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在一只兔中产生两个具有不同血流动力学的囊状弹性蛋白酶消化动脉瘤

DOI:

10.3791/62518

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April 15th, 2021

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1Department of Neurosurgery, Kantonsspital Aarau, 2Cerebrovascular Research Group, Department for BioMedical Research, University of Bern, 3Experimental Surgery Facility, Department for Biomedical Research, Faculty of Medicine, University of Bern

In This Article

Summary

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该协议描述了创建具有两个具有不同血流动力学（残端和分叉星座）的弹性蛋白酶消化动脉瘤的兔子模型的步骤。这允许在单个动物内具有不同血管结构和血流动力学状况的动脉瘤中测试新型血管内装置。

Abstract

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具有接近人颅内动脉瘤的血流动力学、形态学和组织学特征的临床前动物模型在理解病理生理过程以及开发和测试新的治疗策略方面起着关键作用。这项研究旨在描述一种新的兔动脉瘤模型，该模型允许在同一动物内创建两个具有不同血流动力学条件的弹性蛋白酶消化的囊状动脉瘤。

五只平均体重为4.0（±0.3）公斤，平均年龄为25（±5）周的雌性新西兰白兔接受了显微外科残端和分叉动脉瘤的形成。一个动脉瘤（残端）是由右颈总动脉（CCA）暴露在其起源头躯干造成的。在CCA原点应用了一个临时夹子，另一个在2厘米以上。用局部注射100U弹性蛋白酶处理该段20分钟。通过将弹性蛋白酶处理的动脉袋缝合到右侧CCA与左侧CCA的端对侧吻合口中，产生了第二个动脉瘤（分叉）。创建后立即通过荧光血管造影控制通畅性。

平均手术时间为221分钟。在同一只动物中产生两个动脉瘤在所有兔子中都是成功的，没有并发症。除一个分叉动脉瘤外，所有动脉瘤在手术后立即未愈合，由于弹性蛋白酶孵育和立即腔内血栓形成，该动脉瘤显示出极端的组织反应。在手术和长达一个月的随访期间未观察到死亡。发病率仅限于一过性前庭综合征（一只兔子），该综合征在一天内自发恢复。

这里首次证明了创建具有残端和分叉血流动力学特征以及高度退化壁条件的双动脉瘤兔模型的可行性。该模型允许在不同流动条件下基于动脉瘤生物学研究自然病程和潜在的治疗策略。

Introduction

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颅内动脉瘤是一种严重的疾病，破裂后死亡率达到50%，10-20%的患者长期残疾1。在过去的十年中，血管内治疗方案发展迅速，但与此同时，复发率也在增加，卷曲后动脉瘤再通率高达33% 2，3。为了更好地了解动脉瘤闭塞和再通的潜在病理生理学，以及开发和测试新的血管内装置，目前需要可靠的临床前模型，其血流动力学、形态学和组织学特征与人颅内动脉瘤相似4，5，6.截至今天，还没有明确的模型作为临床前试验的标准，研究人员可以使用大量的物种和技术7，8。

然而，兔子是一个特别感兴趣的物种，因为它的颈部动脉和人类脑血管之间的大小和血流动力学相似性，以及其相似的凝血和溶栓特征。颈总动脉 （CCA） 上具有弹性蛋白酶消化囊状动脉瘤的几种模型在流动条件、几何特征和壁特征方面显示出与人颅内动脉瘤的定性和定量相似性9，10，11

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Protocol

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注意:该实验已获得瑞士伯尔尼州地方动物护理委员会的批准（申请号BE108/16），所有动物护理和程序均按照机构指南和3R原则15，16进行。数据根据 REACH 指南报告。围手术期管理由董事会认证的兽医麻醉师进行。在这项研究中，雌性新西兰白兔，平均体重为4.0（±0.3）公斤，平均年龄为25（±5）周，被饲养在22-24°C的室温下，进行12小时的光照/黑暗循环，自由获取水，颗粒和干草。

1.术前阶段和麻醉

  1. 按照兽医麻醉师协会和欧美兽医麻醉和镇痛学院的建议进行临床检查，通过称量每只动物、评估粘膜、记录毛细血管再充盈时间和脉搏质量、进行肺和心脏听诊以及腹部触诊来确认兔子是健康的。
  2. 根据临床发现，将美国麻醉师协会 （ASA） 分类归因于每只兔17。仅对具有ASA I评分的动物进行手术。
  3. 剃除双耳外耳，并在耳动脉和静脉上涂抹丙胺卡因-利多卡因乳膏。联合使用氯胺酮 20 mg/kg、右美托咪定 0.1 mg/kg 和 0.3 mg/kg 皮下注射 （SC） 美沙酮，实现深度镇静。让动物不受干扰15分钟。通过松开的面罩给予补充氧合 （3 L/min），并用脉搏血氧仪监测。
  4. 在左耳中央动脉和耳静脉中放置 22 G 套管。用异丙酚1-2mg / k....

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Results

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残端和分叉动脉瘤的产生在所有5只新西兰大白兔中均成功，没有术中并发症。在手术期间或24±2天的随访期间未观察到死亡。一只兔子经历了术后并发症，伴有前庭综合征和右侧失明。动物在24小时后完全自发恢复。这种并发症不会干扰其正常活动（自由运动，水和食物摄入，与其他动物的相互作用），并且不需要任何特殊治疗。没有自发性动脉瘤破裂。

平均手术时间为221分钟（范围在190至255分钟之间）。所有动脉瘤在手术后立即通畅，除了一个分叉动脉瘤，由于弹性蛋白酶孵育和立即血栓形成而显示出极端的组织反应。在随访中，通过磁共振血管造影（图3）和组织提取后的肉眼检查（图4）确认动脉瘤通畅性。除了在手术过程中已经血栓形成的分叉动脉瘤外，所有动脉瘤在随访终点仍处于未闭状态。这导致通畅率为90%（10分中有9分）。

取样后对动脉瘤的肉眼检查和测量显示，所有动脉瘤在创建时平均大小为 5.4 mm x 2.4 mm x 2.3 mm ±创建时为 .......

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Discussion

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最常见的动脉瘤形成技术包括通过开放或血管内方法在右侧CCA的起源处创建残端动脉瘤。该模型已被验证为一种稳定的非生长动脉瘤，随时间20，21 保持开放状态。第二种可能的技术涉及通过手术在左侧吻合右侧CCA并在分叉处缝合动脉瘤袋14，22，23来建立动脉分叉动脉瘤。尽管这两种方法都已显示出适用于血管内装置的测试和病理生理学研究，但动脉瘤形态以及所涉及的血流动力学和流动特性却大不相同。鉴于现有模型只允许每只动物创建一种动脉瘤类型，目前很难将分叉型动脉瘤的自然病程与残端型动脉瘤的自然病程进行比较。

事实上，动物之间的生理差异（如血压或血管壁的确切胶原蛋白含量）并不总是在实验环境中完全控制，并且会影响动脉瘤生物学和自然过程。这项研究证明了在同一只动物（或单个动物）中创建具有树桩和分叉血流动力.......

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Disclosures

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作者声明不存在利益冲突。

Acknowledgements

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作者感谢Hans Rudolf Widmer教授，Luca Remonda博士和Javier Fandino教授对这项工作的科学支持和技术贡献。特别感谢Olgica Beslac在手术过程中的建议和Kay Nettelbeck的帮助。此外，我们感谢Daniela Casoni DVM，博士和医学兽医。Luisana Garcia，PD Alessandra Bergadano博士和Carlotta Detotto博士，感谢他们敬业的兽医支持。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
4-0 可吸收缝合线Ethicon Inc.，美国VCP292ZH
4-0 可吸收缝合线Ethicon Inc.，美国VCP304H
6-0 不可吸收缝合B. Braun，德国C0766070
9-0 不可吸收缝合B. Braun，德国G1111140
AdrenalineAmino AG1445419任何仿制药
胺碘酮Helvepharm AG5078567任何通用
麻醉机Dräger任何其他
阿司匹林Sanofi-Aventis （Suisse） SA622693任何仿制药
AtropineLabatec Pharma SA6577083任何通用
带通滤光片蓝色ThorlabsFD1B任何其他
带通滤光片绿色ThorlabsFGV9任何其他
Biemer 容器夹 （2x）B. Braun Medical AG， Aesculap，瑞士FD560R任何其他
极镊子任何其他
频指数（新生儿）任何其他
血压袖带（新生儿）任何其他
Bycilces 聚光灯 任何其他
ClamoxylGlaxoSmithKline AG758808任何仿制药
右美托咪定Ever Pharma136740-1任何仿制药
弹性蛋白酶Sigma AldrichE7885
心电图电极
麻黄碱氨基 AG1435734
EsmololOrPha Swiss GmbH3284044
芬太尼（静脉内使用）Janssen-Cilag AG98683
芬太尼（透皮）Mepha Pharma AG4008286
荧光素Curatis AG5030376
FragminPfizer PFE Switzerland GmbH1906725
加热垫或加热强制空气加热系统
等渗氯化钠溶液 （0.9%）Fresenius KABI336769
氯胺酮Pfizer PFE Switzerland GmbH342261
盖子牵开器Approach
LidocaineStreuli Pharma AG747466
Longuettes
MetacamBoehringer IngelheimP7626406Medication
美沙酮Streuli Pharma AG1084546Sedaton
微镊子 弯曲的 Ulrich 瑞士U52-015-15
微型镊子  直 2xUlrich 瑞士U52-010-15
微型剪刀Ulrich 瑞士U52-327-15
咪达唑仑Accord Healthcare AG7752484
针 23 G动脉切开
术 持针器
O2-面罩
手术显微镜野生海兔
罂粟素Bichsel局部应用
聚维酮碘Mundipharma Medical Company任何仿制药
Prilocaine-lidocaine crèmeEmla
PropofolB. Braun Medical AG，瑞士全身麻醉
脉搏血氧仪
直肠温度探头（新生儿）
乳酸林Bioren Sintetica SA输液
罗哌卡因Aspen Pharma Schweiz GmbH1882249局部麻醉
ScalpellSwann-Morton210
小动物剃须刀
软组织镊子
软组织扩张器
不锈钢海绵碗
无菌微拭子
听诊器
手术单
手术剪刀
注射器 1 mL、2 mL 和 5 mL
Tris-BufferSigma Aldrich93302弹性蛋白酶
溶液 血管夹涂抹器B. Braun，德国FT495T
静脉和动脉导管 22 G
血管环方法
摄像机或智能手机
VitarubinStreuli Pharma AG6847559
Yasargil titan 标准夹 （2x）B. Braun Medical AG， Aesculap， SwitzerlandFT242T
线 线 双双格

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Raymond, J., et al.

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