الجيب الشرياني المجهري التشعب تمدد الأوعية الدموية نموذج في الأرنب
Summary
لا يزال تطوير واختبار الأجهزة داخل الأوعية الدموية لعلاج تمدد الأوعية الدموية داخل الجمجمة ذا أهمية كبيرة. معظم نماذج تمدد الأوعية الدموية المستخدمة اليوم تفتقد إما الخصائص المهمة للجدار الشرياني المتدهور أو ديناميكا الدم للتشعب الحقيقي. لذلك ، كنا نهدف إلى تصميم نموذج جديد لتشعب الجيب الشرياني في الأرانب.
Abstract
اكتسب العلاج داخل الأوعية الدموية لتمدد الأوعية الدموية داخل الجمجمة أهمية على مدى العقود الماضية ، وبالتالي هناك حاجة متزايدة لاختبار الأجهزة داخل الأوعية الدموية. النماذج الحيوانية التي تحترم ظروف جدار الريولوجيا والديناميكا الدموية وتمدد الأوعية الدموية لها ما يبررها للغاية. لذلك ، كان الهدف من هذه الدراسة هو تصميم تقنية جراحية موحدة وقابلة للتكرار جديدة لإنشاء تمدد الأوعية الدموية الذاتي لتشعب الجيب الشرياني مع ظروف الجدار غير المعدلة والمعدلة في الأرانب.
تم إنشاء تمدد الأوعية الدموية التشعب عن طريق مفاغرة من طرف إلى جانب من اليمين على الشريان السباتي المشترك الأيسر ، وكلاهما بمثابة شرايين الأم للجيب الشرياني ، الذي تم خياطته جراحيا مجهريا. تم أخذ الطعوم من الشريان السباتي المشترك الأيمن القريب ، إما للتحكم (n = 7 ، إعادة الزرع الذاتي الفوري) أو معدلة (n = 7 ، محتضنة مع 100 وحدة دولية elastase لمدة 20 دقيقة قبل إعادة الزرع الذاتي). تم التحكم في الجيب ومباح الشريان الأم عن طريق تصوير الأوعية الدموية الفلوري مباشرة بعد الخلق. في المتابعة (28 يوما) ، خضعت جميع الأرانب لتصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي المعزز بالتباين وتصوير الأوعية الفلوري متبوعا بحصاد تمدد الأوعية الدموية والتقييم العياني والنسيجي.
تم تشغيل ما مجموعه 16 أنثى من الأرانب البيضاء النيوزيلندية. مات حيوانان قبل الأوان. في المتابعة ، ظلت 85.72٪ من جميع تمدد الأوعية الدموية براءة اختراع. كشفت كلتا المجموعتين عن زيادة في حجم تمدد الأوعية الدموية مع مرور الوقت. كان هذا أكثر وضوحا في المجموعة الضابطة (6.48 ± 1.81 مم 3 في وقت الإنشاء مقابل 19.85 ± 6.40 مم 3 عند المتابعة ، p = 0.037) مقارنة بالمجموعة المعدلة (8.03 ± 1.08 مم 3 في وقت الإنشاء مقابل 20.29 ± 6.16 مم 3 عند المتابعة ، p = 0.054).
تظهر النتائج التي توصلنا إليها مدى كفاية نموذج الأرانب الجديد هذا الذي يسمح بإنشاء تمدد الأوعية الدموية المتشعب مع ظروف الجدار المختلفة في نهج الجراحة المجهرية. بالنظر إلى المباح الممتاز على المدى الطويل وخاصية نمو تمدد الأوعية الدموية بمرور الوقت ، قد يكون هذا النموذج بمثابة أداة مهمة للتقييم قبل السريري للعلاجات الجديدة داخل الأوعية الدموية.
Introduction
يمكن السيطرة على النزيف تحت العنكبوتية الناتج عن تمزق تمدد الأوعية الدموية داخل الجمجمة (IA) بشكل فعال إما عن طريق تقنيات الانسداد داخل الأوعية الدموية أو الجراحة المجهرية1،2،3،4. اكتسبت العلاجات المختلفة داخل الأوعية الدموية ، للتغلب على القيد الرئيسي لتكرار IA بعد اللف ، أهمية على مدى العقود الماضية مما أدى إلى زيادة الحاجة إلى اختبار الأجهزة داخل الأوعية الدموية. لاختبار أساليب العلاج الجديدة هذه ، فإن النماذج الحيوانية المناسبة التي تحترم الخصائص الريولوجية وديناميكا الدم وظروف جدار تمدد الأوعية الدموية لها ما يبررها بشدة5،6،7. في هذا السياق ، كشفت الدراسات السريرية وكذلك قبل السريرية بالفعل عن الدور المهم لحالات جدار تمدد الأوعية الدموية فيما يتعلق بتمزق تمدد الأوعية الدموية وتكراره بعد الانسداد ، مع التركيز بشكل خاص على فقدان الخلايا الجدارية7،8،9.
حتى الآن ، غالبا ما تم إنشاء تمدد الأوعية الدموية التجريبي في الأرانب إما عن طريق جذوع الشريان السباتي المشترك المحتضن (CCA) أو الأكياس الوريدية المخيطة في تشعب CCA اصطناعي. 10,11,12,13,14,15,16 وبالتالي ، لم يتم وصف نموذج تشعب الجيب الشرياني الحقيقي.
كان الهدف من هذه الدراسة هو تصميم تقنية آمنة وسريعة وموحدة لإنشاء الجراحة المجهرية لتمدد الأوعية الدموية المتشعبات مع ظروف جدار مختلفة في نموذج أرنب (الشكل 1). وقد تحقق ذلك عن طريق خياطة الحقائب الشريانية غير المعدلة والمعدلة في تشعب اصطناعي تم إنشاؤه لكل من CCAs.
Protocol
Representative Results
Discussion
توضح دراستنا جدوى إنشاء نموذج تمدد الأوعية الدموية التشعب الحقيقي مع ظروف الجدار المختلفة في الأرانب. بشكل عام ، تم تضمين 14 أنثى من الأرانب البيضاء النيوزيلندية بمتوسط وزن 3.7 ± 0.09 كجم ومتوسط عمر 112 ± 3 أيام في الدراسة. 85.72٪ من جميع تمدد الأوعية الدموية ظلت براءة اختراع خلال المتابعة في 28 يوما…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يشكر المؤلفون أولجيكا بيسلاك وكاي نيتلبيك على دعمهم الممتاز ومساعدتهم التقنية خلال مرحلة ما قبل الجراحة وأليساندرا بيرجادانو ، DVM ، دكتوراه ، على الإشراف المتفاني على صحة الحيوان على المدى الطويل.
Materials
| 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 |
Referências
- Wanderer, S., Mrosek, J., Gessler, F., Seifert, V., Konczalla, J. Vasomodulatory effects of the angiotensin II type 1 receptor antagonist losartan on experimentally induced cerebral vasospasm after subarachnoid haemorrhage. Acta Neurochirurgica (Wien). 160 (2), 277-284 (2018).
- Vatter, H., et al. Effect of delayed cerebral vasospasm on cerebrovascular endothelin A receptor expression and function. Journal of Neurosurgery. 107 (1), 121-127 (2007).
- Andereggen, L., et al. The role of microclot formation in an acute subarachnoid hemorrhage model in the rabbit. Biomed Research International. , 161702 (2014).
- Eriksen, N., et al. Early focal brain injury after subarachnoid hemorrhage correlates with spreading depolarizations. Neurology. 92 (4), 326-341 (2019).
- Thompson, J. W., et al. In vivo cerebral aneurysm models. Neurosurgical Focus. 47 (1), 20 (2019).
- Bouzeghrane, F., Naggara, O., Kallmes, D. F., Berenstein, A., Raymond, J. International Consortium of Neuroendovascular C. In vivo experimental intracranial aneurysm models: a systematic review. American Journal of Neuroradiology. 31 (3), 418-423 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- Marbacher, S., et al. Complex bilobular, bisaccular, and broad-neck microsurgical aneurysm formation in the rabbit bifurcation model for the study of upcoming endovascular techniques. American Journal of Neuroradiology. 32 (4), 772-777 (2011).
- Marbacher, S., et al. Long-term patency of complex bilobular, bisaccular, and broad-neck aneurysms in the rabbit microsurgical venous pouch bifurcation model. Neurological Research. 34 (6), 538-546 (2012).
- Sherif, C., Marbacher, S., Erhardt, S., Fandino, J. Improved microsurgical creation of venous pouch arterial bifurcation aneurysms in rabbits. American Journal of Neuroradiology. 32 (1), 165-169 (2011).
- Sherif, C., et al. Microsurgical venous pouch arterial-bifurcation aneurysms in the rabbit model: technical aspects. Journal of Visualized Experiments. 51, 2718 (2011).
- Brinjikji, W., Ding, Y. H., Kallmes, D. F., Kadirvel, R. From bench to bedside: utility of the rabbit elastase aneurysm model in preclinical studies of intracranial aneurysm treatment. Journal of Neurointerventional Surgery. 8 (5), 521-525 (2016).
- Miskolczi, L., Guterman, L. R., Flaherty, J. D., Hopkins, L. N. Saccular aneurysm induction by elastase digestion of the arterial wall: a new animal model. Neurosurgery. 43 (3), 595-600 (1998).
- Lewis, D. A., et al. Morbidity and mortality associated with creation of elastase-induced saccular aneurysms in a rabbit model. American Journal of Neuroradiology. 30 (1), 91-94 (2009).
- Kilkenny, C., Browne, W., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Group NCRRGW. Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 31 (4), 991-993 (2011).
- Tornqvist, E., Annas, A., Granath, B., Jalkesten, E., Cotgreave, I., Oberg, M. Strategic focus on 3R principles reveals major reductions in the use of animals in pharmaceutical toxicity testing. PLoS One. 9 (7), (2019).
- Irlbeck, T., Zwissler, B., Bauer, A. ASA classification: Transition in the course of time and depiction in the literature]. Der Anaesthesist. 66 (1), 5-10 (2017).
- Grüter, B. E., et al. Fluorescence Video Angiography for Evaluation of Dynamic Perfusion Status in an Aneurysm Preclinical Experimental Setting. Oper Neurosurg (Hagerstown). 17 (4), 432-438 (2019).
- Grüter, B. E., et al. Testing bioresorbable stent feasibility in a rat aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 11 (10), 1050-1054 (2019).
- Strange, F., et al. Fluorescence Angiography for Evaluation of Aneurysm Perfusion and Parent Artery Patency in Rat and Rabbit Aneurysm Models. Journal of Visualized Experiments. (149), e59782 (2019).
- Weaver, L. A., Blaze, C. A., Linder, D. E., Andrutis, K. A., Karas, A. Z. A model for clinical evaluation of perioperative analgesia in rabbits (Oryctolagus cuniculus). Journal of the American Association of Laboratory Animal Science. 49 (6), 845-851 (2010).
- ACLAM Task Force Members. Public statement: guidelines for the assessment and management of pain in rodents and rabbits. Journal of the American Association of Laboratory Animal Science. 46 (2), 97-108 (2007).
- Forrest, M. D., O’Reilly, G. V. Production of experimental aneurysms at a surgically created arterial bifurcation. American Journal of Neuroradiology. 10 (2), 400-402 (1989).
- Kwan, E. S., Heilman, C. B., Roth, P. A. Endovascular packing of carotid bifurcation aneurysm with polyester fiber-coated platinum coils in a rabbit model. American Journal of Neuroradiology. 14 (2), 323-333 (1993).
- Spetzger, U., Reul, J., Weis, J., Bertalanffy, H., Thron, A., Gilsbach, J. M. Microsurgically produced bifurcation aneurysms in a rabbit model for endovascular coil embolization. Journal of Neurosurgery. 85 (3), 488-495 (1996).
- Bavinzski, G., et al. Experimental bifurcation aneurysm: a model for in vivo evaluation of endovascular techniques. Minimal Invasive Neurosurgery. 41 (3), 129-132 (1998).
- Marbacher, S., Marjamaa, J., Abdelhameed, E., Hernesniemi, J., Niemela, M., Frosen, J. The Helsinki rat microsurgical sidewall aneurysm model. Journal of Viusalized Experiments. (92), e51071 (2014).
- Alfano, J. M., et al. Intracranial aneurysms occur more frequently at bifurcation sites that typically experience higher hemodynamic stresses. Neurosurgery. 73 (3), 497-505 (2013).
- Sakamoto, S., et al. Characteristics of aneurysms of the internal carotid artery bifurcation. Acta Neurochirurgica (Wien). 148 (2), 139-143 (2006).
- Dai, D., et al. Histopathologic and immunohistochemical comparison of human, rabbit, and swine aneurysms embolized with platinum coils. American Journal of Neuroradiology. 26 (10), 2560-2568 (2005).
- Shin, Y. S., Niimi, Y., Yoshino, Y., Song, J. K., Silane, M. Berenstein A. Creation of four experimental aneurysms with different hemodynamics in one dog. American Journal of Neuroradiology. 26 (7), 1764-1767 (2005).
- Abruzzo, T., Shengelaia, G. G., Dawson, R. C., Owens, D. S., Cawley, C. M., Gravanis, M. B. Histologic and morphologic comparison of experimental aneurysms with human intracranial aneurysms. American Journal of Neuroradiology. 19 (7), 1309-1314 (1998).
- Spetzger, U., Reul, J., Weis, J., Bertalanffy, H., Gilsbach, J. M. Endovascular coil embolization of microsurgically produced experimental bifurcation aneurysms in rabbits. Surgical Neurology. 49 (5), 491-494 (1998).
- Reul, J., Weis, J., Spetzger, U., Konert, T., Fricke, C., Thron, A. Long-term angiographic and histopathologic findings in experimental aneurysms of the carotid bifurcation embolized with platinum and tungsten coils. American Journal of Neuroradiology. 18 (1), 35-42 (1997).
- 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 and Metabolism. , (2020).
- Strange, F., Gruter, B. E., Fandino, J., Marbacher, S. Preclinical Intracranial Aneurysm Models: A Systematic Review. Brain Sciences. 10 (3), 134 (2020).
- Marbacher, S., Wanderer, S., Strange, F., Gruter, B. E., Fandino, J. Saccular Aneurysm Models Featuring Growth and Rupture: A Systematic Review. Brain Sciences. 10 (2), 101 (2020).
- Coluccia, D., et al. A microsurgical bifurcation rabbit model to investigate the effect of high-intensity focused ultrasound on aneurysms: a technical note. Journal of Therapeutic Ultrasound. 2, 21 (2014).
- Hoh, B. L., Rabinov, J. D., Pryor, J. C., Ogilvy, C. S. A modified technique for using elastase to create saccular aneurysms in animals that histologically and hemodynamically resemble aneurysms in human. Acta Neurochirurgica (Wien). 146 (7), 705-711 (2004).
- Morosanu, C. O., Nicolae, L., Moldovan, R., Farcasanu, A. S., Filip, G. A., Florian, I. S. 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).
