Summary
Återskapar experimentella djurmodeller behövs för testning av romanen embolisering material, som har utformats för att behandla endovaskulär ocklusion av intrakraniella aneurysm (IA). De föreliggande studie syftena till att utveckla en säker och standardiserade operationsteknik för stent assisterad embolisering av saccular aneurysm i en råtta djurmodell.
Abstract
Den stadiga progess i arsenal av tekniker tillgängliga för endovaskulär behandling av intrakraniella aneurysm kräver prisvärda och återskapar experimentella djurmodeller att testa roman embolisering material såsom stent och flöde fördelare. Syftet med projektet var att utforma en säker, snabb, och standardiserade operationsteknik för stent hjälpte embolisering av saccular aneurysm i en djurmodell för råtta.
Saccular aneurysm skapades från en arteriella graft från fallande aorta. Aneurysm transplanterades microsurgically genom slut-till-sida anastomos till infrarenala bukaorta av en syngenic manliga Wistar råtta väger > 500 g. Efter aneurysm anastomos, aneurysm embolisering utfördes med hjälp av ballongen utbyggbart magnesium stent (2,5 x 6 mm). Det var fråga om retrograd stent systemet infördes från nedre bukaorta använder en modifierad Seldinger-tekniken.
Efter en pilot serie 6 djur opererades totalt 67 råttor enligt etablerade standardrutiner. Menar kirurgi tid, genomsnittlig anastomos, och medelvärdet suturering tid av artär injektionsstället var 167 ± 22 min, 26 ± 6 min och 11 ± 5 min, respektive. Dödligheten var 6% (n = 4). Sjuklighet var 7,5 procent (n = 5), och i-stenttrombos hittades i 4 fall (n = 2 tidigt, n = 2 sent i stent-trombos).
Resultaten visar genomförbarheten av standardiserade stent ocklusion av saccular sidovägg aneurysm i råttor – med låg morbiditet och mortalitet. Proceduren stent embolisering kombinerar möjlighet att studera nya koncept av stent eller flöde omkastare baserade apparater as well as de molekylära aspekterna av healing.
Introduction
Subarachnoid blödning på grund av en brusten intrakraniella aneurysm är förknippad med en hög dödlighet och dålig neurologiska utfallet i många överlevande. Det finns för närvarande två allmänna förhållningssätt till Täpp IA: antingen mikrokirurgisk klippning (som kräver operativ exponering av aneurysmet), eller endovaskulär ocklusion. Som mindre invasiva endovaskulära spole behandling av smala hals IA har visat sig vara associerade med något lägre sjuklighet (särskilt i den bakre cirkulation1,2), endovaskulära behandlingsalternativ har blivit den Rekommenderad modalitet av många Neurokirurgiska centra. Många enheter har utvecklats för att utvidga indikationerna för endovaskulär behandling och övervinna den största begränsningen av IA återkommande efter ringlande. Intrakraniella stentar är särskilt lovande att övervinna dessa begränsningar, eftersom de fungerar som en klätterställning för neo-endothelization och spole diskbråck förebyggande, samt skydda den överordnade artären och förbättra intraluminal intraaneurysmal trombos orsakas av minskning av blodet inflödet. Det finns ett behov av att studera roman intrakraniella stentar i en låg kostnad djurmodell; både makroskopisk och molekylär nivå.
Syftet med denna studie var att utforma ett säkert, snabbt och standardiserade operationsteknik för stent program i en redan etablerad saccular aneurysm modell råttor3,4,5. I projektet utvärderade vi rollen av en biologiskt magnesium stent.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Manliga Wistar råttor med en genomsnittlig vikt på 592 g (±50 SD) och medelålder av 20 veckor var inrymt i djurens faciliteter vid rumstemperatur 22-24 ° C och tolv timmars ljus/mörk cykel, med fri tillgång till vatten och en pellet kost. Djuren fick vård från människor i enlighet med institutionella riktlinjer. Experimenten godkändes av kommittén för djur hand om kantonen Bern, Schweiz (vara 102/13). Vi strikt följt rekommendationerna för djur forskning: rapportering av In Vivo -experiment (ankomst riktlinjer).
1. laboratorieutrustning, förbrukningsartiklar, kirurgiska instrument
- Använd en lugn, aseptisk operationssalen och hålla temperaturen på 23 ± 3 ° C.
- Använda kirurgiska skrivbord med en yta som är lätt att rengöra och desinficera, och täck den med en operation draperi. Använd en bordsskiva kirurgiska Mikroskop med en kamera för att registrera operationen och ett infrarött ljus att värma djuret före och efter operation.
- Få de följande förbrukningsartiklar för att skapa sidovägg aneurysmet och implantat stenten.
- Få mindre och större sterila cellulosa och gasväv kompresser, sprutor med 18G och 26G ihåliga nålar och en trubbig spets nål för bevattning/volym substitution.
- Erhålla suturmaterial inklusive icke-absorberbara 10-0 och 9-0 micro sutur, icke-absorberbara 6-0 och 5-0 sutur och absorberbara 3-0 sutur.
- Erhålla 0,9% isoton natriumkloridlösning för bevattning/volym substitution och säkerställa renligheten av instrumenten under operation
- Få följande instrument för att implantatet stenten: punktering nål 19G, hydrofoba ledaren, 4 Fogaty slida och en uppblåsnings spruta för ballongvidgning.
- Skaffa de följande förbrukningsartiklar för aneurysm vägg decellularization:
- Erhålla mikrorör för aneurysm lagring vid-24 ° C och etiketter för identifiering, samt en laboratorium shaker att säkerställa fullständig kemisk behandling av aneurysmet.
- Få 0,1% sodium dodecyl sulfate (SDS) och fosfatbuffrad saltlösning (PBS) för korrekt decellularization processen.
- Få följande standard kirurgi instrument:
- Få grövre kirurgiska instrument: kirurgisk sax, mjuk vävnad pincett, mjuk vävnad spridare, raka och böjda pincetten, tre mygga klämmor, nålförare.
- Få micro operationsinstrument: raka och böjda mikro-sax, raka och böjda mikro-tången och fyra tillfälliga vaskulär mini klipp med motsvarande vaskulär klipp applikatorer.
2. anestesi
- Placera råtta i en gaskammare och söva med en blandning av isofluran och syre (4% isofluran). Upprätthålla inandning tills djuret förlorar medvetandet.
- Ta bort den sövda djuren från gaskammaren och injicera den slutgiltiga anestesi bestående av en vikt-anpassad blandning av Medetomidin hydroklorid (0,5 mg/kg) och ketamin hydroklorid (50 mg/kg) intraperitonealt (genom att injicera i rätten eller vänster nedre buken).
- Övervaka djup anestesi i definierade intervaller under operation med en skadliga tå-nypa bekräfta att råttan är inte svarar och fullt sövda. Om det finns en tå-nypa reflex, readminster anestesi med en vikt-anpassad intraperitoneal injektion av ketamin och Medetomidin. Tillräcklig anestesi krävs innan öppna bukhålan, och utföra den slut-till-sida anastomos och stent införande.
- Placera råtta under infraröd värme lampa tills den intraperitoneala anestesi träder i kraft, eftersom preoperativ uppvärmningen effektivt undviker omfattande kylning under operation.
3. kirurgisk beredning och positionering av råtta
- Väga råtta, extrahera tungan för att säkra de övre luftvägarna och tillämpa ögonsalva för att undvika korneal uttorkning.
- Använd tejp för att fixa råttan att en liten tvättbar styrelse och undvika några påtryckningar eller dragning till tassarna.
- Raka råtta i det fungerande området med en liten djur rakapparat och desinficera kirurgiska regionen.
- Placera två tjocka markörer 2-3 cm mellanrum under baksidan av djuret att orsaka så mycket länd- och bröst-ländryggen svankrygg som möjligt. Detta säkerställer bättre utläggning av retroperitoneum och enklare tillämpning av stenten.
- Täcka råtta med en steril bländare draperi och placera den under mikroskopet rörelseresultat. Ställa in två stöd bredvid djuret att underlätta en mer bekväm position för de experimenter's händer.
- Tvätta och desinficera händer och sätta på sterila handskar. Det är användbart att ha en assistent som är speciellt för stent implantation.
- Utföra operationen under aseptiska förhållanden enligt rekommendationerna för laboratorium djur6,7.
4. aneurysm transplantat skörd
- Under narkos, öppna buken nedanför den xiphoid processen. Först skära huden i midventral linje med vass sax och separera huden från muskulaturen. Sedan skär buk muskulaturn och identifiera mellangärdet ovanför levern vid insättningspunkten i brösthålan.
- Skär membranet och bindväv med vass sax till tillträde brösthålan och skär revbenen med sax stor en och en halv centimeter till höger och vänster om bröstbenet.
- När bröstkorgen är öppen, offra råtta med en intrakardiellt överdos av ketamin hydroklorid (120 mg/kg).
- Mobilisera den vänstra lungan och fixa det till höger med hjälp av en cellulosa kompress.
- Efter lämplig exponering av aorta båge, klämma den azygos och vänster kraniala Vena vener med två mygga klämmor ovan aorta och skär emellan. Lämna klämmorna på skär fartyget ändelser att undvika retrograd venös blödning. Använd klämmorna för att flytta hjärtat och vener vid sidan, bättre tillgång till aorta arc och fallande aorta.
- Dissekera aorta med en mikrokirurgisk teknik med mikro-sax och mikro-pincett.
- Spåra aorta uppåt från avsnittet fallande till aortabågen och identifiera vänster subclavia och första interkostal artär lämnar aorta.
- Placera en icke-absorberbara 6-0 sutur bara kraniala av första interkostal artär och knyta. På den proximala änden, skär aorta direkt efter ursprunget till vänster subclavia. Det är viktigt att använda ett enda vinkelrätt skär som det sänker risken för oegentligheter i framkant av vaskulär graften. Slutligen, ta bort det nyskapade aneurysmet med ett snitt strax under ligatur.
- Efter mätning av aneurysmet, omedelbart transplantation graften in mottagarens råtta.
5. aneurysm skapandet och stent tillämpning
- Kirurgisk metod
- Börjar huden snittet i den distala tredjedelen av buken med vass sax och klippa i en midventral position upp till 1 cm distala xiphoid processen. Försiktigt separera hud och subkutan vävnad från muskulaturen. Använd samma saxen för att öppna magmusklerna längs linea alba. Använda pincett för att höja musklerna medan skära att undvika att skada intraabdominal organ.
- Efter laparotomi, flytta de små tarmarna, i blindtarmen och tjocktarmen till höger. Använd ett själv håller upprullningsdon att hålla bukhålan öppna och fixa organ. Placera en kompress under levern ta bort det från det kirurgiska området och förbättra retroperitoneal exponering.
Obs: Om fettmassan försvårar vyn, det kan placeras utanför bukhålan och täckt med våt kompress att undvika omfattande vätskebrist. - Töm urinblåsan för att uppnå maximal exponering av infrarenala bukaorta. Detta kan vara fulländad antingen genom lätt tryck till blåsväggen eller vesical ansvarsfrihet med en 26G ihålig nål.
- Skydda urinblåsan och testiklar från uttorkning och omfattande manipulation under operation genom att täcka dem med en våt sterila cellulosa kompress.
- Öppna den parietala peritoneum som täcker aorta med två trubbig pincett. Ta hand med nästan genomskinliga urinledarna, testikelcancer kärl och den överlägsna mesenterica artären. Så snart den parietala peritoneumen är öppen, placeras bukaorta bara undertill. Det är ofta täckt av ett tunt lager av fettvävnad.
- Börja med en trubbig dissektion av bukaorta använder två micro-tången för att släppa den från omgivande retroperitoneal fettet tills en längre längd av fartyget är synliga. Fortsätt med vassa dissektion med hjälp av mikro-sax och mikro-pincett. Bara greppa adventitia under proceduren för att undvika skador på kärlväggen.
- Bukaorta dissektion
Obs: För att underlätta beskrivningen av kirurgiska strategin har vi delat bukaorta i tre distinkta segment (figur 1).- Starta dissektion i distala segmentet - som är tekniskt mer utmanande.
Obs: Det distala segmentet delas mellan iliaca bifurkationen och iliolumbar ven och artär. Detta segment fungerar som för distala bukaorta punktering och stent införande.- Dissekera aorta med mikro-sax och mikro-pincett från V. cava genom att skära tillsammans med det arteriella adventitial lagret mellan de båda fartygen.
Obs: Små ländryggen artärer uppstå sällan som segmentell fartyg från den dorsala ytan av bukaorta och störa förfarandet. Koagulation och kapning av fartyg för att undvika retrograd sipprar under fartyget suturering. - Identifiera rätt iliolumbar artär; dess ursprung kan variera avsevärt i detta segment men ligger oftast mer kaudalt än den vänstra motsvarigheten.
Obs: Detta tillstånd sällan stör planerade stent insticksstället punktering i artären, men kan kräva en punktering punkt längre bort eller -för den mest extrema anatomiska variationen - en fartyget ligering av rätt iliolumbar artär. - Efter beredning aorta i detta segment, placera en liten färgade gummikudden under fartyget att indikera där arteriell punkteringen kommer att utföras. Undvika stretching fartyget i detta segment. Tensile sträcka på kärlväggen kan leda till okontrollerad fartyget bristning efter arteriell punktering, som i sin tur kommer att hämma den sista återuppbyggnaden. Det är därför viktigt att frigöra aorta från alla sammanväxningar på webbplatsen artär punktering och undvika någon placering av gasväv kompresser under aorta.
- Dissekera aorta med mikro-sax och mikro-pincett från V. cava genom att skära tillsammans med det arteriella adventitial lagret mellan de båda fartygen.
- Dissekera aorta från V. cava i den mellersta segmentet på samma sätt som tidigare beskrivits.
Obs: Den mellersta segmentet är uppdelad mellan iliolumbar ven och artär och njurvenen. Detta segment används för aneurysm implantation och stent positionering.- Identifiera den överlägsna mesenterica artären på sitt ursprung från bukaorta och bevara det under samtliga förfaranden.
- Ligera eller koagulerar artärer från den dorsala ytan av aorta i detta avsnitt liksom. För att undvika skador på lumbosakrala plexus, säkerställa tillräcklig spolning och vara uppmärksam på de korta koagulationstid.
- Fastställa placeringen av stenten efter dissektion av aorta i detta segment. Förutse möjliga störningar av stenten med buken fartyg innan du definierar det slutliga läget för aneurysm och stent.
- Efter att platsen av aneurysmet och stent, placera en liten bit gasbinda och en färgad gummi pad under aorta för bättre exponering.
- Slutligen, dissekera den proximala segmentet av bukaorta. Detta är tekniskt enklare än samma förfarande i de distala och mellersta segment.
Obs: Den proximala segmentet ligger proximalt till njurvenen. Det används för tillämpningen av det mest proximala tillfälligt klippet under Seldinger teknik stent implantation.- Efter öppnandet parietala peritoneum, separat fartyg med två trubbig pincett.
- Efter dorsala segling av aorta med böjda, trubbiga pincett, placera en liten bit av en färgad gummi pad undertill att underlätta senare proximala klipp tillämpning.
- Starta dissektion i distala segmentet - som är tekniskt mer utmanande.
- Aneurysmet skapandet
- Klämma aorta i den mellersta segmentet genom att första tillämpa den distala klämma, följt av den proximala att säkerställa en fast fyllning av fartyget och underlättar den efterföljande arteriotomin.
- Ta bort adventitia på webbplatsen planerade anastomos. Förstå adventitia med mikro-pincett och skär försiktigt med micro sax utan skadar kärlväggen.
- Lyft en liten bit av kärlväggen med mikro-pincett och utföra en linjär snitt med mikro-sax. Arteriotomin bör vara av samma storlek som aneurysm bas.
- Spola artären i båda riktningarna med saltlösning i en trubbig spets nål.
- Placera de första två stygn av slut-till-sida anastomos, som utförs med icke-resorberbar 9-0 sutur, proximala och distala ände arteriotomin. Ta tag så lite som möjligt under suturering kärlväggen och säkerställa att suturerna passera genom varje lager av kärlväggen. De bör endast fånga den ventrala delen av aorta för att undvika sammandragning av artär; vilket kan leda till fartyget bristning under stent program.
- Stäng snitt med avbrutna suturer. Starta suturen på vänster sida och avsluta detta innan du fortsätter på den andra sidan. När den baksida väggen är klar, kontrollera avsnittet endoluminal anastomos för felaktigt placerade suturer.
Obs: vid denna punkt, olika intra-aneurysmatisk therapeutics såsom spole tillämpning kan införas. - Efter avslutad anastomos, först ta bort den distala klämman. Placera en extra sutur vid större blödning från återflödet. Hantera mindre sipprar genom att försiktigt trycka en liten bit kompress källan till blödning. Adipose vävnad eller ett tidigare erhållna adventitial lager kan vara användbar samt. Ta nu bort den proximala klämman.
- Skölj webbplatsen anastomos och skär återstående ändarna av ligatur på aneurysm dome.
- Observera den distala bukaorta patency med direkt mjölkning test.
- Ta bort små gasväv pinnen under färgade gummikudden, som alla segment av aorta borde vara ungefär på samma höjd innan stent införande. Undvik att täcka anastomos sutur linjer med fettvävnad som stent stöttor måste synas medan positionering stenten under nyskapade aneurysmet.
- För att undvika skador från långvarig ischemi, tillåta 10 minuter reperfusion innan du fortsätter med den proximala aorta fastspänning och stent införande.
- Töm blåsan innan implantera stenten.
- Stent implantation
Obs: Det är bra att ha en assistent å för de följande stegen, särskilt för den slutliga stent inflationen.- Klipp den artär punktionsstället i distala segmentet först. Börja med distala klämman och följa med den proximala. Ta bort lös bindväv och (delvis) adventitia på injektionsstället med mikro-sax.
- Placera en stor temporär klämma i den proximala segmentet att undvika större blödningen under arteriell punktering.
- Utför arteriell punkteringen i distala segmentet med en 18G punktering nål. Lyft en liten bit av kärlväggen med mikro-pincett att underlätta punkteringen och minska risken för piercing både aortastenos kärlväggarna.
- Spola den artär som grundligt efter att punktera med koksaltlösning i båda riktningarna med en trubbig spets nål.
- Infoga en hydrofoba guidekabel i injektionsstället och ta bort den proximala klämman i distala segmentet.
- Tryck ledaren fram upp till nivån på klämman i proximala segmentet. Infoga den Teflon introduktören enligt den Seldinger-tekniken använder tidigare infogat ledaren.
Obs: Hydrofoba ledare är mer lämpade än de hydrofila eftersom de har ett överlägset grepp och ge bättre manuell kontroll. Som Teflon introducers är enklare att infoga än polypropylen introducers, minskar de risken för okontrollerad ruptur på injektionsstället. - Tryck dilatator uppåt strax proximalt till webbplatsen anastomos, skidan ligger ungefär en halv centimeter nedan.
- Ta bort ledaren och dilatator och säkerställa 3-vägs Avstängningskranen är avstängd för att undvika onödiga förluster av blod.
- Efter dammsugning ballong systemet, infoga absorberbara magnesium stenten använder den 4 Fogarty introduktören. Blåsa upp ballongen med en bar tryck strax före bort introduktören enheten för att skydda endotel kollapsade fartyget från fjäderben-inducerade skador och minska risken för de fjäderben som trasslar in sig i den tidigare implanterade intraaneurysmal material (figur 2).
- När stenten är i sin slutliga ståndpunkt, försiktigt blåsa upp ballongen med 8-9 bar. Kontinuerligt kontrollera slut-till-sida anastomos suturerna för möjliga rippning.
- Efter adekvat stent dilatation och vidhäftning till aorta kärlväggen, tömma och ta bort ballongen.
- När du tar bort introduktören, har ett tillfälligt klipp till hands för omedelbar tillämpning proximalt injektionsstället som retrograd sipprar från proximala patent artärer kan vara betydande.
- Ta bort tillfälliga klämman i proximala segmentet efter utsläppande proximala klippet i distala segmentet. Observera slut-till-sida anastomos som någon ökning av intra-aorta blodtryck på grund av distala klippning kan orsaka blödning vid suturen.
- Spola punktionsstället med saltlösning från en trubbig spets nål i båda riktningarna. Sedan suturera det med avbrutna teknik använder icke-absorberbara 10-0 tråd. Om möjligt, undvika greppa kärlväggen med mikro-tången och säkerställa att varje suturen passerar genom alla lager av kärlväggen. Sutur på yttersta fartyget punktering webbplats att undvika fartyget stenos.
- Lägg till extra suturer om större blödningen sker till följd av återflödet. Vid mindre sipprar, säkra hemostas genom lätt tryck till blödningsstället med hjälp av en kompress gasväv eller ett tidigare bevarade segment av adventitia. Små bitar av fettvävnad kan vara till hjälp också.
- Ta bort den färgade gummikudden under injektionsstället. Pulsering av aorta kommer synas tydligt proximala och distala till webbplatsen anastomos. Kontrollera distal artär patency med direkt mjölkning test.
6. avslutande
- Ta bort alla gasväv kompresser och försiktigt spola bukhålan med isotone koksaltlösning att rensa skräp och främja volym substitution.
- Ta bort mjukvävnad spridaren och återgå till tunntarmen och blindtarmen fettmassa till deras rätta anatomisk position.
- Använda icke-absorberbara 5-0 sutur för att ansluta magmusklerna. För att minska hud dragkraft, placera vissa subkutana suturer som använder en absorberbara 3-0 sutur. Använd samma 3-0 sutur till nära huden.
- Efter stängning, desinficera huden och placera djuret under IR-ljuset att förse det med värme.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den genomsnittliga löptiden för kirurgi var 167 (± 22) min, 26 (± 6) min som behövdes för aneurysm skapande och en ytterligare 23 (± 7) min krävs för stent program och återuppbyggnaden av arteriotomin (figur 3).
Dödlighet, sjuklighet och makroskopiska i-stenttrombos var de primära effektmåtten av studien. De regelbundna uppföljningstid var 7 dagar (n = 28), och 21 dagar (n = 32) respektive. Dödlighet eller händelserik sjuklighet leda till en förtida uppsägning av studien. Det fanns inga dödsfall under kirurgi. Fyra djur (6%) avled inom de första tre dagar efter op på grund av tidig i-stent-trombos. Fem råttor (7,5%) upplevde postoperativa komplikationer med två orsakas av tidigt i-stenttrombos, vilket ledde till förlamning av bakbenen. Dessa djur var euthanized på grund av deras allvarliga neurologiska underskott. I två andra fall sågs sent i-stenttrombos dag 21, efter experimentet var slut. Dessa djur hade visat inga neurologiska bortfall dittills. En råtta drabbades sår sårruptur i alla bukväggen lager på den andra postoperativa dagen med på varandra följande förlust av volym och var euthanized som ett resultat. Kombinerade var dödlighet och sjuklighet 13,4% (figur 4 och figur 5).
Figur 1 : Illustration av de tre distinkta segment av bukaorta.
Vena cava och deras avyttringar är färgad blå, medan bukaorta och deras avyttringar är färgad röd. * Markerar distala segmentet, där den bukaorta punktering och stent insättning görs. ** Markerar den mellersta segmentet, där de aneurysm implantation och slutliga stent positionering uppstå. Markerar den proximala segmentet, som används för tillämpningen av det mest proximala tillfälligt klippet under stent implantation. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2 : Magnesium stent uppblåst på 1 bar Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3 : Kirurgiska egenskaper.
Varje punkt representerar ett djur; medelvärden (lång linje); och standardavvikelse vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.
Figur 4 : Flödesschema.
Antalet djur som används i studien; dödlighet och sjuklighet vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.
Figur 5 : Makroskopiska och mikroskopiska (10 x förstoring) översikt av Mg-stent behandlas slut-till-sida implanterade aneurysm efter vävnad skörd på 21 dagar.
S: fotot till vänster visar en patent bukaorta. Fotot till höger visar längdriktningen öppnade aorta med den tunna neointima som täcker stenten och insinuerat aneurysm öppningen bakom stenten. B: fotot till vänster visar en i-stent-trombos i bukaorta. Fotot till höger visar längdriktningen öppnade aorta med en tromb som täcker fartyget lumen. Degenererade stent stöttor orsakades av tromben. C: en mikroskopisk översikt (hematoxylin eosin fläcken) av aneurysmet visas i A. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Biokompatibla stent och djur modeller
Under de senaste åren har den allmänna trenden i medicin varit borta från permanenta implantat (som är kvar i patientens kropp för resten av deras liv) till bio-resorberbara material. Magnesium stent, i synnerhet, är redan ganska etablerade i kardiologi8,9. Tyvärr har dessa stent ännu inte testats för andra applikationer, såsom cerebrovaskulära sjukdomar. Därför beslutade vi att studera användbarheten av en biokompatibla stent i saccular aneurysm behandling. Studien utfördes med råttor som de - som andra små experiment djur - är lämplig på grund av låg associerade inköp och levnadskostnader. De kan dessutom användas inom olika forskningsområden tack vare möjligheten att genetisk modifiering10. Låga kostnader, enkel hantering, och relativt snabbt kirurgiska ingrepp kan studier skall utföras med ett stort antal djur. För att utvärdera nya intravaskulär enheter, är det viktigt att använda en standardiserad aneurysm modell som möjliggör konstant interindividuella Villkor; särskilt avseende blodflöde och vägg skjuvspänning, fartyget turtuosity, aneurysm läge och aneurysmet storlek. Rat sidovägg aneurysm modellen beskrivs ger alla dessa fördelar. Dessutom tillåter modellen testning av romanen endovaskulära metoder i olika vägg villkor. Den presenterar den minsta möjliga djurmodell där biologiska begreppen aneurysmet healing och terapeutiska tillämpningar - såsom stent - kan analyseras. Tack vare dess dimensioner gör det liknande storlek enheter testas senare för klinisk användning på människa. Se tidigare publicerade arbete för detaljerade beskrivningar av fördelarna/nackdelarna och biologiska skillnader av prekliniska extrakraniell aneurysm modeller i olika arter4,11.
Sjuklighet och dödlighet
Tidigare studier har visat höga priser av dödlighet i buken stent implantation. Värdena varierar från 5,7-57%12,13,14,15. De flesta djur dog av trombos efter intima skadan under stent implantation16. Även om dödligheten i vår studie var låg, fortfarande stent-associerade trombos en betydande orsak till postoperativa komplikationer och dödsfall (7,5% tidigt i-stenttrombos, 3% sen i-stent-trombos). Vi hypotes att minskad kontakten mellan stent och fartyg är en viktig anledning till den låga dödligheten i 6% (5 av 67 djur) i vår studie. Kontakten var minskat tack vare Seldinger-tekniken och inflationen av ballongen till 1 bar innan du tar bort introduktören; som ballongen täcker den skarpa kanten av magnesium stenten. Genom kontinuerlig, mild dilatation av injektionsstället med en guidekabel, dilatatorpupillae och slida, kan injektionsstället hållas små, som i sin tur underlättar återuppbyggnaden av kärlväggen och minskar risken för iatrogen artär förträngning. Råttorna måste väga minst 500 g för en oproblematisk Seldinger teknik infoga den 4F introduktören. Trombocythämmande behandling har visat sig minska i-stenttrombos oavsett mekaniker intima skadan orsakas av stent placering12,17,18,19. Dessutom minska tunnare-fjäderben stent enheter avsevärt fartyget stenos efter stent behandling20. Aquarius et al. 12 behandlas sidovägg aneurysm med flöde fördelare i råttor med hjälp av en liknande operationstekniker som beskrivs ovan. De rapporterade ingen i-stenttrombos i sin serie. Den största skillnaden att denna studie är att de använde dubbla trombocythämmande behandling och tunnare fjäderben stent enheter jämfört med våra magnesium stent. Vår studie syftar till att utforska biologi aneurysmet healing efter stent ansökan, beslutade vi att genomföra experiment utan droger så att inte påverka det naturliga intraaneurysmal koagulation och proinflammatoriska tillståndet. Vi accepterade därför en högre risk för trombos.
Transaortic stent placering
Tvärtemot stent införande genom den halspulsådern13,15,21,22 , som offrar fartyget, kan en primär rekonstruktion av punktionsstället (och bevarandet av fartyget) vara uppnås genom att infoga stenten genom ett stort fartyg som bukaorta eller bäckenartären14. En annan fördel med transaortic stentning är det tillåter direkt visuell övervakning behövs för korrekt stent placering och förhindrar skador på relevanta buk matare. Utan visuell kontroll sker falska placering i upp till 12% av fallen21. Dessutom kan storleken på den ballong och artär observeras för att undvika överexpansion av kärlväggen. Aneurysmet skapande och stent ansökan i buken kan aneurysmet växa ostörda, vilket ses plenarförsamling i aneurysm med cell-lösa väggar5. Den enda nackdelen med denna anatomiska position är möjligt cellulära och molekylära samspelet mellan mag-tarmkanalen och aneurysmet.
För närvarande finns det inga andra translationell, extrakraniell djurmodeller som återspeglar det mänskliga intrakraniella aneurysmet i subaraknoidalrummet.
Avgörande skillnader
Aquarius et al.12 beskrivs en metod för behandling av däcksidan aneurysm i en råtta modell använder flöde fördelare. Medan den tid som krävs för stent införande var liknande till vår serie (24.5±6.4 vs 26±6 minuter), hade de en kortare rörelsens tid (126±23.0 vs 167±22 minuter) och anastomos (16.3±6.4 vs 23±7 minuter). Den längre tiden för kirurgi i vår serie kan förklaras av mer utökade bukaorta dissektion. Som vi har infogat stenten med pre utökade ballongen att undvika intimans skada, var vi tvungna att placera proximala klippet överlägsen Tumblety. En mer distala tillämpning av proximala fartyget klippet kan leda till tidig hinder av ballongen, och potentiellt innebära att aneurysmet öppningen inte täcks av stenten. Ischemisk tiden var fraktionerat (40 kontra 23 min) i detta protokoll att sänka risken för hypoxiska skador. Organen var reoxygenated under en reperfusion fas av minst 10 min. En enda lång ischemisk gång förkortar kirurgi varaktighet men kan öka risken för postoperative multi organiska misslyckande - som inte inträffade i något fall som presenteras. Efter en nödvändig lärande, bör presenterade förfarandena vara hanterbar även för kirurger utan föregående mikrokirurgisk övning.
Slutsats
Avslutningsvis denna stent program teknik i en råtta buken sidovägg aneurysm modell visat sig vara lämpligt med en hög grad av standardisering, låg morbiditet och mortalitet och låga kostnader. Dessa egenskaper gör modellen lämplig för framtida studie av material avsedda för stent-assisted aneurysm embolisering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Detta arbete stöds av forskning medlen av forskningsrådet, Kantonsspital Aarau, Aarau, Schweiz. De biologiskt magnesium stent levererades av Biotronik AG, centrum för kärlinterventionsområdet, Buelach, Schweiz. Författarna är ensam ansvarig för utformningen och genomförandet av studien presenteras och deklarera inga konkurrerande intressen.
Acknowledgments
Vi tackar Eugen Hofmann och Philine Zumstein för deras utmärkta tekniska bistånd och för att dela sin expertis i stent ansökningsförfaranden. Vi tackar Majlinda Kalanderi för anatomiska ritningen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Medetomidine | any generic | ||
| Ketamin | any generic | ||
| Buprenorphine | any generic | ||
| Phosphate buffered saline | |||
| Sodium dodecyl sulfate (0.1%) | |||
| 3-0 resorbable suture | Ethicon Inc., USA | VCP428G | |
| 5-0 non absorbable suture | Ethicon Inc., USA | 8618G | |
| 6-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | C0766070 | |
| 9-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | G1111140 | |
| 10-0 non-absorbable suture | Covidien, USA | N2530 Monosof | |
| Operation microscope | Zeiss, Germany | ||
| Digital microscope camera | Sony, Japan | HXR-MC1P | |
| Standard surgical instruments | multiple | see protocol 7.a | |
| Microsurgical instruments | multiple | see protocol 7.b | |
| Vascular clip applicator | B. Braun, Germany | FT495T | |
| Temporary vascular clamps | B. Braun, Germany | ||
| 19G Puncture needle | Angiomed GmbH, Germany | 15820010 | |
| Hydrophobic guide wire | Cook Medical, USA | G00650 | |
| 4F sheat | Cordis Corporation, USA | 504-604A | |
| Inflation syringe | |||
| Laboratory shaker | Stuart | SRT6 | |
| Magnesium Stent 2.5/6 AMS with Polymer coating | Biotronik, Switzerland | ||
| Surgery drape | |||
| Sterile cellulose swabs | |||
| Syringes 1 ml and 2 ml | |||
| Hollow needles 18G and 26G | |||
| Isotonic sodium chloride | |||
| Microtubes | |||
| Eye ointment | Bausch + Lomb Inc, USA | Lacrinorm | any generic |
| Small animal shaver |
References
- Molyneux, A., et al. International Subarachnoid Aneurysm Trial (ISAT) of neurosurgical clipping versus endovascular coiling in 2143 patients with ruptured intracranial aneurysms: a randomised trial. Lancet. 360 (9342), 1267-1274 (2002).
- Molyneux, A. J., et al. International subarachnoid aneurysm trial (ISAT) of neurosurgical clipping versus endovascular coiling in 2143 patients with ruptured intracranial aneurysms: a randomised comparison of effects on survival, dependency, seizures, rebleeding, subgroups, and aneurysm occlusion. Lancet. 366 (9488), 809-817 (2005).
- Marbacher, S., et al. Intraluminal cell transplantation prevents growth and rupture in a model of rupture-prone saccular aneurysms. Stroke. 45 (12), 3684-3690 (2014).
- Marbacher, S., Marjamaa, J., Abdelhameed, E., Hernesniemi, J., Niemela, M., Frosen, J. The Helsinki rat microsurgical sidewall aneurysm model. J Vis Exp. (92), e51071 (2014).
- Marbacher, S., et al. Loss of mural cells leads to wall degeneration, aneurysm growth, and eventual rupture in a rat aneurysm model. Stroke. 45 (1), 248-254 (2014).
- Pritchett-Corning, K. R., Luo, Y., Mulder, G. B., White, W. J. Principles of rodent surgery for the new surgeon. J Vis Exp. (47), (2011).
- Bernal, J., et al. Guidelines for rodent survival surgery. J Invest Surg. 22 (6), 445-451 (2009).
- Flege, C., et al. Development and characterization of a coronary polylactic acid stent prototype generated by selective laser melting. J Mater Sci Mater Med. 24 (1), 241-255 (2013).
- Zartner, P., Cesnjevar, R., Singer, H., Weyand, M. First successful implantation of a biodegradable metal stent into the left pulmonary artery of a preterm baby. Catheter Cardiovasc Interv. 66 (4), 590-594 (2005).
- Hakamata, Y., et al. Green fluorescent protein-transgenic rat: a tool for organ transplantation research. Biochem Biophys Res Commun. 286 (4), 779-785 (2001).
- Bouzeghrane, F., Naggara, O., Kallmes, D. F., Berenstein, A., Raymond, J. International Consortium of Neuroendovascular C. In vivo experimental intracranial aneurysm models: a systematic review. AJNR Am J Neuroradiol. 31 (3), 418-423 (2010).
- Aquarius, R., Smits, D., Gounis, M. J., Leenders, W. P., De Vries, J. Flow diverter implantation in a rat model of sidewall aneurysm: a feasibility study. J Neurointerv Surg. , (2017).
- Indolfi, C., et al. A new rat model of small vessel stenting. Basic Res Cardiol. 95 (3), 179-185 (2000).
- Oyamada, S., et al. Trans-iliac rat aorta stenting: a novel high throughput preclinical stent model for restenosis and thrombosis. J Surg Res. 166 (1), e91-e95 (2011).
- Kwon, J. S., et al. Comparison of bare metal stent and paclitaxel-eluting stent using a novel rat aorta stent model. J Vet Sci. 12 (2), 143-149 (2011).
- Rouer, M., Meilhac, O., Delbosc, S., et al. A new murine model of endovascular aortic aneurysm repair. J Vis Exp. (77), e50740 (2013).
- Hardhammar, P. A., et al. Reduction in thrombotic events with heparin-coated Palmaz-Schatz stents in normal porcine coronary arteries. Circulation. 93 (3), 423-430 (1996).
- Guerrero, A., et al. Antioxidant effects of a single dose of acetylsalicylic acid and salicylic acid in rat brain slices subjected to oxygen-glucose deprivation in relation with its antiplatelet effect. Neurosci Lett. 358 (3), 153-156 (2004).
- Niitsu, Y., et al. Repeat oral dosing of prasugrel, a novel P2Y12 receptor inhibitor, results in cumulative and potent antiplatelet and antithrombotic activity in several animal species. Eur J Pharmacol. 579 (1-3), 276-282 (2008).
- Kastrati, A., et al. Intracoronary stenting and angiographic results: strut thickness effect on restenosis outcome (ISAR-STEREO) trial. Circulation. 103 (23), 2816-2821 (2001).
- Lowe, H. C., James, B., Khachigian, L. M. A novel model of in-stent restenosis: rat aortic stenting. Heart. 91 (3), 393-395 (2005).
- Finn, A. V., et al. A novel rat model of carotid artery stenting for the understanding of restenosis in metabolic diseases. J Vasc Res. 39 (5), 414-425 (2002).
