staining Solution | Servicebio | G1005-1 | |
Heparin Sodium | Solarbio | H8060 | |
MAGSCANNER KF-PRO-002 | KFBIO | KFPBL00200107003 | |
Mounting medium | Wuxi Jiangyuan | 220810 | |
OLYMPUS SZ2-ILST | OLYMPUS CORPORATION | SN 9B40828 | |
Paraffin embedding machine | YAGUANG | YB-7LF | |
Phosphate-Buffered Saline | Solarbio | P1010 |
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