Summary

Modèle d’anévrisme de bifurcation microchirurgicale de la poche artérielle chez le lapin

Published: May 14, 2020
doi:

Summary

Le développement et le test de dispositifs endovasculaires pour le traitement de l’anévrisme intracrânien sont toujours d’une grande importance. La plupart des modèles d’anévrisme utilisés aujourd’hui manquent soit les caractéristiques importantes d’une paroi artérielle dégénérée, soit l’hémodynamique d’une véritable bifurcation. Par conséquent, nous avons cherché à concevoir un nouveau modèle de bifurcation de poche artérielle chez le lapin.

Abstract

Le traitement endovasculaire des anévrismes intracrâniens a pris de l’importance au cours des dernières décennies, ce qui entraîne un besoin accru de tester les dispositifs endovasculaires. Les modèles animaux respectant les conditions rhéologiques, hémodynamiques et anévrismes de la paroi sont hautement justifiés. Par conséquent, l’objectif de la présente étude était de concevoir une nouvelle technique chirurgicale standardisée et reproductible pour créer des anévrismes de bifurcation de la poche artérielle autologue avec des conditions de paroi non modifiées et modifiées chez le lapin.

Les anévrismes de bifurcation ont été créés par anastomose de bout en bout de la droite sur l’artère carotide commune gauche, les deux servant d’artères mères pour la poche artérielle, qui a été cousue microchirurgicalement. Les greffons ont été prélevés dans l’artère carotide commune droite proximale, soit pour le groupe témoin (n = 7, réimplantation autologue immédiate), soit modifié (n = 7, incubé avec 100 unités internationales d’élastase pendant 20 minutes avant la réimplantation autologue). La perméabilité de la poche et de l’artère parentale a été contrôlée par angiographie par fluorescence immédiatement après la création. Lors du suivi (28 jours), tous les lapins ont subi une angiographie par résonance magnétique améliorée par contraste et une angiographie par fluorescence, suivies d’une récolte d’anévrisme, d’une évaluation macroscopique et histologique.

Au total, 16 lapines blanches néo-zélandaises ont été opérées. Deux animaux sont morts prématurément. Au niveau du suivi, 85,72 % de tous les anévrismes sont restés patents. Les deux groupes ont révélé une augmentation de la taille de l’anévrisme au fil du temps; cela était plus prononcé dans le groupe témoin (6,48 ± 1,81 mm3 au moment de la création contre 19,85 ± 6,40 mm3 au suivi, p = 0,037) que dans le groupe modifié (8,03 ± 1,08 mm3 au moment de la création contre 20,29 ± 6,16 mm3 au suivi, p = 0,054).

Nos résultats démontrent l’adéquation de ce nouveau modèle de lapin qui permet la création d’anévrismes de bifurcation avec différentes conditions de paroi dans une approche microchirurgicale. Compte tenu de l’excellente perméabilité à long terme et de la propriété de la croissance de l’anévrisme au fil du temps, ce modèle peut servir d’outil important pour l’évaluation préclinique de nouvelles thérapies endovasculaires.

Introduction

L’hémorragie sous-arachnoïdienne résultant d’une rupture d’anévrisme intracrânien (IA) peut être efficacement contrôlée par des techniques d’occlusion endovasculaire ou microchirurgicale 1,2,3,4. Différentes thérapies endovasculaires, pour surmonter la principale limitation de la récidive de l’IA après l’enroulement, ont pris de l’importance au cours des dernières décennies, générant un besoin accru de tester les dispositifs endovasculaires. Pour tester ces nouvelles approches thérapeutiques, des modèles animaux appropriés qui respectent les propriétés rhéologiques, l’hémodynamique et les conditions de la paroi de l’anévrisme sont hautement justifiés 5,6,7. Dans ce contexte, des études cliniques et précliniques ont déjà révélé le rôle important des conditions de la paroi de l’anévrisme en ce qui concerne la rupture et la récurrence de l’anévrisme après occlusion, en particulier en se concentrant sur la perte de cellules murales 7,8,9.

Jusqu’à présent, les anévrismes expérimentaux chez le lapin ont le plus souvent été créés soit par des souches d’artère carotide commune (ACC) incubées par l’élastase, soit par des poches veineuses suturées dans une bifurcation artificielle de CCA. 10,11,12,13,14,15,16 Ainsi, un véritable modèle de bifurcation de la poche artérielle n’a jamais été décrit.

L’objectif de cette étude était de concevoir une technique sûre, rapide et standardisée pour la création microchirurgicale d’anévrismes de bifurcation avec différentes conditions de paroi dans un modèle de lapin (Figure 1). Ceci a été réalisé en suturant des poches artérielles non modifiées et modifiées dans une bifurcation artificielle créée des deux CCA.

Protocol

Tous les soins vétérinaires ont été effectués conformément aux directives institutionnelles (toutes les expériences ont été approuvées par le Comité local pour les soins aux animaux du canton de Berne, Suisse (BE 108/16)) et menées sous la supervision d’un anesthésiste vétérinaire certifié. Les directives ARRIVE et les principes 3R ont été strictement suivis17,18. REMARQUE: Hébergez tous les animaux à une tempéra…

Representative Results

À la suite d’une série pilote de sept animaux, 16 animaux au total ont été inclus dans le protocole expérimental. Deux animaux sont morts prématurément et ont donc été exclus de l’analyse finale (mortalité de 12,5 %). Calculé sur 14 animaux, le taux de perméabilité immédiate de l’anévrisme pendant l’angiographie par fluorescence était de 71,43% dans le groupe témoin et le groupe modifié. Quatre anévrismes ont dû être rouverts avec évacuation consécutive du thrombus et après une angiographi…

Discussion

Notre étude démontre la faisabilité de créer un véritable modèle d’anévrisme de bifurcation avec différentes conditions de paroi chez le lapin. Dans l’ensemble, 14 lapines blanches de Nouvelle-Zélande d’un poids moyen de 3,7 ± 0,09 kg et d’un âge moyen de 112 ± 3 jours ont été incluses dans l’étude. 85,72% de tous les anévrismes sont restés patents pendant un suivi à 28 jours. Deux animaux sont morts prématurément (12,5 % de mortalité).

Des études antérieures o…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs remercient Olgica Beslac et Kay Nettelbeck pour leur excellent soutien et assistance technique pendant la phase périopératoire et Alessandra Bergadano, DVM, PhD, pour la supervision dédiée de la santé animale à long terme.

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Andereggen, L., et al. The role of microclot formation in an acute subarachnoid hemorrhage model in the rabbit. Biomed Research International. , 161702 (2014).
  4. Eriksen, N., et al. Early focal brain injury after subarachnoid hemorrhage correlates with spreading depolarizations. Neurology. 92 (4), 326-341 (2019).
  5. Thompson, J. W., et al. In vivo cerebral aneurysm models. Neurosurgical Focus. 47 (1), 20 (2019).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Sherif, C., et al. Microsurgical venous pouch arterial-bifurcation aneurysms in the rabbit model: technical aspects. Journal of Visualized Experiments. 51, 2718 (2011).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. Grüter, B. E., et al. Testing bioresorbable stent feasibility in a rat aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 11 (10), 1050-1054 (2019).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. Bavinzski, G., et al. Experimental bifurcation aneurysm: a model for in vivo evaluation of endovascular techniques. Minimal Invasive Neurosurgery. 41 (3), 129-132 (1998).
  29. 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).
  30. 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).
  31. Sakamoto, S., et al. Characteristics of aneurysms of the internal carotid artery bifurcation. Acta Neurochirurgica (Wien). 148 (2), 139-143 (2006).
  32. 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).
  33. 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).
  34. 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).
  35. 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).
  36. 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).
  37. 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).
  38. Strange, F., Gruter, B. E., Fandino, J., Marbacher, S. Preclinical Intracranial Aneurysm Models: A Systematic Review. Brain Sciences. 10 (3), 134 (2020).
  39. 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).
  40. 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).
  41. 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).
  42. 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).
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Wanderer, S., Waltenspuel, C., Grüter, B. E., Strange, F., Sivanrupan, S., Remonda, L., Widmer, H. R., Casoni, D., Andereggen, L., Fandino, J., Marbacher, S. Arterial Pouch Microsurgical Bifurcation Aneurysm Model in the Rabbit. J. Vis. Exp. (159), e61157, doi:10.3791/61157 (2020).

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