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
April 15th, 2021
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。
我们的协议描述了一种可重复的技术，以创建兔动脉瘤模型，该模型在单个动物中以及在单个手术方法中具有残端和分叉血流动力学以及退化壁状况，具有低发病率和死亡率以及高通畅率。该模型允许直接比较囊状动脉瘤的自然病程与血流动力学的作用，以及在两种不同的动脉瘤配置和流动条件下测试血管内装置。这种方法的主要缺点仍然与创建经典分叉和残端动脉瘤模型相同，需要复杂的实验室设备和特定的显微外科技能。
使用手术刀从舌骨到胸骨尾部 1.5 厘米处做一个正中皮肤切口。在进行细致止血的同时，从内侧切口准备皮下和脂肪组织。将胸头肌从粘附结缔组织中释放出来，局部应用利多卡因以避免肌阵挛。
暴露胸头肌内侧的右颈总动脉或CCA，并用湿拭子保持湿润。准备胸头肌的外侧和近端，并用血管环将其内侧缩回以暴露 CCA。识别颈外静脉，并用湿的微型拭子保护它。
沿着CCA仔细解剖结缔组织，直到头臂干分叉以暴露动脉。如果小分支从动脉中冒出，请用烧灼器凝固它们。应用两个临时夹子，第一个夹子在CCA的原点，第二个在CCA的远端两厘米处。
将橡胶垫放在容器下方，并用盐酸罂粟碱冲洗以舒张血管。使用显微剪刀小心地取出外膜。使用 22 号四导管在远端夹下方进行动脉切开术，并将导管尾部插入近端夹。
用肝素氯化钠腔内冲洗节段，直到没有可见的血液。然后用 4-0 结扎固定导管。通过导管，将0.1至0.2毫升弹性蛋白酶注入动脉段，并孵育20分钟。
用弹性蛋白酶孵育20分钟后，清除弹性蛋白酶溶液，并更换注射器用0.9%盐水冲洗动脉段约10次。应用两个结扎，第一个在近端夹子远端 5 毫米处，第二个在动脉切开术下方的近端。在第一个结扎上方约三毫米处切开血管，在第二个结扎和远端夹之间再切一次。
将这种自体移植物保持在肝素化溶液中，直到产生分叉动脉瘤。小心地打开第一个近端夹，并测量动脉瘤。要形成分叉动脉瘤，请小心地切除外膜，并在右侧CCA的残端横向做一个约两毫米的纵向切口。
在左侧CCA上应用两个临时夹子以划定约一厘米的段，并去除中间的外膜。用 23 号针头进行动脉切开术。然后，用肝素化氯化钠冲洗该段。
使用显微剪刀将动脉切开术扩大到约四到五毫米，以便缝合正确的CCA和动脉瘤袋。要进行吻合术，从左侧CCA动脉切开术的近端边缘开始，用五针缝合右颈动脉钝器的近端后壁。然后，从左侧CCA动脉切开术的远端边缘开始，用四到五针缝合动脉瘤袋的背面。
继续在鱼口切口水平处的远端背部与动脉瘤移植物的垂直背面缝合三针。用三针缝合鱼嘴切口的前侧，从向上开始向下移动。完成左CCA和动脉瘤移植物正面之间的前缝合线，右CCA缝合约六针。
在完成吻合术之前，用肝素化的0.9%盐水溶液腔内冲洗血管。取下右侧CCA上的夹子，同时用微型拭子对吻合口施加一些压力以进行止血。然后，继续从左侧 CCA 中移除远端夹。
如果没有大出血，继续取出左侧CCA上的近端夹子以允许血液流动。随访时，通过磁共振血管造影证实动脉瘤通畅。显示了通过聚焦颈部动脉的三特斯拉 MRI 获得的三维 TOF 序列。
残端动脉瘤在右锁骨下动脉上观察到，分叉动脉瘤在左锁骨下动脉吻合右CCA产生的分叉处观察到。组织提取后的肉眼检查也证实了动脉瘤通畅性。夹子上的大凹槽表示 1 毫米，小凹槽表示 0.5 毫米。
用苏木精-伊红染色样品后，对残端和分叉动脉瘤进行显微镜分析。手术过程中有两个步骤至关重要，首先是右颈动脉的暴露和解剖，直到头臂干，其次是保护气管、颈静脉和喉神经等重要结构。
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概述
该协议描述了一种可重复的技术，用于创建一个具有两个具有不同血流动力学特征的弹性蛋白消化动脉瘤的兔模型。该模型有助于在具有不同血管结构和流动条件的动脉瘤中测试新型血管内设备。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 血管生物学
- 血管内外科
背景
- 该模型允许在受控环境中研究囊性动脉瘤。
- 它提供了血流动力学在动脉瘤发展中作用的见解。
- 这种外科手术方法与低发病率和低死亡率相关。
- 高通畅率提高了模型用于测试设备的可靠性。
研究目的
- 在兔子中创建双动脉瘤模型以进行比较研究。
- 评估不同血流动力学条件对动脉瘤行为的影响。
- 在单一手术环境中测试新型血管内设备的有效性。
使用的方法
- 从颅舌骨到胸骨柄创建一条中线皮肤切口。
- 准备皮下和脂肪组织，进行细致的止血。
- 从结缔组织中分离胸头肌。
- 局部应用利多卡因以最小化肌肉收缩。
主要结果
- 该模型成功展示了不同的血流动力学条件。
- 它允许在不同流动条件下直接比较动脉瘤行为。
- 在两种配置中有效测试了血管内设备。
- 总体而言，该技术显示出低并发症率。
结论
- 兔模型是研究动脉瘤的有价值工具。
- 它提供了血流动力学对动脉瘤进展影响的见解。
- 该方法是可重复的，适合测试新设备。
常见问题
Executive Industry Relevance
Robust preclinical models that recapitulate human aneurysm hemodynamics are essential for translational device development and mechanistic de-risking in neurovascular R&D. This dual-aneurysm rabbit model enables direct, within-animal comparison of distinct flow conditions, supporting predictive confidence in device screening and biological hypothesis testing. The approach addresses a critical inflection point for validating therapeutic strategies targeting aneurysm biology under variable hemodynamic stress.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of hemodynamic contributions to aneurysm pathophysiology in a controlled, reproducible system.
- Supports functional validation of biological targets influenced by flow dynamics and wall degeneration.
- Facilitates mechanistic de-risking by allowing side-by-side evaluation of two aneurysm types in one animal.
Screening & Assay Development
- Provides a validated in vivo platform for quantitative assessment of endovascular device performance across distinct aneurysm architectures.
- Standardizes biological variability by enabling intra-animal comparison, improving assay reproducibility and screening reliability.
- Supports scalability for iterative device or therapeutic candidate evaluation under diverse hemodynamic conditions.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical testing with disease-relevant hemodynamic and morphological features observed in human aneurysms.
- Enables continuity from discovery-stage mechanistic studies to preclinical device validation in a single workflow.
- Reduces translational risk by modeling both stump and bifurcation aneurysm biology within the same subject.
Pipeline & Workflow Integration
This model bridges early discovery, device screening, and preclinical validation by providing a unified platform for hypothesis testing and comparative analytics.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven investigation of flow-mediated aneurysm progression and target engagement.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative readouts for device efficacy and biological response in two hemodynamic contexts.
- Analytics: Enables direct statistical comparison of dependent variables such as patency, thrombosis, and wall degeneration between aneurysm types.
- Translational Research: Models clinically relevant aneurysm diversity, supporting biomarker alignment and risk-adjusted advancement.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable, standardized animal model for cross-program device and therapeutic evaluation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in device and target validation by controlling for hemodynamic variables.
- Operational Value: Enhances reproducibility and standardization through intra-animal comparison and protocol consistency.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality and capital efficiency by reducing biological ambiguity early in the pipeline.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of candidates based on robust, comparative preclinical data.
Implementation Considerations
- Requires advanced microsurgical expertise and specialized laboratory infrastructure for model creation and maintenance.
- Demands rigorous cross-team standardization to ensure reproducibility and data comparability.
- Necessitates adaptation for use with different device types or therapeutic modalities as supported by the model's design.
- Patency and complication rates must be monitored to maintain model integrity and experimental validity.
- Model scalability may be limited by technical complexity and resource requirements.
