Name: a murine model of hemodialysis access-related hand dysfunction
Uploaded: 2022-05-31T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Murine Model of Hemodialysis Access-Related Hand Dysfunction at JoVE.com

Мы искренне благодарим доктора Гуаньи Лу из отделения сосудистой хирургии и эндоваскулярной терапии Университета Флориды за техническую поддержку в разработке модели подвздошной АВФ, а также хирургическую подготовку, а также Рави Кумара из кафедры прикладной физиологии и кинезиологии Университета Флориды за техническую поддержку в получении живых микрохирургических изображений.
Эта работа была поддержана грантами Национального института здоровья и Национального института сердца, легких и крови, номера Института R01-HL148697 (для S.T.S.), а также грант Американской кардиологической ассоциации No POST903198 (для K.K.).

Все процедуры были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) Университета Флориды и Медицинским центром по делам ветеранов Малкольма Рэндалла.
ПРИМЕЧАНИЕ: Молодые взрослые (8-10 недель) самцы мышей C57BL / 6J были приобретены в лаборат...

Распространенность пациентов с АРГД, находящихся на гемодиализе после создания АВФ, продолжала увеличиваться30,31. Действительно, неразрешенные симптоматические осложнения 4,32,33, такие как боль, слабость, парестезии и/или снижение диапазона движений, могу...

Установление и сохранение функционального сосудистого доступа остается важной основной целью для пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности (ТПН), получающих заместительную почечную терапию посредством гемодиализа1. Повторные процедуры гемодиализа необходимы для удаления продуктов жизнедеятельности, нормализации электролитов и поддержания баланса жидкости после того, как функция почек становится неадекватной, и, таким образом, необходимы для долгосрочной выживаемости2. Таким образом, сосудистый доступ представляет собой «спасательный круг» для пациентов с ТПН, и размещение аутогенного артериовенозного свища (АВФ) остается предпочтительным вариантом доступа к диализу среди этой когорты3. Тем не менее, примерно 30-60% пациентов, находящихся на гемодиализе, испытывают целый спектр нарушений кисти, клинически определяемых как дисфункция рук, связанная с доступом (ARHD). Симптомы АРГД могут варьироваться от слабости и дискоординации до моноплегии и пальцевой гангрены, которые могут возникать рано после создания АВФ или развиваться постепенно с созреванием свища. Кроме того, ARHD усложняет схему лечения ТПН, что связано с низким качеством жизни, высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний и повышенной смертностью 2,3,4.
Было разработано несколько моделей на животных для изучения сосудистого ремоделирования, вызванного гемодинамическими изменениями после создания AVF 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. Модели крупных животных с АВФ подвздошной или бедренной кости 16,17,18,19,20 и модели грызунов с использованием анастомоза сонной артерии-яремной вены или формирования свища нижней полой вены инфраренальной аорты хорошо известны для изучения вышеупомянутых аспектов созревания и проходимости АВФ 21 . Например, венозная гипертензия, больший диаметр просвета и увеличение толщины стенки вены являются признаками успешного созревания АВФ, тогда как значительный фиброз среды и гиперплазия интимы или развитие тромба без изменений потока часто характеризуют неудачи АВФ 6,15. Тем не менее, модели крупных животных не обладают экспериментальной гибкостью или трансгенными возможностями мышиных моделей, в то время как современные модели грызунов не облегчают исследование АРГД из-за анатомического расположения и/или отсутствия сопутствующей патологии конечностей. Действительно, из-за отсутствия установленной доклинической модели животных, которая повторяет соответствующий клинический фенотип, прогресс исследований по выяснению патобиологических механизмов и разработке новых терапевтических стратегий оставался в застое, несмотря на прогрессирующее увеличение числа симптоматических пациентов с ДРГД. Таким образом, основная цель этого исследования состоит в том, чтобы представить уникальную мышиную модель АРГД, обеспечивающую процедурные этапы микрохирургии АВФ и характеристику патофизиологии, связанной с АВФ.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.15% Adenine diet</td>
			<td>ENVIGO</td>
			<td>TD.130899</td>
			<td>20% casein, 0.15% adenine, 0.9% P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.2% Adenine diet</td>
			<td>ENVIGO</td>
			<td>TD.130900</td>
			<td>20% casein, 0.2% adenine, 0.9% P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10-0 Nylon suture</td>
			<td>AD surgical</td>
			<td>XXS-N1005T4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>29 G needle syringes</td>
			<td>Exel International</td>
			<td>14-841-32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>31 G needle syringes</td>
			<td>Advocate</td>
			<td>U-100 insulin syringe</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 silk suture</td>
			<td>AD surgical</td>
			<td>S-S41813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>45-degree angled dumont forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11253-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 PGA suture</td>
			<td>AD surgical</td>
			<td>PSGU-518R13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-0 silk suture</td>
			<td>AD surgical</td>
			<td>S-S618R13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absorbable gelatin sponge</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>1975</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol preps</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>5110-cs4000</td>
			<td>70% isopropyl alcohol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>NA</td>
			<td>NA</td>
			<td>0.01 g/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL6/J mice</td>
			<td>Jaxon Laboratory</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Casein diet</td>
			<td>ENVIGO</td>
			<td>TD.130898</td>
			<td>20% casein, 0.9% P</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs</td>
			<td>CONSTIX</td>
			<td>SC-9</td>
			<td>Medium single-ended round cotton swab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs</td>
			<td>CONSTIX</td>
			<td>SC-4</td>
			<td>Small double-ended hard, sharp, pointed cotton swab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curity non-woven sponges (2x2)</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>9022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved Vannas spring scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15001-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Doppler ultrasound</td>
			<td>VisualSonics</td>
			<td>Vevo 2100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra fine graefe forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11150-10</td>
			<td>2 pairs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye lubricant</td>
			<td>CLCMEDICA</td>
			<td>Optixcare eye lube</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin (5000 U/mL)</td>
			<td>National Drug Codes List</td>
			<td>63739-953-25</td>
			<td>100 IU/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot bead sterilizer</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18000-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low-temperature cautery</td>
			<td>Bovie</td>
			<td>AA04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen trimmer</td>
			<td>Wahl</td>
			<td>5640-600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powder-free surgical gloves</td>
			<td>Ansell</td>
			<td>7824PF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round handled needle holders</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12076-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile towel drape</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>DY440-MI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterilized 0.9% saline</td>
			<td>National Drug Codes List</td>
			<td>46066-807-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight dumont forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11253-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight needle holder</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>FST 12001-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight vannas spring scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>25001-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TrizChLOR4</td>
			<td>National Drug Codes List</td>
			<td>17033-279-50</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a murine model of hemodialysis access-related hand dysfunction

Хроническая болезнь почек является серьезной проблемой общественного здравоохранения, и распространенность терминальной стадии почечной недостаточности (ТПН), требующей хронической заместительной почечной терапии, такой как гемодиализ, продолжает расти. Установка аутогенного артериовенозного свища (АВФ) остается основным вариантом сосудистого доступа для пациентов с ТПН. К сожалению, примерно половина пациентов, находящихся на гемодиализе, испытывают дисфункцию рук, связанную с диализным доступом (ARHD), начиная от тонкой парестезии и заканчивая цифровой гангреной. Примечательно, что основные биологические факторы, ответственные за АРГД, плохо изучены, и не существует адекватной модели на животных для выяснения механизмов и / или разработки новых терапевтических средств для профилактики / лечения АРГД. Здесь мы описываем новую мышиную модель, в которой AVF создается между левой общей подвздошной артерией и веной, тем самым облегчая оценку патофизиологии конечностей. Микрохирургия включает в себя изоляцию сосудов, продольную венотомию, создание артериовенозного анастомоза и венозную реконструкцию. Фиктивные операции включают в себя все критические этапы, кроме создания AVF. Размещение АВФ подвздошной кости приводит к клинически значимым изменениям центральной гемодинамики, периферической ишемии и нарушениям нейромоторных характеристик задних конечностей. Эта новая доклиническая модель AVF обеспечивает полезную платформу, которая повторяет распространенные нейромоторные возмущения, о которых сообщают пациенты, находящиеся на гемодиализе, позволяя исследователям исследовать механизмы патофизиологии АРГД и тестировать потенциальные терапевтические средства.

Животные, подвергшиеся воздействию адениновой диеты, имеют сниженную скорость клубочковой фильтрации (контроль: 441,3 ± 54,2 мкл / мин против ХБП: 165,1 ± 118,3 мкл / мин, p < 0,05) и повышенный уровень азота мочевины в сыворотке крови (контроль: 20,39 ± 4,2 мкл / мин против ХБП: 38,20 ± 10,65 мкл / мин, p < ...

Watch this Scientific Journal Video about A Murine Model of Hemodialysis Access-Related Hand Dysfunction at JoVE.com

A Murine Model of Hemodialysis Access-Related Hand Dysfunction

В этом протоколе подробно описаны хирургические этапы создания общей подвздошной артериовенозной фистулы у мышей. Мы разработали эту модель для изучения патофизиологии конечностей, связанной с доступом к гемодиализу.

Мышиная модель дисфункции рук, связанной с гемодиализом

Chronic kidney disease is a major public health problem, and the prevalence of end-stage renal disease (ESRD) requiring chronic renal replacement ...

Это единственная животная модель, доступная для изучения механизмов, ответственных за ишемию кисти, связанную с диализным доступом. Модель обеспечивает надежную платформу для изучения сложного взаимодействия между уремией и нервно-мышечными возмущениями, возникающими в результате гемодинамических изменений в результате хирургии артериальных венозных свищей. Дисфункция рук, связанная с доступом, затрагивает до 60% пациентов, находящихся на гемодиализе, и может серьезно повлиять на качество жизни пациентов.Эта модель помогает нам понять инвалидность и протестировать новые методы лечения. Продемонстрирует процедуру доктор Раймонд Ким, научный сотрудник нашей лаборатории. Для начала поместите анестезированную мышь в положение лежа на спине на операционный стол, покрытый стерильной драпировкой, и нанесите глазную смазку, чтобы защитить глаза от высыхания во время операции.Используя триммер для ручки, сбрейте волосы на животе для операции и волосы на ногах для послеоперационных измерений перфузии, а затем удалите волосы с операционного поля. Далее зафиксируйте верхние и нижние конечности резинками и прихватками. Проверьте глубину анестезии, контролируя рефлекс защемления пальцев ног, и при необходимости титруйте анестезию.Выполняйте оценку характера дыхания каждые три-пять минут на протяжении всей хирургической процедуры, чтобы откалибровать уровень анестезии. Сделайте срединную лапаротомию от нижнего края грудины до лобкового симфиза и рассеките жировую подушечку лобка, чтобы получить более широкое операционное поле. Откройте целиотомию, чтобы получить доступ к содержимому брюшины, и накройте кишечник пропитанной физиологическим раствором нетканой губкой.Далее тщательно рассекают периваскулярную фасцию и жировую ткань примерно на один сантиметр проксимальнее до бифуркации аорты, доходя до уровня левой бифуркации подвздошной кости с помощью прямых щипцов Дюмона и небольших двусторонних твердых ватных тампонов с острыми острыми точками. Затем проведите кончиком угловых щипцов под левым общим пучком подвздошных сосудов и аккуратно распределите несколько раз, чтобы мобилизовать сосуды от нижележащей забрюшинной мускулатуры. Наложите два шелковых шва 4-0 вокруг изолированного левого общего венозного пучка подвздошной артерии и используйте их в качестве лигатур к сосудистому пучку.Затем создайте один узел с каждым шелковым галстуком 4-0 и наложите их последовательно, проксимально, а затем дистально. Затем, используя шелковые шовные струны 4-0 в качестве ручек, поверните пучок венозных сосудов левой подвздошной артерии по часовой стрелке и точно отрегулируйте положение, чтобы временно расположить вену спереди от артерии. Сделайте продольную венотомию размером примерно один миллиметр прямыми пружинными ножницами Vannas и аккуратно смойте остатки крови из венозного просвета 0,9%-ным физиологическим раствором.Затем наложите нейлоновый шов 10-0 через заднюю стенку вены. После этого возьмите пораженные концы швов и поместите их под легкое натяжение, чтобы сместить переднюю стенку от задней стенки подвздошной артерии. Затем сделайте эллиптический разрез размером примерно 1,0 на 0,3 миллиметра с помощью изогнутых пружинных ножниц Ваннаса, удалив прилипшие стенки как подвздошной артерии, так и вены.Осторожно промойте остаточную кровь из обнаженного просвета артерии 0,9%-ным физиологическим раствором и гепаринизированным физиологическим раствором. После создания артериального венозного свища восстановите первоначальную венотомию передней стенки, используя два-три нейлоновых шва 10-0 в прерывистом режиме. После этого восстановите сосудистый пучок в его первоначальной анатомической ориентации и поместите небольшой кусочек пропитанной физиологическим раствором рассасывающейся желатиновой губки рядом с восстановленным венотомом, чтобы облегчить гемостаз.Затем ослабьте лигатуры поперечного зажима с одним узлом 4-0 последовательно от дистального к проксимальному, внимательно следя за местом венотомии на предмет чрезмерного кровотечения. Аккуратно протрите сосудистый пучок небольшими двусторонними твердыми ватными тампонами с острыми острыми точками, которые еще больше облегчают восстановление кровотока. Затем подтвердите технический успех операции с помощью визуализации пульсирующей ярко-красной насыщенной кислородом крови, поступающей в подвздошную вену и смешивающейся с темной венозной кровью, возвращающейся из задней конечности.Введите гепаринизированный физиологический раствор в нижнюю полую вену для системной антикоагуляции, чтобы улучшить результаты проходимости артериального венозного свища, и повторно осмотрите место операции на предмет гемостаза после инъекции гепаринизированного физиологического раствора. Если нет проблем с кровотечением, закройте срединную фасцию, а затем разрез кожи рассасывающимися швами 5-0 PGA в беговой манере. Ультразвуковая допплерография использовалась для проверки проходимости артериального венозного свища.Цветной допплер выявил турбулентное течение в месте свища, а пульсирующее спектральное расширение было визуализировано при допплеровской оценке импульсной волны. Если свищ открыт, аорта имеет повышенную пиковую систолическую и конечную диастолическую скорость, тогда как нижняя полая вена развивает пульсацию с повышенной пиковой скоростью. Расширение сосудов как в аорте, так и в нижней полой вене проявляется при последовательных предоперационных и послеоперационных измерениях.Ультразвуковые измерения В-режима и пульсовой волновой допплерографии после операции выявили расширение сосудов притока и оттока и увеличение пиковой систолической скорости по сравнению с фиктивными животными. Лазерная допплеровская оценка задних конечностей показала, что дефицит перфузии левого POD составляет примерно 20% от контралатеральной конечности после операции с постепенным восстановлением с течением времени. Дефицит перфузии передней большеберцовой мышцы составил примерно 60% после операции с аналогичным восстановлением.Нейромоторная функция задних конечностей была количественно определена с помощью тестирования силы захвата и анализа паттерна походки на беговой дорожке, которые выполнялись последовательно в течение всего периода восстановления. Ожидаемая односторонняя сила захвата составляет примерно 50% контралатеральной конечности на четвертый послеоперационный день с постепенным восстановлением. Каждый этап микрохирургии должен выполняться с особой осторожностью, чтобы избежать потенциальной травмы нерва или сосудов, которая может вызвать существенные изменения как в гемодинамике, так и в патологии конечностей.После характеристики модели удалось изучить множество исследований, изучающих биологические факторы нервно-мышечной дисфункции, возникающей в результате размещения артериовенозной фистулы.

Research

JoVE Journal

Medicine

Murine Model of Wound Healing

Мышиной модели заживления ран

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. ...

A New Murine Model of Endovascular Aortic Aneurysm Repair

Новый мышиной модели эндоваскулярной аневризмы аорты

Endovascular aneurysm exclusion is a validated technique to prevent aneurysm rupture. Long-term results highlight technique limitations and new aspects of ...

A Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage

Мышиной модели субарахноидального кровоизлияния

In this video publication a standardized mouse model of subarachnoid  hemorrhage (SAH) is presented. Bleeding is induced by endovascular Circle of  Willis ...

A Preclinical Murine Model of Hepatic Metastases

Доклинические мышиной модели метастазами в печени

Numerous murine models have been developed to study human cancers and advance the understanding of cancer treatment and development. Here, a preclinical, ...

Ischemic Tissue Injury in the Dorsal Skinfold Chamber of the Mouse: A Skin Flap Model to Investigate Acute Persistent Ischemia

Ишемическая тканей Травмы в спинной кожной складки палаты Mouse: кожный лоскут модель для изучения Острая стойких ишемии

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are ...

A Murine Model of Irreversible and Reversible Unilateral Ureteric Obstruction

Мышиной модели необратимые и обратимые одностороннего мочеточника непроходимости

Obstruction of the kidney may affect native or transplanted kidneys and results in kidney injury and scarring. Presented here is a model of obstructive ...

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Oxygen-Glucose Deprivation and Reoxygenation as an In Vitro Ischemia-Reperfusion Injury Model for Studying Blood-Brain Barrier Dysfunction

Кислород-Глюкоза Лишение и реоксигенации в<em&gt; In Vitro</em&gt; Ишемии Травмы моделью для изучения гематоэнцефалического барьера дисфункции

Ischemia-Reperfusion (IR) injury is known to contribute significantly to the morbidity and mortality associated with ischemic strokes. Ischemic ...

Pre-clinical Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer

Доклинические Ортотопическая мышиной модели рака простаты человека

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information ...

A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration

Модель мыши ортопедической хирургии для изучения послеоперационной когнитивной дисфункции и регенерации тканей

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and ...

A Minimally Invasive Model to Analyze Endochondral Fracture Healing in Mice Under Standardized Biomechanical Conditions

Минимально инвазивные модели для анализа Endochondral перелом, исцеление в мышей стандартных биомеханических условиях

Bone healing models are necessary to analyze the complex mechanisms of fracture healing to improve clinical fracture treatment. During the last decade, an ...