#PAGE_PARAMS# #ADS_HEAD_SCRIPTS# #MICRODATA#

Experimentální chirurgie jako součást vývoje degradabilních biomateriálů v kardiovaskulární chirurgii


Autoři: J. Moláček 1,5;  L. Vištejnová 1;  P. Klein 1;  T. Suchý 2;  L. Horný 3;  E. Kuželová Košťáková 4;  M. Kindermann 1;  H. Chlup 3;  V. Jenčová 4;  D. Lukáš 4;  M. Šupová 2;  I. Říha 5;  V. Soukupová 5;  V. Třeška 5
Působiště autorů: Biomedicínské centrum, Lékařská fakulta Karlovy University v Plzni 1;  Oddělení kompozitních a uhlíkových materiálů, Ústav struktury a mechaniky hornin, Česká akademie věd, Praha 2;  Strojní fakulta, České vysoké učení technické v Praze 3;  Katedra chemie, Technická univerzita Liberec 4;  Chirurgická klinika, Fakultní nemocnice Plzeň 5
Vyšlo v časopise: Rozhl. Chir., 2022, roč. 101, č. 12, s. 599-606.
Kategorie: Původní práce
doi: https://doi.org/10.33699/PIS.2022.101.12.599–606

Souhrn

Úvod: Kardiovaskulární choroby jsou zodpovědné za významnou morbiditu i mortalitu ve společnosti. Užití umělých cévních materiálů je často nezbytnou součástí v rámci chirurgické léčby, ať již je tato radikální nebo paliativní. V současné době dochází k vývoji řady nových biodegradabilních materiálů určených pro tyto účely. Preklinické testování každého nového materiálu je naprosto nezbytné, je prováděno jak in vitro, tak in vivo. Z tohoto důvodu jsou zvířecí experimentální modely nadále nutnou součástí testování před klinickým užitím. Cílem této práce je prezentovat možnosti užití různých zvířecích modelů na poli kardiovaskulární chirurgie a jejich extrapolace do klinické medicíny.

Metody: Autoři prezentují jejich obecné zkušenosti s experimentální chirurgií, na jejich podkladě diskutují optimální výběr zvířecího modelu pro testování nových materiálů pro kardiovaskulární chirurgii a stejně tak optimální lokalitu implantace.

Výsledky: Jako optimální experimentální zvířecí modely pro testování hemokompatibility a degradability nových materiálů uvádějí autoři modely potkana, králíka a prasete. Intraperitoneální implantace u potkana je snadná a lehce proveditelná procedura, stejně tak jako arteriální bandáž na aortě králíka či prasete. Rovněž karotické tepny jsou dobře využitelné. Bandáž na prasečí pulmonální tepně je již složitější zákrok s četnějšími komplikacemi. Explantované bandážované cévy po předem definované době jsou vhodné pro další mechanické testování ve smyslu biomechanických analýz, např. inflačně-extenzního testu.

Závěr: V posledních fázích preklinického testování nových materiálů se nelze nadále obejít bez in-vivo experimentů. Naší snahou je však striktně dodržovat koncept 3R –⁠ Replacement, Reduction a Refinement. V tomto smyslu je třeba využít co nejvíce potenciál každého zvířete tak, abychom mohli redukovat počty zvířat.

Klíčová slova:

experimentální chirurgie – kardiovaskulární chirurgie – model potkana – model králíka – model prasete


Zdroje

1. Adair T, Lopez AD. The role of overweight and obesity in adverse cardiovascular disease mortality trends: an analysis of multiple cause of death data from Australia and the USA. BMC Med. 2020 Aug 4;18(1):199. doi: 10.1186/s12916-020 -⁠ 01666-y.

2. McAloon CJ, Boylan LM, Hamborg T, et al. The changing face of cardiovascular disease 2000-2012: An analysis of the World Health Organisation global health estimates data. Int J Cardiol. 2016 Dec 1;224 : 256−264. doi: 10.1016/j.ijcard. 2016.09.026. Epub 2016 Sep 15.

3. Jiang W, Rutherford D, Vuong T, et al. Nanomaterials for treating cardiovascular diseases: A review. Bioact Mater. 2017 Dec 6;2(4):185−198. doi: 10.1016/j.bioactmat. 2017.11.002.

4. Voorhess AB Jr, Jaretzky A, Blackemore AH. The use of tubes constructed from vinyon “N” cloth in bridging arterial defects. Ann Surg. 1952 Mar;135(3):332−336. doi: 10.1097/00000658-195203000-00006.

5. Blackemore AH, Voorhess AB Jr. Aneurysm of the aorta: a review of 365 cases. Angiology. 1954 Jun;5(3):209−231. doi: 10.1177/000331975400500305.

6. Collaghan JC. Replacement of the aortic and mitral valves using the Starr-Edwards ball-valve prosthesis: A report of 50 cases. Can Med Assoc J. 1964 Aug 29;91(9):411−421.

7. Valerianova A, Mlcek M, Grus T, et al. New porcine model of arteriovenous fistula documents increased coronary blood flow at the cost of brain perfusion. Front Physiol. 2022 Apr 27;13 : 881658. doi: 10.3389/fphys.2022.881658.

8. Nistor A, Jiga LP, Miclaus GD, et al. Experimental swine models for perforator flap dissection in reconstructive microsurgery. PLoS One 2022 Apr 11;17(4):e0266873. doi: 10.1371/journal. pone.0266873.

9. Grajciarová M, Turek D, Malečková A, et al. Are ovine and porcine carotid arteries equivalent animal models for experimental cardiac surgery: A quantitative histological comparison. Ann Anat. 2022 Jun;242 : 151910. doi: 10.1016/j. aanat.2022.151910.

10. Kim K, Anderson EM, Martin AJ, et al. Development of a murine iliac arteriovenous fistula model for examination of hemodialysis access-related limb pathophysiology. JVS Vasc Sci. 2021 Oct 6;2 : 247−259. doi: 10.1016/j.jvssci.2021.09.022.

11. Rasmussen J, Skov SN, Nielsen DB, et al. In-vitro and in-vivo evaluation of a novel bioprosthetic pulmonary valve for use in congenital heart surgery. J Cardiothorac Surg. 2019 Jan 9;14(1):6. doi: 10.1186/ s13019-019-0830-1.

12. Balls M, Goldberg AM, Fentem JH, et al. The three Rs: the way forward: the report and recommendations of ECVAM Workshop 11. Altern Lab Anim. 1995 Nov -⁠ Dec;23(6):838−866.

13. Liska V. (ed.), et al. Experimental surgery. Pilsen, Nava 2016. ISBN 978-80-7211-490 -⁠ 0.

14. Daley M, Brizard CP, Konstantinov IE, et al. Absorbable pulmonary artery banding: a strategy for reducing reoperations. Eur J Cardiothorac Surg. 2017 Apr 1;51(4):735−739. doi: 10.1093/ejcts/ ezw409.

15. Motoyama Y, Takamura Y, Yamada S, et al. Partial wrap-clipping of the entrance of the pseudolumen of a fusiform aneurysm in the posterior inferior cerebellar artery: a technical note. Acta Neurochir (Wien) 2017 May;159(5):861−864. doi: 10.1007/ s00701-017-3099-y. Epub 2017 Jan 31.

16. Braesco J, Le Paul Y, Mondine P, et al. Fistules artério-veineuses hypertrophiques d’hémodialyse. Réduction à l’aide d’un filet péri-veineux constrictif. Presse Med. 1991 May 11;20(18):866−867.

17. Ramadan R, Guihaire J, Verscheure D. Off-pump wrapping for acute aortic dissection in high-risk patients: A simplified procedure for a life-threatening condition. Ann Thorac Surg. 2020 Aug;110(2):750−751. doi: 10.1016/j.athoracsur. 2020.03.118. Epub 2020 May 21.

18. Molacek J, Treska V, Kobr J, et al. Optimization of the model of abdominal aortic aneurysm--experiment in an animal model. J Vasc Res. 2009;46(1):1−5. doi: 10.1159/000135659. Epub 2008 May 31.

19. Houdek K, Moláček J, Třeška V, et al. Focal histopathological progression of porcine experimental abdominal aortic aneurysm is mitigated by atorvastatin. Int Angiol. 2013 Jun;32(3):291−306.

20. Opatrný V, Třeška V, Zeithaml J, et al. Perfusion of a kidney graft from a donor after cardiac death based on immediately started machine perfusion: An experimental study on a big animal. Transplant Proc. 2021 Jul-Aug;53(6):2082−2090. doi: 10.1016/j.transproceed.2021.06.026. Epub 2021 Jul 15.

21. Moláček J, Opatrný V, Matějka R, et al. Retrograde oxygen persufflation of kidney -⁠ experiment on an animal. In Vivo 2016;30(6):801−805. doi: 10.21873/invivo. 10997.

22. Opatrný V, Moláček J, Třeška V, et al. Perfusion of a kidney graft from a donor after cardiac death based on immediately started pulsatile machine perfusion-an experimental study on a small animal. Transplant Proc. 2018 Jun;50(5):1544−1548. doi: 10.1016/j. transproceed.2018.02.067.

23. Vištejnová L, Liška V, Kumar A, et al. Mesenchymal stromal cell therapy in novel porcine model of diffuse liver damage induced by repeated biliary obstruction. Int J Mol Sci. 2021 Apr 21;22(9):4304. doi: 10.3390/ijms22094304.

24. Troup O, Skalicky A, Vistejnova L, et al. Bevacizumab does not inhibit the formation of liver vessels and liver regeneration following major hepatectomy: A large animal model study. In Vivo 2022 May-Jun;36(3):1083−1094. doi: 10.21873/ invivo.12806.

25. Donaldson RI, Buchanan OJ, Graham TL, et al. Development of a novel epidural hemorrhage model in swine. Mil Med. 2021 Oct 20:usab427. doi: 10.1093/ milmed/usab427. Epub ahead of print.

26. Basir A, Loncq de Jong M, Gründeman PF, et al. The early days of vascular and heart valve prostheses: a historical review. J Cardiovasc Surg. (Torino) 2020 Oct;61(5):528−537. doi: 10.23736/S0021 -⁠ 9509.19.11011-7. Epub 2019 Sep 3.

27. Munisso MC, Mahara A, Yamaoka T. Design of in situ porcine closed-circuit system for assessing blood-contacting biomaterials. J Artif Organs 2018 Sep;21(3):317−324. doi: 10.1007/s10047-018-1042-5. Epub 2018 Apr 11.

28. Williams PD, Malik N, Kingston PA. Coronary angiography and percutaneous coronary intervention in the porcine model: a practical guide to the procedure. Animal 2012 Feb;6(2):311−320. doi: 10.1017/S1751731111001650.

29. Cai J, Huang H, Zhou Y, et al. A new type of aortic valved stent with good stability and no influence on coronary artery. J Cardiothorac Surg. 2013 Nov 12;8 : 210. doi: 10.1186/1749-8090-8-210.

30. Zhou H, Liu Y, Long X, et al. Feasibility of ultrasound-induced blood-brain barrier disruption with a single-element transducer under three different frequencies in two non-human primates in vivo: Case report. J Neurosci Methods 2022 Jan 1;365 : 109383. doi: 10.1016/j.jneumeth. 2021.109383. Epub 2021 Oct 8.

31. Washida K, Hattori Y, Ihara M. Animal models of chronic cerebral hypoperfusion: From mouse to primate. Int J Mol Sci. 2019 Dec 7;20(24):6176. doi: 10.3390/ ijms20246176.

Štítky
Chirurgie všeobecná Ortopedie Urgentní medicína

Článek vyšel v časopise

Rozhledy v chirurgii

Číslo 12

2022 Číslo 12
Nejčtenější tento týden
Nejčtenější v tomto čísle
Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

BONE ACADEMY 2025
nový kurz
Autoři: prof. MUDr. Pavel Horák, CSc., doc. MUDr. Ludmila Brunerová, Ph.D, doc. MUDr. Václav Vyskočil, Ph.D., prim. MUDr. Richard Pikner, Ph.D., MUDr. Olga Růžičková, MUDr. Jan Rosa, prof. MUDr. Vladimír Palička, CSc., Dr.h.c.

Cesta pacienta nejen s SMA do nervosvalového centra
Autoři: MUDr. Jana Junkerová, MUDr. Lenka Juříková

Svět praktické medicíny 2/2025 (znalostní test z časopisu)

Eozinofilní zánět a remodelace
Autoři: MUDr. Lucie Heribanová

Hypertrofická kardiomyopatie: Moderní přístupy v diagnostice a léčbě
Autoři: doc. MUDr. David Zemánek, Ph.D., MUDr. Anna Chaloupka, Ph.D.

Všechny kurzy
Kurzy Podcasty Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu, se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se

#ADS_BOTTOM_SCRIPTS#