Summary
En este trabajo se describe la técnica para la creación microquirúrgica de aneurismas gigantes en bifurcación en conejos para la evaluación de dispositivos endovasculares.
Abstract
Los aneurismas gigantes son lesiones peligrosas que requieren tratamiento endovascular, con altas tasas de recanalización y reruptura de aneurismas. Los modelos in vivo fiables son escasos, pero son necesarios para probar nuevos dispositivos endovasculares. Demostramos los aspectos técnicos de la creación de aneurismas de bifurcación gigantes en conejos blancos de Nueva Zelanda (2,5-5,5 kg). Se extrae una bolsa venosa de 25-30 mm de largo de la vena yugular externa y se crea microquirúrgicamente una bifurcación entre ambas arterias carótidas. La bolsa se sutura en la bifurcación para imitar un aneurisma gigante. Este protocolo resume nuestra técnica estándar publicada anteriormente para los aneurismas de bifurcación arterial verdadera de bolsa venosa y destaca sus pasos de modificación esenciales para los aneurismas gigantes. Utilizando esta técnica modificada, pudimos crear un modelo animal para aneurismas gigantes con alta comparabilidad con los humanos en cuanto a los sistemas de hemodinámica y coagulación. Además, se lograron bajas tasas de morbilidad y alta permeabilidad de los aneurismas. El modelo de aneurisma gigante propuesto ofrece una excelente posibilidad para probar nuevos dispositivos endovasculares.
Introduction
La embolización endovascular se ha convertido en una alternativa importante al clipaje de aneurismas para el tratamiento de la rotura de aneurismas cerebrales1. El principal inconveniente de esta estrategia de tratamiento son las altas tasas de recanalización del aneurisma con rotura tardía del aneurisma2. Se ha demostrado que los aneurismas grandes y gigantes son especialmente propensos a estas complicaciones. Por lo tanto, constantemente se desarrollan nuevos dispositivos endovasculares3. Los modelos para estudios experimentales son esenciales para probar estos dispositivos 4,5.
Se han estudiado aneurismas cerebrales humanos en ratas, conejos, caninos y cerdos 6,7,8. Sin embargo, los modelos de conejo han mostrado la mejor comparabilidad con los humanos en cuanto a la hemodinámica y el sistema de coagulación 9,10,11,12. En el modelo de bifurcación arterial de bolsa venosa en conejos, se sutura una bolsa venosa en una bifurcación verdadera creada microquirúrgicamente de ambas arterias carótidas comunes (CCA) para imitar un aneurisma13. Sin embargo, hasta hace poco no se disponía de un verdadero modelo de bifurcación para los aneurismas gigantes en conejos. Los primeros resultados utilizando dinámica de fluidos computacional y ensayos biomecánicos fueron publicados por nuestro grupo en 201614.
Dado que los aneurismas gigantes representan lesiones difíciles para el tratamiento en humanos y que un modelo animal fiable es crucial para su investigación, presentamos un resumen condensado de las técnicas mejoradas para la creación de aneurismas experimentales gigantes12,13. Las ventajas de utilizar este método son (i) la mínima morbilidad y las altas tasas de permeabilidad de los aneurismas 14, la alta comparabilidad con los humanos en cuanto a la hemodinámica y el sistema de coagulación 9,10,11,12 y la rentabilidad en comparación con los métodos caninos, (ii) el verdadero diseño de bifurcación para un aneurisma gigante 13, (iii) la buena comparabilidad hemodinámica de los aneurismas creados mostrada por la dinámica de fluidos computacional 14y iv) las elevadas tasas de permeabilidad a largo plazo15.
Protocol
Los estudios en animales fueron aprobados por el Comité de Ética Animal del instituto en el que se realizó este estudio. Para este modelo animal se utilizaron conejos blancos de Nueva Zelanda (2,5-5,5 kg).
NOTA: Nuestra técnica estándar para la creación de aneurismas de bifurcación arterial verdadera de bolsa venosa en conejos se publicó en 2011, y en 2016 se publicó una adaptación para aneurismas gigantes12,13. Resumimos estas técnicas y destacamos los pasos esenciales para la modificación de los aneurismas gigantes.
1. Fase preoperatoria
- Administrar ketamina (30 mg/kg) y xilacina (6 mg/kg) mediante inyección intramuscular perilumbar para anestesia general. A continuación, intubar al conejo (diámetro del tubo: 4 mm, longitud: 18 mm; este tamaño puede variar según el tamaño del animal) y continuar con anestesia gaseosa (isoflurano al 2%). Controle la profundidad de la anestesia con un pellizco en el dedo del pie cada 15 minutos y ajústela si es necesario.
- Afeita el área desde el ángulo de la mandíbula hasta el tórax con una maquinilla. Desinfecte el área quirúrgica con al menos tres rondas alternas de exfoliante de clorhexidina o povidona yodada seguidas de alcohol. Cubra el sitio quirúrgico.
2. Fase quirúrgica I
- Incidir la piel a lo largo de la línea media desde el ángulo de la mandíbula hasta el manubrium sterni con un bisturí. Realizar una disección roma en el subcutis.
- Cambie al microscopio quirúrgico. Diseccionar un segmento sin ramas de 2-3 cm de largo de la vena yugular externa izquierda. Aplique papaverina al 4% gota a gota repetidamente en los vasos sanguíneos para prevenir el vasoespasmo y, opcionalmente, agregue 5 mg / ml de sulfato de neomicina gota a gota para el control de infecciones.
- Extraer el segmento venoso después de la ligadura proximal y distal utilizando suturas 6-0 no reabsorbibles. Colocar el segmento venoso en una solución salina heparinizada (1.000 UI de heparina en 20 mL de solución salina al 0,9% y 1 mL de papaverina HCl al 4%)13.
3. Fase quirúrgica II
- Prepare ambos CCA diseccionándolos desde la bifurcación carotídea hasta su origen. Observe cuidadosamente las ramas arteriales mediales, que irrigan las estructuras laríngeas, traqueales y neurales.
- Administrar 1.000 UI de heparina por vía intravenosa.
- Aplicar una pinza microquirúrgica temporal en el extremo distal de la ACC derecha.
- Ligar y cortar el CCA derecho proximalmente directamente por encima del tronco braquiocefálico utilizando suturas no reabsorbibles de polifilamento 6-0.
- Utilice un trozo de goma estéril (por ejemplo, de un guante) como base para facilitar el procedimiento. Extraer la adventicia en el sitio de la anastomosis de ambos vasos con micropinzas anatómicas y microtijeras. Recortar distrascendente y proximalmente el sitio de anastomosis de la CCA izquierda13.
4. Fase quirúrgica III
- Realizar una arteriotomía en el CCA izquierdo según el tamaño de la anastomosis planificada con el CCA derecho y la bolsa venosa. Determinar la longitud de la arteriotomía por el diámetro de la arteria carótida contralateral (aproximadamente 2 mm) junto con el tamaño del cuello del aneurisma planificado.
NOTA: El tamaño es tan flexible como los posibles tamaños de aneurisma y cuello de este modelo de aneurisma universal. El tamaño mínimo no debe ser inferior a 3 mm y puede ser de hasta un máximo de unos 15 mm. - Limpie el sitio del aneurisma con solución salina heparinizada (aproximadamente 5 ml). Utilizando de cuatro a cinco suturas monofilamento 10-0 no reabsorbibles, y suturando la circunferencia posterior del muñón del CCA derecho con la arteriotomía antes descrita del CCA izquierdo.
- Corta el muñón del CCA derecho longitudinalmente a una longitud de 1-1,5 cm. Anastomosar la parte posterior de la bolsa venosa con la arteriotomía de la ACC izquierda mediante suturas 10-0. A continuación, suturar la parte posterior de la bolsa venosa con la pared posterior del CCA derecho con tres o cuatro suturas.
- Suturar la anastomosis anterior en la misma secuencia.
- Suelte el clip temporal en el CCA derecho. Por lo general, la anastomosis tiene fugas. Úselo para eliminar el aire y los coágulos de sangre.
- Sellar la anastomosis con grasa derivada del tejido subcutáneo del abordaje quirúrgico y pegamento de fibrina.
- Cierre la fascia con suturas 4-0 no reabsorbibles. Realizar el cierre de la herida con suturas reabsorbibles 4-013.
5. Fase postoperatoria
- Administrar 10 mg/kg de ácido acetilsalicílico por vía intravenosa.
- Lograr analgesia postoperatoria mediante un parche transdérmico de fentanilo (12,5 μg/h) en la región rasurada durante 3 días13.
NOTA: Consulte al veterinario del centro sobre las
opciones de analgesia. - Lograr la anticoagulación postoperatoria mediante la administración de 100 UI/kg de heparina de bajo peso molecular diariamente por vía subcutánea durante 2 semanas.
Representative Results
En 2011, publicamos una técnica mejorada para el modelo de bifurcación arterial de bolsa venosa para la creación de aneurismas en conejos16. La longitud media del aneurisma fue de 7,9 mm y la anchura media del cuello fue de 4,1 mm. Mediante el uso de sutura interrumpida y anticoagulación agresiva, pudimos lograr un 0% de mortalidad y permeabilidad en 14 de los 16 aneurismas. Esta técnica se adaptó para la creación de aneurismas gigantes y en 2016 se realizaron pruebas de dinámica de fluidos computacional y biomecánicas14. En este estudio, el manejo anestológico también se modificó del uso de máscaras de ventilación a la intubación debido a la disponibilidad de un veterinario experimentado. Esto representa un paso crítico en nuestra experiencia, ya que la intubación de un conejo puede ser difícil y conducir a altas tasas de mortalidad preoperatoria. Además, la anticoagulación postoperatoria con heparina de bajo peso molecular se redujo de 250 UI/kg a 100 UI/kg. Con este régimen, logramos un 0% de mortalidad y permeabilidad en 11 de los 12 aneurismas. Las longitudes del aneurisma fueron de 21,5-25,6 mm, con anchos de cuello de 7,3-9,8 mm. Los resultados detallados de este estudio se muestran en la Tabla 1. Además, estos aneurismas se utilizaron para la evaluación de dispositivos endovasculares. En la Figura 1 se muestra una imagen de un aneurisma gigante embolizado asistido por stent después de la recuperación del aneurisma.
Figura 1: Foto de un aneurisma gigante embolizado asistido por stent después de la recuperación del aneurisma. 1 CCA izquierdo, vasos parentales con stent; 2 CCA derecho, buque matriz; + saco embolizado del aneurisma. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Aneurisma No. | Permeabilidad | Diámetro de la arteria madre [mm] | Longitud [mm] | Ancho del cuello [mm] | Ancho de la cúpula [mm] | Relación de aspecto [-] |
| 2 | No | -- | -- | -- | -- | -- |
| 1 | Sí | 2.4 | 23.4 | 7.7 | 9.9 | 3 |
| 3 | Sí | 2.2 | 25.1 | 8.7 | 10.3 | 2.9 |
| 4 | Sí | 2.5 | 23.5 | 9.8 | 10.6 | 2.4 |
| 5 | Sí | 2.8 | 24.8 | 8.6 | 9.8 | 2.9 |
| 6 | Sí | 2.5 | 21.5 | 9.8 | 9.3 | 2.2 |
| 7 | Sí | 2.2 | 24.2 | 7.9 | 10.5 | 3.1 |
| 8 | Sí | 2.3 | 25.6 | 9.3 | 10.2 | 2.8 |
| 9 | Sí | 2.4 | 22.1 | 7.3 | 10 | 3 |
| 10 | Sí | 2.2 | 25.6 | 8.9 | 9.7 | 2.9 |
| 11 | Sí | 2.3 | 23.4 | 9.7 | 11.1 | 2.4 |
Tabla 1: Datos de aneurismas generados para dinámica de fluidos computacional y pruebas biomecánicas. Se muestran los resultados actualizados y detallados de 11 aneurismas creados en 2016. Esta tabla ha sido modificada a partir de Sherif et al.14.
Discussion
Hay algunos pasos críticos para garantizar la replicabilidad del protocolo descrito anteriormente. La extirpación meticulosa del tejido periadventicio trombogénico en el sitio de la anastomosis es esencial13. Hay que asegurarse de que la anastomosis no tenga tensión y tenga el menor número posible de suturas. En el caso de los aneurismas gigantes, es importante comenzar por la parte posterior de la anastomosis. Esto proporciona una mejor visión y control de las suturas más difíciles en comparación con los procedimientos propuestos anteriormente17,18,19.
A diferencia de los aneurismas de tamaño normal, el factor clave para la recuperación de la bolsa venosa es la preparación meticulosa de un segmento venoso de 2-3 cm de largo. Es crucial diseccionar todas las pequeñas ramas laterales de la vena yugular externa para poder ligarlas de forma segura. Al suturar las anastomosis, se debe evitar el contacto directo con los vasos dejando los extremos de las suturas individuales un poco más largos. Solo estos extremos de sutura libres deben agarrarse con las pinzas para mover el complejo del aneurisma. Este detalle técnico ayuda en el uso de una técnica sin contacto con los vasos, que es un principio general en microcirugía vascular. Otro desafío, en comparación con los aneurismas de tamaño normal, es el deterioro de la visión en la parte posterior del complejo de aneurismas vasculares causado por el saco de aneurisma gigante. Esto puede conducir a un aumento de las dificultades técnicas en la parte posterior de la anastomosis. Después de completar la anastomosis, es necesario un tiempo de lavado más largo debido a la mayor probabilidad de formación de trombos dentro del saco del aneurisma gigante. Hay que tener cuidado con las fugas, ya que son muy comunes. Si no están sellados con la almohadilla de grasa, se deben realizar suturas adicionales.
Una limitación es el uso de un aneurisma extracraneal como modelo para la patología intracraneal. Además, se necesitan altos requisitos microquirúrgicos y laboratorios bien equipados para la implementación exitosa de este protocolo. Además, los conejos son animales sensibles, y un buen alojamiento de los animales es crucial para las tasas de supervivencia.
El modelo presentado ofrece varias ventajas sobre los modelos actuales ampliamente utilizados. El modelo actual más extendido para los aneurismas cerebrales es el modelo de elastasa. Sin embargo, para este modelo, nunca se han realizado pruebas biomecánicas de las propiedades de la pared del aneurisma. Por lo tanto, la comparabilidad biomecánica de este modelo con las condiciones humanas no está clara. Por el contrario, esta prueba biomecánica está disponible para nuestro modelo propuesto, mostrando una buena comparabilidad con las condiciones humanas14. Otra ventaja significativa de este modelo propuesto sobre el modelo de elastasa es la verdadera hemodinámica bifurcación18. Este modelo se crea en una verdadera bifurcación creada artificialmente, mientras que el saco de aneurisma digerido por elastasa se forma en el callejón sin salida del ACC, imitando más o menos la geometría de una pared lateral.
Hasta la fecha, casi no había otros modelos de aneurismas gigantes disponibles. Sin embargo, estos modelos son muy necesarios para la evaluación de nuevos dispositivos endovasculares. Revisando la literatura, solo se ha descrito un modelo canino de aneurismas de bifurcación gigante20. Sin embargo, la hemodinámica canina y el sistema de coagulación mostraron diferencias significativas en comparación con los humanos, mientras que el modelo de conejo ha demostrado su superioridad en cuanto a su comparabilidad con los humanos14.
Los dispositivos endovasculares recientemente desarrollados para el tratamiento de aneurismas se prueban comúnmente en modelos de conejos. Nuestro modelo de aneurismas de bifurcación de bolsa venosa publicado anteriormente se ha utilizado para la aprobación CE y FDA de dichos dispositivos 3,18. Sin embargo, hasta hace poco no se disponía de un modelo animal fiable y comparable para los aneurismas gigantes en conejos. En los seres humanos, los aneurismas gigantes tienen las tasas más altas de recanalización y ruptura tardía después del tratamiento endovascular. Por lo tanto, se necesitan urgentemente nuevos dispositivos endovasculares, y la industria ha planteado la necesidad de un modelo de conejo de aneurisma gigante. Otra aplicación es la evaluación de la pared del aneurisma mediante resonancia magnética de alto campo, que tiene como objetivo identificar posibles factores de riesgo de ruptura, como el diámetro de la pared del aneurisma o el comportamiento de realce del contraste22. Además, se necesitan estudios a largo plazo para evaluar la permeabilidad de este modelo de aneurisma a lo largo del tiempo, así como estudios que muestren el comportamiento del aneurisma con stents desviadores de flujo y desviadores de flujo intrasacular.
Disclosures
Los autores no tienen intereses financieros o no financieros relevantes que revelar.
Acknowledgments
Agradecemos al profesor Heber Ferraz Leite, director de tantos talleres internacionales de microcirugía en todo el mundo, por su cultura docente abierta y valiosa.
Agradecemos el apoyo del Fondo de Publicaciones de Acceso Abierto de la Universidad de Ciencias de la Salud Karl Landsteiner, Krems, Austria. Este estudio fue financiado por una subvención del Fondo Científico del Alcalde de Viena. El costo de esta publicación fue financiado por el Fondo de Publicaciones de Acceso Abierto de la Universidad de Ciencias de la Salud Karl Landsteiner, Krems, Austria. Los organismos financiadores no desempeñaron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación, el análisis y la interpretación de los datos, ni en la redacción del manuscrito.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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
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