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Neuroscience

ウサギの動脈ポーチ微小外科分岐動脈瘤モデル

Published: May 14, 2020 doi: 10.3791/61157
Automatic Translation
1,2, 2, 1,2, 1,2, 2, 3, 4, 5, 1,2, 1,2, 1,2
1Department of Neurosurgery, Kantonsspital Aarau, 2Cerebrovascular Research Group, Department for BioMedical Research, University of Bern, 3Division of Neuroradiology, Department of Radiology, Kantonsspital Aarau, 4Department of Neurosurgery, Neurocenter and Regenerative Neuroscience Cluster, Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, 5Department for Biomedical Research, Faculty of Medicine, University of Bern

Summary

頭蓋内動脈瘤治療のための血管内装置の開発と試験は依然として非常に重要です。今日使用されているほとんどの動脈瘤モデルは、動脈変性壁の重要な特性または真の分岐の血行動態のいずれかを見逃している。そこで、ウサギにおける新規な動脈パウチ分岐模型の設計を目指した。

Abstract

頭蓋内動脈瘤の血管内治療は過去数十年にわたって重要性を増し、その結果、血管内デバイスを検査する必要性が高まっています。レオロジー、血行力学的および動脈瘤壁状態を尊重する動物モデルは、非常に正当化される。したがって、本研究の目的は、ウサギにおいて非修飾および修飾壁状態を有する自家動脈嚢分岐動脈瘤を創作するための新規な標準化された再現性のある外科的技術を設計することであった。

分岐動脈瘤は、左総頸動脈上の右側の端から側への吻合によって作成され、いずれも動脈嚢の親動脈として機能し、これは微小外科的に縫合された。移植片を近位右総頚動脈から採取し、対照(n=7、即時自家再移植)または改変(n=7、自家再移植前に100国際単位エラスターゼと共に20分間インキュベートする)群のいずれかの。パウチおよび親動脈開存性は、作成直後に蛍光血管造影により制御した。フォローアップ(28日)で、すべてのウサギはコントラスト増強磁気共鳴血管造影および蛍光血管造影を受け、続いて動脈瘤採取、巨視的および組織学的評価を受けた。

合計16匹の雌のニュージーランド白ウサギが手術されました。2匹の動物が早死にしました。追跡調査では、全動脈瘤の85.72%が特許のままであった。両群とも、時間の経過とともに動脈瘤サイズの増加を明らかにした。これは、対照群(6.48 ± 1.81 mm 3 vs 19.85 ±追跡時6.40 mm 3、p = 0.037)で、改変群(作成時8.03 ± 1.08 mm 3 vs 20.29 ±追跡時6.16 mm 3、p = 0.054)でより顕著であった。

我々の発見は、顕微手術的アプローチにおいて異なる壁条件を有する分岐動脈瘤の作成を可能にするこの新しいウサギモデルの妥当性を実証する。優れた長期的開存性と経時的な動脈瘤成長の性質を考えると、このモデルは、新規血管内療法の前臨床評価のための重要なツールとして役立つ可能性がある。

Introduction

頭蓋内動脈瘤(IA)破裂から生じるくも膜下出血は、血管内または顕微外科的閉塞技術のいずれかによって効果的に制御することができる1、2、3、4。コイリング後のIA再発の主な限界を克服するために、異なる血管内療法が過去数十年にわたって重要性を増し、血管内デバイスを試験する必要性が高まっている。これらの新規治療アプローチを試験するために、レオロジー特性、血行動態および動脈瘤壁状態を尊重する適切な動物モデルが強く保証される5、6、7。この文脈において、臨床的および前臨床試験は、特に壁細胞の喪失に焦点を当てて、閉塞後の動脈瘤破裂および再発に関する動脈瘤壁状態の重要な役割をすでに明らかにしている7,8,9。

これまでのところ、ウサギの実験的動脈瘤は、エラスターゼインキュベートされた総頸動脈(CCA)切り株または人工CCA分岐部に縫合された静脈小袋のいずれかによって最も頻繁に作成されてきた。図10、11、12、13、14、15、16このように、真の動脈嚢分岐モデルは記載されていない。

この研究の目的は、ウサギモデルで異なる壁条件を有する分岐動脈瘤の顕微手術的作成のための安全で高速で標準化された技術を設計することでした(図1)。これは、非修飾および修飾された動脈パウチを、両方のCCAの人工的に作成された分岐部に縫合することによって達成された。

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Protocol

すべての獣医ケアは、施設のガイドラインに従って実施され(すべての実験はスイスのベルン州動物ケアのための地方委員会(BE 108/16)によって承認されました)、理事会認定の獣医師麻酔科医の監督下で実施されました。ARRIVEガイドラインと3Rの原則は厳密に守られた17,18。

注:すべての動物を摂氏22°C(°C)の室温で飼育し、12時間(h)の明暗サイクルを維持します。毎回、水、ペレット、自由摂取干し草の食事への無料アクセスを提供します。統計解析は、ノンパラメトリックWilcoxon-Mann-Whitney-U検定を用いて実施した。確率値(p)が≤0.05であった場合、有意であると考えられた。

1. 手術前段階

  1. 23〜3°Cの温度を維持する静かで無菌の手術室のすぐ隣で手術を計画しているすべてのウサギの詳細な術前臨床検査±行う。
    1. 各動物の体重を記録し、粘膜、毛細血管補充時間および脈拍品質を巨視的に評価する。
    2. さらに聴診器と腹部触診で心臓聴診を行う。
    3. 臨床所見に基づいて、米国麻酔学会(ASA)の分類を各ウサギに帰する19。ASA Iスコアを有する動物のみを試験に含める。
    4. 電気シェーバーで両方の外耳を剃り、耳介動脈と静脈の両方にプリロカイン - リドカインクリームを塗布します。
  2. 20ミリグラム(mg)/キログラム(kg)のケタミン、100mg/kgのデクスメデトミジン、0.3mg/kgのメタドンを組み合わせてシリンジを介して皮下注射(SC)してウサギを鎮静させる。
  3. 各動物を少なくとも15分間邪魔しないでおきます。
  4. その後、緩いフェイスマスクを通して3リットル(l)/分(分)の補助酸素化下、パルスオキシメーターを通して安定したモニタリングを行い、左耳介中心動脈に22Gカニューレを、対側耳の耳介静脈に別の22Gカニューレを置く。
  5. 手術野(頸部)を剃り、0.75%切開前後ロピバカインを皮内に注射する。次に額を剃り、小児脳波(EEG)センサーを配置する準備をします。
  6. プロポフォール1-2mg/kgを静脈内投与(IV)して全身麻酔を誘導する。その後、直ちにすべてのウサギの気管をシリコーンチューブ(内径3ミリメートル(mm))でカプノグラフィック制御下で挿管する。その後、すべてのウサギを手術室に運び、背側リカンブルに置き、チューブを小児サークルシステムに接続します。
  7. 酸素中のイソフルランを介して麻酔の深化と維持を達成し、最大終末潮汐イソフルラン濃度1.3%を目標とする。
  8. 気管抜管まで、臨床的および器械的モニタリング(パルス酸素濃度測定、ドップラーおよび侵襲的血圧、3誘導心電図、EEG、直腸温度モニタリング、吸入および呼気ガス)を確実に行う。
  9. 水分補給を維持するには、リンゲル乳酸塩を静脈アクセスを介して5ml/kg/hの連続速度注入(CRI)で提供します。つま先のピンチを使用して、常に10分間隔で適切な麻酔を確認してください。
  10. マヌブリウム胸骨から両顎の角度にポビドンヨウ素を使用して手術野を消毒する。次に、手術野の滅菌ドレープを行う。
  11. 手術中は、リドカインをCRI50マイクログラム(μg)/kg/minで、フェンタニルを3μg/kg/hで鎮痛剤に投与する。自発的または補助的な換気と許容性高カルシウム血症を適用します。手術中に少なくとも1回は動脈血ガス分析を行う。
  12. 関連する低血圧(平均動脈圧<60mmHg)をノルアドレナリンで治療する。加熱パッドまたは加熱強制加温システムを使用して低体温(直腸温度≤38°C)を予防します。

2. 外科的段階 – ステップI

  1. マヌブリウム・スターニから顎の角度/喉頭のレベルまでの中央の皮膚切開で手術を開始します。メス、外科用はさみ、鉗子で皮膚と軟部組織を鋭く解剖します。鈍い解剖によって下皮と脂肪パッドを内側に分離する。
  2. 鈍解剖により左側に胸鎖乳突筋の前上隆起部を内側に進入し、微小鉗子と外科用ハサミを用いる。
  3. 巨視的に、鈍い調製を行い、左CCAを遠位迷走神経から慎重に分離し、さらにマイクロ鉗子および外科用ハサミを使用して喉頭麻痺を回避する(図2)。左CCAの分岐部が術中ランドマークとして機能することに留意されたい(図3 および 図4A)。以下のすべてのステップでは、軟部組織スプレッダーを使用して外科的視覚化を改善します。
  4. 迷走神経からの左遠位CCAの調製および解放が成功した後、パパベリン(40mg / ml、0.9%等張性塩化ナトリウム溶液で1:1希釈)を局所的に投与する。マイクロスワブですべての血管セグメントを継続的に保護し、続いてさらにパパベリンを外部に投与します。パパベリンを浸した左CCAを自家筋肉組織の下に置き、手術顕微鏡の光の下で血管を乾燥から保護する。
  5. 手術中の外科医の快適さを最大限に引き出しながら、側面を切り替えます。右側で同じ外科的処置を繰り返す。CCAを、予め定義されたランドマーク(顎の角度/喉頭および内頸静脈のレベルでの頸動脈分岐; 図4A,B)。スプレッダーを再挿入し、前述のようにマイクロスワブとパパベリンを投与します。
  6. 右近位CCAの結紮前に、静脈耳カテーテルを介してヘパリン(500国際単位(IU)/ kg)を全身に注射する。
  7. これからは手術用顕微鏡を使ってください。まず、動脈血管の張力を避けるために、巨視的に見える近位ランドマークの端部に直接4-0の非吸収性縫合糸で右近位CCAを結紮する。
    1. 第二に、最初の4-0合字から遠位に切断した後、得られる動脈パウチがすべての動物において約3〜124mmの標準化された長さになることを考慮して、測定用の容器クリップを使用して、遠位に正確に4〜4〜0の非吸収性合字を適用する(図5A、C)。
  8. 6-0合字を締め付けた後、内皮損傷を避け、血栓形成を防ぐために灌漑用の長い血管セグメントを作成するために、一時的な血管クリップ(脳動脈瘤手術で通常使用されるように)で右CCAをできるだけ遠位にクランプします(図5B)。
  9. 次に、4-0の非吸収性合字に遠位にカットを実行します。動脈パウチを採取するために(図5C)、6−0非吸収性結紮まで遠位に第2の切断を行う。
  10. 動脈パウチをすべての軟部組織から細心の注意を払って清掃し、血管クリップでその長さ、幅、深さを測定します(図5C)。それ以上の修正が必要ない場合は、自家動脈移植片をヘパリン化溶液(0.9%等張塩化ナトリウム中500IU / 100ml)に室温で保持し、さらに使用するまで保管してください。

3. 動脈パウチの劣化

  1. 動脈パウチの分解が必要な場合は、軟部組織を細心の注意を払って清掃し、実験当日に室温で5mlのトリス緩衝液に溶解した100IUのブタエラスターゼで20分間プレインキュベートする。ブラシテクニックは使用しないでください。シェーカーを使用して動脈嚢内および外腔内にインキュベートする。
  2. パウチを0.9%等張塩化ナトリウムのヘパリン化溶液に入れる前に、0.9%等張塩化ナトリウム溶液中の解剖学的鉗子で3分間穏やかに3回スワイプし、残りのブタエラスターゼを洗い流す。
  3. 必要に応じて、動脈ポーチの内腔をシリコーン製のマイクロチューブで開いたままにしておきます。濡れたマイクロパディングで外科的処置全体を通して左右のCCAを細心の注意を払って保護します。

4. 外科的段階 – ステップII

  1. CCAをさらに調製するために、その真下に2つの丸いマイクロ綿棒を置いて、動脈をより表面的に動かす。次に、動脈の視覚化を改善するために、遠位3分の1の左CCAの下に紫色のパディングが付いたマイクロスワブを1つ入れます。
  2. 100mlの0.9%等張性塩化ナトリウムに溶解した500IUのヘパリンと組み合わせた0.9%等張性塩化ナトリウムの溶液で右近位CCAを洗い流す。緊張のない吻合を作成するには、右CCAを脂肪パッド/気管周囲筋組織の下に置き、外科用はさみを使用して左側にトンネルします。動脈の軟部組織を除去する。
    1. 次に、マイクロハサミと鉗子を使用して、右CCAの近位側で2mmの魚の口切開を行います。
  3. 手術台の側面を変更します。左遠位CCAを別の一時血管クリップでクリップし、続いて近位左CCAを2つの一時血管クリップでクリップします。濡れたマイクロ綿棒を使用して、すべての露出した血管セグメントを外科用光の下で乾燥から保護します。
  4. 左CCAの遠位3分の1を軟部組織から完全に解放し、関節切除術を行う。外科用マイクロ鉗子を使用し、柔らかくいくつかの軟部組織をつかむ。次に、動脈を上昇させ、外科用マイクロハサミで左遠位CCAをゆっくりと切開する。容器セグメントをヘパリン(100mlの0.9%等張塩化ナトリウム溶液に溶解した500IU)で洗い流す。
  5. 湾曲したマイクロ鉗子及びマイクロハサミで動脈切除術を行った後、左CCAの遠位3分の1に位置する動脈切除術を遠位に拡大し、右頸動脈の直鎖の直径の約2倍及び自家移植片を測定する。これにより、動脈嚢への十分な血流が可能になる。
  6. ヘパリン処理した生理食塩水から動脈パウチを取り出す。分岐が計画されている外科用フィールドにポーチを置きます。非吸収性の9-0縫合糸で尾側に位置する右頸動脈鈍い後部を縫合し始め、続いて魚の口の切開のレベルで頭蓋に位置する後部側に縫合糸を縫合する。背面を遠位から近位までシングルステッチで縫製仕上げます。
  7. 縫合中は、すべてのエラスターゼプレインキュベートされたパウチを連続灌漑で湿らせたままにしてください。パウチの血管壁を縫合しながら、湾曲した外科用マイクロ鉗子を使用して、その先端で内腔を静かに開きます。左または近位右CCAの部分を縫合するときはいつでも、まっすぐな外科用マイクロ鉗子を使用してください。その後、水平裏面を縫合する。
  8. 次に、動脈瘤のドームから始めて、その基部に移動する水平前側を縫合する。その後、前面の遠位に単一のステッチが尾状に移動することから始めます。
    1. 吻合を縫合しながらすべてのステップ4.5\u20124.8では、医原性狭窄を避けるために動脈切除術に近い血管の部分をつかむだけに注意してください。また、ヘパリン化塩化ナトリウム溶液(100mlの0.9%等張塩化ナトリウムに溶解された500IU)で満たされたシリンジで、外科的処置全体を通してすべての血管セグメントを外側に連続的に湿らせ、湿ったマイクロ綿棒で保護する。
    2. 吻合を終える前に、管腔内のヘパリン処理された0.9%等張性塩化ナトリウム溶液(100mlの0.9%等張性塩化ナトリウムに溶解した500IU)で複合体全体を灌漑する。エラスターゼ修飾動脈パウチは、乾燥して血栓する傾向が強いため、できるだけ早く縫い付けなければならないことに注意してください。円周血管の消化に関するパウチ内の残留エラスターゼ濃度の攻撃的な挙動のために、血管複合体を迅速に再灌流する手術を迅速に進める。
  9. すべての一時的な血管クランプを段階的に取り外します。
    1. 左側のCCAから遠位クランプを取り外します。軽度の出血を受け入れ、吻合部にマイクロ綿棒を優しく刻印してそれを固くする。その後、右CCAのクランプを外し、血栓形成を避けるためにマイクロ綿棒と鉗子で優しく押します。
    2. 必要に応じて、十分な凝固を提供するために一時的な血管クリップを交換してください。その後、両方の容器クリップを左側から近くから取り外します。いずれかのステップで必要に応じて、クリップを交換して凝固を許可したり、再ステッチングを実行したりします。
  10. この段階で血管複合体の蛍光血管造影を行う(図6 及び 図7)。
    注:蛍光血管造影は、2つのバンドパスフィルター、ビデオカメラ付きスマートフォン、および自転車のスポットライトを使用して、1mlのフルオレセインIVを投与することによって行われる。この手順は、既に他の箇所で説明されている20、21、22。
  11. 最後に、手術室を閉じます。吻合を保護するために、単一の節を有する3-0再吸収可能な縫合糸で脂肪パッドを再適応させ、穏やかに縫合する。同じ方法で下皮と皮膚を閉じます。

5. 術後段階

  1. 手術終了時にイソフルランおよび全身鎮痛剤の投与を中止し、嚥下反射が戻ったらすぐに気管抜管を行う。
  2. 0.5mg / kgのメロキシカムIV、10mg / kgのアスピリン(ASS)IV、100μgのビタミンB12 SCおよび20mg / kgのクラモキシルIVを投与する。
  3. ウサギが自発的に胸骨臥位を取り戻すまで、補助的な酸素補給と活発な温暖化を提供します。
  4. げっ歯類およびウサギの疼痛の評価および管理のためのガイドラインに従って、術後フォローアップおよび動物ケアを最初の3日間1日4回行う23,24。
  5. 疼痛評価用スコアシートに従って、外耳にフェンタニルパッチ(12μg/h)、メロキシカムを1日1回SCで3日間、メタドンをレスキューセラピーSCとして術後鎮痛剤を投与する。250IU/kgの低分子ヘパリン(LMH)をすべてのウサギの皮下に3日間投与する。

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Representative Results

7匹の動物のパイロットシリーズに続いて、合計16匹の動物が実験プロトコールに含まれました。2匹の動物が早死にしたため、最終分析から除外された(死亡率12.5%)。14匹の動物について計算したところ、蛍光血管造影時の即時動脈瘤開存率は、対照群および改変群の両方で71.43%であった。4つの動脈瘤を連続した血栓排出で再開しなければならず、蛍光血管造影を繰り返した後、すべての症例(100%)において文書化された開存性があった。MR-および蛍光血管造影における動脈瘤開存率は、追跡調査後28日目に対照群で85.72%およびエラスターゼ修飾群で85.72%であった(2匹の動物は完全な親動脈および動脈瘤血栓症を示したため、さらなる分析から除外された)。部分血栓症は、残りの12例中3例においてMRイメージング(図9)の3次元再構成を分析することによって観察された。両群とも、時間の経過とともに動脈瘤サイズの増加を示した。対照群:作成時の6.48±1.81 mm3に対し、追跡調査時の19.85 ± 6.40 mm3、p = 0.037(すべての統計的検定はノンパラメトリックWilcoxon-Mann-Whitney-U検定を用いて実施した)。改変群:作成時に8.03±1.08 mm 3 vs 20.29 ±追跡調査時6.16 mm3、p = 0.054)、両方の増殖速度の間に有意性を示さなかった(p = 0.87)。術後動脈瘤関連出血はなかった。対照群に対する外科的処置の平均持続時間は、改変群の201±13分(範囲、158〜158〜150分)と比較して164±10分(範囲、122〜187分)であった。対照群では動脈瘤を作製するために平均24±1回(範囲、21〜226本)の縫合糸が必要であり、エラスターゼ群では25本±2本(範囲、18〜18本)の縫合が必要であった。図8および図9は、28日目の分岐動脈瘤の組織学的特徴ならびにCE−3D−MRA形態測定を示す。

Figure 1
図1:実験設定のフローチャート。
合計で、7匹の動物のパイロット段階の後、16匹の動物を操作し、対照群またはエラスターゼ前処理のいずれかに無作為化した。2匹の動物が術後早期に死亡した。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 2
図2:最初の操作ステップ。
最初の手術工程は、左頸動脈(白矢印)、迷走神経(黒矢印)(A)および喉頭麻痺を回避するために遠位にある左頚動脈を迷走神経遠位から注意深く分離すること(B)を描写する。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 3
図3:手術ステップの概略図。
ニュージーランド白ウサギの両頸動脈(左頚動脈、x;右頚動脈、#)を有する大動脈弓(§)を示す(A)。近位右頚動脈では、4-0の結紮を行い、6-0の結紮を遠位に付加する(B)。自家動脈パウチ(*)は既に採取済みで、右頚動脈の鈍い部分を左頚動脈(C)の遠位3分の1に縫合し、人工複合動脈分岐部(D)を作り出します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 4
図4:左右の遠位目印としての左頸動脈の分岐(A、黒*)と右辺の作製のための近位目印としての内頸静脈(B、白*)。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 5
図5:写真は、新しい生命動脈嚢を作成するための右頸動脈の近位4-0および6-0結紮(A)、2つの結紮(B)および自家採取パウチ(C)の上の右頸動脈上のクリップ配置を示す。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 6
図6:複雑な動脈バイタル(A)およびエラスターゼ前処置後(A.1)分岐動脈瘤(*)の作成。
蛍光血管造影を行った後の同様の状況は、親動脈および動脈瘤自体の開存性を示す(B,B.この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 7
図7:血管複合体の蛍光血管造影。
エラスターゼ前処理された複合分岐動脈瘤(x)の作成後の手術部位から写真(A)をズームアウトした。黒*は右総頚動脈、白*は左を表す。点線は首の中央を示しています。蛍光血管造影を行った後の同様の状況は、親動脈および動脈瘤自体の開存性を示す(B)。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 8
図8:分岐星座の重要な動脈瘤の2倍および20倍のデジタルズームにおける組織学の例。
重要な壁(#)は、高い細胞密度によって特徴付けられる。*は動脈瘤の内腔、aは右の内腔、bは左近位頸動脈の内腔、§は動脈瘤の拡大管腔側を表す。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 9
図9:MRイメージングと相関する組織学的所見。
(a)動脈分岐部に縫い付けられた修正動脈嚢の2倍デジタルズームの例は、部分血栓性動脈瘤ドーム(#)、動脈瘤の内腔(*)、左近位の内腔(b)および遠位(a)ならびに右頸動脈の内腔(c)を示す。(b)は、28日後の動脈瘤のCE−3D−MRA形態測定を描写する。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

n 動作時間
(分)		 重量(g) 縫合糸の数
(n)		 動脈瘤の近位にある親動脈の直径
(ミリメートル)		 縫合時間
(分)		 動脈瘤までの親動脈遠位の直径
(ミリメートル)		 直径動脈瘤ベースライン
(ミリメートル)		 ボリュームベースライン
(ミリメートル3)		 直径動脈瘤フォローアップ
(ミリメートル)		 ボリュームフォローアップ
(ミリメートル3)
バイタルポーチ
1 187 4100 24 2.5 54 2.8 1 1.96 1.5 5
2 183 4200 24 3.3 53 2.9 1 2.35 2.8 7.73
3 163 3800 26 3.4 66 3 1.5 4.71 3.1 28.03
4 122 3600 22 2.8 42 2.8 2 6.28 3.2 47.37
5 180 3700 24 3.2 45 3 2 10.99 2 15.82
6 149 3700 21 2.3 47 2.2 2 12.56 3.1 15.11
SEM ±平均 164.00 ± 10.22 3850.00 ± 99.16 23.50 ± 0.72 2.92 ± 0.19 51.17 ± 3.52 2.78 ± 0.12 1.58 ± 0.201 6.48 ± 1.81 2.62 ± 0.29 19.85 ± 6.40
エラスターゼパウチ
1 158 3400 26 2.9 76 2.6 2 9.42 2.1 12.26
2 180 3400 27 3.5 43 2.8 2 10.99 3.3 46.16
3 250 3900 27 3.5 70 3.2 1.4 6.59 2.2 10.1
4 208 4200 28 3 45 2.6 2 9.42 2.6 24
5 192 3660 18 2.8 53 2.8 2 8.24 2.7 4.03
6 217 3200 24 2.7 58 2.8 1.5 3.53 2.2 25.16
SEM ±平均 200.83 ± 13.00 3626.67 ± 151.58 25.00 ± 1.51 3.07 ± 0.14 57.50 ± 5.43 2.80 ± 0.09 1.82 ± 0.12 8.03 ± 1.08 2.52 ± 0.19 20.29 ± 6.16
p値 0.06 0.22 0.14 0.46 0.42 0.5 // 0.46 // 0.87

表1:外科的特性およびCE-3D-MRA形態測定。

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Discussion

私たちの研究は、ウサギの異なる壁条件を持つ真の分岐動脈瘤モデルを作成することの実現可能性を示しています。全体として、平均体重3.7±0.09kg、平均年齢112±3日を有する14匹の雌ニュージーランド白ウサギが研究に含まれた。全動脈瘤の85.72%が28日間の追跡期間中、特許のままであった。2匹の動物が早死にした(死亡率12.5%)。

以前の研究は、血管内動脈瘤治療の管理を分析するための様々な頭蓋外動脈瘤モデルを示唆した25、26、27、28。しかし、これらのいずれも、異なる壁条件の比較を可能にしていない。以前の実験は、動脈瘤側壁ラットモデル29における脱細胞化動脈瘤を既に研究している。現在の研究で提示されたモデルは、異なる壁条件を模倣した真の動脈嚢分岐モデルであるため、翻訳的精錬を表し、まだ文献に記載されていない。さらに、ヒトの頭蓋内動脈瘤は、動脈分岐部30、31でより頻繁に起こる。さらに、ウサギモデルは、血行動態および凝固系の比較可能性に関してヒトに非常に近いことが示され、さらに費用対効果が高いことが証明された32、33、34。

ウサギの静脈パウチモデル(単独で、複雑な双葉状、複雑な双垢状または広い首を持つ)はすでによく説明されています。12,13,35,36 前述のように、真の動脈嚢または変性した血管壁を人工分岐部に移植する技術は、まだ記載されていない。37,38,39 我々の研究では、死亡率は12.5%であった。罹患率が高く死亡率が最大50%の文献と比較して、我々は明らかに下回っており、したがって、罹患率が低く、死亡率が高く、短期的および長期の動脈瘤開放率が高いウサギにおいて複雑な動脈分岐動脈瘤を作製することの実現可能性を実証した27。このウサギシリーズで罹患率と死亡率を下げることを可能にしたもう一つの重要な要素は、私たちの研究室の以前の経験からの手術技術の実施でした12。例示的には、左CCAの長いセグメントを注意深く準備する技術を、特に迷走神経および上喉頭神経上の医原性病変を避けるために、遠位第3を解剖するだけに適用され、洗練された。また、血栓形成性の高い軟組織は、張力のない吻合を行う前に両方のCCAから細心の注意を払って除去した。縫合糸は、より良い視覚的制御のために常に裏側から始まり、医原性血栓形成を避けるために数を低く抑えた。必要に応じて、術後出血のリスクを最小限に抑えるために、吻合の周りの自家脂肪組織によるシーリングを行った。同様に、吻合部の真上の脂肪パッドを再適応および縫合することは、さらなる保護効果をもたらした。関連する喉頭線維を有する迷走神経の制御された調製および解剖、ならびに緊張のない吻合を創出するための右CCAの近位および遠位における十分な調製は、呼吸困難または喉頭麻痺による死亡率および罹患率を低下させる上で重要な役割を果たす12。

LMHによる抗凝固レジメンを3日間使用し、ASS(術直後に単発注射として提供される)を使用し、右CCAを閉じる前に新たに開始されたヘパリンの全身投与により、85.72%の動脈瘤および親血管開存性が得られた。これらの結果は、静脈パウチモデル10,11,12,13,40に関する我々の以前の経験と一致している。これに関して、術中蛍光血管造影はまた、罹患率の低下を伴う良好な長期開存率に寄与した。動脈瘤自体または親動脈における血栓検出の場合、吻合の再開放は、血栓排出20を用いて行った。自然発症性動脈瘤出血は観察されていない。それにもかかわらず、湿ったマイクロ綿棒による継続的な管腔外灌漑および容器保護ならびにヘパリン化0.9%生理食塩水による管腔内灌漑は、血栓形成の影響を打ち消すことに相加的に寄与した。私たちの意見では、バランスの取れた麻酔と継続的な広範な術中および術後のモニタリングは、死亡率と罹患率にもプラスの影響を与えました。鎮痛ケアを少なくとも72時間延長し、中断のない摂食を保証することは、胃腸ストレス潰瘍などの他の合併症を軽減することに貢献した可能性があります。

いくつかの研究は、時間の経過とともに悪化した動脈瘤における動脈瘤サイズのより強い増加を実証している7,29。我々のシリーズでは、これらの知見は確認できなかった。対照群は、時間の経過とともに有意な動脈瘤成長を示した。それにもかかわらず、改変群のp値は、対照群と比較して有意な成長パターンに向かう傾向を示した(p=0.054)。28日後にエラスターゼ修飾群において等量を有するこの取るに足らない増殖速度は、少なくとも部分的には、大きな初期動脈瘤体積によって説明され得る。また、わずか28日間の追跡調査と同様に小動物数が、2例のみで広範な動脈瘤増殖が観察された潜在的な理由である。さらに、外科医14、15、41について関与する学習曲線がある。

対照とエラスターゼ修飾分岐パウチとの直接比較は、血管内コイル治療の観点から、依然として欠落している。静脈パウチの場合、35%および65%の初期完全および不完全閉塞率が既に報告されている27。3〜20126ヶ月のフォローアップの後、完全な閉塞は15%27で客観化されることができました。提示されたこの新しい動物モデルの優れた開存率に関して、動脈変性パウチは、生理学的および病態生理学的条件下での将来の設定において、コイル塞栓術、ステント治療またはステント支援コイル塞栓術によってさらに評価することができる。

エラスターゼ修飾動脈パウチは、パウチの壁が非常に粘着性があるため、縫い付けるのが難しい。パウチ自体は非常に血栓形成的に反応するため、内腔は対照群と比較して自然に開放されない。パウチを縫合するときは、エラスターゼが上記のように親動脈の血管構造を損なうのに積極的に作用するため、周囲の血管に張力が加えられていないことを確認してください。

最後に、このモデルは、一定期間にわたって実施された場合、高度に顕微手術手順を継続的に行うことによって、顕微手術技を適応させる脳神経外科の居住者に大きな価値を提供する42。最初のトレーニングの後、テクニックは簡単に適用され、安全で標準化された方法で実行できます。

この研究の限界は、実現可能性研究の観点からの動物数が少ないこと、ならびに縫合材料および改変動脈嚢の潜在的な血栓形成特性である。さらに、このモデルは、頭蓋内設定と同等に設定することができない頭蓋外動脈瘤モデルを描いています。さらに、このモデルには多くのリソース(獣医師、外科助手、看護師、麻酔機)が必要です。このアプローチの利点は、エラスターゼ修飾動脈および非修飾嚢を1回の手術で移植する可能性である。したがって、動物福祉に関する3Rの原則は厳密に守られています。

要約すると、我々は、異なる壁状態を模倣する自家動脈嚢分岐動脈瘤を作成するための新規で再現可能かつ標準化されたプロトコルを提示する。非修飾および修飾されたパウチ群における動脈瘤の経時的成長の優れた長期的開存性および特性を考えると、このモデルは、新規血管内デバイスのさらなる前臨床評価のための重要なツールとして役立つ可能性がある。確かに、これらの結果はより大きなシリーズで確認されなければなりません。

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Disclosures

この研究は、スイスのアーラウ州カントンスピタル・アーラウ研究評議会とスイス国立科学財団SNF(310030_182450)の研究資金によって支援されました。著者らは、提示された研究の設計と実施について単独で責任を負い、競合する利益を宣言しません。

Acknowledgments

著者らは、周術期における優れた支援と技術支援についてOlgica BeslacとKay Nettelbeck氏に、長期の動物衛生の献身的な監督に対してAlessandra Bergadano(DVM、PhD)に感謝している。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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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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