Advanced

Blood-Graft Interactions: With special reference to cellular immune-reactivity in vascular and endovascular surgery.

Swartbol, Paul (1996) In Bulletin from the Department of Surgery, University of Lund 106.
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Åderförkalkning i benens artärer ger upphov till "fönstertittarsjuka" och, i svåra fall, kritisk ischemi med vilosmärtor och sår eller kallbrand. I dessa sistnämnda fall är risken för en amputation stor. Kärlkirurgiska metoder med s.k. bypassoperationer användes för att söka rädda benen. För detta ändamål används helst patientens egna vener, men i vissa fall måste man använda ett konstgjort material. En komplikation till denna typ av åtgärd är att detta "kärlgraft" ånyo täpps till. Det strömmande blodet och insidan av kärlgraftet interagerar på sådant sätt att risken för blodpropp (trombos) alltid finns, men är speciellt stor om blodflödet är litet, om kärlgraftet är långt och dess diameter... (More)
Popular Abstract in Swedish

Åderförkalkning i benens artärer ger upphov till "fönstertittarsjuka" och, i svåra fall, kritisk ischemi med vilosmärtor och sår eller kallbrand. I dessa sistnämnda fall är risken för en amputation stor. Kärlkirurgiska metoder med s.k. bypassoperationer användes för att söka rädda benen. För detta ändamål används helst patientens egna vener, men i vissa fall måste man använda ett konstgjort material. En komplikation till denna typ av åtgärd är att detta "kärlgraft" ånyo täpps till. Det strömmande blodet och insidan av kärlgraftet interagerar på sådant sätt att risken för blodpropp (trombos) alltid finns, men är speciellt stor om blodflödet är litet, om kärlgraftet är långt och dess diameter liten. De frågor som då uppstår är om insidan på graft-materialet kan förändras eller om blodets egenskaper kan påverkas med läkemedel så att risken för trombbildning minskas.



Denna interaktion mellan främmande material och blodet är en signal att starta reaktioner där flera olika celler i blodet aktiveras, framför allt trombocyter och vita blodkroppar. Cellerna aggregerar och fastnar på den konstgjorda ytan och ger upphov till trombbildning. Det är också en inflammatorisk reaktion som sätts igång, och de till graft och blodkärl vidhäftande cellerna frisätter en mängd mer eller mindre skadliga substanser, vilka i det långa loppet sannolikt också har betydelse för uppkomst av en oönskad celltillväxt, vilken i sin tur kan ge förträngning i graft och kärl (neointimal hyperplasi). Det är således önskvärt att reducera dessa reaktioner. Någon effektiv förebyggande behandling av denna celltillväxt har ännu ej tagits fram.



I avhandlingen har påvisats cellulära reaktioner framkallade av graftmaterial, vilka möjligen kan påverkas för att minimera neointimal hyperplasi. Adhesionsintegriner är molekyler som kommer till uttryck på vita blodkroppar och trombocyter när dessa aktiveras, och de ingår därför i de reaktioner som leder till aggregation av cellerna på det konstgjorda materialet. Det är sannolikt att en hämning av dessa adhesionsmolekyler kan leda till en mindre vidhäftningstendens, vilket då skulle kunna ha en positiv effekt. Olika typer av konstgjort material medför olika uttryck av adhesionsmolekyler vilket kan ha betydelse för val av protesmaterial. Det har också påvisats att cytokiner frisätts i denna situation. Två olika läkemedel har prövats och har visats ha en hämmande effekt på cytokinfrisättningen. Förutom dessa experimentella studier har cytokinfrisättningen i samband med kirurgi på aorta hos människa studerats. Härvid har operationen som sådan genererat ett inflammatoriskt svar, men några större skillnader vad gäller cytokin-frisättning eller s.k. komplementaktivering har inte noterats vid användning av två olika graftmaterial. Så kallad endoluminal operation av aortaaneurysm, varvid graftet förs in via ett litet ingrepp i ljumskartären, vilket ersätter den stora öppna bukoperationen, har börjat komma till användning. Vi har jämfört det biologiska svaret vid dessa båda typer av operation och det visar sig då att den endoluminala operationen ger en mer uttalad inflammatorisk reaktion jämfört med öppen kirurgi. Däremot är den reaktion som svarar mot operationstraumat betydligt lägre i den endoluminala operationsgruppen.



Avhandlingen pekar på vissa möjligheter att påverka reaktionen mellan konstgjorda ytor och blod men öppnar också flera frågor vad gäller hur olika operationsmetoder påverkar organismen. Kliniska frågor kan möjligen få sina svar genom fortsatt forskning kring inflammation-immunologi. (Less)
Abstract
The expression of surface adhesion molecules on white blood cells (WBC) and platelets, and the release of tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) and interleukin-6 (IL-6) after incubation with expanded-polytetrafluoroethylene (ePTFE)- or woven Dacron grafts was determined. Both graft-materials induced alteration of the WBC adhesion molecule receptor and caused release of TNF-a and IL-6, higher for woven Dacron as compared to ePTFE. The expression of platelet surface antigens was less evidently influenced. Two anti-inflammatory drugs demonstrated to significantly reduce the release of TNF-a and IL-6. The light microscopic appearance by nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH)-diaphorase as well as factor VIII in endothelial cells... (More)
The expression of surface adhesion molecules on white blood cells (WBC) and platelets, and the release of tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) and interleukin-6 (IL-6) after incubation with expanded-polytetrafluoroethylene (ePTFE)- or woven Dacron grafts was determined. Both graft-materials induced alteration of the WBC adhesion molecule receptor and caused release of TNF-a and IL-6, higher for woven Dacron as compared to ePTFE. The expression of platelet surface antigens was less evidently influenced. Two anti-inflammatory drugs demonstrated to significantly reduce the release of TNF-a and IL-6. The light microscopic appearance by nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH)-diaphorase as well as factor VIII in endothelial cells (EC), lining the graft-surface during healing of stretch-ePTFE arterial grafts in porcine experiments, demonstrated a lower expression of NADPH-d and factor VIII compared to native EC. This may reflect immature EC and probably a decreased expression of nitric oxide (NO). An early inflammatory response was recorded in patients undergoing aorto-bifemoral bypass surgery with a release of IL-6 and C-reactive protein, but not TNF-a. The complement proteins varied their patterns with C1q depletion and C5a increase, interpreted as a complement activation. A corresponding methodology was used to study patients undergoing implantation of an endoluminal device, compared to conventional surgery for abdominal aortic aneurysms. During endovascular repair a majority of patients suffered a blood pressure decrease when the device was introduced. Further, a significant inflammatory response, mainly involving TNF-a was induced. Cell activation caused by the aneurysmal content could possibly explain the findings. Responses were confirmed by determination of surface adhesion molecule receptors on both circulating and sequestered WBC. Conventional repair induced responses related to the more extensive surgical trauma. To conclude, certain differences regarding acute cellular immune reactivity during vascular and endovascular surgery were demonstrated, mediated by surface adhesion molecules, various cytokines, and complement proteins. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Prof van Urk, H.
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
traumatology, orthopaedics, Surgery, Inflammatory responses, Immunology, Grafts, Vascular, Endovascular, Kirurgi, ortopedi, traumatologi, serology, transplantation, Immunologi, serologi
in
Bulletin from the Department of Surgery, University of Lund
volume
106
pages
112 pages
publisher
P. Swartbol, Centrumplein 31, 7607 SB Almelo, The Netherlands,
defense location
Lunds Univ. Lasarettet Sal 1
defense date
1996-04-13 09:15
external identifiers
  • other:ISRN: LUMEDW/MESL--1094--SE
ISSN
0346-5934
ISBN
91-628-2018-4
language
English
LU publication?
no
id
1ca6101d-7890-4671-ba16-d446cb790255 (old id 28271)
date added to LUP
2007-06-11 10:50:57
date last changed
2016-09-19 08:44:53
@phdthesis{1ca6101d-7890-4671-ba16-d446cb790255,
  abstract     = {The expression of surface adhesion molecules on white blood cells (WBC) and platelets, and the release of tumor necrosis factor-alpha (TNF-a) and interleukin-6 (IL-6) after incubation with expanded-polytetrafluoroethylene (ePTFE)- or woven Dacron grafts was determined. Both graft-materials induced alteration of the WBC adhesion molecule receptor and caused release of TNF-a and IL-6, higher for woven Dacron as compared to ePTFE. The expression of platelet surface antigens was less evidently influenced. Two anti-inflammatory drugs demonstrated to significantly reduce the release of TNF-a and IL-6. The light microscopic appearance by nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH)-diaphorase as well as factor VIII in endothelial cells (EC), lining the graft-surface during healing of stretch-ePTFE arterial grafts in porcine experiments, demonstrated a lower expression of NADPH-d and factor VIII compared to native EC. This may reflect immature EC and probably a decreased expression of nitric oxide (NO). An early inflammatory response was recorded in patients undergoing aorto-bifemoral bypass surgery with a release of IL-6 and C-reactive protein, but not TNF-a. The complement proteins varied their patterns with C1q depletion and C5a increase, interpreted as a complement activation. A corresponding methodology was used to study patients undergoing implantation of an endoluminal device, compared to conventional surgery for abdominal aortic aneurysms. During endovascular repair a majority of patients suffered a blood pressure decrease when the device was introduced. Further, a significant inflammatory response, mainly involving TNF-a was induced. Cell activation caused by the aneurysmal content could possibly explain the findings. Responses were confirmed by determination of surface adhesion molecule receptors on both circulating and sequestered WBC. Conventional repair induced responses related to the more extensive surgical trauma. To conclude, certain differences regarding acute cellular immune reactivity during vascular and endovascular surgery were demonstrated, mediated by surface adhesion molecules, various cytokines, and complement proteins.},
  author       = {Swartbol, Paul},
  isbn         = {91-628-2018-4},
  issn         = {0346-5934},
  keyword      = {traumatology,orthopaedics,Surgery,Inflammatory responses,Immunology,Grafts,Vascular,Endovascular,Kirurgi,ortopedi,traumatologi,serology,transplantation,Immunologi,serologi},
  language     = {eng},
  pages        = {112},
  publisher    = {P. Swartbol, Centrumplein 31, 7607 SB Almelo, The Netherlands,},
  series       = {Bulletin from the Department of Surgery, University of Lund},
  title        = {Blood-Graft Interactions: With special reference to cellular immune-reactivity in vascular and endovascular surgery.},
  volume       = {106},
  year         = {1996},
}