Summary
Lo sviluppo e la sperimentazione di dispositivi endovascolari per il trattamento dell'aneurisma intracranico è ancora di grande importanza. La maggior parte dei modelli di aneurisma utilizzati oggi mancano delle importanti caratteristiche di una parete degenerata arteriosa o dell'emodinamica di una vera biforcazione. Pertanto, abbiamo mirato a progettare un nuovo modello di biforcazione della sacca arteriosa nei conigli.
Abstract
Il trattamento endovascolare per gli aneurismi intracranici ha acquisito importanza negli ultimi decenni, di conseguenza vi è una maggiore necessità di testare i dispositivi endovascolari. I modelli animali che rispettano le condizioni reologiche, emodinamiche e della parete dell'aneurisma sono altamente garantiti. Pertanto, lo scopo del presente studio era quello di progettare una nuova tecnica chirurgica standardizzata e riproducibile per creare aneurismi di biforcazione della sacca arteriosa autologa con condizioni della parete non modificate e modificate nei conigli.
Gli aneurismi di biforcazione sono stati creati dall'anastomosi end-to-side dell'arteria carotide comune destra sulla sinistra, entrambi che fungono da arterie madri per la sacca arteriosa, che è stata cucita microchirurgicamente. Gli innesti sono stati prelevati dall'arteria carotide comune destra prossimale, sia per il gruppo di controllo (n = 7, reimpianto autologo immediato) che modificato (n = 7, incubato con 100 unità internazionali di elastasi per 20 minuti prima del reimpianto autologo). La pervietà della sacca e dell'arteria genitore è stata controllata mediante angiografia a fluorescenza immediatamente dopo la creazione. Al follow-up (28 giorni), tutti i conigli sono stati sottoposti ad angiografia a risonanza magnetica potenziata a contrasto e angiografia a fluorescenza seguita da raccolta di aneurisma, valutazione macroscopica e istologica.
Un totale di 16 femmine di conigli bianchi neozelandesi sono stati operati. Due animali sono morti prematuramente. Al follow-up, l'85,72% di tutti gli aneurismi è rimasto brevetto. Entrambi i gruppi hanno rivelato un aumento delle dimensioni dell'aneurisma nel tempo; questo era più pronunciato nel gruppo di controllo (6,48 ± 1,81 mm3 al momento della creazione contro 19,85 ± 6,40 mm3 al follow-up, p = 0,037) che nel gruppo modificato (8,03 ± 1,08 mm3 al momento della creazione vs. 20,29 ± 6,16 mm3 al follow-up, p = 0,054).
I nostri risultati dimostrano l'adeguatezza di questo nuovo modello di coniglio che consente la creazione di aneurismi di biforcazione con diverse condizioni della parete in un approccio microchirurgico. Data l'eccellente pervietà a lungo termine e la proprietà della crescita dell'aneurisma nel tempo, questo modello può servire come uno strumento importante per la valutazione preclinica di nuove terapie endovascolari.
Introduction
L'emorragia subaracnoidea derivante dalla rottura dell'aneurisma intracranico (IA) può essere efficacemente controllata con tecniche di occlusione endovascolare o microchirurgica 1,2,3,4. Diverse terapie endovascolari, per superare la principale limitazione della recidiva di IA dopo l'avvolgimento, hanno acquisito importanza negli ultimi decenni generando una maggiore necessità di testare i dispositivi endovascolari. Per testare questi nuovi approcci terapeutici, modelli animali appropriati che rispettino le proprietà reologiche, l'emodinamica e le condizioni della parete dell'aneurisma sono altamente giustificati 5,6,7. In questo contesto, studi clinici e preclinici hanno già rivelato l'importante ruolo delle condizioni della parete dell'aneurisma per quanto riguarda la rottura dell'aneurisma e la recidiva dopo l'occlusione, concentrandosi in particolare sulla perdita di cellule murali 7,8,9.
Finora, gli aneurismi sperimentali nei conigli sono stati spesso creati da ceppi dell'arteria carotide comune incubata dall'elastasi (CCA) o da sacche venose suturate in una biforcazione artificiale CCA. 10,11,12,13,14,15,16 Pertanto, non è mai stato descritto un vero modello di biforcazione della sacca arteriosa.
Lo scopo di questo studio era quello di progettare una tecnica sicura, veloce e standardizzata per la creazione microchirurgica di aneurismi di biforcazione con diverse condizioni di parete in un modello di coniglio (Figura 1). Ciò è stato ottenuto suturando sacchetti arteriosi non modificati e modificati in una biforcazione artificiale creata di entrambi i CCA.
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Protocol
Tutte le cure veterinarie sono state eseguite in conformità con le linee guida istituzionali (tutti gli esperimenti sono stati approvati dal Comitato locale per la cura degli animali del Cantone di Berna, Svizzera (BE 108/16)) e condotti sotto la supervisione di un anestesista veterinario certificato dal consiglio. Le linee guida ARRIVE e i principi 3R sono stati rigorosamenteseguiti 17,18.
NOTA: Ospitare tutti gli animali a una temperatura ambiente di 22\u201224 Celsius (°C) e mantenere un ciclo luce/buio di 12 ore (h). Fornire accesso gratuito a dieta ad acqua, pellet e fieno ad libitum ogni volta. Le analisi statistiche sono state eseguite utilizzando il test wilcoxon-Mann-Whitney-U non parametrico. Un valore di probabilità (p) di ≤ 0,05 è stato considerato significativo.
1. Fase prechirurgica
- Eseguire un esame clinico preoperatorio dettagliato di tutti i conigli previsti per l'intervento chirurgico immediatamente accanto a una sala operatoria silenziosa e asettica mantenendo una temperatura di 23 ± 3 °C.
- Registrare il peso di ciascun animale, valutare macroscopicamente le mucose, il tempo di ricarica capillare e la qualità del polso.
- Più avanti eseguire l'auscultazione cardiaca con uno stetoscopio e palpazione addominale.
- Sulla base dei risultati clinici, attribuire una classificazione dell'American Society of Anesthesiologists (ASA) a ciascun coniglio19. Includere solo animali con un punteggio ASA I nello studio.
- Rasare entrambe le orecchie esterne con un rasoio elettrico e applicare la crema prilocaina-lidocaina su entrambe le arterie auricolari e le vene.
- Sedare il coniglio con una combinazione di 20 milligrammi (mg)/killogram (kg) di ketamina, 100 mg/kg di dexmedetomidina e 0,3 mg/kg di metadone iniettato per via sottocutanea (SC) tramite una siringa.
- Lasciare ogni animale indisturbato per almeno 15 min.
- Successivamente, sotto ossigenazione supplementare con 3 litri (l) / minuto (min) attraverso una maschera facciale allentata e un monitoraggio costante attraverso un pulsossimetro, posizionare una cannula da 22 G nell'arteria centrale auricolare sinistra e un'altra cannula da 22 G nella vena auricolare dell'orecchio controlaterale.
- Rasare il campo chirurgico (collo) e iniettare lo 0,75% di ropivacaina peri-incisionale per via intradermica. Quindi radersi la fronte e prepararsi a posizionare sensori elettroencefalografici pediatrici (EEG).
- Indurre l'anestesia generale con propofol 1-2 mg/kg per via endovenosa (IV) ad effetto. Quindi intubare immediatamente la trachea di tutti i conigli con un tubo di silicone (diametro interno di 3 millimetri (mm)) sotto controllo capnografico. Successivamente, trasportare tutti i conigli in sala operatoria, metterli in reclinazione dorsale e collegare il tubo a un sistema circolare pediatrico.
- Ottenere l'approfondimento e il mantenimento dell'anestesia attraverso l'isoflurano nell'ossigeno, mirando a una concentrazione massima di isoflurano di marea dell'1,3%.
- Garantire il monitoraggio clinico e strumentale (pulsossimetria, doppler e pressione arteriosa invasiva, elettrocardiogramma a 3 derivazioni, EEG, monitoraggio della temperatura rettale e gas inalati ed espirati) fino all'estubazione tracheale.
- Per mantenere l'idratazione, fornire il lattato di Ringer a una velocità continua di infusione (CRI) di 5 ml/kg/h attraverso l'accesso venoso. Confermare sempre la corretta anestesia usando pizzichi delle dita dei piedi ad un intervallo di 10 minuti.
- Disinfettare il campo chirurgico utilizzando iodio povidone dal manubrium sterni ad entrambi gli angoli della mascella. Ora, eseguire il drappeggio sterile del campo chirurgico.
- Durante l'intervento chirurgico, fornire analgesia con lidocaina a un CRI di 50 microgrammi (μg) / kg / min e fentanil a 3 \ u201210 μg / kg / h. Applicare ventilazione spontanea o assistita e ipercapnia permissiva. Eseguire l'analisi dei gas del sangue arterioso almeno una volta durante l'intervento chirurgico.
- Trattare l'ipotensione rilevante (pressione arteriosa media < 60 mmHg) con noradrenalina. Prevenire l'ipotermia (temperatura rettale ≤ 38 °C) utilizzando una piastra riscaldante o un sistema di riscaldamento ad aria forzata.
2. Fase chirurgica – Fase I
- Iniziare l'intervento chirurgico con un'incisione cutanea mediana dal manubrium sterni al livello degli angoli della mascella / laringe. Sezionare bruscamente la pelle e i tessuti molli con un bisturi, forbici chirurgiche e pinze. Separare medialmente il sottocute e il cuscinetto grasso mediante dissezione smussata.
- Entra nella cresta superiore anteriore del muscolo sternocleidomastoideo medialmente sul lato sinistro con una dissezione smussata, usando micro pinze e forbici chirurgiche.
- Macroscopicamente, eseguire una preparazione smussata e separare accuratamente il CCA sinistro dal nervo vagale distalmente per evitare la paresi laringea utilizzando ulteriormente micro pinze e forbici chirurgiche (Figura 2). Si noti che la biforcazione del CCA sinistro funge da punto di riferimento intraoperatorio (Figura 3 e Figura 4A). Per tutti i seguenti passaggi, utilizzare uno spandifilo di tessuti molli per migliorare la visualizzazione chirurgica.
- Dopo aver avuto successo nella preparazione e nella liberazione del CCA distale sinistro dal nervo vagale, somministrare papaverina (40 mg/ml, 1:1 diluito in soluzione isotonica di cloruro di sodio allo 0,9%) localmente. Proteggere continuamente tutti i segmenti del vaso con micro tamponi seguiti da un'ulteriore somministrazione di papaverina esternamente. Posizionare il CCA sinistro imbevuto di papaverina sotto il tessuto muscolare autologo per proteggere il vaso dall'essiccazione sotto la luce del microscopio operatorio.
- Cambia lato massimizzando il comfort del chirurgo durante la procedura operativa. Ripetere la stessa procedura chirurgica sul lato destro. Sezionare il CCA distalmente e prossimalmente fino ai punti di riferimento predefiniti (biforcazione carotidea a livello degli angoli della mascella / laringe e della vena giugulare interna; Figura 4A,B). Reinserire uno spargitore e somministrare micro tamponi e papaverina come descritto in precedenza.
- Prima della legatura del CCA prossimale destro, iniettare l'eparina (500 unità internazionali (UI)/kg) per via sistemica tramite un catetere dell'orecchio venoso.
- Usa un microscopio chirurgico d'ora in poi. In primo luogo, ligate il CCA prossimale destro con una sutura non assorbibile 4-0 direttamente all'estremità del punto di riferimento prossimale macroscopicamente visibile per evitare qualsiasi tensione sul vaso arterioso.
- In secondo luogo, applicare una legatura non assorbibile 6-0 esattamente 4\u20125 mm distalmente utilizzando una clip del recipiente per la misurazione, considerando che dopo aver tagliato distalmente dalla prima legatura 4-0, la sacca arteriosa risultante sarà di lunghezza standardizzata di circa 3\u20124 mm in ogni animale (Figura 5A,C).
- Dopo aver stretto la legatura 6-0, bloccare il CCA destro il più lontano possibile con una clip temporanea del vaso (come normalmente utilizzato nella chirurgia dell'aneurisma cerebrale) per evitare qualsiasi danno endoteliale e creare un lungo segmento del vaso per l'irrigazione al fine di prevenire la trombogenesi (Figura 5B).
- Ora esegui un taglio distalmente alla legatura non assorbibile 4-0. Per raccogliere la sacca arteriosa (Figura 5C), eseguire un secondo taglio distalmente alla legatura non assorbibile 6-0.
- Pulire meticolosamente la sacca arteriosa da tutti i tessuti molli e misurarne la lunghezza, la larghezza e la profondità (Figura 5C) con una clip per vasi. Se non sono necessarie ulteriori modifiche, mantenere l'innesto arterioso autologo in una soluzione eparinizzata (500 UI/100 ml in cloruro di sodio isotonico allo 0,9%) a temperatura ambiente fino a nuovo utilizzo.
3. Degradazione arteriosa della sacca
- Se è necessaria una degradazione della sacca arteriosa, pulirla meticolosamente dai tessuti molli e preincubarla con 100 UI di elastasi suina disciolta in 5 ml di Tris-tampone a temperatura ambiente il giorno dell'esperimento per 20 minuti. Non utilizzare una tecnica a pennello. Incubare la sacca arteriosa per via intra ed extraluminale utilizzando uno shaker.
- Prima di mettere il sacchetto in una soluzione eparinizzata di cloruro di sodio isotonico allo 0,9%, strisciarlo delicatamente tre volte per 3 minuti con una pinza anatomica in soluzione isotonica di cloruro di sodio allo 0,9% per lavare via l'elastasi suina rimanente.
- Se necessario, mantenere il lume della sacca arteriosa aperta con un microtubo in silicone; proteggere meticolosamente il CCA sinistro e destro durante l'intera procedura chirurgica con micro imbottiture bagnate.
4. Fase chirurgica – Fase II
- Per un'ulteriore preparazione del CCA, posizionare due micro tamponi rotondi direttamente sotto di esso per spostare l'arteria in modo più superficiale. Ora, metti un micro tampone con un'imbottitura viola sotto il CCA sinistro al terzo distale per una migliore visualizzazione dell'arteria.
- Lavare il CCA prossimale destro con una soluzione di cloruro di sodio isotonico allo 0,9% combinato con 500 UI di eparina disciolta in 100 ml di cloruro di sodio isotonico allo 0,9%. Per creare un'anastomosi senza tensione, posizionare il CCA destro sotto il cuscinetto di grasso / muscolatura peritracheale utilizzando le forbici chirurgiche per scavare il tunnel sul lato sinistro. Rimuovere i tessuti molli dell'arteria.
- Ora esegui un'incisione della bocca di pesce di 2 mm sul lato prossimale del CCA destro usando una micro forbice e una pinza.
- Cambiare il lato del tavolo operatorio. Clip il CCA distale sinistro con un'altra clip temporanea della nave seguita dal CCA sinistro prossimale con due clip temporanee della nave. Proteggere tutti i segmenti dei vasi esposti dall'essiccazione sotto la luce chirurgica utilizzando micro tamponi bagnati.
- Liberare completamente il terzo distale del CCA sinistro dai tessuti molli ed eseguire un'arteriotomia. Utilizzare micro pinze chirurgiche e afferrare delicatamente alcuni tessuti molli. Ora elevare l'arteria e incidere lentamente il CCA distale sinistro con una micro forbice chirurgica. Lavare i segmenti del recipiente con eparina (500 UI disciolti in 100 ml di soluzione isotonica di cloruro di sodio allo 0,9%).
- Dopo aver eseguito l'arteriotomia con micro pinze curve e micro forbici, ingrandire l'arteriotomia situata al terzo distale del CCA sinistro distalmente, misurando circa 2 volte il diametro del blunt destro dell'arteria carotide e dell'innesto autologo. Ciò consente un flusso sanguigno sufficiente nella sacca arteriosa.
- Estrarre la sacca arteriosa dalla soluzione salina eparinizzata. Posizionare la sacca nel campo chirurgico, dove è prevista la biforcazione. Inizia a suturare la parte posteriore della carotide destra con una sutura caudale smussata con una sutura 9-0 non assorbibile, seguita da una sutura sul lato posteriore cranicamente posizionato a livello dell'incisione della bocca di pesce. Termina la cucitura posteriore da distale a prossimale con punti singoli.
- Durante la sutura, mantenere umidi tutti i sacchetti preincubati con elastasi con irrigazione continua. Durante la sutura della parete del vaso della sacca, utilizzare micro pinze chirurgiche curve per aprire delicatamente il lume con la sua punta. Ogni volta che si suturano parti del CCA sinistro o destro prossimale, utilizzare micro pinze chirurgiche dritte. Successivamente, suturare il lato posteriore orizzontale.
- Successivamente sutura il lato anteriore orizzontale, a partire dalla cupola dell'aneurisma che si sposta alla sua base. Successivamente, inizia con punti singoli distalmente sul lato anteriore muovendosi caudalmente.
- Per tutti i passaggi 4.5\u20124.8 durante la sutura dell'anastomosi prestare attenzione solo ad afferrare la parte del vaso vicino all'arteriotomia per evitare la stenosi iatrogena. Inoltre, inumidire continuamente tutti i segmenti dei vasi durante l'intera procedura chirurgica in modo extraluminale con una siringa riempita con soluzione di cloruro di sodio eparinizzato (500 UI disciolti in 100 ml di cloruro di sodio isotonico allo 0,9%) e proteggerli con micro tamponi bagnati.
- Prima di terminare l'anastomosi, irrigare l'intero complesso con una soluzione di cloruro di sodio isotonico allo 0,9% parradinica intraluminale (500 UI disciolte in 100 ml di cloruro di sodio isotonico allo 0,9%). Attenzione che le borse arteriose modificate con elastasi devono essere cucite il più rapidamente possibile a causa della loro forte tendenza ad asciugarsi e a trombosi. A causa del comportamento aggressivo della concentrazione residua di elastasi nella sacca per quanto riguarda la digestione dei vasi circonferenziali, procedere rapidamente con l'intervento chirurgico per ri-perfondere rapidamente il complesso del vaso.
- Rimuovere gradualmente tutti i morsetti vascolari temporanei.
- Rimuovere il morsetto distale dal CCA sinistro. Accettare sanguinamenti minori e fissarlo imprimendo delicatamente micro tamponi sull'anastomosi. Successivamente, rimuovere il morsetto del CCA destro, premere delicatamente con micro tampone e pinza per evitare la formazione di trombi.
- Se necessario, sostituire le clip vascolari temporanee per fornire una coagulazione sufficiente. Successivamente, alleviare entrambe le clip della nave dal lato sinistro prossimalmente. Se necessario in qualsiasi passaggio, sostituire le clip per consentire la coagulazione o per eseguire la ricucitura.
- In questa fase eseguire l'angiografia a fluorescenza del complesso vascolare (Figura 6 e Figura 7).
NOTA: L'angiografia a fluorescenza viene eseguita somministrando 1 ml di fluoresceina IV, utilizzando 2 filtri passabanda, uno smartphone con videocamera e un faretto per biciclette. Questa procedura è già stata descritta altrove 20,21,22. - Infine, chiudere il situs operativo. Riadattare e suturare delicatamente il cuscinetto di grasso con una sutura riassorbibile 3-0 con singoli nodi per proteggere l'anastomosi. Chiudi subcutis e skin nello stesso modo.
5. Fase postchirurgica
- Interrompere la somministrazione di isoflurano e analgesia sistemica alla fine dell'intervento chirurgico e fornire l'estubazione tracheale non appena il riflesso della deglutizione è tornato.
- Somministrare 0,5 mg/kg di meloxicam IV, 10 mg/kg di aspirina (ASS) IV, 100 μg di vitamina B12 SC e 20 mg/kg di clamoxyl IV.
- Fornire ossigenazione supplementare e riscaldamento attivo fino a quando i conigli non hanno riacquistato spontaneamente la reclinazione sternale.
- Eseguire il follow-up postoperatorio e la cura degli animali quattro volte al giorno per i primi tre giorni, in conformità con le linee guida per la valutazione e la gestione del dolore nei roditori e nei conigli23,24.
- Somministrare analgesia post-operatoria tramite un cerotto di fentanil (12 μg/h) applicato sull'orecchio esterno, meloxicam una volta al giorno SC per tre giorni e metadone come terapia di salvataggio SC, secondo il foglio di punteggio per la valutazione del dolore. Somministrare 250 UI/kg di eparina a basso peso molecolare (LMH) per via sottocutanea per tre giorni in tutti i conigli.
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Representative Results
A seguito di una serie pilota di sette animali, in totale 16 animali sono stati inclusi nel protocollo sperimentale. Due animali sono morti prematuramente e sono stati quindi esclusi dall'analisi finale (mortalità del 12,5%). Calcolato su 14 animali, il tasso di pervietà immediata dell'aneurisma durante l'angiografia a fluorescenza è stato del 71,43% sia nel gruppo di controllo che in quello modificato. Quattro aneurismi hanno dovuto essere riaperti con evacuazione consecutiva del trombo e dopo una ripetuta angiografia a fluorescenza c'è stata una pervietà documentata in tutti i casi (100%). Il tasso di pervietà dell'aneurisma nell'angiografia CON MR e fluorescenza è stato dell'85,72% nel controllo e dell'85,72% nel gruppo modificato con elastasi al follow-up dopo 28 giorni (due animali hanno mostrato trombosi completa dell'arteria genitore e dell'aneurisma e quindi sono stati esclusi da ulteriori analisi). La trombosi parziale è stata osservata analizzando le ricostruzioni tridimensionali dell'imaging MR (Figura 9) in 3 dei 12 casi rimanenti. Entrambi i gruppi hanno dimostrato un aumento delle dimensioni dell'aneurisma nel tempo; gruppo di controllo: 6,48 ± 1,81 mm3 al momento della creazione contro 19,85 ± 6,40 mm3 al follow-up, p = 0,037 (tutti i test statistici sono stati eseguiti utilizzando il test Wilcoxon-Mann-Whitney-U non parametrico); gruppo modificato: 8,03 ± 1,08 mm3 al momento della creazione contro 20,29 ± 6,16 mm3 al follow-up, p = 0,054), che non mostra alcun significato tra i due tassi di crescita (p = 0,87). Non c'era emorragia correlata all'aneurisma postoperatorio. La durata media della procedura chirurgica per il gruppo di controllo è stata di 164 ± 10 min (range, 122\u2012187 min) rispetto a 201 ± 13 min (range, 158\u2012250 min) per il gruppo modificato. Una media di 24 ± 1 suture interrotte (range, 21\u201226) è stata necessaria per creare aneurismi nel gruppo di controllo, 25 ± 2 (range, 18\u201228) punti nel gruppo elastasi. La Figura 8 e la Figura 9 mostrano le caratteristiche istologiche e le misurazioni morfometriche CE-3D-MRA degli aneurismi da biforcazione il giorno 28.
Figura 1: Diagramma di flusso dell'impostazione sperimentale.
In totale, dopo una fase pilota di sette animali, sono stati operati 16 animali e randomizzati al pretrattamento del gruppo di controllo o dell'elastasi. Due animali sono morti nel primo decorso postoperatorio. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Fase operativa iniziale.
Fase operativa iniziale, raffigurante l'arteria carotide sinistra (freccia bianca), il nervo vagale (freccia nera) (A) e l'attenta separazione dell'arteria carotide sinistra dal nervo vagale distalmente per evitare la paresi laringea (B). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Schema delle fasi chirurgiche.
Viene mostrato l'arco aortico (§) con entrambe le arterie carotidi (arteria carotide sinistra, x; arteria carotide destra, #) di un coniglio bianco della Nuova Zelanda (A). Sull'arteria carotide destra prossimale, viene eseguita una legatura 4-0 e una legatura 6-0 aggiunta distalmente (B). La sacca arteriosa autologa (*) è già stata raccolta e il contundente dell'arteria carotide destra viene suturato al terzo distale dell'arteria carotide sinistra (C) creando la biforcazione arteriosa complessa artificiale (D). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Biforcazione dell'arteria carotide sinistra come punto di riferimento distale per il lato sinistro e destro (A, nero *) e la vena giugulare interna come punto di riferimento prossimale per la preparazione del lato destro (B, bianco *). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: Le fotografie mostrano le legature prossimali 4-0 e 6-0 dell'arteria carotide destra per la creazione di una nuova sacca arteriosa vitale (A), il posizionamento della clip sull'arteria carotide destra sopra le due legature (B) e la sacca autologa raccolta (C). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 6: Creazione di aneurismi arteriosi arteriosi vitali (A) e dopo pretrattamento con elastasi (A.1) (*).
La stessa situazione dopo aver eseguito un'angiografia a fluorescenza che mostra la pervietà delle arterie madri e degli aneurismi stessi (B, B.1). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 7: Angiografia a fluorescenza del complesso vascolare.
Fotografia ingrandita (A) dal situs operativo dopo la creazione di un aneurisma di biforcazione complesso pretrattato con elastasi (x). Nero * raffigura l'arteria carotide comune destra, bianco * sinistra. La linea tratteggiata mostra il centro del collo. La stessa situazione dopo aver eseguito un'angiografia a fluorescenza che mostra la pervietà delle arterie madri e dell'aneurisma stesso (B). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 8: Esempio di istologia su uno zoom digitale 2 volte e 20 volte di un aneurisma vitale in una costellazione di biforcazione.
La parete vitale (#) è caratterizzata da un'alta densità cellulare. * raffigura il lume dell'aneurisma, a il lume di destra, b il lume dell'arteria carotide prossimale sinistra, § il lato luminale ingrandito dell'aneurisma. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 9: Risultati istologici correlati con l'imaging MR.
(A) Esempio di zoom digitale 2 volte di sacca arteriosa modificata cucita su una biforcazione arteriosa La cupola dell'aneurisma tromboso parziale (#), il lume dell'aneurisma (*), il lume del prossimale sinistro (b) e distale (a) e il lume dell'arteria carotide destra (c) è mostrato. (B) raffigura le misurazioni morfometriche CE-3D-MRA dell'aneurisma dopo 28 giorni. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| n | Tempo di funzionamento (min) |
Peso (g) | # di Suture n) |
Diametro Arteria genitore prossimale all'aneurisma (mm) |
Tempo di sutura (min) |
Diametro Arteria genitore distale all'aneurisma (mm) |
Diametro Aneurisma baseline (mm) |
Volume di riferimento (mm3) |
Follow-up dell'aneurisma del diametro (mm) |
Follow-up del volume (mm3) |
|
| Sacchetti vitali | |||||||||||
| 1 | 187 | 4100 | 24 | 2.5 | 54 | 2.8 | 1 | 1.96 | 1.5 | 5 | |
| 2 | 183 | 4200 | 24 | 3.3 | 53 | 2.9 | 1 | 2.35 | 2.8 | 7.73 | |
| 3 | 163 | 3800 | 26 | 3.4 | 66 | 3 | 1.5 | 4.71 | 3.1 | 28.03 | |
| 4 | 122 | 3600 | 22 | 2.8 | 42 | 2.8 | 2 | 6.28 | 3.2 | 47.37 | |
| 5 | 180 | 3700 | 24 | 3.2 | 45 | 3 | 2 | 10.99 | 2 | 15.82 | |
| 6 | 149 | 3700 | 21 | 2.3 | 47 | 2.2 | 2 | 12.56 | 3.1 | 15.11 | |
| Media ± SEM | 164.00 ± 10.22 | 3850,00 ± 99,16 | 23.50 ± 0.72 | 2,92 ± 0,19 | 51.17 ± 3.52 | 2,78 ± 0,12 | 1.58 ± 0.201 | 6.48 ± 1.81 | 2,62 ± 0,29 | 19.85 ± 6.40 | |
| Sacchetti di elastasi | |||||||||||
| 1 | 158 | 3400 | 26 | 2.9 | 76 | 2.6 | 2 | 9.42 | 2.1 | 12.26 | |
| 2 | 180 | 3400 | 27 | 3.5 | 43 | 2.8 | 2 | 10.99 | 3.3 | 46.16 | |
| 3 | 250 | 3900 | 27 | 3.5 | 70 | 3.2 | 1.4 | 6.59 | 2.2 | 10.1 | |
| 4 | 208 | 4200 | 28 | 3 | 45 | 2.6 | 2 | 9.42 | 2.6 | 24 | |
| 5 | 192 | 3660 | 18 | 2.8 | 53 | 2.8 | 2 | 8.24 | 2.7 | 4.03 | |
| 6 | 217 | 3200 | 24 | 2.7 | 58 | 2.8 | 1.5 | 3.53 | 2.2 | 25.16 | |
| Media ± SEM | 200.83 ± 13.00 | 3626,67 ± 151,58 | 25.00 ± 1.51 | 3,07 ± 0,14 | 57.50 ± 5.43 | 2.80 ± 0.09 | 1,82 ± 0,12 | 8,03 ± 1,08 | 2,52 ± 0,19 | 20.29 ± 6.16 | |
| valore p | 0.06 | 0.22 | 0.14 | 0.46 | 0.42 | 0.5 | // | 0.46 | // | 0.87 | |
Tabella 1: Caratteristiche chirurgiche e misure morfometriche CE-3D-MRA.
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Discussion
Il nostro studio dimostra la fattibilità della creazione di un vero modello di aneurisma di biforcazione con diverse condizioni di parete nei conigli. Complessivamente, nello studio sono state incluse 14 femmine di conigli bianchi neozelandesi con un peso medio di 3,7 ± 0,09 kg e un'età media di 112 ± 3 giorni. L'85,72% di tutti gli aneurismi è rimasto brevetto durante un follow-up a 28 giorni. Due animali sono morti prematuramente (12,5% di mortalità).
Studi precedenti hanno suggerito una varietà di modelli di aneurisma extracranico per analizzare la gestione del trattamento dell'aneurisma endovascolare 25,26,27,28. Tuttavia, nessuno di questi ha permesso il confronto di diverse condizioni della parete. Esperimenti precedenti hanno già studiato aneurismi decellularizzati in un aneurisma modello di ratto a parete lateralemodello 29. Il modello presentato nel presente studio rappresenta un raffinamento traslazionale, dal momento che un vero modello di biforcazione della sacca arteriosa che imita diverse condizioni della parete non è stato ancora descritto in letteratura. Inoltre, gli aneurismi intracranici nell'uomo si verificano più frequentemente nelle biforcazioni arteriose30,31. Inoltre, i modelli di coniglio si sono dimostrati molto vicini all'uomo per quanto riguarda l'emodinamica e la comparabilità del sistema di coagulazione e più avanti hanno dimostrato di essere convenienti 32,33,34.
I modelli di sacca venosa nei conigli (esclusivamente, bilobulare complesso, bisaculare complesso o con collo largo) sono già stati ben descritti. 12,13,35,36 Come accennato, la tecnica di impiantare vere sacche arteriose o pareti di vasi degenerati in una biforcazione artificiale non è stata ancora descritta. 37,38,39 Nel nostro studio, il tasso di mortalità era del 12,5%. Rispetto alla letteratura con alti tassi di morbilità e mortalità fino al 50%, siamo rimasti chiaramente al di sotto e quindi abbiamo dimostrato la fattibilità di creare aneurismi complessi di biforcazione arteriosa in conigli con bassa morbilità, mortalità e alti tassi di pervietà a breve e lungo termine e a lungo termine27. Un ulteriore fattore importante che ha permesso di abbassare i tassi di morbilità e mortalità in questa serie di conigli è stata l'implementazione di tecniche chirurgiche da precedenti esperienze del nostro laboratorio12. Esemplare, la tecnica di preparazione accurata di un lungo segmento del CCA sinistro è stata applicata e raffinata per sezionare solo il terzo distale, soprattutto per evitare lesioni iatrogene sul nervo vagale e sui nervi laringei superiori. Inoltre, i tessuti molli altamente trombogenici sono stati rimossi meticolosamente da entrambi i CCA prima di eseguire un'anastomosi senza tensione. Le suture, sempre a partire dal retro per un migliore controllo visivo, sono state mantenute basse in numero per evitare la trombogenesi iatrogena. Se necessario, è stata eseguita la sigillatura con tessuto adiposo autologo attorno all'anastomosi per ridurre al minimo il rischio di sanguinamento postoperatorio; allo stesso modo riadattare e suturare il cuscinetto di grasso direttamente sopra l'anastomosi ha fornito un ulteriore effetto protettivo. Una preparazione controllata e la dissezione del nervo vagale con fibre laringee associate, nonché una preparazione sufficiente del CCA destro prossimalmente e distalmente per creare un'anastomosi senza tensione, svolgono un ruolo chiave nel ridurre la mortalità e la morbilità da distress respiratorio o paralisi laringea12.
L'uso del regime anticoagulante con LMH per tre giorni, l'uso di ASS (fornito come singolo colpo immediato postoperatorio) insieme alla somministrazione sistemica di eparina appena iniziata prima di chiudere il CCA destro ha portato all'85,72% di aneurisma e pervietà genitore-vaso. Questi risultati sono in linea con le nostre precedenti esperienze con i modelli di sacchetti venosi 10,11,12,13,40. A questo proposito, anche l'angiografia a fluorescenza intraoperatoria ha contribuito a buoni tassi di pervietà a lungo termine con una riduzione della morbilità. Nei casi di rilevamento del trombo nell'aneurisma stesso o nell'arteria genitore, la riapertura dell'anastomosi è stata eseguita con evacuazione del trombo20. Non è stata osservata alcuna emorragia spontanea da aneurisma. Tuttavia, l'irrigazione extraluminale continua e la protezione dei vasi con micro tamponi umidi e l'irrigazione intraluminale con soluzione salina eparinizzata allo 0,9% hanno contribuito in modo additivo a contrastare le influenze trombogeniche. A nostro avviso, l'anestesia equilibrata e il continuo monitoraggio intraoperatorio e post-operatorio hanno influenzato positivamente anche la mortalità e la morbilità. Estendere la cura analgesica per almeno 72 ore e garantire un'alimentazione ininterrotta avrebbe potuto contribuire a ridurre altre complicanze come le ulcere da stress gastrointestinale.
Diversi studi hanno dimostrato un aumento più forte delle dimensioni dell'aneurisma negli aneurismi deteriorati nel tempo 7,29. Nella nostra serie, questi risultati non hanno potuto essere confermati. Il gruppo di controllo ha dimostrato una significativa crescita dell'aneurisma nel tempo. Tuttavia il valore p del gruppo modificato ha mostrato una tendenza verso un modello di crescita significativo rispetto al gruppo di controllo (p = 0,054). Questo tasso di crescita insignificante con volumi uguali nel gruppo modificato con elastasi dopo 28 giorni potrebbe essere almeno parzialmente spiegato dal grande volume iniziale di aneurisma. Inoltre, il piccolo numero di animali e il follow-up di soli 28 giorni è una potenziale ragione per cui la crescita estesa dell'aneurisma è stata osservata solo in due casi. Inoltre, c'è una curva di apprendimento coinvolta per il chirurgo 14,15,41.
Manca ancora un confronto diretto tra le sacche di biforcazione modificate con elastasi, in termini di trattamento della bobina endovascolare. Per le sacche venose, un tasso iniziale di occlusione completa e incompleta del 35% e del 65% era già stato segnalato27. Dopo 3\u20126 mesi di follow-up, l'occlusione completa potrebbe essere oggettivata nel 15%27. Per quanto riguarda gli eccellenti tassi di pervietà di questo nuovo modello animale presentato, le sacche degenerate arteriose possono essere ulteriormente valutate con embolizzazione a bobina, trattamento con stent o embolizzazione a bobina assistita da stent in un contesto prospettico in condizioni fisiologiche e fisiopatologiche.
Le sacche arteriose modificate con elastasi sono difficili da cucire perché le pareti della sacca sono molto appiccicose; la sacca stessa reagisce in modo molto trombogenico e quindi il lume non è così naturalmente aperto rispetto al gruppo di controllo. Quando si sutura la sacca, assicurarsi che non venga applicata alcuna tensione sui vasi circonferenziali perché l'elastasi si comporta in modo aggressivo nel compromettere l'angioarchitettura delle arterie madri come menzionato sopra.
Infine, questo modello, se praticato per un certo periodo di tempo, fornisce un grande valore per i residenti neurochirurgici nell'adattare le abilità microchirurgiche eseguendo continuamente procedure altamente microchirurgiche42. Dopo la formazione iniziale, le tecniche possono essere facilmente applicate ed eseguite in modo sicuro e standardizzato.
I limiti di questo studio sono il basso numero di animali in termini di studio di fattibilità, nonché le potenziali proprietà trombogeniche del materiale di sutura e della sacca arteriosa modificata. Più avanti, questo modello raffigura un modello di aneurisma extracranico che non può essere impostato equivalente a un'impostazione intracranica. Inoltre, questo modello richiede molte risorse (un veterinario, un assistente chirurgico, un infermiere e macchine per anestesia). Un vantaggio dell'approccio è la possibilità di impiantare sacche arteriose e non modificate con elastasi in un unico intervento chirurgico. Quindi, i principi 3R riguardanti il benessere degli animali sono rigorosamente seguiti.
In sintesi, presentiamo un protocollo nuovo, riproducibile e standardizzato per creare aneurismi autologhi di biforcazione della sacca arteriosa che imitano diverse condizioni della parete. Data l'eccellente pervietà a lungo termine e la proprietà della crescita dell'aneurisma nel tempo anche nel gruppo di sacche non modificate e modificate, questo modello può servire come strumento importante per un'ulteriore valutazione preclinica di nuovi dispositivi endovascolari. Di sicuro, questi risultati devono essere confermati in una serie più grande.
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Disclosures
Questo lavoro è stato sostenuto dai fondi di ricerca del Consiglio della ricerca, Kantonsspital Aarau, Aarau, Svizzera e dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica FNS (310030_182450). Gli autori sono gli unici responsabili della progettazione e della conduzione dello studio presentato e non dichiarano interessi concorrenti.
Acknowledgments
Gli autori ringraziano Olgica Beslac e Kay Nettelbeck per l'ottimo supporto e l'assistenza tecnica durante la fase peri-operatoria e Alessandra Bergadano, DVM, PhD, per la supervisione dedicata della salute animale a lungo termine.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3-0 resorbable suture | Ethicon Inc., USA | VCP428G | |
| 4-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | G0762563 | |
| 6-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | C0766070 | |
| 9-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | G1111140 | |
| Adrenaline | Amino AG | 1445419 | any generic |
| Amiodarone | Helvepharm AG | 5078567 | any generic |
| Anesthesia machine | Dräger | any other | |
| Aspirin | Sanofi-Aventis (Suisse) SA | 622693 | any generic |
| Atropine | Labatec Pharma SA | 6577083 | any generic |
| Bandpass filter blue | Thorlabs | FD1B | any other |
| Bandpass filter green | Thorlabs | FGV9 | any other |
| Bipolar forceps | any other | ||
| Bicycle spotlight | any other | ||
| Biemer vessel clip (2 x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FD560R | temporary |
| Bispectral index (neonatal) | any other | ||
| Blood pressure cuff (neonatal) | any other | ||
| Clamoxyl | GlaxoSmithKline AG | 758808 | any generic |
| Dexmedetomidine | Ever Pharma | 136740-1 | any generic |
| Electrocardiogram electrodes | any other | ||
| Elastase | Sigma Aldrich | 45125 | any generic |
| Ephedrine | Amino AG | 1435734 | any generic |
| Esmolol | OrPha Swiss GmbH | 3284044 | any generic |
| Fentanyl (intravenous use) | Janssen-Cilag AG | 98683 | any generic |
| Fentanyl (transdermal) | Mepha Pharma AG | 4008286 | any generic |
| Fluoresceine | Curatis AG | 5030376 | any generic |
| Fragmin | Pfizer PFE Switzerland GmbH | 1906725 | any generic |
| Glyco | any generic | ||
| Heating pad | any other | ||
| Isotonic sodium chloride solution (0.9%) | Fresenius KABI | 336769 | any generic |
| Ketamine | Pfizer | 342261 | any generic |
| Laboratory shaker | Stuart | SRT6 | any other |
| Lidocaine | Streuli Pharma AG | 747466 | any generic |
| Longuettes | any other | ||
| Metacam | Boehringer Ingelheim | P7626406 | any generic |
| Methadone | Streuli Pharma AG | 1084546 | any generic |
| Microtubes | any other | ||
| Micro needle holder | any other | ||
| Midazolam | Accord Healthcare AG | 7752484 | any generic |
| Needle holder | any other | ||
| O2-Face mask | any other | ||
| Operation microscope | Wild Heerbrugg | any other | |
| Papaverine | Bichsel | any generic | |
| Prilocaine-lidocaine creme | Emla | any generic | |
| Propofol | B. Braun Medical AG, Switzerland | any generic | |
| Pulse oxymeter | any generic | ||
| Rectal temperature probe (neonatal) | any other | ||
| Ropivacaine | Aspen Pharma Schweiz GmbH | 1882249 | any generic |
| Scalpell | Swann-Morton | 210 | any other |
| Small animal shaver | any other | ||
| Smartphone | any other | ||
| Soft tissue forceps | any other | ||
| Soft tissue spreader | any other | ||
| Stainless steel sponge bowls | any other | ||
| Sterile micro swabs | any other | ||
| Stethoscope | any other | ||
| Straight and curved micro-forceps | any other | ||
| Straight and curved micro-scissors | any other | ||
| Straight and curved forceps | any other | ||
| Surgery drape | any other | ||
| Surgical scissors | any other | ||
| Syringes 1 ml, 2ml and 5 ml | any other | ||
| Tris-Buffer | Sigma Aldrich | 93302 | any generic |
| Vascular clip applicator | B. Braun, Germany | FT495T | |
| Vein and arterial catheter 22 G | any generic | ||
| Vitarubin | Streuli Pharma AG | 6847559 | any generic |
| Yasargil titan standard clip (2 x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FT242T | temporary |
References
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