Summary
Vi utførte en ett-punkts, lipofil celle-tracer injeksjon for å spore endotelceller, etterfulgt av en arteriotomi og suturering av sidevegganeurismer på abdominal rotte aorta. Neointimaformasjonen virket avhengig av foreldrearterien i decellulariserte aneurisme og ble fremmet av rekrutteringen fra aneurismeveggceller i vitale cellerike vegger.
Abstract
Mikrokirurgisk klipping skaper en påfølgende barriere av blodstrøm i intrakranielle aneurismer, mens endovaskulær behandling er avhengig av neointima- og trombedannelse. Kilden til endotelceller som dekker det endoluminale laget av neointima er fortsatt uklart. Derfor var målet med den nåværende studien å undersøke opprinnelsen til neointima-dannende celler etter cellesporerinjeksjon i den allerede veletablerte Helsinki rottemikrokirurgiske sidevegganeurismemodellen.
Sidevegganeurisme ble opprettet ved å suturere decellulariserte eller vitale arterielle poser fra ende til side til aorta hos mannlige Lewis-rotter. Før arteriotomi med aneurisme sutur, ble en celle-tracer injeksjon som inneholder CM-Dil fargestoff utført i klemmet aorta for å merke endotelceller i tilstøtende kar og spore deres spredning under oppfølging (FU). Behandling etterfulgt av spoling (n = 16) eller stenting (n = 15). Ved FU (7 dager eller 21 dager) gjennomgikk alle rotter fluorescensangiografi, etterfulgt av aneurismehøsting og makroskopisk og histologisk evaluering med immunhitologiske celletall for bestemte interesseregioner.
Ingen av de 31 aneurismemene hadde sprukket ved oppfølging. Fire dyr døde for tidlig. Makroskopisk gjenværende perfusjon ble observert hos 75,0% spolet og 7,0% av stenterte rotter. Mengden cellesporerpositive celler ble betydelig forhøyet i decellularisert stent sammenlignet med spolede aneurisme med hensyn til trombe på dag 7 (p = 0,01) og neointima på dag 21 (p = 0,04). Ingen signifikante forskjeller ble funnet i trombe eller neointima i vitale aneurisme.
Disse funnene bekrefter dårligere helbredende mønstre i spolet sammenlignet med stentede aneurisme. Neointimaformasjonen virker spesielt avhengig av foreldrearterien i decellulariserte aneurisme, mens den støttes av rekrutteringen fra aneurismeveggceller i vitale cellerike vegger. Når det gjelder oversettelse, kan stentbehandling være mer hensiktsmessig for høyt degenererte aneurisme, mens spoling alene kan være tilstrekkelig for aneurisme med for det meste sunne karvegger.
Introduction
Subarachnoid blødning forårsaket av brudd på en intrakraniell aneurisme (IA) er en ødeleggende nevrokirurgisk tilstand forbundet med høy sykelighet og dødelighet 1,2,3,4. I tillegg til mikrokirurgisk klipping, som gir direkte endotel-til-endotelkontakt, har endovaskulære enheter fått økende betydning de siste tiårene for behandling av ruptured og for øvrig oppdaget IAer. Den helbredende responsen i endovaskulært behandlede IAer avhenger hovedsakelig av neointimadannelse og trombeorganisasjon. Begge er synergiske prosesser, avhengig av cellemigrasjon fra det tilstøtende fartøyet og aneurismeveggen. 5 Til dags dato er opprinnelsen til endotelceller i neointimadannelse av endovaskulærbehandlede aneurisme fortsatt uklart. Det pågår en debatt i litteraturen om kilden som nyintimadannende celler rekrutteres fra.
Ved å bruke en cellesporerinjeksjon av CM-Dil-fargestoff (se materialtabellen) i abdominal aorta hos rotter, hadde vi som mål å analysere rollen som endotelceller, med opprinnelse i foreldrearterien, i neointimaformasjonen ved to forskjellige FU-tidspunkter (dag 7 og dag 21) (figur 1). En fordel med modellen er den direkte lokale cellesporerinkubasjonen in vivo i en foreldrearterie før aneurisme sutur, slik at FU på senere tidspunkter. In vivo injeksjonsteknikker, som cell-tracer inkubasjon, har ikke blitt beskrevet i litteraturen. En fordel med denne teknikken er den direkte, ettpunkts, intraoperative, in vivo-injeksjonen , noe som gjør modellen robust og reproduserbar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Veterinærstøtte ble utført i henhold til institusjonelle retningslinjer. Forsøkene ble godkjent av Den lokale etikkkomiteen i Sveits (BE 60/19). ARRIVE-retningslinjene og 3R-prinsippene er strengt fulgt 6,7. 31 hannrotter, 12 uker gamle og veier 492 ± 8 g, ble inkludert. Hus alle rotter ved en romtemperatur på 23 °C og en lys-/mørk syklus på 12 timer. Gi gratis tilgang til vann og pellets. Statistiske analyser er utført ved hjelp av den ikke-parametriske Wilcoxon-Mann-Whitney U-testen. Sannsynlighetsverdier (p) på ≤ 0,05 og/eller ≤ 0,01 ble ansett som signifikante.
1. Preoperativ fase-generell forberedelse og anestesiologiske aspekter
- Tilfeldiggjør rotter til enten spole- eller stentbehandlingsgrupper (figur 2) via et nettbasert randomiseringssystem. Utfør nå en preoperativ klinisk undersøkelse av alle dyr som er planlagt for kirurgi ved siden av et stille, aseptisk operasjonsrom som opprettholder en romtemperatur på 23 ± 3 °C. Analyser dyrenes oppførsel og inspiser slimhinnene og turgor som en del av den preoperative kliniske undersøkelsen.
- Registrer vekten av hvert dyr.
- Før operasjonen inkuberer du arterielle poser fra donorrotter i 0,1% natriumdodecylsulfat i 10 timer ved 37 °C for å oppnå decellulariserte aneurisme8. Samle disse posene fra donor dyr noen dager før operasjonen.
- Forbered hele lengden på abdominal aorta med mikroscissorer og tang og påfør 6-0 nonabsorbable ligaturer med et intervall på 3-4 mm.
- Generer direkte vitale aneurisme intraoperativt av en tidligere ligatert arteriell karpose fra thoracic delen av et donordyr9. Utfør thoracotomy med saks og kirurgiske tang på det angitte FU-tidspunktet og ligat karposen i ønsket lengde.
- Implanter posen direkte i mottakeren og høst aneurisme fra donordyret for ytterligere makroskopisk analyse og histologisk behandling.
- For anestesiinduksjon, plasser alle rotter i en ren boks utstyrt med oksygen (O2) til bevissthetstap etter 5-10 min. Bedøv rotter med en subkutan (SC) injeksjon av en blanding av fentanyl 0,005 mg/kg, medetomidin 0,15 mg/kg og midazolam 2 mg/kg.
MERK: Dette sikrer et kirurgisk plan på minst 45 min. - Kontroller dybden på anestesi ved fravær av pedaluttakets refleks.
- Plasser rottene i en liggende stilling og barber thoracoabdominaldelen med en elektrisk barbermaskin.
- Fest de 4 potene til rottene med tape på et brett, dekket av en varmepute koblet til en autoregulerende rektal sonde. Sett rektal sonde i rottens anus for å opprettholde ønsket temperatur på 37 °C ved hjelp av varmeputen.
- Nå installerer du en sensor på høyre bakben koblet til et datastyrt system for å sjekke vitale tegn intraoperativt.
- Dekk rottens nese og munn med en ansiktsmaske. Hvis du krever langvarig anestesi, start isofluran (1,0-2,0% titrert til effekt i 100% O2).
- Desinfiser det kirurgiske feltet med povidon-jod eller vekslende desinfeksjonsmidler og draper det kirurgiske feltet på en steril måte.
- For perianestetisk omsorg, bruk et sterilt oftalmisk smøremiddel på øynene og dekk dem med en ugjennomsiktig foliemaske for å forhindre tørking og skade fra den kirurgiske lampen.
- Gjennom operasjonen, levere oksygen kontinuerlig via ansiktsmasken, overvåke kroppstemperaturen, og gi varme ved hjelp av en varmepute, opprettholde normothermia.
- Overvåk andre vitale tegn kontinuerlig (puls og pust distensjon, hjerte- og pustefrekvens og oksygenmetning).
2. Operativ fase - celle-tracer injeksjon
MERK: Den detaljerte kirurgiske tilnærmingen i Helsinki rottemikrokirurgiske sidevegganeurismemodell9 og teknikker for spole- og stentimplantasjon er beskrevet andre steder 8,10,11.
- Oppbevar den fluorescerende lipofile cellesporeren ved ≤ -20 °C hele tiden, beskyttet mot lys.
- Utfør operasjonen ved å forberede rotte aorta og kavalåre, etterfulgt av separasjon av begge, samt proksimal og distal midlertidig klemming av aorta.
MERK: Denne teknikken er beskrevet tidligere9.- Klem de proksimale og distale delene av aorta med to midlertidige titanklemmer.
- Sett en mikroswab med lilla polstring hver under de proksimale og distale delene av aorta for bedre visualisering av arterien.
- Beskytt nå magen med våt gasbind.
- På operasjonsdagen oppløses 2 μL av cellesporeren ved pipettering i 1 ml fosfatbufret saltvann (PBS).
- Overfør blandingen til en 1 ml sprøyte utstyrt med en 27-1/2 G (0,4 x 13 mm) steril kanyle.
MERK: Vær forsiktig så du unngår lyseksponering mens du utfører trinn 2.5 og 2.6. - Slå av lyset i operasjonssalen. Mens du ser under et mikroskop, utfør ettpunktsinjeksjonen i den midterste ventrale delen av aorta ved hjelp av mikro tang og injiser forsiktig 1 ml heparinisert 0,9% saltoppløsning.
- Injiser cellesporeren forsiktig (video 1) og slå umiddelbart av operasjonsmikroskopet også. Igjen, beskytt magen med våt gasbind.
- La fargestoffet inkubere i minst 15 min. Etter inkubasjonsperioden slår du på mikroskopet og driftsromslysene.
- Utfør langsgående arteriotomi og suturering av aneurisme, som beskrevet andre steder11.
- Bruk mikroforceps og mikroscissorer for å utføre arteriotomien slik at lengden er gjennomsnittlig diameteren på den høstede aneurismen (trinn 1.3). For å sikre riktig lengde, plasser aneurismen ved siden av aorta før du utfører arteriotomi. Suturer aneurismen med 8-10 enkeltmasker ved hjelp av en ikke-brennbar 10-0 sutur, og fjern forsiktig de midlertidige klemmene som starter distally-under kontinuerlig vanning med heparinisert saltvann. Lukk såret på en lagdelt måte. Vær oppmerksom på at bruk en spolepakketetthet på 1 cm.
MERK: Teknikken for spole- eller stentimplantasjon er beskrevet andre steder 810.
- Bruk mikroforceps og mikroscissorer for å utføre arteriotomien slik at lengden er gjennomsnittlig diameteren på den høstede aneurismen (trinn 1.3). For å sikre riktig lengde, plasser aneurismen ved siden av aorta før du utfører arteriotomi. Suturer aneurismen med 8-10 enkeltmasker ved hjelp av en ikke-brennbar 10-0 sutur, og fjern forsiktig de midlertidige klemmene som starter distally-under kontinuerlig vanning med heparinisert saltvann. Lukk såret på en lagdelt måte. Vær oppmerksom på at bruk en spolepakketetthet på 1 cm.
3. Postoperativ faseovervåking og analgetisk behandling
- På slutten av operasjonen, reversere anestesi med en SC injeksjon blanding av buprenorfin 0,05 mg/kg, atipamezol 0,75 mg/kg, og flumazenil 0,2 mg/kg. La hvert operert dyr komme seg i et rent bur til det er helt våkent og varmt, etter behov, med en varmelampe.
- I 3 dager, administrer 1 mg/kg meloksikam (en injeksjon eller oral påføring per dag) og buprenorfin (0,05 mg/kg fire ganger hver dag) SC. Over natten, gi buprenorfin kontinuerlig i drikkevannet med samme dosering: 6 ml buprenorfin 0,3 mg/ml, 360 ml drikkevann, 10 ml 5 % glukose.
- I den umiddelbare postoperative fasen, hus hvert dyr i et enkelt bur for beskyttelse. Omgrupper dyrene etter 24 timer.
- Hvis en rotte viser urolig eller aggressiv oppførsel etter SC-injeksjon, administrer buprenorfin i drikkevannet i løpet av dagen.
- Gi myk fôr på burgulvet for å støtte fôring og gjenoppretting postoperativt.
- Observer og ta vare på alle dyrene i henhold til velvære og smerte score ark.
- Administrer rednings analgesi SC (meloksikam 1 mg/kg og 0,05 mg/kg buprenorfin) ved behov.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Totalt 31 dyr ble inkludert i laboratoriet: 27 rotter ble inkludert i den endelige statistiske analysen; 4 rotter døde for tidlig (12,9% dødelighet). Intraoperativt var pustedistensjon signifikant (p = 0,03) redusert i stent- (12,9 μm ± 0,7) sammenlignet med spolebehandlede (13,5 μm ± 0,6) rotter. Fluorescens angiografi ble utført for hver rotte på slutten av den endelige FU. Reperfusjon ble indisert hos alle 6 spolebehandlede dyr, mens reperfusjon ble observert hos bare 12,5% av de 8 stentbehandlede dyrene.
Samlede baseline aneurismevolumer for dag 7 og dag 21 var ikke signifikant forskjellige (verken for decellulariserte (p = 0,9) eller vitale (p = 0,1) aneurisme) mellom spole- eller stentbehandlingsgruppene (figur 3). Samlet FU-volumer for decellulariserte aneurisme viste en ikke-signifikant aneurismevekst i spolet sammenlignet med de stentede aneurisme (p = 0,28), betydelig større i vital spolet enn den stentede gruppen (60,1 mm3 ± 31,1 mm3 vs. 20,5 mm3 ± 20,6 mm3; p = 0,002).
Mengder cellesporerpositive celler i neointima av decellulariserte aneurisme var ikke signifikant forskjellig mellom stent- eller spolebehandlede grupper på dag 7 FU (p = 0,8), men var signifikant høyere hos stentede rotter på dag 21 FU (figur 4; p = 0,04). I vitale aneurisme-suturerte rotter ble det ikke registrert signifikante forskjeller verken ved 7 dager (p = 1,0) eller 21 dager (figur 5) FU (p = 0,66). I decellulariserte aneurisme ved 7 dager FU forble betydelig flere cellesporerpositive celler i tromben til den stentbehandlede sammenlignet med den spolebehandlede gruppen (p = 0,01). Denne forskjellen ble ikke observert i vitale aneurisme ved 7 dager FU. Se tabell 1 for andelen cellesporerpositive celler for decellularisert, samt vitale spolede og stentede aneurisme for dag 7 og dag 21 FU. Motstaining for von Willebrand faktor (F8) ble utført i endotelceller av neointima av hver rotte (figur 6).
Gjennomsnittlig varighet av kirurgisk prosedyre var 119,1 ± 21,3 min for spolegruppen sammenlignet med 154,1 ± 30,2 min for stentgruppen (p = 0,001). Antall masker for aneurisme suturer varierte også betydelig (p = 0,000002) for spolen (15,6 ± 2,9 masker) og stentgrupper (11,3 ± 1,1).
Figur 1: Flytskjema for den eksperimentelle innstillingen. Totalt 35 dyr ble operert og randomisert til spole- eller stentinggrupper. To dyr av stentgruppen døde i det umiddelbare postoperative kurset. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Intraoperative fotografier av aneurisme under spole- og stentemboliisering. (A) viser en sidevegg-aneurisme (#), suturert på abdominal rotte aorta (*). Legg merke til spoleenheten som ble introdusert i aneurismen før du utfører den siste enkeltmasken for å fullføre aneurisme suturen. Legg merke til den rosa fargingen (pilen) på venstre side av arteriotomien, noe som indikerer riktig fordeling av cellesporeren. (B) Samme innstilling som i A, som viser stentapparatet som allerede er in situ. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Makroskopiske postmortemmålinger hos 31 dyr. Aneurismevolumer (mm3) ble dokumentert før implantasjon og ved oppfølging, representert langs y-aksen. (A) Baseline (decellularisert), (B) oppfølging (decellularisert), (C) baseline (vital), (D) oppfølging (vital). Data for dag 7 og dag 21 er samlet. ** p < 0,01. Verdier uttrykkes som medianer med interkvartile områder. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Eksemplarisk bilde av en stentbehandlet decellularisert aneurisme på dag 21. Høyre, bildeoversikt over en monoklonal antiα-SMA, celle-utarmet aneurisme (2-fold forstørrelse) vises; skala bar = 150 μm. Venstre, motangrep med DAPI; røde celler er cellesporerpositive (A) i aneurismeveggen, (B) i tromben, (C) gjenværende fargede, men falmede cellesporerpositive celler i neointima, og (D) i det tilstøtende karkomplekset. Skalastenger = 100 μm (A-D). Enkeltpil markerer aneurismeveggen, dobbeltpil den overordnede arterien. Forkortelser: DAPI = 4',6-diamidino-2-fenylindole; α-SMA = α-glatt muskel aktin. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5: Eksemplarisk bilde av en spolebehandlet vital aneurisme på dag 21. Høyre side, bildeoversikt over en monoklonal antiα-SMA, cellerik aneurisme (2 ganger forstørrelse) vises; skala bar = 150 μm. Venstre side, motstellert med DAPI; røde celler er cellesporerpositive (A) i aneurismeveggen, (B) i tromben, (C) flere positive celler i neointima og (D) i det tilstøtende karkomplekset. Skalastenger = 100 μm (A-D). Enkeltpil markerer aneurismeveggen, dobbeltpil den overordnede arterien. Forkortelser: DAPI = 4',6-diamidino-2-fenylindole; α-SMA = α-glatt muskel aktin. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: 40 ganger forstørrelse fra F8-farging. # skildrer trombeformasjonen* neointima og § den endoluminale siden under aneurismeåpningen. Legg merke til endotellaget vist som lilla farging i det endoluminale laget av neointima. Skalastang = 175 μm. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| DAPI/CM-Dil fargestoff (%) | Spiral | Stent | |||
| Dag 7 | Dag 21 | Dag 7 | Dag 21 | ||
| Decellulariserte poser | Neointima | 68.00% | 7.70% | 72.20% | 34.30% |
| Overordnet arterie | 75.50% | 10.50% | 76.50% | 35.60% | |
| Trombe | 7.50% | 5.50% | 25.20% | 8.30% | |
| Aneurisme vegg | 12.20% | 8.50% | 11.70% | 9% | |
| Vitale poser | Neointima | 56.70% | 11.50% | 58.20% | 15.00% |
| Overordnet arterie | 60.00% | 24.20% | 81.50% | 26.00% | |
| Trombe | 62.00% | 26.20% | 71.20% | 23.70% | |
| Aneurisme vegg | 13.20% | 10.20% | 13.50% | 11.60% |
Tabell 1: Andel positive celler i cellesporer i neointima, foreldrearterie, trombe og aneurismevegg. Verdier fremstilles som prosenter for decellulariserte og vitale poser for spole- og stentbehandling for dag 7 og dag 21. Forkortelse: DAPI = 4',6-diamidino-2-fenylindol.
Video 1: Cell-tracer injeksjon i bukdelen av rotte aorta. Denne teknikken utføres ved hjelp av en ettpunkts injeksjon i den klemte rotteaortaen. Klikk her for å laste ned denne videoen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne studien viser at neointimaformasjonen formidles via endotelceller som stammer fra foreldrearterien til aneurismekomplekset, men støttes av rekruttering av celler avledet fra aneurismeveggen i vitale aneurisme. Likevel er rollen som sirkulerende stamceller i aneurismeheling fortsatt kontroversiell12,13. Totalt ble 31 mannlige Lewis rotter inkludert i denne undersøkelsen; bare 4 døde for tidlig (12,9 % dødelighet).
I motsetning til kirurgisk klipping, som fremmer påfølgende endotel-til-endotelkontakt, er suksessen med endovaskulær behandling avhengig av forsinkede biologiske responser. Nyutviklede teknikker, som strømningsavledning, bioaktive endovaskulære enheter eller intraluminale cellebaserte terapier, er bemerkelsesverdige med hensyn til endovaskulære behandlingsenheter14,15. I denne sammenhengen viser bevis at behandlingssuksess i vellykket aneurisme utryddelse er additivt forbundet med den biologiske responsen fra aneurismeveggen selv 5,16,17.
Nyere studier har antydet at trombeorganisasjon og neointimadannelse er samtidige prosesser i aneurismeheling etter endovaskulære terapier. Begge prosessene som er involvert i aneurismeheling, er avhengige av bevegelige celler fra det tilstøtende fartøyet til aneurismekomplekset og selve aneurismeveggen. Videre forenkles begge prosessene ved tilstedeværelse av endovaskulære enheter som spoler eller stenter. Som Grüter et al. demonstrerte,5 trombeorganiserende celler stammer hovedsakelig fra det tilstøtende fartøyet for begge typer endovaskulær behandling tilnærminger. Her er neointimaformasjonen i spolebehandlede aneurisme hovedsakelig avhengig av cellemigrasjon fra karveggen, mens det tilstøtende fartøyet fungerte som primærdonor i stentbehandlede aneurisme.
En vanlig tråd i å etablere og utvide forskningsspørsmål ved hjelp av Helsinki rottemikrokirurgisk sidevegganeurismemodell kan observeres gjennom årene. For det første, decellularisert og derfor degenerert aneurisme er mer utsatt for vekst og brudd enn cellerike vitale aneurisme9. Videre viste spolebehandling mer suksess i aneurismebehandling med vitale poser enn høyt degenererte8. Videre ga celletransplantasjon tilstrekkelig aneurismeheling i selv høyt degenererte aneurisme14. Sammenligning av forskjellige endovaskulære enheter i denne aneurismemodellen, stentbehandling var tydelig bedre enn spolebehandling alene11. Ved å sette pris på de forskjellige cellerekrutteringsmodusene i spolede og stentede aneurisme fra foreldrearterien og aneurismeveggen5, gjenstår de viktigste spørsmålene om neointimaformasjon hovedsakelig utløses av endotelceller fra foreldrearterien, celler fra aneurismeveggen eller til og med sirkulerende stamceller. Nyere funn om sirkulerende stamceller som utløser neointimadannelse er kontroversielle 12,13,15,18.
Bare hannrotter ble inkludert i denne serien for å unngå de forvirrende effektene av østrogen på aneurismevekst, trombedannelse og veggbetennelse, som rapportert tidligere19. I tillegg til den sofistikerte multimodale overvåkingen med fluorescens angiografi20 og vital tegnovervåking, brukte vi en bestemt cellesporer for å merke foreldrearterien for å skille celler avledet fra sirkulerende celler i blodet fra de som stammer fra sann migrasjon av nærliggende celler. Likevel kan vi ikke utelukke en liten falming av signalintensiteten til endotelcellene med tids- og celledeling, selv om studier har vist en sterk signalintensitet av myofibroblaster på disse tidspunktene (dag 7 og dag 21)14. Til slutt brukte denne aneurismemodellen hemodynamikk og etterfølgende biologiske prosesser, for eksempel frekvensen av spontan trombose eller aneurismeheling, som er sterkt påvirket av sideveggkonstellasjonen av aneurisme21.
Som vist i disse funnene, er det fortsatt åpenbart at det tilstøtende fartøyet til aneurismekomplekset fungerer som en viktig kilde til celler i å danne en neointima. Disse funnene er sterkt i tråd med de nylig publiserte resultatene fra Kallmes et al., som viser at stivere tykkelse også er en determinant for veggappposisjon i strømningsavledere, noe som er en viktig driver for effektiv endotelalisering. Her reduserer økende stivertykkelse sannsynligheten for misbillighet, forbedrer kontakten med foreldrearterieveggen, og optimaliserer derfor cellulær rekonstruksjon via stivere22. Hos rotter med decellulariserte aneurisme ble det observert en betydelig høyere mengde cellesporerpositive endotelceller i den stentede gruppen på dag 21 enn i den spolede gruppen samtidig (tabell 1).
Dette funnet kan tilskrives det faktum at stenter, anvendt i en cellerik region av foreldrearterien i selv høyt degenererte aneurisme, tjener som veiledende strukturer for cellebevegelser, slik at kontinuerlig endotelial foring av det endoluminale laget av neointima og gir progressiv aneurismeheling. Additivt, sammenligning av stenting og spoling på dag 7 FU, ble det observert en betydelig høyere mengde cellesporerpositive celler i tromben av stentede dyr enn hos spolede. Derfor er en rimelig forklaring at stent struts lett letter cellemigrasjon fra det tilstøtende fartøyet i tromben. I vitale aneurisme som sammenlignet spoling versus stenting, verken for neointima etter 21 dager, eller for trombedannelse på dag 7, ble det observert signifikante forskjeller i cellesporerpositive celler. I tråd med et tidligere funn5 kan dette tilskrives støtten til neointimaformasjon via cellerekruttering i sunne fartøyvegger.
Fraværet av betydelige forskjeller i mengdene cellesporerpositive celler i tromben etter 21 dager i decellularisert eller vital spolet og stented aneurisme er fordi neointima var nesten helt forseglet23. Derfor, selv via stenter, er cellemigrasjon til tromben ikke lenger mulig. Kritiske punkter som må vurderes mens du utfører stentimplantasjon inkluderer en mulig iatrogen karbrudd under stentpåføring eller kritisk stenosedannelse i arteriotomiområdet, med potensiell iskemiutvikling i underekstremitetene. For å forhindre iskemi, velg arteriotomistedet ved siden av karbifurkasjonen for innsetting av stenten liten nok til å unngå iatrogen stenose etter stentimplantasjon og suturering arteriotomi. Videre, før lukking, skyll denne regionen med heparinisert saltvann for å minimere distal transport av potensiell emboli på grunn av tilstedeværelsen av noen trombogene komponenter.
Materialer som kreves for disse prosedyrene er vanligvis ekstremt kostnadskrevende og sjeldne, og deres tilgjengelighet er avgjørende for unge innbyggere i nevrokirurgi24,25. Men i tillegg til rikdommen av informasjon hentet fra denne modellen, praktisere denne operasjonen vil bidra til å forbedre kirurgiske ferdigheter.
For å konkludere, den biologiske helbredende responsen av endovaskulært behandlede aneurismer i Helsinki rotte mikrokirurgisk sidevegg aneurisme modell avhenger av cellemigrasjon fra tilstøtende fartøykomplekset. Det støttes i tillegg av rekruttering av celler fra en vital, sunn aneurismevegg. Men i decellularisert og derfor svært degenerert aneurisme er foreldrecellerik arterie den viktigste kilden til celler for dannelsen av en neointima, som forenkles av endovaskulære enheter, som stenter, som forbinder de tilstøtende cellerike vevene til aneurismeåpningen. For å bidra til å oversette dette funnet til kliniske omgivelser, kan høyt degenererte aneurisme behandles via stillaser plassert i cellerike sunne fartøyregioner. Spoleemboliisering alene kan være tilstrekkelig for aneurisme med for det meste sunne karvegger.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne er eneansvarlig for utformingen og gjennomføringen av den presenterte studien og erklærer ingen konkurrerende interesser.
Acknowledgments
Forfatterne takker Alessandra Bergadano, DVM, PhD, for dedikert tilsyn med langsiktig dyrehelse. Dette arbeidet ble støttet av forskningsmidlene til Forskningsrådet, Kantonsspital Aarau, Aarau, Sveits og den sveitsiske nasjonale vitenskapsstiftelsen SNF (310030_182450).
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 | |
| Atipamezol | Arovet AG, Switzerland | ||
| Bandpass filter blue | Thorlabs | FD1B | any other |
| Bandpass filter green | Thorlabs | FGV9 | any other |
| Bipolar forceps | any other | ||
| Bicycle spotlight | any other | ||
| Board (20 x 10 cm) | any other | ||
| Buprenorphine | Indivior, Switzerland | 1014197 | |
| Camera | Sony NEX-5R, Sony, Tokyo, Japan | ||
| Cannula (27-1/2 G) | any other | ||
| Cell count software | Image-J version 1.52n, U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/ | ||
| CellTracker CM-Dil dye | ThermoFisher SCIENTIFIC, USA | C7000 | |
| Coil-Device | Styker, Kalamazoo, MI, USA | 2 cm of Target 360 TM Ultra, 2-mm diameter | |
| Desinfection | any other | ||
| Eye-lubricant | any other | ||
| Fentanyl | Sintetica, S.A., Switzerland | 98683 | any generic |
| Flumazenil | Labatec-Pharma, Switerzland | ||
| Fluoresceine | Curatis AG | 5030376 | any generic |
| Fluorescence microscope | Olympus BX51, Hamburg, Germany; Cell Sens Dimension Imaging software v1.8 | ||
| Foil mask | any other | ||
| Glucose (5%) | any other | ||
| Heating pad | Homeothermic Control Unit, Harvard, Edenbridge, England | any other | |
| Isotonic sodium chloride solution (0.9%) | Fresenius KABI | 336769 | any generic |
| Isoflurane | any generic | ||
| Longuettes | any other | ||
| Meloxicam | Boehringer Ingelheim | P7626406 | any generic |
| Medetomidine | Virbac, Switzerland | QN05CM91 | |
| Micro needle holder | any other | ||
| Midazolam | Roche, Switzerland | ||
| Monitoring-system | Starr Life Sciences Corp., 333 Allegheny Ave, Oakmont, PA 15139, United States | ||
| Needle holder | any other | ||
| O2-Face mask | any other | ||
| Operation microscope | OPMI, Carl Zeiss AG, Oberkochen, Germany | any other | |
| Oxygen | any other | ||
| Rectal temperature probe | any other | ||
| Scalpell | Swann-Morton | 210 | any other |
| Small animal shaver | any other | ||
| Smartphone | any other | ||
| Sodium dodecyl sulfate (0.1%) | Sigma-Aldrich | 11667289001 | |
| Soft feed | Emeraid Omnivore | any generic | |
| Soft tissue forceps | any other | ||
| Soft tissue spreader | any other | ||
| Stainless steel sponge bowls | any other | ||
| Stent-Device | Biotroni, Bülach, Switzerland | modified magmaris device, AMS with polymer coating, 6-mm length, 2-mm diameter | |
| Sterile micro swabs | any other | ||
| Straight and curved microforceps | any other | ||
| Straight and curved microscissors | any other | ||
| Straight and curved forceps | any other | ||
| Surgery drape | any other | ||
| Surgical scissors | any other | ||
| Syringes 1 mL, 2 mL, and 5 mL | any other | ||
| Tape | any other | ||
| Vascular clip applicator | B. Braun, Germany | FT495T | |
| Yasargil titan standard clip (2x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FT242T | temporary |
References
- Vergouwen, M. D., et al. Definition of delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage as an outcome event in clinical trials and observational studies: proposal of a multidisciplinary research group. Stroke. 41 (10), 2391-2395 (2010).
- Macdonald, R. L., et al. Preventing vasospasm improves outcome after aneurysmal subarachnoid hemorrhage: rationale and design of CONSCIOUS-2 and CONSCIOUS-3 trials. Neurocritical Care. 13 (3), 416-424 (2010).
- Wanderer, S., et al. Levosimendan as a therapeutic strategy to prevent neuroinflammation after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Journal of Neurointerventional Surgery. , (2021).
- Wanderer, S., et al. Aspirin treatment prevents inflammation in experimental bifurcation aneurysms in New Zealand White rabbits. Journal of Neurointerventional Surgery. 14 (2), 189-195 (2021).
- Gruter, B. E., et al. Patterns of neointima formation after coil or stent treatment in a rat saccular sidewall aneurysm model. Stroke. 52 (3), 1043-1052 (2021).
- Kilkenny, C., et al. Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines. British Journal of Pharmacology. 160 (7), 1577-1579 (2010).
- Tornqvist, E., et al. Strategic focus on 3R principles reveals major reductions in the use of animals in pharmaceutical toxicity testing. PLoS One. 9 (7), 101638 (2014).
- Nevzati, E., et al. Aneurysm wall cellularity affects healing after coil embolization: assessment in a rat saccular aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 12 (6), 621-625 (2020).
- Marbacher, S., et al. The Helsinki rat microsurgical sidewall aneurysm model. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (92), e51071 (2014).
- Nevzati, E., et al. Biodegradable magnesium stent treatment of saccular aneurysms in a rt model - introduction of the surgical technique. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (128), e56359 (2017).
- Gruter, B. E., et al. Testing bioresorbable stent feasibility in a rat aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 11 (10), 1050-1054 (2019).
- Kadirvel, R., et al. Cellular mechanisms of aneurysm occlusion after treatment with a flow diverter. Radiology. 270 (2), 394-399 (2014).
- Li, Z. F., et al. Endothelial progenitor cells contribute to neointima formation in rabbit elastase-induced aneurysm after flow diverter treatment. CNS Neuroscience & Therapeutics. 19 (5), 352-357 (2013).
- Marbacher, S., et al. Intraluminal cell transplantation prevents growth and rupture in a model of rupture-prone saccular aneurysms. Stroke. 45 (12), 3684-3690 (2014).
- Frosen, J., et al. Contribution of mural and bone marrow-derived neointimal cells to thrombus organization and wall remodeling in a microsurgical murine saccular aneurysm model. Neurosurgery. 58 (5), 936-944 (2006).
- Marbacher, S., Niemela, M., Hernesniemi, J., Frosen, J. Recurrence of endovascularly and microsurgically treated intracranial aneurysms-review of the putative role of aneurysm wall biology. Neurosurgical Review. 42 (1), 49-58 (2019).
- Frosen, J. Smooth muscle cells and the formation, degeneration, and rupture of saccular intracranial aneurysm wall--a review of current pathophysiological knowledge. Translational Stroke Research. 5 (3), 347-356 (2014).
- Fang, X., et al. Bone marrow-derived endothelial progenitor cells are involved in aneurysm repair in rabbits. Journal of Clinical Neuroscience. 19 (9), 1283-1286 (2012).
- Morel, S., et al. Sex-related differences in wall remodeling and intraluminal thrombus resolution in a rat saccular aneurysm model. Journal of Neurosurgery. , 1-14 (2019).
- Gruter, B. E., et al. Fluorescence video angiography for evaluation of dynamic perfusion status in an aneurysm preclinical experimental setting. Operative Neurosurgery. 17 (4), 432-438 (2019).
- Marbacher, S., Strange, F., Frosen, J., Fandino, J. Preclinical extracranial aneurysm models for the study and treatment of brain aneurysms: A systematic review. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 40 (5), 922-938 (2020).
- Ravindran, K., et al. Mechanism of action and biology of flow diverters in the treatment of intracranial aneurysms. Neurosurgery. 86, Suppl 1 13-19 (2020).
- Marbacher, S., et al. Loss of mural cells leads to wall degeneration, aneurysm growth, and eventual rupture in a rat aneurysm model. Stroke. 45 (1), 248-254 (2014).
- Morosanu, C. O., et al. Neurosurgical cadaveric and in vivo large animal training models for cranial and spinal approaches and techniques - systematic review of current literature. Neurologia i Neurochirurgia Polska. 53 (1), 8-17 (2019).
- Wanderer, S., et al. Arterial pouch microsurgical bifurcation aneurysm model in the rabbit. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e61157 (2020).
