יצירה מיקרוכירורגית של מפרצת ביפורקציה ענקית בארנבים להערכת מכשירים אנדו-וסקולריים
Summary
כאן, אנו מתארים את הטכניקה ליצירה מיקרוכירורגית של מפרצות ביפורקציה ענקיות בארנבים להערכת התקנים אנדו-וסקולריים.
Abstract
מפרצות ענק הן נגעים מסוכנים הדורשים טיפול אנדו-וסקולרי, עם שיעורים גבוהים של חידוש מפרצת וקרע מחדש. מודלים אמינים in vivo הם נדירים, אך נדרשים לבדיקת התקנים אנדו-וסקולריים חדשים. אנו מדגימים את ההיבטים הטכניים של יצירת מפרצות ביפורקציה ענקיות בארנבים לבנים בניו זילנד (2.5-5.5 ק”ג). נרתיק ורידי באורך 25-30 מ”מ נלקח מווריד הצוואר החיצוני, ונוצר ביפורקציה בין שני עורקי התרדמה באופן מיקרוכירורגי. השקית נתפרת בביפורקציה כדי לחקות מפרצת ענקית. פרוטוקול זה מסכם את הטכניקה הסטנדרטית שפרסמנו בעבר עבור מפרצת ביפורקציה עורקית אמיתית של כיס ורידי ומדגיש את שלבי השינוי החיוניים שלה למפרצות ענקיות. באמצעות טכניקה מותאמת זו, הצלחנו ליצור מודל חייתי למפרצות ענק עם יכולת השוואה גבוהה לבני אדם בכל הנוגע להמודינמיקה ומערכות קרישה. כמו כן, הושגו שיעורי תחלואה נמוכים ושיעורי פטנט גבוהים של מפרצת. מודל מפרצת הענק המוצע מציע אפשרות מצוינת לבדיקת התקנים אנדו-וסקולריים חדשים.
Introduction
אמבוליזציה אנדוסקולרית הפכה לחלופה חשובה לחיתוך מפרצת לטיפול במפרצת מוחית קרועה1. החיסרון העיקרי של אסטרטגיית טיפול זו הוא השיעורים הגבוהים של חידוש מפרצת עם קרע מפרצת מאוחרת2. מפרצות גדולות וענקיות הוכחו כמועדות במיוחד לסיבוכים אלה. לכן, מכשירים אנדו-וסקולריים חדשים מפותחים כל הזמן3. מודלים למחקרים ניסיוניים חיוניים לבדיקת מכשירים אלה 4,5.
מפרצת מוחית אנושית נחקרה בחולדות, ארנבות, כלבים וחזירים 6,7,8. עם זאת, מודלים של ארנבים הראו את יכולת ההשוואה הטובה ביותר לבני אדם לגבי המודינמיקה ומערכת הקרישה 9,10,11,12. במודל ביפורקציה עורקית ורידית בארנבים, נרפר כיס ורידי לביפורקציה אמיתית שנוצרה במיקרוכירורגיה של שני עורקי התרדמה הנפוצים (CCA) כדי לחקות מפרצת13. עם זאת, מודל ביפורקציה אמיתי למפרצת ענקית בארנבים לא היה זמין עד לאחרונה. התוצאות הראשונות באמצעות דינמיקת נוזלים חישובית ובדיקות ביומכניות פורסמו על ידי הקבוצה שלנו בשנת 201614.
מכיוון שמפרצות ענק מייצגות נגעים מאתגרים לטיפול בבני אדם ומודל אמין של בעלי חיים חיוני למחקרם, אנו מציגים סיכום מרוכז של הטכניקות המשופרות ליצירת מפרצות ניסוייות ענקיות12,13. היתרונות של שימוש בשיטה זו הם: (i) התחלואה המינימלית ושיעורי הפטנטיות הגבוהים של מפרצת 14, יכולת השוואה גבוהה לבני אדם לגבי המודינמיקה ומערכת הקרישה 9,10,11,12, ועלות-תועלת בהשוואה לשיטות כלבים, (ii) תכנון הביפורקציה האמיתי עבור מפרצת ענקית 13, (iii) יכולת ההשוואה ההמודינמית הטובה של המפרצות שנוצרו המוצגות על ידי דינמיקת נוזלים חישובית 14ו-(4) שיעורי הפטנט הגבוהים לטווח ארוך15.,
Protocol
Representative Results
Discussion
ישנם כמה שלבים קריטיים כדי להבטיח את יכולת השכפול של הפרוטוקול המתואר לעיל. הסרה קפדנית של הרקמה הפריאדוונטית הטרומבוגנית באתר האנסטומוזיס חיונית13. יש לוודא שהאנסטומוזה נטולת מתח ויש בה כמה שפחות תפרים. עבור מפרצת ענקית, חשוב להתחיל עם הצד האחורי של האנסטומוזיס. זה נותן ראייה טובה יותר ושליטה עבור התפרים המאתגרים ביותר בהשוואה להליכים שהוצעו בעבר17,18,19.
בניגוד למפרצות בגודל רגיל, גורם המפתח לשליפת הכיס הוורידי הוא הכנה קפדנית של מקטע ורידים באורך 2-3 ס”מ. חיוני לנתח את כל הענפים הצדדיים הקטנים של וריד הצוואר החיצוני כדי להיות מסוגלים לקשור אותם בבטחה. בעת תפירת האנסטומוזות, יש להימנע ממגע ישיר עם כלי הדם על ידי השארת קצות התפרים הבודדים מעט יותר. רק קצוות התפרים החופשיים האלה צריכים להיתפס עם המלקחיים כדי להזיז את קומפלקס המפרצת. פרט טכני זה מסייע בשימוש בטכניקה ללא מגע עם כלי הדם, שהוא עיקרון כללי במיקרוכירורגיה של כלי הדם. אתגר נוסף, בהשוואה למפרצות בגודל רגיל, הוא הראייה הלקויה לצד האחורי של קומפלקס מפרצת כלי הדם הנגרמת על ידי שק המפרצת הענק. זה יכול להוביל לקשיים טכניים מוגברים בצד האחורי של האנסטומוזיס. לאחר השלמת האנסטומוזיס, יש צורך בזמן שטיפה ארוך יותר בשל ההסתברות הגבוהה יותר להיווצרות פקקת בתוך שק המפרצת הענק. יש להיות מודעים לדליפות, שכן הן נפוצות מאוד. אם הם אינם אטומים עם כרית השומן, יש לבצע תפרים נוספים.
מגבלה היא השימוש במפרצת חוץ-גולגולתית כמודל לפתולוגיה תוך גולגולתית. יתר על כן, דרישות מיקרוכירורגיות גבוהות ומעבדות מאובזרות היטב נדרשות ליישום מוצלח של פרוטוקול זה. כמו כן, ארנבים הם בעלי חיים רגישים, ומגורים טובים של בעלי חיים חיוניים לשיעורי ההישרדות.
המודל המוצג מציע מספר יתרונות על פני הדגמים הנוכחיים הנמצאים בשימוש נרחב. המודל הנוכחי הנפוץ ביותר למפרצת מוחית הוא מודל האלסטאז. עם זאת, עבור מודל זה, בדיקות ביומכניות של תכונות דופן המפרצת מעולם לא בוצעו. לכן, ההשוואה הביומכנית של מודל זה לתנאים אנושיים אינה ברורה. להיפך, בדיקה ביומכנית זו זמינה עבור המודל המוצע שלנו, ומראה יכולת השוואה טובה לתנאים אנושיים14. יתרון משמעותי נוסף של מודל מוצע זה על פני מודל האלסטאז הוא המודינמיקה ביפורקציונית אמיתית18. מודל זה נוצר בביפורקציה מלאכותית אמיתית, בעוד ששק המפרצת המעוכל באלסטאז נוצר בקצה המבוי הסתום של CCA, פחות או יותר מחקה גיאומטריה של דופן צד.
עד לתאריך זה, כמעט ולא היו מודלים אחרים של מפרצת ענקית זמינים. עם זאת, מודלים אלה נחוצים מאוד להערכת התקנים אנדו-וסקולריים חדשים. מעיון בספרות, רק מודל כלבים אחד למפרצת ביפורקציה ענקית תואר20. עם זאת, המודינמיקה של כלבים ומערכת הקרישה הראו הבדלים משמעותיים בהשוואה לבני אדם, בעוד שמודל הארנב הראה את עליונותו ביחס להשוואתו לבני אדם14.
מכשירים אנדו-וסקולריים שפותחו לאחרונה לטיפול במפרצת נבדקים בדרך כלל במודלים של ארנבים. מודל מפרצת הוורידי שלנו שפורסם בעבר שימש לאישור CE ו- FDA של מכשירים כאלה 3,18. עם זאת, מודל אמין ודומה של בעלי חיים למפרצת ענקית בארנבים לא היה זמין עד לאחרונה. בבני אדם, למפרצות ענק יש את השיעורים הגבוהים ביותר של התחדשות וקרע מושהה לאחר טיפול אנדוסקולרי. לכן, מכשירים אנדו-וסקולריים חדשים מבוקשים בדחיפות, והתעשייה העלתה את הצורך במודל ארנב מפרצת ענק. יישום נוסף הוא הערכת דופן המפרצת באמצעות הדמיית תהודה מגנטית בשדה גבוה, שמטרתה לזהות גורמי סיכון פוטנציאליים לקרע, כגון קוטר דופן המפרצת או התנהגות שיפור הניגודיות22. יתר על כן, נדרשים מחקרים ארוכי טווח כדי להעריך את הפטנט של מודל מפרצת זה לאורך זמן, כמו גם מחקרים המראים את התנהגות המפרצת עם סטנטים מסיט זרימה ומסיחי זרימה תוך עצתיים.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו אסירי תודה לפרופסור הבר פראז לייט, המנהל של כל כך הרבה סדנאות מיקרוכירורגיות בינלאומיות ברחבי העולם, על תרבות ההוראה הפתוחה ורבת הערך שלו.
אנו מודים על תמיכתה של קרן ההוצאה לאור בגישה פתוחה של אוניברסיטת קרל לנדשטיינר למדעי הבריאות, קרמס, אוסטריה. מחקר זה מומן על ידי מענק מהקרן המדעית של ראש עיריית וינה. עלות הפרסום מומנה על ידי קרן ההוצאה לאור בגישה פתוחה של אוניברסיטת קרל לנדשטיינר למדעי הבריאות, קרמס, אוסטריה. הגופים המממנים לא מילאו כל תפקיד בעיצוב המחקר, באיסוף, בניתוח ובפענוח הנתונים ובכתיבת כתב היד.
Materials
| 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 |
Riferimenti
- Molyneux, A. J., et al. International subarachnoid aneurysm trial (ISAT) of neurosurgical clipping versus endovascular coiling in 2143 patients with ruptured intracranial aneurysms: A randomised comparison of effects on survival, dependency, seizures, rebleeding, subgroups, and aneurysm occlusion. Lancet. 366 (9488), 809-817 (2005).
- Algra, A. M., et al. Procedural clinical complications, case-fatality risks, and risk factors inendovascular and neurosurgical treatment of unruptured intracranial aneurysms: A systematic review and meta-analysis. JAMA Neurology. 76 (3), 282-293 (2019).
- Laurent, D., et al. The evolution of endovascular therapy for intracranial aneurysms: Historical perspective and next frontiers. Neuroscience Insights. 17, (2022).
- Böcher-Schwarz, H. G., et al. Histological findings in coil-packed experimental aneurysms 3 months after embolization. Neurosurgery. 50 (2), 375-379 (2002).
- Sherif, C., Plenk, H. J., Grossschmidt, K., Kanz, F., Bavinzski, G. Computer-assisted quantification of occlusion and coil densities on angiographic and histological images of experimental aneurysms. Neurosurgery. 58 (3), 559-566 (2006).
- Massoud, T. F., Guglielmi, G., Ji, C., Viñuela, F., Duckwiler, G. R. Experimental saccular aneurysms. I. Review of surgically-constructed models and their laboratory applications. Neuroradiology. 36 (7), 537-546 (1994).
- Anidjar, S., et al. Elastase-induced experimental aneurysms in rats. Circulation. 82 (3), 973-981 (1990).
- Wakhloo, A. K., Schellhammer, F., de Vries, J., Haberstroh, J., Schumacher, M. Self-expanding and balloon-expandable stents in the treatment of carotid aneurysms: An experimental study in a canine model. AJNR. American Journal of Neuroradiology. 15 (3), 493-502 (1994).
- 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., et al. Creation of four experimental aneurysms with different hemodynamics in one dog. American Journal of Neuroradiology. 26 (7), 1764-1767 (2005).
- Abruzzo, T., et al. Histologic and morphologic comparison of experimental aneurysms with human intracranial aneurysms. AJNR. American Journal of Neuroradiology. 19 (7), 1309-1314 (1998).
- Sherif, C., Plenk, H. J. Quantitative angiographic and histopathologic evaluation of experimental aneurysms. American Journal of Neuroradiology. 32 (2), 33 (2011).
- Sherif, C., et al. Microsurgical venous pouch arterial-bifurcation aneurysms in the rabbit model: Technical aspects. Journal of Visualized Experiments. (51), e2718 (2011).
- Sherif, C., et al. Very large and giant microsurgical bifurcation aneurysms in rabbits: Proof of feasibility and comparability using computational fluid dynamics and biomechanical testing. Journal of Neuroscience Methods. 268, 7-13 (2016).
- 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).
- Spetzger, U., et al. 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. Minimally invasive neurosurgery. 41 (3), 129-132 (1998).
- 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).
- Ysuda, R., Strother, C. M., Aagaard-Kienitz, B., Pulfer, K., Consigny, D. A large and giant bifurcation aneurysm model in canines: proof of feasibility. American Journal of Neuroradiology. 33 (3), 507-512 (2012).
- 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).
- Sherif, C., Marbacher, S., Fandino, J. Computerized angiographic evaluation of coil density and occlusion rate in embolized cerebral aneurysms. Acta Neurochirurgica. 153 (2), 343-344 (2011).
