Wir danken Frau Angela Freund für die hervorragende technische Unterstützung in Kunststoff eingebettet Zerteilen der Stents. Wir danken auch Frau Roya Soltan und Frau Angela Freund für die professionelle Hilfe bei der Immunhistochemie-Färbung.

1. Stent Vorbereitung und Implantation <ol><li> Das Stent-Streben (Fort Wayne Metals, Castlebar, Irland) waren geflochten und dann auf die gewünschte Größe am Institut für Textil-und Maschinenbau, RWTH Aachen in Deutschland (Abbildung 1A) geschnitten. </li><li> Vor der Implantation muss die Stents in eine 2 cm Silikonschlauch übertragen werden, mit einer Pinzette und legte 2 mm an einem terminalen Ende, bezeichnet vorderen Ende (1A). </li><li> Das vordere Ende sollte schräg geschnitten werden, um eine scharfe Spitze für die Implantation zu gewährleisten. </li><li> Vor der Implantation sollte der Stent reichlich bewässert, um ein Verrutschen zu sichern. </li></ol> 2. Stent Implantation <ol><li> 10-12 Wochen alten männlichen C57BL / 6 Wildtyp-Mäusen, sind 25-27 g betäubt mit intraperitoneale Injektion von 100 mg / kg Ketamin und 10 mg / kg Xylazin. Proper Betäubung wird vor der Operation durch das Fehlen von Reflexen und bestätigtBart Bewegung. Bis zur Trockene zu verhindern, während der Narkose, die Mäuseaugen durch einen Film aus bepanthene Creme bedeckt sind. </li><li> Nach der Rasur und der Desinfektion der ventralen Halsbereich wird ein kleiner mittlerer Einschnitt von 1 cm unter einem Stereomikroskop durchgeführt wird, mit einer Schere. Nach Trennung der 2 Fettkörper mit sterilem gebogenen Pinzette kann die linke gemeinsame Halsschlagader gesehen Pulsen mit der Luftröhre. </li><li> 1 cm von der linken Arteria carotis communis und die Bifurkation sollte frei hergestellt. 1 Knoten mit einem 5/0 Seidenfaden um die linke Arteria carotis communis gebunden werden, werden 2 Knoten mit 7/0 Seidenfäden um die linke äußere Halsschlagader gebunden sein, und 1 Knoten mit einem 7/0 Seidenfaden gebunden werden um die innere Halsschlagader (Abbildung 1B). </li><li> Der Blutfluss wird dann durch Bindung der Knoten auf der Arteria carotis interna und Arteria carotis externa proximalen fest, sowie durch Ziehen den Knoten Surround unterbrochenING die Arteria carotis communis. Der Behälter sollte in einer Weise, dass der gemeinsame und Arteria carotis externa in einer geraden Linie festgelegt. </li><li> Ein kleiner Schnitt an der äußeren Halsschlagader durchgeführt wird, in der Nähe des proximalen Knoten mit einem Vannas Schere. Der Silikonschlauch mit dem Stent in die äußere Halsschlagader eingeführt, mit dem spitzen Ende voran, mit einem Führungsdraht. Nachdem der Stent die gewünschte Position erreicht, wird der Silikonschlauch wieder über den Führungsdraht herausgezogen und ermöglicht die Formgedächtnis-Expansion des Stents (1B). </li><li> Das distale Knoten auf der externen Halsschlagader ist fest zu binden, um die Website der Schnittführung und den Knoten an der internen und Arteria carotis communis schließen werden entfernt, wodurch die Wiederherstellung des Blutflusses. </li><li> Der Hautschnitt wird geschlossen mit 3-4 Michel Wundklammern und Michel forcep. Die Maus wird unter der roten Ampel bis zur vollständigen Erholung gelegt. Eine analgetische Behandlung ist nicht erforderlich. </li><li> DiePlaque kann nach 1-3 Wochen analysiert. Um die Reendothelisierung studieren, ist eine frühere Ende-Zeitpunkt notwendig (3-4 Tage). Wir haben beobachtet, in unserem Modell der Stentimplantation als 4 Wochen nach der chirurgischen Eingriff, insbesondere durch die Verwendung von speziellen Beschichtungen, die miniaturisierte Stents biofunctionalize, Gefäßneubildung in etwa 30% der Probe auftritt. Dies ist eine Hirschkuh für Umbau und regenerative Prozesse mit unterschiedlichen Mechanismen und Vertretung eines anderen pathologischen Problem. Um Neointimabildung, In-Stent-Stenose und / oder Analyse der Mechanismen dieser Nebenwirkungen nach der Stent-Implantation eine Ende-Zeitpunkt 3 Wochen von Vorteil wäre nicht zu verwechseln mit den regenerativen Effekte durch den Beginn der Gefäßneubildung induziert konzentrieren. </li></ol> 3. Analyse der Plaquebildung <ol><li> Am Ende-Zeitpunkt werden die Tiere narkotisiert mit intraperitoneale Injektion von 100 mg / kg Ketamin und 10 mg / kg Xylazin.Proper Betäubung wird vor der Operation durch das Fehlen von Reflexen und Bart Bewegung bestätigt. </li><li> Die Tiere werden durch intrakardiale Ausbluten getötet. Das Serum Blut wird zur weiteren Analyse gesammelt. </li><li> Nach dem Öffnen der Brusthöhle und PBS Waschen via intrakardiale Punktion, ein Körper-Perfusion mit 4% Paraformaldehyd (PFA)-Lösung wird für 5 min durchgeführt. Die linke Arteria carotis mit dem Stent wird seziert, direkt in einer 4% PFA-Lösung gegeben und mindestens 16 Stunden später in Kunststoff embbeded. </li><li> 50 um dicke Schnitte sind aus Kunststoff eingebettete Proben unter Verwendung eines Diamant-Bandsäge durchgeführt. </li><li> Um die Plaque Größe zu messen, wird Giemsa-Färbung durchgeführt. </li><li> Um die Rate der Reendothelisierung im Stent-Bereich des Schiffes zu analysieren, ist für Immunhistochemie von Willebrand-Faktor (vWF) durchgeführt. </li></ol>

<ol>
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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Um das Risiko von In-Stent-Restenose und Thrombose zu verringern und die Entwicklung von neuen Beschichtungen für Medikamente-freisetzende Stents, eine einfache, einfache und zugängliche Methode der Stent-Implantation im Tiermodell Sustain benötigt wird. Mäuse liefern das ideale System, um die komplexen Mechanismen der arteriellen Umbau nach der Stent-Implantation und die Effizienz solcher Arzneimittel zu studieren. Bestehende Modelle für In-Stent-Restenose in der Maus sind schwierig, erfordern hohe chirurgische Fähigkeiten und implizieren hohe Risiken von Komplikationen wie Blutungen oder Lähmung 17-19. Zum Beispiel wird in dem Modell der Stent-Implantation in Aorta eines Spenders Maus nach einer Ballon-Dilatation des Gefäßes und der Transplantation des Stent-Segment in Halsschlagader eines Empfängers Maus 17 ist die Untersuchung der pathogenen Mechanismen nicht beeinflusst nur durch Empfänger Reaktion auf Spender Material, sondern auch durch die massive Schädigung der Vasa vasorum und Adventitia. Implantation eines Stahlarmbandl Stent direkt in Bauchaorta nach Ballon-Dilatation 19 ist durch eine hohe Sterblichkeit (35%) wegen Hinterbein Lähmung nach Thrombosen oder Blutungen aus Bauchaorta vor Ort von Arteriotomie gefolgt. Implantation einer spiralförmigen selbst-expandierenden Nitinol-Stents in Bauchaorta über Oberschenkelarterie 18 muss hoch chirurgischen Fähigkeiten, vor allem aufgrund blind Leiten des Stents entlang der Verzweigung von Oberschenkelarterie zur Aorta, um den Stent an der richtigen Stelle zu platzieren. Dieser Vorgang wird durch eine hohe Gefahr der Beschädigung des femoralis daher Lähmung des Hinterbein gefolgt. Im Vergleich mit diesen Verfahren, unser Modell der Stent-Implantation in der Maus nicht brauchen hohe chirurgische Fähigkeiten. Unser Modell bietet eine einfache, einfache und effiziente Methode, um die Auswirkungen der verschiedenen Drogen-Beschichtungen auf die arterielle Remodeling zu analysieren, wird die Platzierung des Stents unter den Augen gemacht, und es gibt keine Risiken von schädlichen Nerven oder anderen Strukturen. Die comkomplexen molekularen Mechanismen untersucht leichter in unser Modell der Maus Halsschlagader Stenting werden, nicht nur durch direkte Zugänglichkeit des Schiffes, sondern auch aufgrund der Existenz von verschiedenen Knock-out-Mäuse Stämme. Als einer Einschränkung, verglichen mit dem klinischen Verfahren, nutzt unser Modell gesunden Mäusen / Arterien und führt keine Stenting auf bereits bestehende Plaques (nicht in-Stent-Restenose, aber in-Stent-Stenose). Wir wissen auch nicht durchführen Ballon-Dilatation vor Stent-Implantation. Aufgrund der massiven Schädigung der Gefäßwand in beiden Modellen die reparatory ähnlichen Verfahren. Leider wegen der Metall-abgeleiteten Artefakten ist eine in vivo Beobachtung der Neointima-Wachstum nicht von bestehenden bildgebenden Verfahren wie Ultraschall oder Computertomographie möglich. Ein weiterer limitierender Faktor ist die dünne Schnitte von Metall-basierte Stents, die einige Erfahrung in der Metallverarbeitung erfordert. Mit dieser Methode konnten wirder Lage zu zeigen, dass Neutrophile anweist Nitinol-Stents mit LL-37 in-Stent-Restenose zu verringern, dass ein neues Konzept zu Gefäßheilung interventionelle Therapie nach 21 fördern beschichtet biofunktionalisiert miniaturisiert. Trotz dieser Einschränkungen scheint dieses Modell zu sein, bis jetzt, das am besten geeignete System, damit Geld-und zeitsparend, neue Wirkstoff-Beschichtungen für Stents und deren Auswirkungen auf die molekularen Vorgänge während der arteriellen Remodeling zu untersuchen. Darüber hinaus kann dieses Modell einfach zur Hamster, die ähnlich wie die menschliche angepasst wird, so dass jedes therapeutische Hypothese vor dem Auftragen auf größere Tiere oder Menschen, unangenehme und unerwartete Effekte zu vermeiden verifiziert werden kann.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die durch das Fortschreiten der Arteriosklerose sind die häufigste Todesursache in den Industrienationen. Atherosklerose ist ein zentraler, entzündliche Fibro-proliferative Reaktion der Gefäßwand Endothelverletzung 1, was zur Bildung einer erweiterten Plaque in das Lumen des Gefäßes, die die Blutströmung durch Koronararterien. Über 75% der Herzinfarkte ergeben sich aus dem Bruch der dünnen fibrösen Kappe des entzündeten Plaque 2. Da diese Komplikation kann tödlich sein, wurde eine perkutane transluminale (koronare) Angioplastie (PTCA) mit Stent-Implantation die Therapie der ersten Wahl in der aktuellen medizinischen Praxis. Das Verfahren ermöglicht die Dilatation des verengten Koronararterien und damit die Wiederherstellung des Blutflusses. Gleichzeitig bewirkt es eine Ausdehnung Schädigung des Endothels und Gefäßwand 3. Jedoch ist die Langzeitwirkung dieser Therapie durch eine übermäßige arteriellen ReMode begrenztling und Restenose 4. Durch Einsatz von Stents, wurde der PTCA mehr wirksam bei der Behandlung von schweren Verletzungen, so Revaskularisation nach akutem Gefäßverschluss 5. Dieses Verfahren verringert die Häufigkeit von In-Stent-Restenose, um weniger als 10% 6. Neben diesen Vorteilen, trägt diese Therapie der ersten Wahl für die koronare Revaskularisation auch lebensbedrohliche Risiken der In-Stent-Restenose und Thrombose. In-Stent-Thrombose durch eine de-Endothelialisierung des Gefäßes, durch eine massive Adhäsion von Blutplättchen und Fibrin auf die verletzte Stelle gefolgt verursacht. 26% der Patienten leiden an In-Stent-Thrombosen und 63% sterben an Herzinfarkt 7. Restenose bezieht sich auf den Prozess der Wundheilung nach einer mechanischen Verletzung der Gefäßwand mit Neointimalhyperplasie (Migration und Proliferation von glatten Gefäßmuskelzellen (VSMC), Ablagerung von extrazellulärer Matrix (ECM) und Umgestaltungdes Schiffes. Oft wird eine invasive erneuten Eingriff notwendig, stark verengte atherosklerotische Gefäße durch In-Stent-Restenose und Thrombose dilatate. Um in-Stent-Thrombose zu verhindern, ist eine langfristige Behandlung mit anti-thrombotischen Medikamente erforderlich 8. Um Restenose zu verhindern, eluieren neue Generation von Medikamenten-freisetzende Stents antiproliferativen Mittel wie Immunsuppressiva (zB Sirolimus, Everolimus, Zotarolimus) und Anti-Krebs-Medikamente (zB Paclitaxel) aus einer Polymer-Beschichtung für mehrere Monate 9,10. Obwohl diese Arzneimittel verringern die Neointima-Bildung und Restenose, halten sie ein hohes Risiko von In-Stent-Thrombose durch Hemmung der Reendothelisierung. Nach einer arteriellen Verletzung, ist die Aufrechterhaltung der endothelialen Fach wesentlich thrombotischen Komplikationen zu verhindern. Unter physiologischen Bedingungen zeigt das menschliche Endothel eine kleine Fluktuation 11. Unter patholgroßartiges Puzzle Bedingungen, jedoch wird die endothelialen Integrität beeinträchtigt wird, so dass eine schnelle Erholung von umgebenden reifen Endothelzellen und zirkulierender endothelialer Vorläuferzellen (EPC) 12,13 erforderlich. Die Untersuchung dieser komplexen molekularen Mechanismen in größeren Tieren 14-16 oder in der Maus Aorta ist ein sehr schwieriges Verfahren, mit begrenzten Daten 17-19. Um die Effizienz des neuartigen Stent-Beschichtungen zu testen, um In-Stent-Restenose und Thrombose neue Modelle zu reduzieren sind unerlässlich. Nitinol ist die ideale Plattform für Stents wegen seiner &#39;hohe Elastizität, Form-Gedächtnis-Effekt und gute Verträglichkeit bei Patienten, erfolgreich als Bare-Metal Stents im klinischen Einsatz verwendet. Diese Legierung kann eine miniaturisierte Stent mit einem äußeren Durchmesser von 500 um, die 20 beschichtet werden und implantiert in die Halsschlagader von Mäusen zu erstellen. Die Entwicklung eines miniaturisierten Nitinol-Stent für Maus carotid Arterie ermöglicht die Untersuchung der genauen molekularen Mechanismen Stentimplantation induziert und bietet die Möglichkeit, schnell und effizient zu testen, die Effekte von verschiedenen Medikamenten-Beschichtungen, um eine Restenose zu verhindern. Darüber hinaus stellt die Existenz von verschiedenen Knock-out-Mäuse Stämme einen großen Vorteil bei der Klärung der Rolle der verschiedenen Moleküle in Neointima Wachstum und In-Stent-Thrombosen beteiligt.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of the reagent</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue number</td>
			<td>Comments (optional)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nitinol-stents (self-made from nitinol-struts)</td>
			<td>Fort Wayne Metals, Castlebar, Ireland NiTi#1, superelastic, straight annealed, light oxide, diameter 500 &mu;m</td>
			<td>custom-made product</td>
			<td>Institute for Textile Technology and Mechanical Engineering</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silicon tube</td>
			<td>IFK Isofluor, Germany</td>
			<td>custom-made product</td>
			<td>diameter 500 &mu;m, section thickness 100 &mu;m, polytetrafluorethylene catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stereomicroscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>SZ/X9</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>forceps</td>
			<td>FST, Germany</td>
			<td>91197-00</td>
			<td>standard tip curved 0.17 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine 10%</td>
			<td>CEVA, Germany</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine 2%</td>
			<td>Medistar, Germany</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bepanthene</td>
			<td>Bayer, Germany</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>FST, Germany</td>
			<td>91460-11</td>
			<td>Straight</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas scissor</td>
			<td>Aesculap, Germany</td>
			<td>OC 498 R</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5/0 Silk</td>
			<td>Seraflex</td>
			<td>IC 108000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7/0 Silk</td>
			<td>Seraflex</td>
			<td>IC 1005171Z</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>guide-wire</td>
			<td>Abbott Vascular</td>
			<td>1001782-HC</td>
			<td>0.014-inch angioplastie guide-wire</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Michel suture clips</td>
			<td>Aesculap, Germany</td>
			<td>BN507R</td>
			<td>7.5 x 1.75 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Michel Forcep</td>
			<td>Aesculap, Germany</td>
			<td>BN730R</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a murine model of stent implantation in the carotid artery for the study of restenosis

Trotz der erheblichen Fortschritte in der Stent-Entwicklung in den letzten Jahrzehnten gemacht, bleiben Herz-Kreislauferkrankungen die häufigste Todesursache in den westlichen Ländern. Neben den Vorteilen durch die Entwicklung der verschiedenen Medikamente-freisetzende Stents angeboten, trägt der koronaren Revaskularisation auch lebensbedrohliche Risiken der In-Stent-Restenose und Thrombose. Forschung an neuen therapeutischen Strategien wird durch den Mangel an geeigneten Methoden zur Stent-Implantation und Restenose Prozesse studieren beeinträchtigt. Hier beschreiben wir eine schnelle und leicht zugängliche Verfahren der Stent-Implantation in Maus Halsschlagader, die die Möglichkeit, auf bequeme Weise die molekularen Mechanismen der Gefäß Umbau und die Auswirkungen der verschiedenen Drogen Beschichtungen studieren bietet.

<ol><li> Die Implantation eines miniaturisierten Nitinol-Stent in die linke Halsschlagader von Mäusen dauert 25-30 min und zeigt eine Mortalitätsrate von 10% vor allem aufgrund der Beschädigung des Schiffes während der Intervention. Eine bessere Überlebensrate ist bei Mäusen mit einem Gewicht von mehr als 25 g zum Zeitpunkt der Stentimplantation (Mortalitätsrate von 5%) beobachtet. Daher entschieden wir uns für die Implantation Mäuse mit einem Gewicht zwischen 25-27 g. Nach der Operation erholen die Mäuse aus der Narkose innerhalb von 2-5 min und ohne körperliche Beeinträchtigungen, wie zB Lähmungen, beobachtet werden. Micro-Computer-Tomographie (Mikro-CT)-Bildgebung durchgeführt eine Woche nach Stentimplantation zeigte, dass die Stents sind nicht durch den Blutfluss (1C) ausgerenkt. Leider ist die Analyse der Neointimabildung in diesen Bildern nicht möglich, da die Metall-derived Artefakte (1D, 1E). </li><li> Konnten wir nicht beobachten jedes Schiff oder endothelialen Schäden unstented Bereich des Schiffes, unmittelbar unterhalb des Stents, Als detektierbare durch histologische (2A) und durch spezifische Färbung für Endothel (2B, anti-Maus-CD31-Antikörper). Zur besseren Übersicht wurde die Sektion gescannt mit einem Zwei-Photonen-Laser-Scanning-Mikroskopie (2B, 2C). </li><li> In der Stent Schiffes wird eine permanente Dilatation von 15% nachgewiesen werden (Verhältnis Stent: Arterie, 1,15:1) von Mäusen mit einem Gewicht zwischen 25-27 g. Neointima-Bildung und Thrombus-Bildung kann durch klassische histologische Färbungen (zB Hämatoxilin-Eosin, Giemsa, Movat, Toluidinblau, Masson-Trichrom-Goldner, 3A, 3B) analysiert werden. Da die Lamina externa und interna nicht mehr sichtbar sind, wurde Plaquegröße als Differenz der externen und der luminalen Bereiche (: 234566 ± 3315 um 2, bedeuten luminalen Fläche: 12036 ± 2662 um 2 bedeuten Plaquefläche) berechnet. Externe Umfang wurde auch gemessen (Mittelwert: 1799 ± 14 um). Für die Auswertung derZellzusammensetzung, müssen die Abschnitte deplastified und mit spezifischen Markern gefärbt werden. Für die Reendothelisierung, verwendeten wir eine Cy3-konjugierten anti-CD31-Antikörper und für die Proliferation glatter Muskelzellen ein FITC-konjugierten anti-SMA-Antikörper (3C). Eine Woche nach Stentimplantation: Re-Endothelialisierung wurde als Prozentsatz der CD-31 positive gebeizt auf die gesamte luminale Oberfläche (23,07 ± 3,14% Mittelwert) berechnet. </li></ol> Natürlich ist eine unbegrenzte Anzahl von spezifischen Färbung möglich, abhängig von einzelnen Laboratorien Erfahrung. Analyse von Myosin schwere Kette, für eine bessere Charakterisierung von SMC, aber auch die Analyse von infiltrierten Zellen (Monozyten, Lymphozyten) oder Färbungen für verschiedene inflammatorische Zytokine können auch durchgeführt werden, je nach Ziel der Studie. <img alt="Abbildung 1" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50233/50233fig1highres.jpg" sr<html> c = &quot;/ files/ftp_upload/50233/50233fig1.jpg&quot; /&gt; Abbildung 1. Schematische Darstellung des chirurgischen Eingriffs (A). Der Blutfluss durch Bindung der Knoten auf der Arteria carotis interna und Arteria carotis externa proximalen fest, sowie durch Ziehen den Knoten um die Arteria carotis communis unterbrochen. Der Silikonschlauch mit dem Stent wird in der A. carotis externa durch einen kleinen Einschnitt in der externen Karotis-Arterie eingeführt. Nachdem der Stent die gewünschte Position erreicht, wird der Silikonschlauch wieder über den Führungsdraht herausgezogen und ermöglicht die Formgedächtnis-Expansion des Stents. Micro-CT-Bildern, die die Position des Stents eine Woche nach der chirurgischen Implantation (B). Aufgrund der Material-derived Artefakte, ist eine Analyse der Neointima Wachstum nicht möglich ist (C, D). 3fig2highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50233/50233fig2.jpg &quot;/&gt; 2. Unstented Bereich des Behälters nicht von der Operation betroffen, von Toluidin Blau (A) und Endothelzellen-spezifische CD31-Färbung (B, C) ​​gezeigt. <img alt="Abbildung 3" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50233/50233fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50233/50233fig3.jpg" /> Abbildung 3. Analyse der Plaque kann durch klassische histologische Färbungen (zB Masson-Goldner-Trichrom) (A) durchgeführt werden. Die organisierten Thrombus durch schwarz gefärbte Fibrinablagerungen in der Neointima nachgewiesen werden, in einigen Fällen ein vollständiger Verschluss des Gefäßes zu beobachten (B). Reendothelisierung (Cy3, rot) oder Proliferation von glatten Muskelzellen (FITC, grün) durch doppelte Immunfluoreszenz mit spezifischen Markern detektiert.Gegenfärbung mit 4 &#39;,6-Diamidino-2-phenylindol (DAPI, blau) (C) durchgeführt wird. Uns ist aufgefallen, ein ausgefülltes Reendothelisierung der Stentstreben (links, Doppelpfeil) im Vergleich zu einem unvollendeten luminalen Reendothelisierung (rechts, einzelne Pfeil).

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A Murine Model of Stent Implantation in the Carotid Artery for the Study of Restenosis

Ein Modell der Stent-Implantation in Maus Halsschlagader beschrieben. Im Vergleich zu anderen ähnlichen Methoden ist dieses Verfahren sehr schnell, einfach und zugänglich, bietet die Möglichkeit, auf bequeme Weise die Gefäßwand Reaktion auf verschiedene Medikamente-freisetzende Stents und die molekularen Mechanismen der Restenose zu studieren.

Ein Mausmodell der Stentimplantation in der Arteria carotis für das Studium der Restenose

Despite  the considerable progress made in the stent development in the last decades,  cardiovascular diseases remain the main cause of death in western ...

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Research

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Medicine

25.2K Aufrufe.  RWTH Aachen University. Ein Modell der Stent-Implantation in Maus Halsschlagader beschrieben. Im Vergleich zu anderen ähnlichen Methoden ist dieses Verfahren sehr schnell, einfach und zugänglich, bietet die Möglichkeit, auf bequeme Weise die Gefäßwand Reaktion auf verschiedene Medikamente-freisetzende Stents und die molekularen Mechanismen der Restenose zu studieren.

Serie: A Murine Model of Stent Implantation in the Carotid Artery for the Study of Restenosis

Biomarkers in an Animal Model for Revealing Neural, Hematologic, and Behavioral Correlates of PTSD

Identification of biomarkers representing the evolution of the pathophysiology of Post Traumatic Stress Disorder (PTSD) is vitally important, not only for objective diagnosis but also for the evaluation of therapeutic efficacy and resilience to trauma. Ongoing research is directed at identifying molecular biomarkers for PTSD, including traumatic stress induced proteins, transcriptomes, genomic variances and genetic modulators, using biologic samples from subjects' blood, saliva, urine, and postmortem brain tissues. However, the correlation of these biomarker molecules in peripheral or postmortem samples to altered brain functions associated with psychiatric symptoms in PTSD remains unresolved. Here, we present an animal model of PTSD in which both peripheral blood and central brain biomarkers, as well as behavioral phenotype, can be collected and measured, thus providing the needed correlation of the central biomarkers of PTSD, which are mechanistic and pathognomonic but cannot be collected from people, with the peripheral biomarkers and behavioral phenotypes, which can.
Our animal model of PTSD employs restraint and tail shocks repeated for three continuous days - the inescapable tail-shock model (ITS) in rats. This ITS model mimics the pathophysiology of PTSD 17, 7, 4, 10. We and others have verified that the ITS model induces behavioral and neurobiological alterations similar to those found in PTSD subjects 17, 7, 10, 9. Specifically, these stressed rats exhibit (1) a delayed and exaggerated startle response appearing several days after stressor cessation, which given the compressed time scale of the rat's life compared to a humans, corresponds to the one to three months delay of symptoms in PTSD patients (DSM-IV-TR PTSD Criterian D/E 13), (2) enhanced plasma corticosterone (CORT) for several days, indicating compromise of the hypothalamopituitary axis (HPA), and (3) retarded body weight gain after stressor cessation, indicating dysfunction of metabolic regulation.
The experimental paradigms employed for this model are: (1) a learned helplessness paradigm in the rat assayed by measurement of acoustic startle response (ASR) and a charting of body mass; (2) microdissection of the rat brain into regions and nuclei; (3) enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for blood levels of CORT; (4) a gene expression microarray plus related bioinformatics tools 18. This microarray, dubbed rMNChip, focuses on mitochondrial and mitochondria-related nuclear genes in the rat so as to specifically address the neuronal bioenergetics hypothesized to be involved in PTSD.

We describe a rat model of post traumatic stress disorder (PTSD) that reveals the persistent alterations in neuroendocrine function and the delayed long-term, exaggerated fear response, characteristic of PTSD patients. The animal model and methods described here are useful for correlating biomarkers in brain nuclei, which are mechanistic but cannot be measured in patients, with biomarkers in peripheral white blood cells, which can.

Biomarker in einem Tiermodell für die Aufdeckung Neural, hämatologischen und Behavioral Korrelate der PTSD

Identification of biomarkers representing the evolution of the pathophysiology of Post Traumatic Stress Disorder (PTSD) is vitally important, not only for ...

Forschung

Medizin

Human Internal Mammary Artery (IMA) Transplantation and Stenting: A Human Model to Study the Development of In-Stent Restenosis

Preclinical in vivo research models to investigate pathobiological and pathophysiological processes in the development of intimal hyperplasia after vessel stenting are crucial for translational approaches1,2.
The commonly used animal models include mice, rats, rabbits, and pigs3-5. However, the translation of these models into clinical settings remains difficult, since those biological processes are already studied in animal vessels but never performed before in human research models6,7. In this video we demonstrate a new humanized model to overcome this translational gap. The shown procedure is reproducible, easy, and fast to perform and is suitable to study the development of intimal hyperplasia and the applicability of diverse stents.
This video shows how to perform the stent technique in human vessels followed by transplantation into immunodeficient rats, and identifies the origin of proliferating cells as human.

Human Internal Mammary Artery IMA Transplantation and Stenting: A Human Model to Study the Development of In-Stent Restenosis

This video shows a model to study the development of intimal hyperplasia after stent deployment using a human vessel (IMA) in an immunodeficient rat model.

Menschliche Arteria mammaria interna (IMA) Transplantation und Stenting: A Human Model um die Entwicklung von In-Stent Restenose Studie

Preclinical in vivo research models to investigate pathobiological and pathophysiological processes in the development of intimal hyperplasia after vessel ...

Training a Sophisticated Microsurgical Technique: Interposition of External Jugular Vein Graft in the Common Carotid Artery in Rats

Neointimal hyperplasia is one the primary causes of stenosis in arterialized veins that are of great importance in arterial coronary bypass surgery, in peripheral arterial bypass surgery as well as in arteriovenous fistulas.1-5 The experimental procedure of vein graft interposition in the common carotid artery by using the cuff-technique has been applied in several research projects to examine the aetiology of neointimal hyperplasia and therapeutic options to address it. 6-8 The cuff prevents vessel anastomotic remodeling and induces turbulence within the graft and thereby the development of neointimal hyperplasia.
Using the superior caval vein graft is an established small-animal model for venous arterialization experiment.9-11 This current protocol refers to an established jugular vein graft interposition technique first described by Zou et al., 9 as well as others.12-14 Nevertheless, these cited small animal protocols are complicated.
To simplify the procedure and to minimize the number of experimental animals needed, a detailed operation protocol by video training is presented. This video should help the novice surgeon to learn both the cuff-technique and the vein graft interposition. Hereby, the right external jugular vein was grafted in cuff-technique in the common carotid artery of 21 female Sprague Dawley rats categorized in three equal groups that were sacrificed on day 21, 42 and 84, respectively. Notably, no donor animals were needed, because auto-transplantations were performed. The survival rate was 100 % at the time point of sacrifice. In addition, the graft patency rate was 60 % for the first 10 operated animals and 82 % for the remaining 11 animals. The blood flow at the time of sacrifice was 8&plusmn;3 ml/min. In conclusion, this surgical protocol considerably simplifies, optimizes and standardizes this complicated procedure. It gives novice surgeons easy, step-by-step instruction, explaining possible pitfalls, thereby helping them to gain expertise fast and avoid useless sacrifice of experimental animals.

Neointimal hyperplasia is the primary cause of stenosis in arterialized veins. We propose a new protocol whereby the right external jugular vein is grafted using the cuff technique in the common carotid artery of Sprague Dawley rats. The survival rate was 100 % at the time point of sacrifice.

Trainieren eines Sophisticated mikrochirurgische Technik: Interposition der Vena jugularis externa Graft in der Arteria carotis communis bei Ratten

Neointimal hyperplasia is one the primary causes of stenosis in arterialized veins that are of great importance in arterial coronary bypass surgery, in ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms at work during MI and developing effective therapeutic approaches requires methodology to reproducibly simulate the clinical incidence and reflect the pathophysiological changes associated with MI. Here, we describe a surgical method to induce MI in mouse models that can be used for short-term ischemia-reperfusion (I/R) injury as well as permanent ligation. The major advantage of this method is to facilitate location of the left anterior descending artery (LAD) to allow for accurate ligation of this artery to induce ischemia in the left ventricle of the mouse heart. Accurate positioning of the ligature on the LAD increases reproducibility of infarct size and thus produces more reliable results. Greater precision in placement of the ligature will improve the standard surgical approaches to simulate MI in mice, thus reducing the number of experimental animals necessary for statistically relevant studies and improving our understanding of the mechanisms producing cardiac dysfunction following MI. This mouse model of MI is also useful for the preclinical testing of treatments targeting myocardial damage following MI.

We introduce a surgical method to induce experimental ischemia/reperfusion (I/R) injury to simulate myocardial infarction (MI) in mouse models that allows for more clarity in positioning of the ligation on the left anterior descending artery (LAD) to increase the reproducibility of MI experiments in mice.

Einem Mausmodell der myokardialen Ischämie-Reperfusion Injury durch Ligation des linken vorderen absteigenden Arterie

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Halsschlagader Infusionen für pharmakokinetischen und pharmakodynamischen Analyse von Taxanen in Mäusen

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Murine Model of Femoral Artery Wire Injury with Implantation of a Perivascular Drug Delivery Patch

Percutaneous interventions including balloon angioplasty and stenting have been used to restore blood flow in vessels with occlusive vascular disease. While these therapies lead to the rapid restoration of blood flow, these technologies remain limited by restenosis in the case of bare metal stents and angioplasty, or reduced healing and possibly enhanced risk of thrombosis in the case of drug eluting stents. A key pathophysiological mechanism in the formation of restenosis is intimal hyperplasia caused by the activation of vascular smooth muscle cells and inflammation due to arterial stretch and injury. Surgeries that induce arterial injury in genetically modified mice are useful for the mechanistic study of the vascular response to injury but are often technically challenging to perform in mouse models due to the their small size and lack of appropriate sized devices. We describe two approaches for a surgical technique that induces endothelial denudation and arterial stretch in the femoral artery of mice to produce robust neointimal hyperplasia. The first approach creates an arteriotomy in the muscular branch of the femoral artery to obtain vascular access. Following wire injury this arterial branch is ligated to close the arteriotomy. A second approach creates an arteriotomy in the main femoral artery that is later closed through localized cautery. This method allows for vascular access through a larger vessel and, consequently, provides a less technically demanding procedure that can be used in smaller mice. Following either method of arterial injury, a degradable drug delivery patch can be placed over or around the injured artery to deliver therapeutic agents.

We describe a surgical technique that produces wire injury in the femoral artery of mice to induce neointimal hyperplasia to serve as a model testing system for the perivascular delivery of therapeutic compounds for the inhibition of restenosis.

Mausmodell der Femoralarterie Draht Verletzung mit Implantation einer Perivaskuläre Drug Delivery-Patch

Percutaneous interventions including balloon angioplasty and stenting have been used to restore blood flow in vessels with occlusive vascular disease. ...

A Murine Model of Arterial Restenosis: Technical Aspects of Femoral Wire Injury

Cardiovascular disease caused by atherosclerosis is the leading cause of death in the developed world. Narrowing of the vessel lumen, due to atherosclerotic plaque development or the rupturing of established plaques, interrupts normal blood flow leading to various morbidities such as myocardial infarction and stroke. In the clinic endovascular procedures such as angioplasty are commonly performed to reopen the lumen. However, these treatments inevitably damage the vessel wall as well as the vascular endothelium, triggering an excessive healing response and the development of a neointimal plaque that extends into the lumen causing vessel restenosis (re-narrowing). Restenosis remains a major cause of failure of endovascular treatments for atherosclerosis. Thus, preclinical animal models of restenosis are vitally important for investigating the pathophysiological mechanisms as well as translational approaches to vascular interventions. Among several murine experimental models, femoral artery wire injury is widely accepted as the most suitable for studies of post-angioplasty restenosis because it closely resembles the angioplasty procedure that injures both endothelium and vessel wall. However, many researchers have difficulty utilizing this model due to its high degree of technical difficulty. This is primarily because a metal wire needs to be inserted into the femoral artery, which is approximately three times thinner than the wire, to generate sufficient injury to induce prominent neointima. Here, we describe the essential surgical details to effectively overcome the major technical difficulties of this model. By following the presented procedures, performing the mouse femoral artery wire injury becomes easier. Once familiarized, the whole procedure can be completed within 20 min.

The mouse femoral artery wire injury model of restenosis is technically challenging. In this protocol we show the key technical details essential for successfully performing wire injury to induce consistent&#160;neointima for studies of restenosis.

Ein Mausmodell von arterieller Restenose: Technische Aspekte der Femoral Draht Injury

Cardiovascular disease caused by atherosclerosis is the leading cause of death in the developed world. Narrowing of the vessel lumen, due to ...

Performing Permanent Distal Middle Cerebral with Common Carotid Artery Occlusion in Aged Rats to Study Cortical Ischemia with Sustained Disability

Stroke typically occurs in elderly people with a range of comorbidities including carotid (or other arterial) atherosclerosis, high blood pressure, obesity and diabetes. Accordingly, when evaluating therapies for stroke in animals, it is important to select a model with excellent face validity. Ischemic stroke accounts for 80% of all strokes, and the majority of these occur in the territory of the middle cerebral artery (MCA), often inducing infarcts that affect the sensorimotor cortex, causing persistent plegia or paresis on the contralateral side of the body. We demonstrate in this video a method for producing ischemic stroke in elderly rats, which causes sustained sensorimotor disability and substantial cortical infarcts. Specifically, we induce permanent distal middle cerebral artery occlusion (MCAO) in elderly female rats by using diathermy forceps to occlude a short segment of this artery. The carotid artery on the ipsilateral side to the lesion was then permanently occluded and the contralateral carotid artery was transiently occluded for 60 min. We measure the infarct size using structural T2-weighted magnetic resonance imaging (MRI) at 24 hr and 8 weeks after stroke. In this study, the mean infarct volume was 4.5% &#177; 2.0% (standard deviation) of the ipsilateral hemisphere at 24 hr (corrected for brain swelling using Gerriet&#8217;s equation, n = 5). This model is feasible and clinically relevant as it permits the induction of sustained sensorimotor deficits, which is important for the elucidation of pathophysiological mechanisms and novel treatments.

Here we present a protocol to produce permanent distal middle cerebral artery occlusion in elderly female rats with simultaneous occlusion of the carotid arteries to generate large cortical infarcts and sustained deficits. We show confirmation of the lesion size using structural MRI at 24 hr and 8 weeks after stroke.

Darstellende Permanent Distal cerebri mit Arteria carotis communis Occlusion bei alten Ratten zu studieren kortikale Ischämie mit anhaltenden Behinderungs

Stroke typically occurs in elderly people with a range of comorbidities including carotid (or other arterial) atherosclerosis, high blood pressure, ...

In Vivo Gene Transfer to the Rabbit Common Carotid Artery Endothelium

The goal of this method is to introduce a transgene into the endothelium of isolated segments of both rabbit common carotid arteries. The method achieves focal endothelial-selective transgenesis, thereby allowing an investigator to determine the biological roles of endothelial-expressed transgenes and to quantify the in vivo transcriptional activity of DNA sequences in large artery endothelial cells. The method uses surgical isolation of rabbit common carotid arteries and an arteriotomy to deliver a transgene-expressing viral vector into the arterial lumen. A short incubation period of the vector in the lumen, with subsequent aspiration of the lumen contents, is sufficient to achieve efficient and durable expression of the transgene in the endothelium, with no detectable transduction or expression outside of the isolated arterial segment. The method allows assessment of the biological activities of transgene products both in normal arteries and in models of human vascular disease, while avoiding systemic effects that could be caused either by targeting gene delivery to other sites (e.g. the liver) or by the alternative approach of delivering genetic constructs to the endothelium by germ line transgenesis. Application of the method is limited by the need for a skilled surgeon and anesthetist, a well-equipped operating room, the costs of purchasing and housing rabbits, and the need for expertise in gene-transfer vector construction and use. Results obtained with this method include: transgene-related alterations in arterial structure, cellularity, extracellular matrix, or vasomotor function; increases or reductions in arterial inflammation; alterations in vascular cell apoptosis; and progression, retardation, or regression of diseases such as intimal hyperplasia or atherosclerosis. The method also allows measurement of the ability of native and synthetic DNA regulatory sequences to alter transgene expression in endothelial cells, providing results that include: levels of transgene mRNA, levels of transgene protein, and levels of transgene enzymatic activity.

In Vivo Gene Transfer to the Rabbit Common Carotid Artery Endothelium

This method is to introduce a transgene into the endothelium of rabbit carotid arteries. Introduction of the transgene allows the assessment of the biological role of the transgene product either in normal arteries or disease models. The method is also useful for measuring activity of DNA regulatory sequences.

In Vivo Gentransfer in die Kaninchen gemeinsame Halsschlagader Endothel

The goal of this method is to introduce a transgene into the endothelium of isolated segments of both rabbit common carotid arteries. The method achieves ...

A Rabbit Model of Durable Transgene Expression in Jugular Vein to Common Carotid Artery Interposition Grafts

Vein graft bypass surgery is a common treatment for occlusive arterial disease; however, long-term success is limited by graft failure due to thrombosis, intimal hyperplasia, and atherosclerosis. The goal of this article is to demonstrate a method for placing bilateral venous interposition grafts in a rabbit, then transducing the grafts with a gene transfer vector that achieves durable transgene expression. The method allows the investigation of the biological roles of genes and their protein products in normal vein graft homeostasis. It also allows the testing of transgenes for the activities that could prevent vein graft failure, e.g., whether the expression of a transgene prevents the neointimal growth, reduces the vascular inflammation, or reduces atherosclerosis in rabbits fed with a high-fat diet. During an initial survival surgery, the segments of right and left external jugular vein are excised and placed bilaterally as reversed end-to-side common carotid artery interposition grafts. During a second survival surgery, performed 28 days later, each of the grafts is isolated from the circulation with vascular clips and the lumens are filled (via an arteriotomy) with a solution containing a helper-dependent adenoviral (HDAd) vector. After a 20-min incubation, the vector solution is aspirated, the arteriotomy is repaired, and flow is restored. The veins are harvested at time points dictated by individual experimental protocols. The 28-day delay between the graft placement and the transduction is necessary to ensure the adaptation of the vein graft to the arterial circulation. This adaptation avoids rapid loss of transgene expression that occurs in vein grafts transduced before or immediately after grafting. The method is unique in its ability to achieve durable, stable transgene expression in grafted veins. Compared to other large animal vein graft models, rabbits have advantages of low cost and easy handling. Compared to rodent vein graft models, rabbits have larger and easier-to-manipulate blood vessels that provide abundant tissue for analysis.

This method describes the placement of interposition vein grafts in rabbits, the transduction of the grafts, and the achievement of durable transgene expression. This allows the investigation of physiological and pathological roles of transgenes and their protein products in grafted veins, and testing of gene therapies for vein graft disease.

Ein Kaninchen-Modell der dauerhafte Transgene Ausdruck in Halsschlagader, gemeinsame Halsschlagader Interposition Grafts

Vein graft bypass surgery is a common treatment for occlusive arterial disease; however, long-term success is limited by graft failure due to thrombosis, ...