Här beskriver vi tekniken för mikrokirurgisk framställning av jättebifurkationsaneurysm hos kaniner för utvärdering av endovaskulära anordningar.
Jätteaneurysm är farliga lesioner som kräver endovaskulär behandling, med hög frekvens av aneurysmrekanalisering och reruptur. Tillförlitliga in vivo-modeller är sällsynta men krävs för att testa nya endovaskulära enheter. Vi demonstrerar de tekniska aspekterna av skapandet av jättebifurkationsaneurysm hos nyzeeländska vita kaniner (2,5-5,5 kg). En 25-30 mm lång venpåse tas från den yttre halsvenen och en förgrening mellan de båda halspulsådrorna skapas mikrokirurgiskt. Påsen sys i bifurkationen för att efterlikna ett gigantiskt aneurysm. Detta protokoll sammanfattar vår tidigare publicerade standardteknik för venösa påsar med äkta arteriell förgrening av aneurysm och belyser dess väsentliga modifieringssteg för jätteaneurysm. Med hjälp av denna modifierade teknik kunde vi skapa en djurmodell för jätteaneurysm med hög jämförbarhet med människor avseende hemodynamik och koagulationssystem. Dessutom uppnåddes låg morbiditet och hög förekomst av aneurysm. Den föreslagna jätteaneurysmmodellen erbjuder en utmärkt möjlighet att testa nya endovaskulära enheter.
Endovaskulär embolisering har blivit ett viktigt alternativ till aneurysmklippning för behandling av brustna cerebrala aneurysm1. Den största nackdelen med denna behandlingsstrategi är den höga frekvensen av aneurysmrekanalisering med fördröjd aneurysmruptur2. Stora och gigantiska aneurysm har visat sig vara särskilt benägna att drabbas av dessa komplikationer. Därför utvecklas ständigt nya endovaskulära enheter3. Modeller för experimentella studier är nödvändiga för att testa dessa enheter 4,5.
Humana cerebrala aneurysm har studerats hos råttor, kaniner, hundar och svin 6,7,8. Kaninmodeller har dock visat den bästa jämförbarheten med människor när det gäller hemodynamik och koagulationssystemet 9,10,11,12. I modellen med venös påse artärbifurkation hos kaniner sys en venpåse in i en mikrokirurgiskt skapad verklig förgrening av båda de gemensamma halspulsådrorna (CCA) för att efterlikna ett aneurysm13. En verklig bifurkationsmodell för jätteaneurysm hos kaniner var dock inte tillgänglig förrän nyligen. De första resultaten med hjälp av beräkningsströmningsdynamik och biomekanisk testning publicerades av vår grupp 201614.
Eftersom jätteaneurysm utgör utmanande lesioner för behandling hos människor och en tillförlitlig djurmodell är avgörande för deras forskning, presenterar vi en komprimerad sammanfattning av de förbättrade teknikerna för att skapa gigantiska experimentella aneurysm12,13. Fördelarna med att använda denna metod är (i) minimal sjuklighet och hög aneurysmpatency 14, hög jämförbarhet med människor avseende hemodynamik och koagulationssystemet 9,10,11,12 och kostnadseffektivitet jämfört med hundmetoder, (ii) den sanna bifurkationsdesignen för ett gigantiskt aneurysm13, (iii) den goda hemodynamiska jämförbarheten av de skapade aneurysmerna som visas av beräkningsvätskedynamik 14och iv) den höga andelen långvarigt “patency”15.
Det finns några viktiga steg för att säkerställa replikerbarheten av protokollet som beskrivs ovan. Det är viktigt att noggrant avlägsna den trombogena periadventitiala vävnaden vid anastomosstället13. Man måste se till att anastomosen är spänningsfri och har så få suturer som möjligt. Vid jätteaneurysm är det viktigt att börja med baksidan av anastomosen. Detta ger bättre sikt och kontroll för de mest utmanande suturerna jämfört med tidigare föreslagna procedurer17,18,19.
Till skillnad från normalstora aneurysm är den viktigaste faktorn för att få ut venpåsen den noggranna prepareringen av ett 2-3 cm långt vensegment. Det är viktigt att dissekera alla små sidogrenar i den yttre halsvenen för att kunna ligera dem på ett säkert sätt. Vid suturering av anastomoserna bör direktkontakt med kärlen undvikas genom att lämna ändarna på de enskilda suturerna lite längre. Endast dessa fria suturändar ska gripas med pincetten för att flytta aneurysmkomplexet. Denna tekniska detalj hjälper till att använda en beröringsfri teknik med kärlen, vilket är en allmän princip inom vaskulär mikrokirurgi. En annan utmaning, jämfört med normalstora aneurysm, är den försämrade synen på baksidan av kärlaneurysmkomplexet som orsakas av den gigantiska aneurysmsäcken. Detta kan leda till ökade tekniska svårigheter på baksidan av anastomosen. Efter avslutad anastomos är en längre spolningstid nödvändig på grund av den högre sannolikheten för trombbildning i den gigantiska aneurysmsäcken. Man bör vara medveten om läckage, eftersom de är mycket vanliga. Om de inte är förseglade med fettkudden bör ytterligare suturer utföras.
En begränsning är användningen av ett extrakraniellt aneurysm som modell för intrakraniell patologi. Dessutom behövs höga mikrokirurgiska krav och välutrustade laboratorier för ett framgångsrikt genomförande av detta protokoll. Kaniner är också känsliga djur, och bra djurhållning är avgörande för överlevnaden.
Den presenterade modellen erbjuder flera fördelar jämfört med de nuvarande allmänt använda modellerna. Den mest utbredda nuvarande modellen för cerebrala aneurysm är elastasmodellen. För denna modell har dock biomekanisk testning av aneurysmväggens egenskaper aldrig utförts. Därför är den biomekaniska jämförbarheten av denna modell med mänskliga förhållanden oklar. Tvärtom är denna biomekaniska testning tillgänglig för vår föreslagna modell, som visar god jämförbarhet med mänskliga förhållanden14. En annan betydande fördel med denna föreslagna modell jämfört med elastasmodellen är den sanna bifurkationella hemodynamiken18. Denna modell skapas i en äkta artificiellt skapad bifurkation, medan den elastassmälta aneurysmsäcken bildas i CCA:s återvändsgränd och mer eller mindre efterliknar en sidoväggsgeometri.
Fram till detta datum fanns det nästan inga andra modeller av aneurysm att tillgå. Dessa modeller behövs dock starkt för utvärdering av nya endovaskulära produkter. Genomgång av litteraturen visar att endast en hundmodell för jättebifurkationsaneurysm har beskrivits20. Hundens hemodynamik och koagulationssystemet visade dock signifikanta skillnader i jämförelse med människor, medan kaninmodellen har visat sin överlägsenhet när det gäller dess jämförbarhet med människor14.
Nyutvecklade endovaskulära enheter för behandling av aneurysm testas ofta i kaninmodeller. Vår tidigare publicerade modell med aneurysm för venpåsar har använts för CE- och FDA-godkännande av sådana enheter 3,18. En tillförlitlig och jämförbar djurmodell för jätteaneurysm hos kaniner fanns dock inte tillgänglig förrän nyligen. Hos människor har jätteaneurysm de högsta rekanaliseringshastigheterna och fördröjd ruptur efter endovaskulär behandling. Därför är det angeläget med nya endovaskulära enheter, och industrin har tagit upp behovet av en gigantisk kaninmodell för aneurysm. En annan tillämpning är utvärdering av aneurysmväggen med hjälp av högfältsmagnetisk resonanstomografi, som syftar till att identifiera potentiella riskfaktorer för bristning, såsom aneurysmväggens diameter eller kontrastförstärkningsbeteende22. Dessutom behövs långtidsstudier för att utvärdera patencyen hos denna aneurysmmodell över tid, samt studier som visar aneurysmbeteendet med flödesavledande stentar och intrasackulära flödesavledare.
The authors have nothing to disclose.
Vi är tacksamma mot professor Heber Ferraz Leite, chef för så många internationella mikrokirurgiska workshops runt om i världen, för hans fördomsfria och värdefulla undervisningskultur.
Vi tackar för stöd från Open Access Publishing Fund vid Karl Landsteiner University of Health Sciences, Krems, Österrike. Studien finansierades av ett bidrag från Wiens borgmästares vetenskapliga fond. Kostnaden för denna publikation finansierades av Open Access Publishing Fund vid Karl Landsteiner University of Health Sciences, Krems, Österrike. Finansiärerna spelade ingen roll i utformningen av studien, insamlingen, analysen och tolkningen av data och skrivandet av manuskriptet.
0.9% Saline | Any genericon | ||
4% Papaverin HCl | Any genericon | ||
Ethilon 10-0 monofil non resorbable sutures | Ethicon Inc | 2814 | Taper point needle |
Evicel Bioglue | Ethicon Biosurgery Inc. | 3901 | |
Fentanyl dermal patch 12.5 μg/h | Any genericon | ||
Heparin | Any genericon | ||
Ketamin 50 mg/mL | Any genericon | ||
Neomycin sulfate 5 mg/mL | Any genericon | ||
Vicryl 4-0 polyfilament restorable sutures | Ethicon Inc | J386H | |
Xylazine 20 mg/mL | Any genericon |