Summary

Modelo de aneurisma de bifurcación microquirúrgica de bolsa arterial en el conejo

Published: May 14, 2020
doi:

Summary

El desarrollo y la prueba de dispositivos endovasculares para el tratamiento del aneurisma intracraneal siguen siendo de gran importancia. La mayoría de los modelos de aneurisma utilizados hoy en día pasan por alto las características importantes de una pared arterial degenerada o la hemodinámica de una verdadera bifurcación. Por lo tanto, nuestro objetivo fue diseñar un nuevo modelo de bifurcación de bolsas arteriales en conejos.

Abstract

El tratamiento endovascular para los aneurismas intracraneales ganó importancia en las últimas décadas, por lo que existe una mayor necesidad de probar dispositivos endovasculares. Los modelos animales que respetan las condiciones reológicas, hemodinámicas y de la pared del aneurisma están altamente justificados. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue diseñar una nueva técnica quirúrgica estandarizada y reproducible para crear aneurismas de bifurcación de bolsa arterial autóloga con condiciones de pared no modificadas y modificadas en conejos.

Los aneurismas de bifurcación se crearon por anastomosis de extremo a lado de la arteria carótida común derecha en la izquierda, ambas sirviendo como arterias madre para la bolsa arterial, que fue cosida microquirúrgicamente. Se tomaron injertos de la arteria carótida común proximal derecha, ya sea para el grupo control (n = 7, reimplantación autóloga inmediata) o modificado (n = 7, incubado con 100 unidades internacionales de elastasa durante 20 minutos antes de la reimplantación autóloga). La permeabilidad de la bolsa y la arteria madre se controlaron mediante angiografía de fluorescencia inmediatamente después de la creación. En el seguimiento (28 días), todos los conejos se sometieron a angiografía por resonancia magnética mejorada con contraste y angiografía por fluorescencia seguida de recolección de aneurismas, evaluación macroscópica e histológica.

Un total de 16 hembras de conejos blancos de Nueva Zelanda fueron operados. Dos animales murieron prematuramente. En el seguimiento, el 85,72% de todos los aneurismas seguían siendo patentados. Ambos grupos revelaron un aumento en el tamaño del aneurisma con el tiempo; esto fue más pronunciado en el grupo control (6,48 ± 1,81 mm3 en el momento de la creación frente a 19,85 ± 6,40 mm3 en el seguimiento, p = 0,037) que en el grupo modificado (8,03 ± 1,08 mm3 en el momento de la creación frente a 20,29 ± 6,16 mm3 en el seguimiento, p = 0,054).

Nuestros hallazgos demuestran la idoneidad de este nuevo modelo de conejo que permite la creación de aneurismas de bifurcación con diferentes condiciones de pared en un enfoque microquirúrgico. Dada la excelente permeabilidad a largo plazo y la propiedad del crecimiento del aneurisma a lo largo del tiempo, este modelo puede servir como una herramienta importante para la evaluación preclínica de nuevas terapias endovasculares.

Introduction

La hemorragia subaracnoidea resultante de la ruptura del aneurisma intracraneal (IA) puede controlarse eficazmente mediante técnicas de oclusión endovascular o microquirúrgica 1,2,3,4. Diferentes terapias endovasculares, para superar la principal limitación de la recurrencia de la IA después del enrollamiento, ganaron importancia en las últimas décadas generando una mayor necesidad de probar dispositivos endovasculares. Para probar estos nuevos enfoques de tratamiento, los modelos animales apropiados que respetan las propiedades reológicas, la hemodinámica y las condiciones de la pared del aneurisma están altamente justificados 5,6,7. En este contexto, tanto los estudios clínicos como preclínicos ya han revelado el importante papel de las afecciones de la pared del aneurisma con respecto a la ruptura y recurrencia del aneurisma después de la oclusión, centrándose especialmente en la pérdida de células murales 7,8,9.

Hasta ahora, los aneurismas experimentales en conejos se han creado con mayor frecuencia ya sea por tocones de arteria carótida común (CCA) incubados con elastasa o bolsas venosas suturadas en una bifurcación artificial de CCA. 10,11,12,13,14,15,16 Así, nunca se ha descrito un verdadero modelo de bifurcación de bolsa arterial.

El objetivo de este estudio fue diseñar una técnica segura, rápida y estandarizada para la creación microquirúrgica de aneurismas de bifurcación con diferentes condiciones de pared en un modelo de conejo (Figura 1). Esto se logró suturando bolsas arteriales no modificadas y modificadas en una bifurcación artificial creada de ambas CCA.

Protocol

Toda la atención veterinaria se realizó de acuerdo con las directrices institucionales (todos los experimentos fueron aprobados por el Comité Local para el Cuidado de los Animales del Cantón de Berna, Suiza (BE 108/16)) y se llevó a cabo bajo la supervisión de un anestesiólogo veterinario certificado por la junta. Las directrices de ARRIVE y los principios de las 3R se siguieron estrictamente17,18. NOTA: Aloje a todos los animal…

Representative Results

Después de una serie piloto de siete animales, se incluyeron un total de 16 animales en el protocolo experimental. Dos animales murieron prematuramente y, por lo tanto, fueron excluidos del análisis final (12,5% de mortalidad). Calculado en 14 animales, la tasa de permeabilidad inmediata del aneurisma durante la angiografía por fluorescencia fue del 71,43% tanto en el grupo control como en el modificado. Cuatro aneurismas tuvieron que ser reabiertos con evacuación consecutiva de trombos y después de una angiografía…

Discussion

Nuestro estudio demuestra la viabilidad de crear un verdadero modelo de aneurisma de bifurcación con diferentes condiciones de pared en conejos. En general, se incluyeron en el estudio 14 conejos blancos hembra de Nueva Zelanda con un peso medio de 3,7 ± 0,09 kg y una edad media de 112 ± 3 días. El 85,72% de todos los aneurismas permanecieron patentes durante un seguimiento a los 28 días. Dos animales murieron prematuramente (12,5% de mortalidad).

Estudios previos sugirieron una variedad …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores agradecen a Olgica Beslac y Kay Nettelbeck por su excelente apoyo y asistencia técnica durante la fase perioperatoria y a Alessandra Bergadano, DVM, PhD, por la supervisión dedicada de la salud animal a largo plazo.

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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