用于培训与研究的动脉瘤疾病猪模型

摘要

介绍了两种不同的用于神经放射学培训课程和研究的猪动脉瘤模型。本研究提供了证据，证明这些猪动脉瘤模型构建的可行性，以及可重复且接近临床实际情况的建模方法。

摘要

大型动物模型，特别是猪模型，被广泛用于心血管疾病及其治疗方法的研究，同时也用于培训目的。本文描述了两种不同的动脉瘤猪模型，这些模型可帮助研究人员研究动脉瘤疾病的新型治疗方法。这些动脉瘤模型通过外科手术将组织袋植入猪的颈动脉而建立。当模型用于科研时，组织袋必须为自体来源；而用于培训时，使用合成材料制成的组织袋即可满足需求。

首先，需手术暴露右侧颈外静脉（EJV）和右侧颈总动脉（CCA）。结扎EJV，并用其短段制备静脉袋。然后将该静脉袋缝合至在CCA上制作的椭圆形动脉切口。模型制备过程中必须使动物保持肝素化，可使用局部血管扩张剂以减少血管痉挛。缝合完成后，应检查血流是否正确，观察缝合线有无出血以及血管是否通畅。最后，逐层关闭手术切口，并进行血管造影以成像动脉瘤模型。

一种简化该动脉瘤颈动脉模型并降低侵入性和手术时间的方法是使用合成材料而非静脉制成的囊袋。为此，可预先用一段聚四氟乙烯（PTFE）假体制作一个囊袋，将其一端用聚丙烯血管缝线缝闭，并在手术前进行灭菌处理。然后将此“囊袋”连接至如前所述在颈总动脉（CCA）上所做的动脉切口处。

尽管这些模型无法再现与动脉瘤形成相关的许多病理生理事件，但其血流动力学特征与临床实际情况相似。因此，这些模型可用于科研或培训，使医生能够在接近人体系统的动物模型上学习和练习不同的血管内介入技术。

引言

颅内动脉瘤（IA）是一种严重的脑血管疾病，破裂时死亡率可高达50%。这是一种相对常见且可能致命的疾病，在血管造影研究中报道的患病率介于3.6%至6%之间¹。颅内血管因多种危险因素而出现异常扩张和膨胀，这些因素包括但不限于吸烟、高血压、过量饮酒或年龄增长。若不加以治疗，颅内动脉瘤可自发破裂，导致蛛网膜下腔出血（SAH），进而引起显著的病残率和死亡率^2,3,4。此外，约三分之一的患者需要住院或接受护理，仅有30%的SAH患者能够恢复独立生活能力，因此该疾病对人类健康构成重大负担，也正因如此，开展动物实验具有充分的必要性⁵。

目前，对于破裂和出血高风险的颅内动脉瘤（IA）患者，主要通过血管内栓塞术、显微外科夹闭术或血流导向支架进行闭塞治疗^6,7。国际蛛网膜下腔动脉瘤试验（ISAT）已对血管内治疗术进行了评估，结果表明，与显微外科治疗相比，栓塞术更安全、创伤更小，因此不良反应更轻微³。 正因如此，血管内治疗已成为颅内动脉瘤治....

方案

该实验已获得赫苏斯·乌松微创外科中心伦理委员会的批准，所有操作均依照西班牙皇家法令53/2013和欧洲法规（2010/63/EC）进行。

1. 术前准备与麻醉

1. 将体重为35-40 kg的大型白色猪单独饲养，每天自由饮水和喂食一次。在干预前进行为期2周的适应性饲养，以完成临床检查，并留出时间检测潜在的隐匿性疾病。
2. 为预防研究期间发生血栓事件，从建模前7天起至动脉内治疗（IA治疗）期间，每日给予以下口服药物：乙酰水杨酸（1 g/动物/24 h）和氯吡格雷（75 mg/动物/24 h）。
3. 禁食24小时后，肌肉注射氯胺酮（10 mg/kg）。10分钟后，静脉注射1%丙泊酚（3 mg/kg）以诱导麻醉。
4. 气管插管后，使用吸入式七氟烷维持麻醉（吸气浓度3%-4.5%）。将气管导管连接至半封闭环路麻醉系统，并接入呼吸机，新鲜气体流速设定为0.5-1 L/min。
5. 通过设定潮气量为8-10 mL/kg来控制通气，以维持正常二氧化碳水平（35-45 mmHg CO₂）。术中镇痛通过静脉注射酮咯酸（1 mg/kg）与曲马多（1 mg/kg）的初始剂量组合，并持续输注瑞芬太尼（15-18 µg/kg/h）来保障。
6. 根据动物是否处于无意识状态（催眠）、对疼痛无反应、肌肉松弛以及无反射反应等指标，确认麻醉深度适当

结果

该技术已用于多种目的，包括研究弹簧圈栓塞后动脉瘤的愈合过程以及栓塞技术的培训。已使用静脉囊模型测试铂金弹簧圈与生物活性弹簧圈在愈合效果上的差异。静脉囊按上述方法缝合，在模型建立24小时后进行血管造影，以记录动脉瘤的大小和形态。所有猪均成功完成了血管内弹簧圈栓塞术。每例实验中，左侧动脉瘤使用生物活性弹簧圈填塞，对侧则使用纯铂金弹簧圈（图4A）。动物术后随访15天，期间进行血管造影以评估动脉瘤的闭塞情况。除一例显示栓塞不完全外，其余所有病例的动脉瘤均实现完全闭塞。

在培训课程之前，已使用合成囊袋来构建模型。在8只动物中共创建了12个动脉瘤（双侧n=4，单侧颈动脉n=4）。其中4只动物接受了双侧模型构建，所有操作均成功完成，未出现任何并发症。在模型手术期间以及动脉瘤成形后2天的血管内操作过程中，均未观察到死亡或神经血管事件。手术过程中未损伤迷走神经，且未在任何动物中诱发霍纳综合征（Horner´s syndrome）。此外，所有病例均未出现术后缝合假体部位的出血。在模型构建后2天进行颈总动脉（CCA）血管造影，以评估动脉瘤模型的.......

讨论

根据研究目的，有多种技术可用于建立动脉瘤动物模型。一些动脉瘤模型方案包括外科手术联合诱导高血压或血流动力学应激的方法，例如给予血管紧张素II、肾切除术或高盐饮食等，因为这些研究的主要目的是动脉瘤破裂的研究。然而，在本研究中，并未诱导上述条件，因为这些动物模型主要用于神经放射学培训或非破裂性动脉瘤的研究，例如新型血管内器械或操作技术的研究⁶。

在构建该动物模型的过程中，有两个关键步骤需要特别注意：颈总动脉（CCA）的分离和动脉鞘的缝合。在进行 CCA 分离时，若对该结构操作不够轻柔，常可能导致迷走神经损伤¹⁵。此外，该手术步骤还可能引发 CCA 血管痉挛。通过添加温热的生理盐水溶液并等待数分钟，可解决此问题。然而，若动脉鞘与 CCA 的缝合不当，则会导致出血并发症。手术过程中必须格外小心，避免将颈总动脉后壁纳入缝合范围，否则将导致 CCA 狭窄或闭塞。因此，术者必须具备良好的外科及显微外科操作技能，方可成功完成该手术⁹。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
乙酰水杨酸	Sanofi	700693	500 mg 片剂
碘羟拉酸	Bayer Hispania	914614.6	76% 造影剂
麻醉机	Maquet Clinical Care AB	6677200	Maquet Flow-i C20
血管夹（Bulldog）	Dimeda	12.092.07	7.5 cm
丁丙诺啡	Richter Pharma Ag	578816	0.3 mg/mL
氯吡格雷	Sandoz	704005	75 mg 片剂
造影剂	Bayer Hispania	914614	优维显 36%
分离钳	Dimeda	12.421.01	21 cm
芬太尼透皮贴剂	Kern Pharma	664823	透皮缓释贴片 25 µg/h
荧光透视设备	Philips Medical Systems		Veradius Unity
止血明胶海绵	Takeda Farmaceutica España, SA	324459	可吸收性止血剂，Espongostan
头猎导管	Boston Scientific	RF*YB15110M	5 Fr 100 cm
肝素	Rovi	641639	肝素 5%
亲水性导丝	Terumo	RF*GA35153M	0.035” 150 cm
导引鞘	Terumo	RS*B60N10MQ	6 Fr 10 cm
氯胺酮	Richter Pharma Ag	580395	100 mg/mL
酮咯酸	Laboratorios Normon, S.A.	603079	30 mg/mL
显微镊	S&T	JFA-5b (1:1)	显微外科用镊
显微持针器	S&T	Curved C-14 (Art nº 00088)	显微外科用持针器
显微剪刀	S&T	Adventitia SAS-15 R-8 (Art nº 00102)	直型显微外科剪刀
持针器	Dimeda	24.114.12	12 cm
尼莫地平	Bayer Hispania, S.L	641969	10 mg/50 mL
聚维酮碘	CV Medica	193203	聚维酮碘溶液（10%）
丙泊酚	Orion Corporation	588475	10 mg/mL
聚四氟乙烯（PTFE）人工血管	Maquet	M00201501086B0	合成人工血管 6 mm
瑞芬太尼	Laboratorios Normon, S.A.	692295	2 mg
手术刀柄	Dimeda	06.104.00	13.5 cm
剪刀（梅奥剪）	Dimeda	07.164.14	14.5 cm
剪刀 （梅岑鲍姆剪）	Dimeda	07.287.15	15 cm
手术刀片	Dimeda	06.122.00	22
缝线：可吸收缝线	Medtronic	GL-123	2/0
缝线：聚丙烯缝线	Aragó	37803	6/0 和 7/0
纱布垫	Texpol	1063.01	20 x 20 cm
组织镊	Dimeda	10.102.11 /10.120.11	11.5 cm
血管粘合剂	Histoacryl Braun	1050060	组织粘合剂
血管环	Braun	B1095218	1.5 mm 直径
韦特兰牵开器	Dimeda	18.670.14	14 cm