1匹のウサギにおける血行動態の異なる嚢状エラスターゼ消化動脈瘤の作製
2021年4月15日
このプロトコルは、異なる血行動態(断端と分岐星座)を持つ2つのエラスターゼ消化動脈瘤を持つウサギモデルを作成するための手順を説明しています。これにより、1匹の動物内で異なる血管構造および血行動態状態の動脈瘤における新しい血管内デバイスの試験が可能になります。
私たちのプロトコルは、単一の動物における断端と分岐の両方の血行動態と変性した壁の状態を持つウサギ動脈瘤モデルを作成するための再現可能な技術を説明しています 罹患率と死亡率が低く、開存率が高い単一の外科的アプローチ中。このモデルにより、血行動態の役割に関する嚢状動脈瘤の自然な経過を直接比較したり、2つの異なる動脈瘤の構成と流動状態で血管内デバイスをテストしたりできます。この方法の主な欠点は、古典的な分岐部および断端動脈瘤モデルの作成、洗練された実験装置および特定の顕微手術技術の必要性と同じままである。
メスを使用して、舌骨からマニュブリウム胸骨まで尾側1.5センチメートルまで皮膚正中切開を行います。内側切開から皮下組織や脂肪組織を整えながら、綿密な止血を行います。胸骨頭筋を付着性結合組織から解放し、ミオクローヌスを避けるためにリドカインを局所的に塗布します。
胸骨頭筋の内側に右総頸動脈(CCA)を露出させ、濡れた綿棒で濡らした状態に保ちます。胸骨頭筋の外側部分と近位部分を準備し、血管ループで内側に引っ込めてCCAを露出させます。外頸静脈を特定し、湿ったマイクロスワブで保護します。
腕頭体幹が分岐して動脈が露出するまで、CCAに沿って結合組織を注意深く解剖します。小さな枝が動脈から出ている場合は、焼灼器でそれらを凝固させます。2つの一時的なクリップを適用し、最初のクリップをCCAの原点に、2番目のクリップをCCAから2センチメートル離します。
容器の下にゴムパッドを置き、血管拡張のために塩酸パパベリンですすいでください。マイクロハサミを使用して慎重に外膜を取り除きます。22ゲージの4つのカテーテルで遠位クリップの下に動脈切開を行い、カテーテルを近位クリップまで尾側に挿入します。
血液が見えなくなるまで、ヘパリン化塩化ナトリウムでセグメントを管腔内で洗い流します。.次に、カテーテルを4-0の結紮糸で固定します。カテーテルを通して、0.1〜0.2ミリリットルのエラスターゼを動脈セグメントに注入し、20分間インキュベートします。
エラスターゼとのインキュベーション時間の20分後、エラスターゼ溶液をクリアし、シリンジを交換して動脈セグメントを0.9%生理食塩水で約10回すすぎます。2つの結紮糸を適用し、最初の結紮糸は近位クリップの5ミリメートル遠位にあり、2番目の結紮糸は動脈切開のすぐ近くにあります。最初の結紮糸の約3ミリメートル上で血管を切断し、2番目の結紮糸と遠位クリップの間にもう一度切断します。
この自家移植片は、分岐動脈瘤が作成されるまでヘパリン化溶液に保管してください。最初の近位クリップを慎重に開き、動脈瘤を測定します。分岐動脈瘤を作成するには、外膜を慎重に取り除き、右CCAの断端を横方向に約2ミリメートル縦切開します。
左側のCCAに2つの一時的なクリップを適用して、約1センチメートルのセグメントを区切り、その間の外膜を取り除きます。23ゲージの針で動脈切開を行います。次に、セグメントをヘパリン化塩化ナトリウムで洗い流します。
マイクロハサミを使用して動脈切開を約4〜5ミリメートルに拡大し、右CCAと動脈瘤ポーチを縫合できるようにします。吻合を行うには、左CCAの動脈切開の近位端から始めて、右頸動脈鈍器の近位後壁を5針縫合します。次に、動脈瘤ポーチの裏側を、左CCAの動脈切開の遠位端から始めて、4〜5針縫合します。
魚口切開のレベルで遠位裏側を続け、動脈瘤グラフトの垂直裏側を3針縫合する。魚の口の切開の前面を3針で縫合し、上向きに開始して下に移動します。左CCAと動脈瘤グラフトの前面と右CCAの間の前縫合糸を約6針縫合して仕上げます。
吻合を終了する前に、ヘパリン化0.9%生理食塩水で血管を管腔内ですすいでください。止血のためにマイクロスワブで吻合部に圧力をかけながら、右側のCCAのクリップを取り外します。次に、左側のCCAから遠位クリップを取り外して続行します。
大きな出血がない場合は、左側のCCAの近位クリップを取り出し、血流を確保します。経過観察時,磁気共鳴血管造影により動脈瘤開存性を確認した.頸部動脈に焦点を当てた3テスラMRIで取得した3次元TOFシーケンスを示します。
右鎖骨下動脈に断端動脈瘤が認められ,左鎖骨下動脈の右CCAを吻合してできた分岐部に分岐部動脈瘤が認められる.動脈瘤開存性は、組織摘出後の肉眼検査によっても確認された。クリップの主溝は1ミリメートルを示し、小溝は0.5ミリメートルを示します。
断端および分岐部動脈瘤の顕微鏡分析は、サンプルをヘマトキシリン-エオジンで染色した後に実行されました。手術中は、右頸動脈から腕頭体幹までの露出と解剖、気管、頸静脈、喉頭神経などの重要な構造物の保護の2つのステップが重要です。
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概要
このプロトコルは、異なる血行動態を特徴とするエラスターゼ消化動脈瘤を持つウサギモデルを再現可能な技術で作成するための手順を説明しています。このモデルは、異なる血管構造と流れ条件を持つ動脈瘤での新しい血管内デバイスのテストを容易にします。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 神経科学
- 血管生物学
- 血管内手術
背景
- このモデルは、制御された環境で椀状動脈瘤の研究を可能にします。
- 動脈瘤発生における血行動態の役割に関する洞察を提供します。
- この外科的アプローチに関連する低い罹患率と死亡率があります。
- 高い開存率は、デバイステストのためのモデルの信頼性を高めます。
研究の目的
- 比較研究のためのウサギにおける二重動脈瘤モデルを作成すること。
- 異なる血行動態条件が動脈瘤の挙動に与える影響を評価すること。
- 単一の外科的設定で新しい血管内デバイスの有効性をテストすること。
使用された方法
- 甲状骨から胸骨柄までの正中皮膚切開の作成。
- 皮下組織と脂肪組織の準備と、細心の止血。
- 結合組織からの胸頭筋の分離。
- 筋肉収縮を最小限に抑えるためのリドカインの主題への適用。
主な結果
- このモデルは、異なる血行動態条件を成功裏に実証しました。
- 異なる流れ条件下での動脈瘤の挙動の直接比較を可能にしました。
- 血管内デバイスは両方の設定で効果的にテストされました。
- 全体として、この技術は低い合併症率を示しました。
結論
- ウサギモデルは動脈瘤を研究するための貴重なツールです。
- 動脈瘤の進行に対する血行動態の影響に関する洞察を提供します。
- この方法は再現可能で、新しいデバイスのテストに適しています。
よくある質問
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.
