एक खरगोश में अलग-अलग हेमोडायनामिक्स के साथ दो सैकुलर इलास्टेस-डाइजेस्टेड एन्यूरिज्म का निर्माण
Summary
यह प्रोटोकॉल अलग-अलग हेमोडायनामिक्स (स्टंप और द्विभाजन नक्षत्र) के साथ दो इलास्टेस-डाइजेस्टेड एन्यूरिज्म के साथ एक खरगोश मॉडल के निर्माण के चरणों का वर्णन करता है। यह एक ही जानवर के भीतर विभिन्न एंजियोआर्किटेक्चर और हेमोडायनामिक स्थितियों के साथ एन्यूरिज्म में नए एंडोवास्कुलर उपकरणों के परीक्षण की अनुमति देता है।
Abstract
मानव इंट्राक्रैनियल एन्यूरिज्म के करीब हेमोडायनामिक, आकृति विज्ञान और हिस्टोलॉजिकल विशेषताओं के साथ प्रीक्लिनिकल पशु मॉडल पैथोफिजियोलॉजिकल प्रक्रियाओं की समझ और नई चिकित्सीय रणनीतियों के विकास और परीक्षण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य एक नए खरगोश एन्यूरिज्म मॉडल का वर्णन करना है जो एक ही जानवर के भीतर अलग-अलग हेमोडायनामिक स्थितियों के साथ दो इलास्टेस-डाइजेस्टेड सैक्यूलर एन्यूरिज्म के निर्माण की अनुमति देता है।
4.0 (± 0.3) किलोग्राम के औसत वजन और 25 (±5) सप्ताह की औसत आयु के साथ पांच मादा न्यूजीलैंड सफेद खरगोशों को माइक्रोसर्जिकल स्टंप और द्विभाजन धमनीविस्फार निर्माण से गुजरना पड़ा। एक धमनीविस्फार (स्टंप) ब्राचियोसेफेलिक ट्रंक में इसकी उत्पत्ति पर दाहिने आम कैरोटिड धमनी (सीसीए) जोखिम द्वारा बनाया गया था। एक अस्थायी क्लिप सीसीए मूल पर लागू किया गया था और दूसरा, 2 सेमी ऊपर। इस खंड को 20 मिनट के लिए इलास्टेस के 100 यू के स्थानीय इंजेक्शन के साथ इलाज किया गया था। एक दूसरा एन्यूरिज्म (द्विभाजन) दाहिने सीसीए से बाएं सीसीए के एंड-टू-साइड एनास्टोमोसिस में एक इलास्टेस-उपचारित धमनी थैली को जोड़कर बनाया गया था। पैटेंसी को निर्माण के तुरंत बाद फ्लोरेसेंस एंजियोग्राफी द्वारा नियंत्रित किया गया था।
सर्जरी की औसत अवधि 221 मिनट थी। एक ही जानवर में दो एन्यूरिज्म का निर्माण जटिलता के बिना सभी खरगोशों में सफल रहा। एक द्विभाजन धमनीविस्फार को छोड़कर सर्जरी के तुरंत बाद सभी एन्यूरिज्म पेटेंट थे, जिसने इलास्टेस इनक्यूबेशन और तत्काल इंट्राल्यूमिनल थ्रोम्बोसिस के कारण चरम ऊतक प्रतिक्रिया दिखाई। सर्जरी के दौरान और एक महीने के फॉलो-अप तक कोई मृत्यु दर नहीं देखी गई। रुग्णता एक क्षणिक वेस्टिबुलर सिंड्रोम (एक खरगोश) तक सीमित थी, जो एक दिन के भीतर अनायास ठीक हो गई।
यहां पहली बार स्टंप और द्विभाजन हेमोडायनामिक विशेषताओं और अत्यधिक विकृत दीवार स्थितियों के साथ दो-एन्यूरिज्म खरगोश मॉडल बनाने की व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया गया है। यह मॉडल विभिन्न प्रवाह स्थितियों के तहत धमनीविस्फार जीव विज्ञान के आधार पर प्राकृतिक पाठ्यक्रम और संभावित उपचार रणनीतियों के अध्ययन की अनुमति देता है।
Introduction
इंट्राक्रैनील एन्यूरिज्म एक गंभीर स्थिति है जिसमें टूटने के बाद मृत्यु दर 50% तक पहुंच जाती है और 10-20% रोगियों में दीर्घकालिक विकलांगता होतीहै। पिछले दशक में एंडोवास्कुलर उपचार विकल्पों का तेजी से विकास देखा गया है, लेकिन साथ ही, 2,3 कोइलिंग के बाद एन्यूरिज्म के 33% तक पुनरावृत्ति की बढ़ती दर भी देखी गई है। एन्यूरिज्म रोड़ा और रिकैनलाइजेशन के पैथोफिज़ियोलॉजी को बेहतर ढंग से समझने के लिए, साथ ही साथ नए एंडोवास्कुलर उपकरणों के विकास और परीक्षण के लिए, वर्तमान में विश्वसनीय प्रीक्लिनिकल मॉडल की आवश्यकता है जिनकी हेमोडायनामिक, रूपात्मक और हिस्टोलॉजिकल विशेषताएं मानव इंट्राक्रैनील एन्यूरिज्म 4,5,6 की नकल करती हैं। . आज तक, प्रीक्लिनिकल परीक्षण के लिए मानक के रूप में कोई परिभाषित मॉडल नहीं है, और प्रजातियों और तकनीकों की एक बड़ी श्रृंखला शोधकर्ताओं 7,8 के लिए उपलब्ध है।
हालांकि, खरगोश अपनी गर्दन की धमनियों और मानव सेरेब्रल वाहिकाओं के बीच आकार और हेमोडायनामिक समानता के साथ-साथ इसके समान जमावट और थ्रोम्बोलिसिस प्रोफाइल के कारण विशेष रुचि की एक प्रजाति है। सामान्य कैरोटिड धमनियों (सीसीए) पर इलास्टेस-डाइजेस्टेड सैकुलर एन्यूरिज्म वाले कई मॉडलों ने प्रवाह की स्थिति, ज्यामितीय विशेषताओं और दीवार विशेषताओं 9,10,11,12 के संदर्भ में मानव इंट्राक्रैनियल एन्यूरिज्म के साथ गुणात्मक और मात्रात्मक समानताएं दिखाई हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य एक ही जानवर में स्टंप और द्विभाजन इलास्टेस-डाइजेस्टेड एन्यूरिज्म दोनों के साथ एक नया खरगोश एन्यूरिज्म मॉडल बनाने की तकनीक का वर्णन करना है। सर्जिकल तकनीकें होह एट अल.13 और वांडरर एट अल.14 से प्रेरित हैं, जिसमें एक अच्छा मानकीकरण और प्रजनन क्षमता प्रदान करने और कम मृत्यु दर और रुग्णता सुनिश्चित करने के लिए मामूली संशोधन किए गए हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
एन्यूरिज्म निर्माण के लिए सबसे आम तकनीक में सही सीसीए की उत्पत्ति पर स्टंप एन्यूरिज्म का निर्माण शामिल है, या तो एक खुली या एंडोवास्कुलर विधि के माध्यम से। मॉडल को एक स्थिर गैर-बढ़ते एन्यूरिज्म के रूप ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक प्रोफेसर हैंस रुडोल्फ विडमर, डॉ लुका रेमंडा और प्रोफेसर जेवियर फैंडिनो को इस काम में उनके वैज्ञानिक समर्थन और तकनीकी योगदान के लिए धन्यवाद देते हैं। प्रक्रियाओं के दौरान उनकी सलाह के लिए ओल्गिका बेस्लैक और उनकी सहायता के लिए के नेटटेलबेक को विशेष धन्यवाद। इसके अलावा, हम डेनिएला कैसोनी डीवीएम, पीएचडी और मेड पशु चिकित्सक को धन्यवाद देते हैं। लुइसाना गार्सिया, पीडी डॉ एलेसेंड्रा बर्गाडानो, और डॉ कार्लोटा डेटो अपने समर्पित पशु चिकित्सा समर्थन के लिए।
Materials
| 4-0 resorbable suture | Ethicon Inc., USA | VCP292ZH | |
| 4-0 resorbable suture | Ethicon Inc., USA | VCP304H | |
| 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 |
| Biemer vessel clip (2x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FD560R | any other |
| Bipolar forceps | any other | ||
| Bispectral index (neonatal) | any other | ||
| Blood pressure cuff (neonatal) | any other | ||
| Bycilces spotlight | any other | ||
| Clamoxyl | GlaxoSmithKline AG | 758808 | any generic |
| Dexmedetomidine | Ever Pharma | 136740-1 | any generic |
| Elastase | Sigma Aldrich | E7885 | |
| Electrocardiogram electrodes | |||
| Ephedrine | Amino AG | 1435734 | |
| Esmolol | OrPha Swiss GmbH | 3284044 | |
| Fentanyl (intravenous use) | Janssen-Cilag AG | 98683 | |
| Fentanyl (transdermal) | Mepha Pharma AG | 4008286 | |
| Fluoresceine | Curatis AG | 5030376 | |
| Fragmin | Pfizer PFE Switzerland GmbH | 1906725 | |
| Heating pad or heating forced-air warming system | |||
| Isotonic sodium chloride solution (0.9%) | Fresenius KABI | 336769 | |
| Ketamine | Pfizer PFE Switzerland GmbH | 342261 | |
| lid retractor | Approach | ||
| Lidocaine | Streuli Pharma AG | 747466 | |
| Longuettes | |||
| Metacam | Boehringer Ingelheim | P7626406 | Medication |
| Methadone | Streuli Pharma AG | 1084546 | Sedaton |
| Micro-forceps curved | Ulrich Swiss, Switzerland | U52-015-15 | |
| Micro-forceps straight 2x | Ulrich Swiss, Switzerland | U52-010-15 | |
| Microscissors | Ulrich Swiss , Switzerland | U52-327-15 | |
| Midazolam | Accord Healthcare AG | 7752484 | |
| Needle 23 G | arteriotomy | ||
| Needle holder | |||
| O2-Face mask | |||
| Operation microscope | Wild Heerbrugg | ||
| Papaverin | Bichsel | topical application | |
| Povidone iodine | Mundipharma Medical Company | any generic | |
| Prilocaine-lidocaine creme | Emla | ||
| Propofol | B. Braun Medical AG, Switzerland | General anesthesia | |
| Pulse oxymeter | |||
| Rectal temperature probe (neonatal) | |||
| Ringer Lactate | Bioren Sintetica SA | Infusion | |
| Ropivacain | Aspen Pharma Schweiz GmbH | 1882249 | Local anesthesia |
| Scalpell | Swann-Morton | 210 | |
| Small animal shaver | |||
| Soft tissue forceps | |||
| Soft tissue spreader | |||
| Stainless steel sponge bowls | |||
| Sterile micro swabs | |||
| Stethoscope | |||
| Surgery drape | |||
| Surgical scissors | |||
| Syringes 1 mL, 2 mL, and 5 mL | |||
| Tris-Buffer | Sigma Aldrich | 93302 | Elastase solution |
| Vascular clip applicator | B. Braun, Germany | FT495T | |
| Vein and arterial catheter 22 G | |||
| vessel loop | Approach | ||
| video camera or smartphone | |||
| Vitarubin | Streuli Pharma AG | 6847559 | |
| Yasargil titan standard clip (2x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FT242T |
References
- Grasso, G., Alafaci, C., Macdonald, R. L. Management of aneurysmal subarachnoid hemorrhage: State of the art and future perspectives. Surgical Neurology International. 8, 11 (2017).
- Raymond, J., et al. Long-term angiographic recurrences after selective endovascular treatment of aneurysms with detachable coils. Stroke. 34 (6), 1398-1403 (2003).
- 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).
- Thompson, J. W., et al. In vivo cerebral aneurysm models. Neurosurgical Focus. 47 (1), 20 (2019).
- Bouzeghrane, F., et al. In vivo experimental intracranial aneurysm models: a systematic review. American Journal of Neuroradiology. 31 (3), 418-423 (2010).
- Strange, F., Gruter, B. E., Fandino, J., Marbacher, S. Preclinical intracranial aneurysm models: a systematic review. Brain Sciences. 10 (3), 134 (2020).
- 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).
- Fahed, R., et al. Testing flow diversion in animal models: a systematic review. Neuroradiology. 58 (4), 375-382 (2016).
- Zeng, Z., et al. Hemodynamics and anatomy of elastase-induced rabbit aneurysm models: similarity to human cerebral aneurysms. American Journal of Neuroradiology. 32 (3), 595-601 (2011).
- Ding, Y. H., et al. Long-term patency of elastase-induced aneurysm model in rabbits. American Journal of Neuroradiology. 27 (1), 139-141 (2006).
- Short, J. G., et al. Elastase-induced saccular aneurysms in rabbits: comparison of geometric features with those of human aneurysms. American Journal of Neuroradiology. 22 (10), 1833-1837 (2001).
- Andereggen, L., et al. Three-dimensional visualization of aneurysm wall calcification by cerebral angiography: Technical case report. Journal of Clinical Neuroscience. 73, 290-293 (2020).
- 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. 146 (7), 705-711 (2004).
- Wanderer, S., et al. Arterial pouch microsurgical bifurcation aneurysm model in the rabbit. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e61157 (2020).
- Percie du Sert, N., et al. Reporting animal research: Explanation and elaboration for the ARRIVE guidelines 2.0. PLoS Biology. 18 (7), 3000411 (2020).
- Prescott, M. J., Lidster, K. Improving quality of science through better animal welfare: the NC3Rs strategy. Lab Animal. 46 (4), 152-156 (2017).
- Portier, K., Ida, K. K. The ASA Physical Status Classification: What is the evidence for recommending its use in veterinary anesthesia?-A systematic review. Frontiers in Veterinary Science. 5, 204 (2018).
- 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).
- 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: JoVE. (149), e59782 (2019).
- Altes, T. A., et al. 1999 ARRS Executive Council Award. Creation of saccular aneurysms in the rabbit: a model suitable for testing endovascular devices. American Journal of Roentgenology. 174 (2), 349-354 (2000).
- 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).
- 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).
- Bavinzski, G., et al. Experimental bifurcation aneurysm: a model for in vivo evaluation of endovascular techniques. Minimally Invasive Neurosurgery. 41 (3), 129-132 (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).
- Wang, K., et al. Neck injury is critical to elastase-induced aneurysm model. American Journal of Neuroradiology. 30 (9), 1685-1687 (2009).
- Cesar, L., et al. Neurological deficits associated with the elastase-induced aneurysm model in rabbits. Neurological Research. 31 (4), 414-419 (2009).
- Aoki, T., Nishimura, M. The development and the use of experimental animal models to study the underlying mechanisms of CA formation. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 535921 (2011).
- Frosen, J., Cebral, J., Robertson, A. M., Aoki, T. Flow-induced, inflammation-mediated arterial wall remodeling in the formation and progression of intracranial aneurysms. Neurosurgical Focus. 47 (1), 21 (2019).
- Gruter, B. E., et al. Comparison of aneurysm patency and mural inflammation in an arterial rabbit sidewall and bifurcation aneurysm model under consideration of different wall conditions. Brain Sciences. 10 (4), 197 (2020).
- Marbacher, S., et al. The Helsinki rat microsurgical sidewall aneurysm model. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (92), e51071 (2014).
- 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. Loss of mural cells leads to wall degeneration, aneurysm growth, and eventual rupture in a rat aneurysm model. Stroke. 45 (1), 248-254 (2014).
- Gruter, B. E., et al. Testing bioresorbable stent feasibility in a rat aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 11 (10), 1050-1054 (2019).
- Nevzati, E., et al. Biodegradable magnesium stent treatment of saccular aneurysms in a rat model – Introduction of the surgical technique. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (128), e56359 (2017).
- 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).
- Wanderer, S., et al. Aspirin treatment prevents inflammation in experimental bifurcation aneurysms in New Zealand White rabbits. Journal of NeuroInterventional Surgery. , (2021).
- Lyu, Y., et al. An effective and simple way to establish eastase-induced middle carotid artery fusiform aneurysms in rabbits. Biomed Research International. 2020 (10), 1-12 (2020).
- Wang, S., et al. Rabbit aneurysm models mimic histologic wall types identified in human intracranial aneurysms. Journal of NeuroInterventional Surgery. 10 (4), 411-415 (2018).
- Kang, W., et al. A modified technique improved histology similarity to human intracranial aneurysm in rabbit aneurysm model. Neuroradiology Journal. 23 (5), 616-621 (2010).
- Frosen, J., et al. Remodeling of saccular cerebral artery aneurysm wall is associated with rupture: histological analysis of 24 unruptured and 42 ruptured cases. Stroke. 35 (10), 2287-2293 (2004).
- Frosen, J., et al. Growth factor receptor expression and remodeling of saccular cerebral artery aneurysm walls: implications for biological therapy preventing rupture. Neurosurgery. 58 (3), 534-541 (2006).
