Summary
이 프로토콜은 서로 다른 혈역학 (그루터기 및 분기 별자리)을 가진 두 개의 엘라 스타제 소화 동맥류가있는 토끼 모델을 만드는 단계를 설명합니다. 이를 통해 단일 동물 내에서 다양한 혈관 구조 및 혈역학 적 상태를 가진 동맥류에서 새로운 혈관 내 장치를 테스트 할 수 있습니다.
Abstract
인간 두개내 동맥류에 가까운 혈역학적, 형태학적 및 조직학적 특성을 가진 전임상 동물 모델은 병태생리학적 과정의 이해와 새로운 치료 전략의 개발 및 테스트에 중요한 역할을 합니다. 이 연구는 동일한 동물 내에서 서로 다른 혈역학 적 조건을 가진 두 개의 엘라스타제 소화 천골 동맥류를 만들 수있는 새로운 토끼 동맥류 모델을 설명하는 것을 목표로합니다.
평균 체중이 4.0 (± 0.3) kg이고 평균 연령이 25 (±5) 주 인 암컷 뉴질랜드 흰 토끼 5 마리가 미세 수술 그루터기와 분기 동맥류 생성을 받았습니다. 하나의 동맥류 (그루터기)는 상완 두부 줄기에서 기원에서 우측 총 경동맥 (CCA) 노출에 의해 생성되었습니다. 임시 클립은 CCA 원점과 2cm 위의 다른 클립에 적용되었습니다. 이 세그먼트는 20분 동안 100 U의 엘라스타제의 국소 주사로 처리되었다. 두 번째 동맥류 (분기)는 엘라 스타제 처리 된 동맥 주머니를 오른쪽 CCA의 끝에서 측면 문합으로 봉합하여 왼쪽 CCA로 생성되었습니다. 개통성은 생성 직후 형광 혈관 조영술에 의해 조절되었다.
평균 수술 시간은 221분이었다. 같은 동물에서 두 개의 동맥류를 만드는 것은 합병증없이 모든 토끼에서 성공적이었습니다. 모든 동맥류는 엘라스타제 배양 및 즉각적인 내강 내 혈전증으로 인해 극심한 조직 반응을 보인 분기 동맥류 1개를 제외하고 수술 직후 특허를 받았습니다. 수술 및 최대 1개월의 추적 관찰 기간 동안 사망률은 관찰되지 않았습니다. 이환율은 일과성 전정 증후군 (토끼 1 마리)으로 제한되었으며, 하루 만에 자연적으로 회복되었습니다.
여기에서 처음으로 입증 된 것은 그루터기 및 분기 혈역학 적 특성과 고도로 퇴화 된 벽 조건을 가진 2 동맥류 토끼 모델을 만들 수있는 가능성입니다. 이 모델은 다양한 흐름 조건에서 동맥류 생물학을 기반으로 자연 경과 및 잠재적 치료 전략을 연구 할 수있게합니다.
Introduction
두개 내 동맥류는 파열 후 사망률이 50 %에 도달하고 환자의 10-20 %에서 장기 장애가있는 심각한 상태입니다1. 지난 10년 동안 혈관 내 치료 옵션이 급속히 발전했지만 동시에코일링 후 동맥류 재개통의 최대 33%로 재발률이 증가했습니다. 동맥류 폐색 및 재개통의 기초가 되는 병태생리학을 더 잘 이해하고 새로운 혈관내 장치의 개발 및 테스트를 위해 현재 혈류역학적, 형태학적 및 조직학적 특성이 인간 두개내 동맥류의 특성을 모방하는 신뢰할 수 있는 전임상 모델이 필요합니다.4,5,6 . 현재로서는 전임상 시험의 표준으로 정의된 모델이 없으며 연구자(7,8)가 광범위한 종과 기술을 사용할 수 있습니다.
그러나 토끼는 목 동맥과 인간 대뇌 혈관 사이의 크기와 혈역학 적 유사성뿐만 아니라 유사한 응고 및 혈전 용해 프로파일로 인해 특히 관심있는 종입니다. 총 경동맥 (CCA)에 엘라스타제 소화 천골 동맥류가있는 여러 모델은 유동 조건, 기하학적 특징 및 벽 특성 9,10,11,12 측면에서 인간 두개 내 동맥류와 정 성적 및 정량적 유사성을 보였다. 이 연구는 동일한 동물에서 그루터기와 분기 엘라스타제 소화 동맥류가 모두 있는 새로운 토끼 동맥류 모델을 만드는 기술을 설명하는 것을 목표로 합니다. 수술 기술은 Hoh et al.13 및 Wanderer et al.14의 기술에서 영감을 받아 우수한 표준화 및 재현성을 제공하고 낮은 사망률 및 이환율을 보장하기 위해 약간 수정되었습니다.
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Protocol
참고: 실험은 스위스 베른 주 동물 관리 지역 위원회(신청 번호 BE108/16)의 승인을 받았으며 모든 동물 관리 및 절차는 기관 지침 및 3R 원칙15,16에 따라 수행되었습니다. 데이터는 REACH 지침에 따라 보고됩니다. 수술 전후 관리는 보드 인증 수의사 마취 전문의가 수행했습니다. 이 연구를 위해 평균 체중이 4.0 (± 0.3) kg이고 평균 연령이 25 (±5) 주 인 암컷 뉴질랜드 흰 토끼는 22-24 ° C의 실온에서 12 시간의 명암 주기로 물, 펠릿 및 건초에 자유롭게 접근 할 수있었습니다.
1. 수술 전 단계 및 마취
- 수의사 마취 학회와 유럽 및 미국 수의학 마취 및 진통제 대학에서 권장하는 임상 검사를 수행하여 각 동물의 무게를 측정하고, 점막을 평가하고, 모세관 보충 시간 및 맥박의 질을 문서화하고, 폐 및 심장 청진과 복부 촉진을 수행하여 토끼가 건강한지 확인합니다.
- 임상 소견에 기초하여, 미국 마취 학회 (ASA) 분류를 각 토끼17에 기인한다. ASA I 점수가있는 동물에게만 수술을 수행하십시오.
- 양쪽 바깥 쪽 귀를 면도하고 귀의 동맥과 정맥에 프릴로 카인 - 리도카인 크림을 바르십시오. 케타민 20 mg / kg, 덱스 메데 토미 딘 0.1 mg / kg 및 메타돈 0.3 mg / kg의 조합으로 피하 주사 (SC)로 깊은 진정 작용을 달성하십시오. 동물을 15 분 동안 방해받지 않고 그대로 두십시오. 느슨한 안면 마스크를 통해 보충 산소 공급 (3L / min)을 제공하고 맥박 산소 측정기로 모니터링합니다.
- 왼쪽 귀 중앙 동맥과 귀 정맥에 22G 캐뉼러를 놓습니다. 효과가 나타날 때까지 propofol 1-2 mg / kg 정맥 주사 (IV)로 전신 마취를 유도하십시오 (삼키는 반사의 상실). 실리콘 튜브(내경 3mm)를 통해 기관 내 삽관을 진행합니다.
- 이마를 면도하여 소아 뇌파 (EEG) 센서를 배치합니다. 수술 부위를 면도하고 로피바카인 염산염 0.75%를 피내 주사한다.
- 토끼를 등쪽 누운 상태에서 수술대에 놓고 전체 모니터링을 설치하고 기관 내 튜브를 저 저항 소아 서클 시스템에 연결하십시오. 산소에 이소 플루 란을 투여하여 마취를 유지하고 최대 호회 말기 (Et) 농도 1.3 %를 목표로합니다.
- 정맥 접근을 통해 링거 젖산 5mL/kg/h를 지속적으로 주입합니다. 맥박 산소 측정법, 도플러 및 침습적 혈압, 3-리드 심전도, EEG, 직장 온도, 흡입 및 호기 가스를 통해 발관할 때까지 임상 및 기기 모니터링을 보장합니다.
- 마누브리움 흉골에서 턱 각도까지 포비돈 요오드로 수술 부위를 소독하고 멸균 드레이핑을 적용합니다. 수술 중 리도카인(50μg/kg/min의 정속 주입(CRI))과 펜타닐(3-10μg/kg/h의 CRI)으로 진통제를 제공하십시오. 자발적 또는 보조 인공 호흡을 수행하십시오. 허용 성 고칼슘 혈증을 허용하십시오.
- 수술 중 적어도 하나의 동맥혈 가스 분석을 수행하십시오. 저혈압 (평균 동맥압이 60mmHg 미만)의 경우 노르 아드레날린으로 치료하고 효과가있을 때까지 적정하십시오. 저체온증을 예방하기 위해 가열 패드 또는 난방 강제 공기 가온 시스템을 사용하십시오 (목표 : 직장 온도 37.5-38.5 ° C).
알림: 침습성 동맥 혈압이 왼쪽 귀 동맥에서 측정될 때 왼쪽 CCA를 클리핑하면 혈류가 멈추고 만곡이 억제됩니다. 혈압은 혈관이 다시 열릴 때까지 도플러 기술로 측정해야합니다.
2. 수술
- 접근
- 치골에서 메스로 마누 브리움 흉골까지 1.5cm 꼬리 지점까지 중앙 피부 절개를하십시오. 세심한 지혈을 수행하면서 내측 절개에서 피하 및 지방 조직을 준비하십시오.
- 부착 결합 조직에서 흉골 두부 근육을 제거하고 근간 대증을 피하기 위해 리도카인을 국소 적으로 바르십시오 (2-4 mg / kg, 리도카인 1 % 선호). 흉골 두부 근육의 오른쪽 CCA를 내측에 노출시키고 젖은 면봉으로 젖게 유지하십시오.
- 이제 흉골 두부 근육의 측면 및 근위 부분을 준비하고 혈관 루프로 내측으로 수축시켜 CCA를 노출시킵니다. 외부 경정맥을 식별하고 젖은 마이크로 면봉으로 보호하십시오.
- 동맥을 노출시키기 위해 상완 두부 줄기의 분기점까지 근위 CCA를 따라 결합 조직을 조심스럽게 해부합니다. 동맥에서 나오는 작은 가지가있는 경우 소작기로 응고시킵니다.
알림: 신경 손상을 입지 않도록주의하십시오.
- 분기 동맥류에 대한 그루터기 동맥류 생성 및 조직 수확
- 오른쪽 CCA를 클리핑하기 전에 항 응고 시간 (ACT)을 측정하고 혈전 색전증 사건을 피하기 위해 귀 정맥 (마취 팀에서 수행)을 통해 전신 적으로 나트륨 헤파린 (80 EI / kg)을 투여합니다.
- 이제 2 개의 임시 클립을 적용하십시오 : 첫 번째 클립은 CCA 원점에 있고 두 번째 클립은 CCA에서 2cm 떨어진 곳에 있습니다 (그림 1A). 용기 아래에 고무 패드를 놓고 혈관 확장을 위해 파파 베린 HCL (40 mg / mL; 1 : 1 : 0.9 % 식염수에 용해 됨)로 헹굽니다.
- 마이크로 가위를 사용하여 외막을 조심스럽게 제거하십시오. 22G IV 카테터를 사용하여 원위 클립 아래에서 동맥 절개술을 수행하고 카테터를 근위 클립까지 꼬리로 삽입합니다(그림 1A,B).
- 혈액이 보이지 않을 때까지 헤파린 화 된 NaCl (0.9 % 식염수에 500U / 100mL)로 세그먼트를 강내 플러시하고 마지막으로 합자 (4-0)로 카테터를 고정합니다. 이제 카테터를 통해 0.1-0.2mL의 엘라스타제(이전에 5mL의 Tris-Buffer에 용해된 100IU)를 동맥 세그먼트에 주입하고 20분 동안 배양합니다(그림 1B).
- 왼쪽의 해부부터 시작하여 왼쪽 CCA를 노출시킵니다 (섹션 2.3 참조). 엘라스타제로 20분의 배양 시간 후, 엘라스타제 용액을 제거하고 주사기를 교체하여 0.9% NaCl로 동맥 부분을 약 10회 헹굽니다.
- 2 개의 합자 (6-0)를 적용하십시오 : 첫 번째는 근위 클립의 5mm 원위부이고 두 번째는 동맥 절개술 아래 근위부입니다 (그림 1C). 첫 번째 합자 위로 ~ 3mm 위의 혈관을 자르고 두 번째 합자와 원위 클립 사이에 한 번 더 자릅니다. 분기 동맥류가 생성 될 때까지 헤파린 화 된 용액 (0.9 % 식염수에 500U / 100mL)에 이자가 이식편을 보관하십시오 (그림 1D). 마지막으로 첫 번째 근위 클립을 조심스럽게 열고 동맥류 (길이, 너비 및 깊이)를 측정합니다.
- 분기 동맥류 생성
- 왼쪽 CCA의 ~2cm를 노출시키기 위해 흉골두근을 내측으로 해부하여 왼쪽을 준비합니다. 근간 대증을 피하기 위해 근육에 리도카인을 국소 적으로 바르십시오.
- 경동맥을 거즈 볼과 장갑 조각으로 작은 면봉으로 밑에 놓습니다. 약간의 파파 베린을 바르십시오. 국소 HCl (40 mg / mL; 1 : 1 % 식염수에 용해 됨). 현미경으로 계속 작업하십시오 : 동맥류 주머니를 준비하고 외막을 제거하십시오. 동맥류 주머니 (길이, 너비, 깊이)를 측정하십시오.
- 오른쪽 CCA의 열린 부분을 헤파린 처리 된 NaCl로 플러시하고 필요한 경우 봉합사를 자유롭게 조작 할 수 있도록 클립을 ~ 1cm로 교체하십시오. 외막을 조심스럽게 제거하고 오른쪽 CCA의 그루터기에 옆으로 ~ 2mm 세로 절개를합니다.
- 이제 왼쪽 CCA에 두 개의 임시 클립을 적용하여 ~1cm의 세그먼트를 구분하고 그 사이에 있는 외막을 제거합니다. 23G 바늘로 동맥 절개술을 시행하십시오. 헤파린 화 된 NaCl (0.9 % 식염수에 500 U / 100 mL)로 세그먼트를 플러시하십시오. 오른쪽 CCA와 동맥류 주머니를 봉합 할 수 있도록 미세 가위를 사용하여 동맥 절개술을 ~ 4-5mm로 확대합니다 (그림 1E). 전체 봉합 절차 중에 혈관을 관개하고 젖은 마이크로 스왑으로 보호하십시오.
- 9-0 비 흡수성 봉합사로 문합을 수행하십시오.
- 왼쪽 CCA의 동맥 절개술의 근위 가장자리에서 시작하여 5 바늘로 오른쪽 경동맥 둔기의 근위 뒷벽을 봉합합니다. 그런 다음 왼쪽 CCA의 동맥 절개술의 말단 가장자리에서 시작하여 4-5 바늘로 동맥류 주머니의 뒷면을 봉합합니다.
- 물고기 입 절개 수준에서 원위 뒷면을 계속 사용하여 동맥류 이식편의 수직 뒷면을 3 바늘로 봉합합니다. 물고기 입 절개 부위의 앞면을 3 바늘로 봉합하여 위쪽으로 시작하여 아래쪽으로 움직입니다.
- 왼쪽 CCA와 동맥류 이식편의 앞쪽 사이의 전면 봉합사와 오른쪽 CCA를 ~ 6 바늘로 마무리합니다. 문합을 끝내기 전에 헤파린 화 된 0.9 % 식염수로 혈관을 헹굽니다.
- 클램프를 제거하기 전에 항 응고 시간 (ACT)을 한 번 더 측정하고 적응 된 용량의 헤파린을 전신적으로 투여합니다 (목표 : 기준선 ACT의 2-3 배).
- 지혈을 위해 마이크로 면봉으로 문합에 약간의 압력을 가하면서 오른쪽 CCA의 클립을 제거합니다. 그런 다음 왼쪽 CCA에서 원위 클립을 제거하여 계속합니다. 큰 출혈이 없으면 혈류를 허용하기 위해 왼쪽 CCA의 근위 클립을 계속 빼냅니다. 문합에서 약간의 출혈이 있으면 거즈 볼과 면봉으로 약간의 압력을 가하십시오. 몇 분 정도 기다리십시오. 지속되면 클립을 교체하고 다시 스티치를 수행하십시오.
알림: 20-30mL 이상의 혈액 손실은 회복 단계를 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.
- 개통 제어 및 문서화
- 모든 용기를 연 후 결과를 사진으로 기록하고 측정합니다(그림 1F 및 그림 2A, B).
- 침습성 동맥 혈압 곡선 (외경동맥의 직접 지점 인 귀 동맥에서 측정)을 통해 원위 CCA의 흐름이 회복되었는지 확인하십시오.
- 2개의 대역통과 필터, 비디오 카메라 및 자전거 스포트라이트를 사용하여 1mL의 fluorescein IV를 투여하여 형광 혈관 조영술을 수행합니다. 전체 절차18,19에 대한 설명은 이전 간행물을 참조하십시오.
- 폐쇄
- 문합의 지방 패드를 다시 적응시키고 4-0 재 흡수성 봉합사로 봉합하십시오. 마지막으로 4-0 재 흡수성 봉합사를 사용하여 단일 바늘로 피하 및 피부를 봉합합니다.
3. 수술 후 단계
- 수술이 끝나면 진통 효과를 유지하기 위해 복귀없이 이소 플루 란과 전신 진통제를 중단하십시오. 기관 발관을 수행하기 전에 삼키는 반사의 제어가 돌아 왔는지 확인하십시오.
- 진통제를 보장하기 위해 멜록시캄 0.5mg/kg IV, 즉각적인 혈전 사건을 예방하기 위해 아스피린(ASS) 10mg/kg IV, 항생제 예방을 위해 비타민 B12 100μg SC 및 클라목실 20mg/kg IV를 투여합니다.
- 토끼가 자발적으로 흉골 누운 자세를 회복 할 때까지 보충 산소 공급과 온난화를 제공하십시오. 통증의 징후가 관찰되면 메타돈으로 구조 진통제를 수행하십시오. 설치류 및 토끼23,24의 통증 평가 및 관리 지침에 따라 수술 전 처음 3 일 동안 수술 후 추적 관찰 및 관리를 하루에 4 번 수행하십시오.
- 외이에 펜타닐 패치(12μg/h), 멜록시캄 1x/SC를 3일 동안, 메타돈을 구조 요법으로 적용하고 통증 평가를 위한 점수 시트(보충 파일)를 사용하여 수술 후 진통제를 보장합니다.
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Representative Results
그루터기와 분기 동맥류의 생성은 수술 중 합병증없이 5 마리의 뉴질랜드 흰 토끼 모두에서 성공적이었습니다. 수술 중 또는 24 ± 2 일의 추적 기간 동안 사망률은 관찰되지 않았다. 한 토끼는 전정 증후군과 오른쪽의 실명으로 수술 후 합병증을 경험했습니다. 동물은 24 시간 후에 완전하고 자발적으로 회복되었습니다. 이 합병증은 정상적인 활동 (자유로운 움직임, 물 및 음식 섭취, 다른 동물과의 상호 작용)을 방해하지 않았으며 특별한 치료가 필요하지 않았습니다. 자발적인 동맥류 파열은 없었습니다.
평균 수술 기간은 221분(190분에서 255분 사이)이었다. 모든 동맥류는 엘라스타제 배양과 즉각적인 혈전증으로 인해 극심한 조직 반응을 보인 분기 동맥류 1개를 제외하고 수술 직후 특허를 받았습니다. 추적 관찰에서 동맥류 개통은 자석 공명 혈관 조영술 (그림 3)과 조직 추출 후 거시적 검사 (그림 4)로 확인되었습니다. 수술 중 이미 혈전이 된 분기 동맥류를 제외하고 모든 동맥류는 추적 종점에서 여전히 특허를 받았습니다. 그 결과 개통 률이 90 % (10 명 중 9 명)가되었습니다.
샘플링 후 동맥류의 거시적 검사 및 측정은 생성 시 평균 크기가 5.4mm x 2.4mm x 2.3mm± 1mm x 0.6mm x 0.3mm이고 그루터기 동맥류의 경우 수확 시 4.5mm x 3.1mm x 2.5mm± 1.5mm x 0.9mm x 0mm인 모든 동맥류의 성장을 보여줍니다. 생성 시 3.4mm x 2mm x 2.1mm ± 0.6mm x 1mm x 0.4mm, 분기 동맥류± 수확 시 3.8mm x 2.8mm x 2.6mm, 수확 시 1.2mm x 0.3mm x 0.6mm입니다. 흥미롭게도, 분기 동맥류는 생성 시 평균 부피가 14.4mm3 ± 3.5mm3이고 추출시 28.6mm3 ± 16.4mm3(비율 1.9)인 그루터기 동맥류보다 더 많이 성장했으며 그루터기 버전의 경우 추출 시 30.8mm3 ± 15mm3 및 34.9mm3 ± 24.1mm3의 부피(비율 1.1)였습니다.
그림 1: 수술 단계. (A) 오른쪽 CCA에 있는 2개의 임시 클립 적용: 첫 번째는 상완두부 줄기에서 유래하고 두 번째는 첫 번째까지 ~2cm 원위입니다. 별표는 22G 정맥 카테터 (IV- 카테터)로 동맥 절개술의 국소화를 나타냅니다. (B) IV- 카테터를 4-0 합자로 삽입 및 고정 한 후 헤파린 화 된 NaCl (0.9 % 식염수 500U / 100mL)로 세그먼트를 플러시하고 엘라 스타제 0.1-0.2mL (이전에 5mL의 TRIS 완충액에 용해 된 100U)를 주입합니다. 20 분 동안 배양하십시오. (C) 2 개의 비 흡수성 합자 (6-0)를 적용하십시오 : 첫 번째는 근위 클립에 5mm 원위이고 두 번째는 동맥 절개술 바로 아래에 있습니다. (D) 합자 위의 혈관 ~3mm를 절단하여 그루터기 동맥류와 분기 동맥류를 위한 자가 이식편을 만듭니다. (E) 오른쪽 CCA의 문합과 왼쪽 CCA의 자가 이식편을 통해 분기 동맥류를 생성합니다. (F) 오른쪽에 그루터기 동맥류가 있고 왼쪽에 분기 동맥류가있는 최종 결과. 약어 : CCA = 총 경동맥; IV = 정맥 주사. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 결과에 대한 수술 중 사진 문서화. 노란색 점선은 두개골 및 꼬리 방향을 나타내는 정중선을 나타냅니다. (A) 목 오른쪽의 그루터기 동맥류의 모습. SCEM은 혈관 루프(파란색)의 평균에 의해 내측으로 수축됩니다. (B) 목 왼쪽의 분기 동맥류의 모습. 약어 : SCEM = 흉골 두부 근육; SA = 그루터기 동맥류; JV = 경정맥; rCCA: 우측 총경동맥; lCCA= 왼쪽 총 경동맥; Tr = 기관; * = 재발 성 또는 후두 가지; BA = 분기 동맥류. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3 : 추적 관찰시 자기 공명 혈관 조영술 결과. 목 동맥에 초점을 맞춘 3 Tesla MRI로 획득 한 3 차원 TOF 시퀀스의 이미지. (A) 오른쪽 쇄골 하 동맥의 그루터기 동맥류 (노란색 화살표). (B) 왼쪽 CCA의 오른쪽 CCA를 문합하여 만든 분기점의 분기 동맥류 (노란색 화살표). 약어 : TOF = 비행 시간; MRI = 자기 공명 영상; CCA = 총 경동맥. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 조직 추출 후 거시적 사진 문서화. 클립의 주요 홈(2개 구간)은 1mm를 나타내고 그 사이의 작은 홈(1개 구간)은 0.5mm를 나타냅니다. (A) 상완 두개골 줄기와 오른쪽 쇄골 하 동맥의 그루터기 동맥류. (B) 왼쪽 CCA의 오른쪽 CCA를 문합하여 생성 된 분기점상의 분기 동맥류. 약어 : SA = 그루터기 동맥류; BCT = 상완 두부 트렁크; rSC = 우측 쇄골 하 동맥; BA = 분기 동맥류; CCA = 총 경동맥; rCCA = 오른쪽 CCA; lCCA = 왼쪽 CCA. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: 그루터기 및 분기 동맥류의 조직학적 소견. 헤마톡실린-에오신으로 염색된 표본(2배 배율). (A) 상완 동맥 트렁크 (b)와 오른쪽 쇄골 하 동맥 (c)이있는 그루터기 동맥류 (a)의 현미경 개요. (*)는 혈류의 방향을 나타냅니다. (B) 근위 왼쪽 CCA (b), 원위 왼쪽 CCA (c) 및 원위 오른쪽 CCA (d)가있는 분기 동맥류 (a)의 현미경 개요. (*)는 혈류의 방향을 나타냅니다. (A) 및 (B)의 삽입물에서 I)은 동맥류 벽의 참치 내막, II) 참치 매체, III) 참치 외막(20배 배율)을 나타냅니다. 약어 : CCA = 총 경동맥. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
동맥류 생성을위한 가장 일반적인 기술은 개방 또는 혈관 내 방법을 통해 올바른 CCA의 기원에 그루터기 동맥류를 만드는 것입니다. 이 모델은 시간20,21로 열려 있는 안정적인 비성장 동맥류로 검증되었습니다. 두 번째 가능한 기술은 왼쪽의 오른쪽 CCA를 문합하고 분기 14,22,23에 동맥류 주머니를 봉합하여 동맥 분기 동맥류를 미세 수술로 만드는 것입니다. 두 방법 모두 혈관 내 장치의 테스트 및 병태 생리학 연구에 적합한 것으로 나타 났지만 동맥류 형태와 관련된 혈역학 적 힘 및 흐름 특성은 실질적으로 다릅니다. 기존 모델에서 동물 당 하나의 동맥류 유형 만 만들 수 있다는 점을 감안할 때, 분기 유형의 동맥류와 그루터기 유형의 동맥류의 자연 경과를 직접 비교하는 것은 현재 어렵습니다.
실제로 동물 간의 생리적 차이 (예 : 혈압 또는 혈관벽의 정확한 콜라겐 함량)는 실험 환경에서 항상 완전히 제어 할 수는 없으며 동맥류 생물학 및 자연 경과에 영향을 줄 수 있습니다. 이 연구는 동일한 동물 (또는 단일 동물)에서 그루터기와 분기 혈역학 및 퇴화 벽 조건을 모두 가진 토끼 모델을 만들 가능성을 보여줍니다. 이 기술은 낮은 이환율과 사망률과 높은 개통률(90%)로 재현 가능한 동맥류를 산출했습니다. 이 방법의 주요 단점은 고전적인 그루터기 또는 분기 모델 자체의 생성과 동일합니다-정교한 실험실 장비 및 특정 미세 수술 기술의 필요성.
특히 이 수술 중에 중요한 두 단계가 확인되었습니다: 첫 번째는 상완두증 줄기에서 기원할 때까지 오른쪽 CCA를 해부하고 노출시키는 것입니다. 이 접근법 동안 다음과 같은 중요한 구조가 특히 위험 할 수 있습니다 : 기관, 경정맥 및 후두 신경. 기관 조작은 호흡을 손상시킬 수 있으므로 이전 삽관은기도의 개통을 보장합니다. 또한 수술이 길고 중요한 구조 근처에 있기 때문에 전체 모니터링은 생리적 편차를 즉시 인식하는 데 도움이됩니다. 외과 의사는 또한 기관 자체에 직접적인 압력이나 극단적 인 견인을 피하기 위해주의를 기울여야합니다. 경정맥은 경동맥 바로 옆에 있으며 어떤 경우에는 경동맥에 부착됩니다. 병변을 피하기 위해서는 극도의주의가 필요합니다. 정맥을 보호하고 젖은 면봉을 사용하여 젖게 유지하는 것이 좋습니다.
마지막으로, 이전 연구에서는 이미 후두 신경 보존의 중요성을 설명했습니다. 이 신경의 병변은 수술 후 연속적으로 호흡 장애와 동물의 사망 확률이 높은 줄무늬의 출현으로 이어질 것입니다. 신경의 의원 성 병변을 예방하기 위해 CCA 해부는 동맥을 둥글게하는 조직의 견인을 피해야합니다. 부착 된 조직을 산만하게하는 대신 가위를 사용하여 절단하는 것이 좋습니다. 신경은 또한 수술 중 시각 제어 상태를 유지하기 위해 근육계를 수축시킨 후 가능한 한 빨리 식별해야 합니다. 두 번째 중요한 단계는 엘라스타제 소화 동맥류와 함께 장력이없는 미세 문합을 만드는 것입니다. 이 동맥류는 벽 구조의 높은 퇴행을 나타내어 조직의 조작을 방해합니다. 좋은 미세 수술 기술이 필요하며 학습 곡선이 예상됩니다.
또한 목 혈관의 정확한 크기를 보장하기 위해 최소 4.0kg (평균 연령 25 세 (±5 주)의 토끼를 선택하는 것이 좋습니다. 고전적인 단일 그루터기 동맥류 모델에서 문헌에서 보고된 주요 합병증은 오른쪽 CCA에서 발생하는 기관 식도 동맥으로 인한 엘라스타제 적용 후 기관 괴사였습니다. 문제 13,24,25,26을 피하기 위해 기술의 몇 가지 수정이 이미 제안되었습니다. 이 접근법은 엘라스타제 용액의 유출 및 유사한 합병증을 피하기 위해 엘라스타제 적용 전에 이러한 가지와 응고를 쉽게 식별할 수 있도록 합니다.
수술 중 적용되는 항응고 요법은 오른쪽 CCA에서 첫 번째 클립 적용 전과 클립을 제거하기 전에 헤파린 적용과 왼쪽 CCA로의 순환 회복으로 구성됩니다. 이것은 일시적인 흐름 중단 및 혈관 조작으로 인한 혈전 형성을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 또한 봉합사 재료와 엘라스타제의 혈전 생성 효과로 인한 혈전 형성을 방지하기 위해 수술 종료 직후 독특한 용량의 아스피린 (10mg / kg IV)을 투여합니다. 이 프로토콜은 혈전 생성 사건을 제어하고 출혈 합병증을 증가시키지 않고 동맥류 개통을 보장합니다.
그루터기 모델은 가장 흔한 천골 동맥류 토끼 모델이며 이미 혈관 내 요법의 중개 연구에 여러 번 사용되었습니다. 분기 모델은 또한 문헌에 잘 설명되어 있으며 동맥류 병태생리학 연구 및 새로운 치료 전략의 테스트에 적합합니다. 그러나 두 모델 모두 뚜렷한 혈역학 적 특성을 나타내는 뚜렷한 형태를 보여줍니다. 동맥류는 분기점에서 우선적으로 나타나고 성장은 벽 전단 응력27,28에 의존하는 것으로 알려져 있습니다. 이전 간행물은 또한 분기 동맥류에 비해 외과적으로 생성된 측벽 동맥류에서 더 높은 자발적 혈전증을 보여주었고29 다른 더 복잡한 모델8과 비교하여 흐름 전환 후 그루터기 동맥류의 폐색률이 더 높았습니다. 그러나 비교는 항상 두 개의 다른 동물 사이였습니다.
본 연구에서, 앞서 설명한 바와 같이 직경 2-4mm의 표준 동맥류 14,22,29,30,31,32,33,34,35,36이 생성되었다. 우리는 비교를 위해 분기 동맥류와 비슷한 크기의 그루터기 동맥류를 만드는 것을 목표로 했습니다. 따라서 현재 볼륨은 5,8,10,11,13,21이보고 된 것처럼 다소 작습니다. 그러나 두 동맥류 모두 1 개월 추적 관찰에서 성장하는 경향을 보였다. 따라서 더 긴 추적 기간은 더 많은 양으로 동맥류 형성을 유도할 수 있으며, 이는 인간의 동맥류와 더 나은 장기 비교를 가능하게 합니다. 또한, 헤마톡실린-에오신 염색에 기초한 이러한 조직학적 소견은 세포 동맥류 벽과 선형 또는 무질서한 패턴의 평활근 세포의 존재, 탄성 섬유의 무질서를 보여줍니다(그림 5). 이러한 결과는 인간 11,32,37,38,39,40,41에서 토끼 엘라스타제 유발 동맥류와 두개내 동맥류 사이의 조직학적 유사성을 보여주는 현재 결과와 상관관계가 있습니다.
결과는 동일한 수술 접근법을 사용하여 그루터기와 분기 동맥류를 모두 만드는 기술적 타당성을 보여줍니다. 이 연구의 한계는 표본 크기가 작기 때문에 통계 분석이나 그루터기와 분기 동맥류 사이의 조직 학적 차이의 실제 비교가 불가능합니다. 그럼에도 불구하고 이 모델은 증가된 표본 크기와 다른 추적 시간을 가진 향후 실험에서 성장, 파열, 자발적 폐색 및 조직학적 변화 측면에서 두 동맥류 간의 차이를 조사하여 두 유형의 동맥류의 장점과 특성을 정확하게 결정할 수 있는 가능성을 제공합니다. 또한이 새로운 수술 모델을 사용하면 한 동물에서 두 가지 별개의 구성과 흐름 조건뿐만 아니라 고유 한 절차 중에 혈관 내 장치를 적용 할 수 있습니다. 이것은 필요한 동물의 수를 줄이고 잠재적으로 전임상 시험의 효율성을 증가시킵니다.
결론적으로,이 연구는 하나의 동물 내에서 뚜렷한 흐름 조건과 고도로 퇴화 된 벽을 가진 2 개의 동맥류를 만드는 재현 가능한 방법을 설명합니다. 제안 된 모델은 혈류 역학의 역할과 관련하여 천골 동맥류의 혈관 내 치료의 자연적 경과 효과를 직접 비교할 수있게합니다. 마지막으로, 사용되는 동물의 감소와 전반적인 실험 비용에 기여하는 효율적인 모델을 제공합니다.
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Disclosures
저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
Acknowledgments
저자는 Hans Rudolf Widmer 교수, Luca Remonda 박사 및 Javier Fandino교수의 과학적 지원과 기술적 기여에 감사드립니다. 절차 중 조언을 해준 Olgica Beslac과 도움을 준 Kay Nettelbeck에게 특별한 감사를드립니다. 또한 Daniela Casoni DVM, PhD 및 med. 수의사. Luisana Garcia, PD Alessandra Bergadano 박사 및 Carlotta Detotto 박사의 헌신적 인 수의사 지원.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4-0 resorbable suture | Ethicon Inc., USA | VCP292ZH | |
| 4-0 resorbable suture | Ethicon Inc., USA | VCP304H | |
| 6-0 non absorbable suture | B. Braun, Germany | C0766070 | |
| 9-0 non absorbable suture | B. Braun, Germany | G1111140 | |
| Adrenaline | Amino AG | 1445419 | any generic |
| Amiodarone | Helvepharm AG | 5078567 | any generic |
| Anesthesia machine | Dräger | any other | |
| Aspirin | Sanofi-Aventis (Suisse) SA | 622693 | any generic |
| Atropine | Labatec Pharma SA | 6577083 | any generic |
| Bandpass filter blue | Thorlabs | FD1B | any other |
| Bandpass filter green | Thorlabs | FGV9 | any other |
| Biemer vessel clip (2x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FD560R | any other |
| Bipolar forceps | any other | ||
| Bispectral index (neonatal) | any other | ||
| Blood pressure cuff (neonatal) | any other | ||
| Bycilces spotlight | any other | ||
| Clamoxyl | GlaxoSmithKline AG | 758808 | any generic |
| Dexmedetomidine | Ever Pharma | 136740-1 | any generic |
| Elastase | Sigma Aldrich | E7885 | |
| Electrocardiogram electrodes | |||
| Ephedrine | Amino AG | 1435734 | |
| Esmolol | OrPha Swiss GmbH | 3284044 | |
| Fentanyl (intravenous use) | Janssen-Cilag AG | 98683 | |
| Fentanyl (transdermal) | Mepha Pharma AG | 4008286 | |
| Fluoresceine | Curatis AG | 5030376 | |
| Fragmin | Pfizer PFE Switzerland GmbH | 1906725 | |
| Heating pad or heating forced-air warming system | |||
| Isotonic sodium chloride solution (0.9%) | Fresenius KABI | 336769 | |
| Ketamine | Pfizer PFE Switzerland GmbH | 342261 | |
| lid retractor | Approach | ||
| Lidocaine | Streuli Pharma AG | 747466 | |
| Longuettes | |||
| Metacam | Boehringer Ingelheim | P7626406 | Medication |
| Methadone | Streuli Pharma AG | 1084546 | Sedaton |
| Micro-forceps curved | Ulrich Swiss, Switzerland | U52-015-15 | |
| Micro-forceps straight 2x | Ulrich Swiss, Switzerland | U52-010-15 | |
| Microscissors | Ulrich Swiss , Switzerland | U52-327-15 | |
| Midazolam | Accord Healthcare AG | 7752484 | |
| Needle 23 G | arteriotomy | ||
| Needle holder | |||
| O2-Face mask | |||
| Operation microscope | Wild Heerbrugg | ||
| Papaverin | Bichsel | topical application | |
| Povidone iodine | Mundipharma Medical Company | any generic | |
| Prilocaine-lidocaine creme | Emla | ||
| Propofol | B. Braun Medical AG, Switzerland | General anesthesia | |
| Pulse oxymeter | |||
| Rectal temperature probe (neonatal) | |||
| Ringer Lactate | Bioren Sintetica SA | Infusion | |
| Ropivacain | Aspen Pharma Schweiz GmbH | 1882249 | Local anesthesia |
| Scalpell | Swann-Morton | 210 | |
| Small animal shaver | |||
| Soft tissue forceps | |||
| Soft tissue spreader | |||
| Stainless steel sponge bowls | |||
| Sterile micro swabs | |||
| Stethoscope | |||
| Surgery drape | |||
| Surgical scissors | |||
| Syringes 1 mL, 2 mL, and 5 mL | |||
| Tris-Buffer | Sigma Aldrich | 93302 | Elastase solution |
| Vascular clip applicator | B. Braun, Germany | FT495T | |
| Vein and arterial catheter 22 G | |||
| vessel loop | Approach | ||
| video camera or smartphone | |||
| Vitarubin | Streuli Pharma AG | 6847559 | |
| Yasargil titan standard clip (2x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FT242T |
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