إنشاء الجراحة المجهرية لتمدد الأوعية الدموية العملاقة في الأرانب لتقييم أجهزة الأوعية الدموية
Summary
هنا ، وصفنا تقنية إنشاء الجراحة المجهرية لتمدد الأوعية الدموية العملاقة في الأرانب لتقييم أجهزة الأوعية الدموية.
Abstract
تمدد الأوعية الدموية العملاقة هي آفات خطيرة تتطلب العلاج داخل الأوعية الدموية ، مع ارتفاع معدلات إعادة استقناء تمدد الأوعية الدموية وإعادة تمزقها. النماذج الموثوقة في الجسم الحي نادرة ولكنها مطلوبة لاختبار أجهزة الأوعية الدموية الجديدة. نوضح الجوانب التقنية لإنشاء تمدد الأوعية الدموية العملاقة في الأرانب البيضاء النيوزيلندية (2.5-5.5 كجم). يتم أخذ كيس وريدي بطول 25-30 مم من الوريد الوداجي الخارجي ، ويتم إنشاء تشعب بين كلا الشرايين السباتية جراحيا مجهريا. يتم خياطة الحقيبة في التشعب لتقليد تمدد الأوعية الدموية العملاق. يلخص هذا البروتوكول تقنيتنا القياسية المنشورة سابقا لتمدد الأوعية الدموية ذات التشعب الشرياني الحقيقي ويسلط الضوء على خطوات التعديل الأساسية لتمدد الأوعية الدموية العملاقة. باستخدام هذه التقنية المعدلة ، تمكنا من إنشاء نموذج حيواني لتمدد الأوعية الدموية العملاقة مع قابلية عالية للمقارنة مع البشر فيما يتعلق بديناميكا الدم وأنظمة التخثر. علاوة على ذلك ، تم تحقيق معدلات مراضة منخفضة وارتفاع معدلات سالكية تمدد الأوعية الدموية. يوفر نموذج تمدد الأوعية الدموية العملاق المقترح إمكانية ممتازة لاختبار أجهزة الأوعية الدموية الجديدة.
Introduction
أصبح الانصمام داخل الأوعية الدموية بديلا مهما لقص تمدد الأوعية الدموية لعلاج تمدد الأوعية الدموية الدماغيةالممزقة 1. العيب الرئيسي لاستراتيجية العلاج هذه هو ارتفاع معدلات إعادة استقناء تمدد الأوعية الدموية مع تمزق تمدد الأوعية الدمويةالمتأخر 2. وقد ثبت أن تمدد الأوعية الدموية الكبيرة والعملاقة عرضة بشكل خاص لهذه المضاعفات. لذلك ، يتم باستمرار تطوير أجهزة الأوعية الدموية الجديدة3. نماذج الدراسات التجريبية ضرورية لاختبار هذه الأجهزة 4,5.
تمت دراسة تمدد الأوعية الدموية الدماغية البشرية في الفئران والأرانب والأنياب والخنازير6،7،8. ومع ذلك ، فقد أظهرت نماذج الأرانب أفضل قابلية للمقارنة مع البشر فيما يتعلق بديناميكا الدم ونظام التخثر9،10،11،12. في نموذج التشعب الشرياني الوريدي في الأرانب ، يتم خياطة الجيب الوريدي في تشعب حقيقي تم إنشاؤه جراحيا لكل من الشرايين السباتية الشائعة (CCA) لتقليد تمدد الأوعية الدموية13. ومع ذلك ، لم يكن نموذج التشعب الحقيقي لتمدد الأوعية الدموية العملاقة في الأرانب متاحا حتى وقت قريب. تم نشر النتائج الأولى باستخدام ديناميات الموائع الحسابية والاختبارات الميكانيكية الحيوية من قبل مجموعتنا في 201614.
نظرا لأن تمدد الأوعية الدموية العملاقة تمثل آفات صعبة للعلاج في البشر وأن النموذج الحيواني الموثوق به أمر بالغ الأهمية لأبحاثهم ، فإننا نقدم ملخصا مكثفا للتقنيات المحسنة لإنشاء تمدد الأوعية الدموية التجريبية العملاقة12,13. مزايا استخدام هذه الطريقة هي (i) الحد الأدنى من المراضة وارتفاع معدلات سالكية تمدد الأوعية الدموية 14 ، قابلية عالية للمقارنة مع البشر فيما يتعلق بديناميكا الدم ونظام التخثر9،10،11،12 ، والفعالية من حيث التكلفة مقارنة بطرق الكلاب ، (ii) تصميم التشعب الحقيقي لتمدد الأوعية الدموية العملاق13 ، (iii) قابلية المقارنة الديناميكية الدموية الجيدة لتمدد الأوعية الدموية التي تم إنشاؤها والتي تظهرها ديناميات الموائع الحسابية 14، و (د) ارتفاع معدلات المباح على المدى الطويل15.
Protocol
Representative Results
Discussion
هناك بعض الخطوات الحاسمة لضمان تكرار البروتوكول الموصوف أعلاه. الإزالة الدقيقة للأنسجة المحيطة بالتخثر في موقع المفاغرة أمر ضروري13. يجب على المرء التأكد من أن مفاغرة التوتر ولديها أقل عدد ممكن من الغرز. بالنسبة لتمدد الأوعية الدموية العملاقة ، من المهم أن تبدأ بالجانب الخلفي من مفاغرة. هذا يعطي رؤية وتحكما أفضل للخيوط الأكثر تحديا مقارنة بالإجراءات المقترحة سابقا17،18،19.
على عكس تمدد الأوعية الدموية ذات الحجم الطبيعي ، فإن العامل الرئيسي لاسترجاع الجيب الوريدي هو التحضير الدقيق لجزء الوريد بطول 2-3 سم. من الأهمية بمكان تشريح جميع الفروع الجانبية الصغيرة للوريد الوداجي الخارجي حتى تتمكن من ربطها بأمان. أثناء خياطة المفاغرة ، يجب تجنب الاتصال المباشر بالأوعية عن طريق ترك نهايات الغرز المفردة لفترة أطول قليلا. يجب فقط إمساك نهايات الخياطة الحرة بالملقط لتحريك مجمع تمدد الأوعية الدموية. تساعد هذه التفاصيل الفنية في استخدام تقنية عدم اللمس مع الأوعية ، وهو مبدأ عام في الجراحة المجهرية للأوعية الدموية. التحدي الآخر ، مقارنة بتمدد الأوعية الدموية ذات الحجم الطبيعي ، هو ضعف البصر إلى الجانب الخلفي من مجمع تمدد الأوعية الدموية الناجم عن كيس تمدد الأوعية الدموية العملاق. هذا يمكن أن يؤدي إلى زيادة الصعوبات التقنية في الجانب الخلفي من مفاغرة. بعد الانتهاء من مفاغرة ، من الضروري وقت تنظيف أطول بسبب ارتفاع احتمال تكوين الخثرة داخل كيس تمدد الأوعية الدموية العملاق. يجب أن يكون المرء على دراية بالتسربات ، لأنها شائعة جدا. إذا لم يتم إغلاقها بوسادة الدهون ، فيجب إجراء خيوط إضافية.
القيد هو استخدام تمدد الأوعية الدموية خارج الجمجمة كنموذج لعلم الأمراض داخل الجمجمة. علاوة على ذلك ، هناك حاجة إلى متطلبات جراحية مجهرية عالية ومختبرات مجهزة تجهيزا جيدا للتنفيذ الناجح لهذا البروتوكول. أيضا ، الأرانب حساسة ، والسكن الجيد للحيوانات أمر بالغ الأهمية لمعدلات البقاء على قيد الحياة.
يقدم النموذج المقدم العديد من المزايا مقارنة بالنماذج الحالية المستخدمة على نطاق واسع. النموذج الحالي الأكثر انتشارا لتمدد الأوعية الدموية الدماغية هو نموذج الإيلاستاز. ومع ذلك ، بالنسبة لهذا النموذج ، لم يتم إجراء الاختبار الميكانيكي الحيوي لخصائص جدار تمدد الأوعية الدموية. لذلك ، فإن المقارنة الميكانيكية الحيوية لهذا النموذج مع الظروف البشرية غير واضحة. على العكس من ذلك ، فإن هذا الاختبار الميكانيكي الحيوي متاح لنموذجنا المقترح ، مما يدل على قابلية جيدة للمقارنة مع الظروف البشرية14. ميزة أخرى مهمة لهذا النموذج المقترح على نموذج الإيلاستاز هي ديناميكا الدم الحقيقية ثنائية التشعب18. يتم إنشاء هذا النموذج في تشعب حقيقي تم إنشاؤه بشكل مصطنع ، في حين يتم تشكيل كيس تمدد الأوعية الدموية المهضوم بالإيلاستاز في الطرف المسدود من CCA ، ويحاكي هندسة الجدار الجانبي إلى حد ما.
حتى هذا التاريخ ، لم يكن هناك تقريبا أي نماذج تمدد الأوعية الدموية العملاقة الأخرى المتاحة. ومع ذلك ، هناك حاجة ماسة إلى هذه النماذج لتقييم أجهزة الأوعية الدموية الجديدة. من خلال الأدبيات ، تم وصف نموذج واحد فقط للكلاب لتمدد الأوعية الدموية العملاقة20. ومع ذلك ، أظهرت ديناميكا الدم الكلاب ونظام التخثر اختلافات كبيرة بالمقارنة مع البشر ، في حين أظهر نموذج الأرنب تفوقه فيما يتعلق بمقارنته بالبشر14.
عادة ما يتم اختبار الأجهزة داخل الأوعية الدموية المطورة حديثا لعلاج تمدد الأوعية الدموية في نماذج الأرانب. تم استخدام نموذج تمدد الأوعية الدموية للتشعب الوريدي المنشور سابقا للحصول على موافقة CE و FDA على هذه الأجهزة 3,18. ومع ذلك ، لم يكن هناك نموذج حيواني موثوق وقابل للمقارنة لتمدد الأوعية الدموية العملاقة في الأرانب حتى وقت قريب. في البشر ، تمدد الأوعية الدموية العملاقة لديها أعلى معدلات إعادة الاستقناء والتمزق المتأخر بعد العلاج داخل الأوعية الدموية. لذلك ، هناك حاجة ماسة إلى أجهزة جديدة داخل الأوعية الدموية ، وقد أثارت الصناعة الحاجة إلى نموذج أرنب تمدد الأوعية الدموية العملاق. تطبيق آخر هو تقييم جدار تمدد الأوعية الدموية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي عالي المجال ، والذي يهدف إلى تحديد عوامل الخطر المحتملة للتمزق ، مثل قطر جدار تمدد الأوعية الدموية أو سلوك تعزيز التباين22. علاوة على ذلك ، هناك حاجة إلى دراسات طويلة الأجل لتقييم سالكية نموذج تمدد الأوعية الدموية هذا بمرور الوقت ، بالإضافة إلى الدراسات التي تظهر سلوك تمدد الأوعية الدموية مع دعامات محول التدفق ومحولات التدفق داخل العجز.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن ممتنون للبروفيسور هيبر فيراز ليتي، مدير العديد من ورش العمل الدولية للجراحة المجهرية في جميع أنحاء العالم، لثقافته التعليمية المنفتحة والقيمة.
نحن نقدر الدعم المقدم من صندوق النشر المفتوح التابع لجامعة كارل لاندشتاينر للعلوم الصحية ، كريمز ، النمسا. تم تمويل هذه الدراسة بمنحة من الصندوق العلمي لعمدة فيينا. تم تمويل تكلفة هذا المنشور من قبل صندوق النشر المفتوح التابع لجامعة كارل لاندشتاينر للعلوم الصحية ، كريمس ، النمسا. لم تلعب هيئات التمويل أي دور في تصميم الدراسة وجمع البيانات وتحليلها وتفسيرها وكتابة المخطوطة.
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 |
References
- 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).
