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

Vi tackar uppriktigt Dr. Guanyi Lu från avdelningen för vaskulär kirurgi och endovaskulär terapi vid University of Florida för det tekniska stödet för utvecklingen av iliac AVF-modellen, liksom kirurgisk utbildning, och Ravi Kumar från Institutionen för tillämpad fysiologi och kinesiologi vid University of Florida för teknisk support för att få levande mikrokirurgiska bilder.
Detta arbete stöddes av bidrag från National Institutes of Health och National Heart, Lung and Blood, institutnummer R01-HL148697 (till STS), samt American Heart Association bidragsnummer POST903198 (till K.K.).

Alla procedurer godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) vid University of Florida och Malcom Randall Veterans Affairs Medical Center.
OBS: Unga vuxna (8-10 veckor gamla) manliga C57BL / 6J-möss köptes från The Jackson Laboratory och inrymdes i en ljus (12 h ljus: 12 h mörk cykel), temperatur (22 ° C ± 1 ° C) och fuktighet (50% ± 10%) kontrollerad djuranläggning. Fem möss fick bo per bur (B: 18 cm x L: 29 cm x H: 12.5 cm) med bomaterial, mat och vatten som gj...

Prevalensen av hemodialyspatienter med ARHD efter AVF-skapande har fortsatt att öka30,31. Faktum är att olösta symtomatiska komplikationer 4,32,33 såsom smärta, svaghet, parestesi och / eller minskat rörelseomfång kan påverka patientens välbefinnande negativt 4,32,33,34,35,36 och hota deras förmåga att få högkv...

Etablering och bevarande av funktionell vaskulär access förblir ett viktigt primärt mål för patienter med njursjukdom i slutstadiet (ESRD) som får njurersättningsterapi via hemodialys1. Upprepade hemodialysbehandlingar är nödvändiga för att avlägsna avfallsprodukter, normalisera elektrolyter och upprätthålla vätskebalansen när njurfunktionen blir otillräcklig och är därför nödvändiga för långsiktig överlevnad2. Därför utgör vaskulär åtkomst en "livlina" för patienter med ESRD, och autogen arteriovenös fistelplacering (AVF) är fortfarande ett föredraget dialysåtkomstalternativ bland denna kohort3. Cirka 30% -60% av hemodialyspatienterna upplever dock ett spektrum av handhandikapp, kliniskt definierat som åtkomstrelaterad handdysfunktion (ARHD). Symtomen på ARHD kan sträcka sig från svaghet och diskoordinering till monoplegi och digital gangren, som kan inträffa tidigt efter AVF-skapandet eller utvecklas gradvis med fistelmognad. Vidare komplicerar ARHD ESRD-behandlingsschemat, vilket är förknippat med dålig livskvalitet, hög risk för hjärt-kärlsjukdom och ökad dödlighet 2,3,4.
Flera djurmodeller har utvecklats för att studera vaskulär remodellering inducerad av hemodynamiska förändringar efter AVF-skapande 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. Stora djurmodeller med iliac eller femoral AVF 16,17,18,19,20 och gnagarmodeller som använder antingen halspulsåder-jugular venanastomos eller infrarenal aorta-inferior vena cava fistelbildning är väl etablerade för att undersöka de ovan nämnda aspekterna av AVF-mognad och patency 21 . Till exempel är venös hypertoni, större luminaldiameter och ökad venväggtjocklek signaturer för framgångsrik AVF-mognad, medan betydande fibros av media och intim hyperplasi eller trombutveckling utan förändringar i flödet ofta kännetecknar AVF-fel 6,15. Stora djurmodeller saknar emellertid experimentell flexibilitet eller transgen kapacitet hos murina modeller, medan nuvarande gnagarmodeller inte lätt underlättar undersökningen av ARHD på grund av antingen den anatomiska platsen och / eller bristen på associerad lempatologi. På grund av bristen på en etablerad preklinisk djurmodell som rekapitulerar den relevanta kliniska fenotypen har forskningsframstegen för att belysa de patobiologiska mekanismerna och utveckla nya terapeutiska strategier förblivit stillastående, trots en progressiv ökning av antalet symtomatiska patienter med akut respiratorisk artrit. Därför är det primära syftet med denna studie att introducera en unik musmodell av ARHD, vilket ger procedursteg för AVF-mikrokirurgi och karakterisering av AVF-relaterad patofysiologi.

<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

Kronisk njursjukdom är ett stort folkhälsoproblem, och förekomsten av njursjukdom i slutstadiet (ESRD) som kräver kroniska njurersättningsterapier som hemodialys fortsätter att öka. Autogen arteriovenös fistelplacering (AVF) är fortfarande ett primärt vaskulärt åtkomstalternativ för ESRD-patienter. Tyvärr upplever ungefär hälften av hemodialyspatienterna dialysåtkomstrelaterad handdysfunktion (ARHD), allt från subtil parestesi till digital gangren. I synnerhet är de underliggande biologiska drivkrafterna som är ansvariga för ARHD dåligt förstådda, och ingen adekvat djurmodell finns för att belysa mekanismerna och / eller utveckla nya terapier för förebyggande / behandling av ARHD. Här beskriver vi en ny musmodell där en AVF skapas mellan vänster gemensam höftartär och ven, vilket underlättar bedömningen av lempatofysiologi. Mikrokirurgi inkluderar kärlisolering, longitudinell venotomi, skapande av arteriovenös anastomos och venös rekonstruktion. Skenoperationer inkluderar alla kritiska steg förutom AVF-skapande. Iliac AVF-placering resulterar i kliniskt relevanta förändringar i central hemodynamik, perifer ischemi och försämringar i bakbenens neuromotoriska prestanda. Denna nya prekliniska AVF-modell ger en användbar plattform som rekapitulerar vanliga neuromotoriska störningar som rapporterats av hemodialyspatienter, vilket gör det möjligt för forskare att undersöka mekanismerna för ARHD-patofysiologi och testa potentiella terapier.

Djur som exponerats för en adenindiet har reducerade glomerulära filtreringshastigheter (kontroll: 441,3 ± 54,2 μl/min jämfört med CKD: 165,1 ± 118,3 μl/min, p < 0,05) och ökade serumnivåer av ureakväve i blodet (kontroll: 20,39 ± 4,2 μl/min jämfört med CKD: 38,20 ± 10,65 μl/min, p < 0,05) jämfört med de djur som fick kaseinbaserad chow, vilket bekräftar förekomsten av njurinsufficiens före arteriovenös fistelkirurgi.
Validering av AVF-patency<...

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

Detta protokoll beskriver de kirurgiska stegen i murina vanliga iliac arteriovenös fistel skapande. Vi utvecklade denna modell för att studera hemodialysåtkomstrelaterad patofysiologi i extremiteter.

En murin modell av hemodialysåtkomstrelaterad handdysfunktion

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

Detta är den enda djurmodell som finns tillgänglig för att studera mekanismerna som är ansvariga för dialysåtkomstrelaterad handischemi. Modellen ger en robust plattform för att undersöka det komplexa samspelet mellan uremi och neuromuskulära störningar som härrör från hemodynamiska förändringar till följd av arteriell venös fistelkirurgi. Åtkomstrelaterad handdysfunktion drabbar upp till 60 % av hemodialyspatienterna och kan allvarligt påverka patienternas livskvalitet.Denna modell hjälper oss att förstå funktionshinder och testa nya terapier. Demonstrerar proceduren kommer att vara Dr.Raymond Kim, en postdoktoral forskare från vårt laboratorium. För att börja, placera den bedövade musen i ryggläge på ett operationsbord täckt av ett sterilt draperi och applicera det okulära smörjmedlet för att skydda ögonen från att torka under operationen.Använd en penntrimmer, raka bukhåret för operationen och benhåret för de postoperativa perfusionsmätningarna och rensa sedan håret från det kirurgiska fältet. Därefter fixera de övre och nedre extremiteterna med gummiband och klibb. Kontrollera anestesidjupet genom att övervaka tåklämningsreflexen och titrera anestesi vid behov.Utför utvärderingen av andningsmönstret var tredje till fem minuter under hela det kirurgiska ingreppet för att kalibrera anestesinivån. Gör en laparotomi i mittlinjen från den nedre kanten av sternalmarginalen till pubissymfysen och dissekera pubisfettkudden för att få ett bredare operativt fält. Öppna celiotomi för att komma åt bukhinnans innehåll och täck tarmarna med en saltlösning blöt, non-woven svamp.Därefter dissekera försiktigt perivaskulär fascia och fettvävnad från ungefär en centimeter proximal till aortabifurkationen, som sträcker sig till nivån på vänster iliacbifurcation med raka Dumont-pincett och små dubbeländade hårda skarpspetsiga bomullspinne. För sedan spetsen på de vinklade pincetterna under den vänstra gemensamma iliacvaskulära bunten och sprid försiktigt flera gånger för att mobilisera kärlen från den underliggande retroperitoneala muskulaturen. Placera två 4-0 silkesuturer runt den isolerade vänstra gemensamma iliac arterio venösa bunten och använd dem som ligaturer till kärlbunten.Skapa sedan en enda knut med varje 4-0 sidenslips och applicera dem i följd, proximalt och sedan distalt. Använd sedan 4-0 silkesutursträngar som handtag, rotera den vänstra iliac arteriella venösa vaskulära bunten medurs och finjustera positionen för att tillfälligt lokalisera venen främre till artären. Gör en längsgående venotomi på cirka en millimeter med en rak Vannas fjädersax och spola försiktigt ut kvarvarande blod från venlumen med 0,9% saltlösning.Placera sedan en implicerande 10-0 nylonsutur genom venens bakre vägg. Ta sedan tag i de inblandade suturändarna och placera dem under mild spänning för att förskjuta den främre väggen från iliacartärens bakre vägg. Gör sedan ett elliptiskt snitt av en storlek på cirka 1,0 x 0,3 millimeter med hjälp av böjda Vannas fjädersax, vilket tar bort de vidhäftande väggarna i både iliacartären och venen.Spola försiktigt ut kvarvarande blod från det exponerade arteriella lumen med 0,9% saltlösning och hepariniserad saltlösning. Efter skapandet av den arteriella venösa fisteln, reparera den initiala främre väggvenotomin med två till tre 10-0 nylonsuturer på ett avbrutet sätt. Återställ sedan kärlbunten till sin ursprungliga anatomiska orientering och placera en liten bit saltlösning blöt absorberbar gelatinsvamp intill den reparerade venotomi för att underlätta hemostas.Lossa sedan 4-0 single knot cross clamp ligaturerna sekventiellt från distalt till proximalt, medan du övervakar venotomiplatsen noggrant för överdriven blödning. Gnid försiktigt kärlbunten med små dubbeländade, hårda skarpa spetsiga bomullspinnar som ytterligare underlättar återställandet av blodflödet. Därefter bekräfta den tekniska framgången för operationen med visualisering av pulserande ljusrött syresatt blod som kommer in i iliacvenen och blandas med mörkt venöst blod som återvänder från bakbenet.Injicera hepariniserad saltlösning i den sämre vena cava för systemisk antikoagulation för att förbättra arteriell venös fistelpatency resultat och inspektera operationsområdet för hemostas efter injektion av hepariniserad saltlösning. Om det inte finns några blödningsproblem, stäng mittlinjen fascia och sedan hudsnittet med absorberbara 5-0 PGA-suturer på ett löpande sätt. Doppler ultraljud användes för att validera patency av arteriell venös fistel.Färgdoppler avslöjade turbulent flöde vid fistelns plats, och pulserande spektralbreddning visualiserades vid pulsvågdopplerbedömning. Om fisteln är patenterad har aortan förhöjd topp systolisk och slutar diastolisk hastighet, medan den sämre vena cava utvecklar pulsatilitet med förhöjd topphastighet. Kärlvidgningen i både aorta och inferior vena cava är uppenbar med seriella pre- och postoperativa mätningar.B-mode och pulsvåg Doppler ultraljudsmätningar efter operationen avslöjade inflöde och utflödeskärlutvidgning och ökningar i maximal systolisk hastighet jämfört med skendjuren. Laserdopplerbedömning av bakbenen visade att vänster POD-perfusionsunderskott var cirka 20% av den kontralaterala extremiteten efter operationen, med gradvis återhämtning över tiden. Perfusionsunderskottet i tibialis främre muskel var cirka 60% efter operationen, med liknande återhämtning.Bakbenets neuromotoriska funktion kvantifierades via grepphållfasthetstestning och löpbandets gångmönsteranalys, som utfördes sekventiellt under hela återhämtningsperioden. Förväntad ensidig greppstyrka är cirka 50% av den kontralaterala extremiteten på postoperativ dag fyra med gradvis återhämtning. Varje mikrokirurgiskt steg bör utföras med extra försiktighet för att undvika potentiellt nerv- eller vaskulärt trauma som kan orsaka betydande förändringar i både hemodynamik och lempatologi.Efter modellkarakterisering kunde en mängd studier som undersökte biologiska drivkrafter för neuromuskulär dysfunktion till följd av arteriovenös fistelplacering undersökas.

Research

JoVE Journal

Medicine

Murine Model of Wound Healing

Murinmodell sårläkning

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

En ny mus modell av endovaskulär aortaaneurysm reparation

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

En mus modell av subaraknoidalblödning

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

En Prekliniska mus modell av levermetastaser

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

Ischemisk Tissue Skada i Dorsal skinfold avdelning Mus: En Skin Flap modell för att undersöka Akut Ihållande Ischemi

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

En mus modell av Irreversible och Vändbar Ensidig ureteric Obstruktion

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

Syre Glukos Deprivation och ny syresättning som en<em&gt; In Vitro</em&gt; Ischemi-reperfusion skada modell för att studera blodhjärnbarriären dysfunktion

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

Preklinisk Orthotopic musmodell av human prostatacancer

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

En musmodell av ortopedisk kirurgi att studera postoperativ kognitiv dysfunktion och vävnadsregeneration

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

En minimalinvasiv modell för att analysera Endochondral Fracture Healing hos möss Under standardiserade biomekaniska förhållanden

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