Summary
Vi utförde en enpunkts, lipofil cellspårarinjektion för att spåra endotelceller, följt av en arteriotomi och suturering av sidoväggsaneurysmer på bukråttaortan. Neointima-bildning verkade beroende av moderartären i decellulariserade aneurysmer och främjades av rekryteringen från aneurysmväggceller i vitala cellrika väggar.
Abstract
Mikrokirurgisk klippning skapar en efterföljande barriär av blodflödet i intrakraniella aneurysmer, medan endovaskulär behandling bygger på neointima och trombbildning. Källan till endotelceller som täcker det endoluminala skiktet i neointima är fortfarande oklart. Syftet med föreliggande studie var därför att undersöka ursprunget till neointimabildande celler efter cellspårämnesinjektion i den redan väletablerade helsingforsråttans mikrokirurgiska sidewallaneurysmmodellen.
Sidewall aneurysmer skapades genom att suturera decellulariserade eller vitala arteriella påsar från sida till aortan hos manliga Lewis-råttor. Före arteriotomi med aneurysmsutur utfördes en cellspårarinjektion innehållande CM-Dil-färgämne i den klämda aortan för att märka endotelceller i det intilliggande kärlet och spåra deras proliferation under uppföljning (FU). Behandling följt av spolning (n = 16) eller stenting (n = 15). Vid FU (7 dagar eller 21 dagar) genomgick alla råttor fluorescensangiografi, följt av aneurysmskörd och makroskopisk och histologisk utvärdering med immunohistologiska cellantal för specifika regioner av intresse.
Ingen av de 31 aneurysmerna hade brustit vid uppföljningen. Fyra djur dog i förtid. Makroskopiskt kvarvarande perfusion observerades hos 75,0 % lindade och 7,0 % av stenterade råttor. Mängden cellspårarpositiva celler var signifikant förhöjd i decellulariserad stented jämfört med lindade aneurysmer med avseende på trombus på dag 7 (p = 0,01) och neointima på dag 21 (p = 0,04). Inga signifikanta skillnader hittades i tromb eller neointima i vitala aneurysmer.
Dessa fynd bekräftar sämre läkningsmönster i lindade jämfört med stenterade aneurysmer. Neointima bildning verkar särskilt beroende av moderartären i decellulariserade aneurysmer, medan den stöds av rekryteringen från aneurysmväggceller i vitala cellrika väggar. När det gäller översättning kan stentbehandling vara mer lämplig för mycket degenererade aneurysmer, medan spolning ensam kan vara tillräcklig för aneurysmer med mestadels friska kärlväggar.
Introduction
Subaraknoidalblödning orsakad av bristning av en intrakraniell aneurysm (IA) är ett förödande neurokirurgiskt tillstånd förknippat med hög sjuklighet och dödlighet 1,2,3,4. Förutom mikrokirurgisk klippning, som ger direkt endotel-till-endotelkontakt, har endovaskulära enheter fått ökad betydelse under de senaste decennierna för behandling av brustna och för övrigt upptäckta IA. Det helande svaret i endovaskulärt behandlade IA beror huvudsakligen på neointimabildning och tromborganisation. Båda är synergiska processer, beroende på cellmigration från det intilliggande kärlet och aneurysmväggen. 5 Hittills är ursprunget till endotelceller i neointimabildning av endovaskulära behandlade aneurysmer fortfarande oklart. Det pågår en debatt i litteraturen om källan från vilken neointimabildande celler rekryteras.
Genom att använda en cellspårarinjektion av CM-Dil-färgämne (se materialförteckningen) i bukaortan hos råttor syftade vi till att analysera endotelcellernas roll, med ursprung i moderartären, i neointimabildning vid två olika FU-tidpunkter (dag 7 och dag 21) (Figur 1). En fördel med modellen är den direkta lokala cellspårarinkubationen in vivo i en moderartär före aneurysmsutur, vilket möjliggör FU vid senare tidpunkter. In vivo-injektionstekniker , såsom cellspårämnesinkubation, har inte beskrivits i litteraturen. En fördel med denna teknik är den direkta, enpunkts, intraoperativa, in vivo-injektionen , vilket gör modellen robust och reproducerbar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Veterinärstöd utfördes enligt institutionella riktlinjer. Experimenten godkändes av den lokala etikkommittén, Schweiz (BE 60/19). ARRIVE-riktlinjerna och 3R-principerna har följts strikt 6,7. Trettioen hanråttor från Lewis, 12 veckor gamla och väger 492 ± 8 g, inkluderades. Hus alla råttor vid en rumstemperatur på 23 ° C och en 12 h ljus / mörk cykel. Ge fri tillgång till vatten och pellets. Statistiska analyser har utförts med hjälp av det icke-parametriska Wilcoxon-Mann-Whitney U-testet. Sannolikhetsvärden (p) på ≤ 0,05 och/eller ≤ 0,01 ansågs signifikanta.
1. Preoperativ fas-allmän beredning och anestesiologiska aspekter
- Randomisera råttor till antingen spol- eller stentbehandlingsgrupper (figur 2) via ett webbaserat randomiseringssystem. Utför nu en preoperativ klinisk undersökning av alla djur som planeras för operation bredvid ett tyst, aseptiskt operationsrum som håller en rumstemperatur på 23 ± 3 ° C. Analysera djurens beteende och inspektera slemhinnorna och turgor som en del av den preoperativa kliniska undersökningen.
- Registrera vikten av varje djur.
- Före operationen, inkubera artärpåsarna från donatorråttor i 0,1% natriumdodecylsulfat i 10 timmar vid 37 ° C för att erhålla decellulariserade aneurysmer8. Samla dessa påsar från donatordjur några dagar före operationen.
- Förbered hela längden på bukaortan med mikrosnedsättare och pincett och applicera 6-0 icke-absorberbara ligaturer med ett intervall på 3-4 mm.
- Direkt generera vitala aneurysmer intraoperativt av en tidigare ligerad arteriell kärlpåse från bröstkorgsdelen av ett givardjur9. Utför thorakotomi med sax och kirurgiska pincett vid den angivna FU-tidspunkten och ligera kärlpåsen i önskad längd.
- Implantera påsen direkt i mottagaren och skörda aneurysmen från givardjuret för ytterligare makroskopisk analys och histologisk bearbetning.
- För anestesiinduktion, placera alla råttor i en ren låda försedd med syre (O2) tills medvetslöshet efter 5-10 min. Bedöva råttor med en subkutan (SC) injektion av en blandning av fentanyl 0,005 mg/kg, medetomidin 0,15 mg/kg och midazolam 2 mg/kg.
OBS: Detta säkerställer ett kirurgiskt plan på minst 45 min. - Kontrollera anestesidjupet genom frånvaron av pedaluttagsreflexen.
- Placera råttorna i ryggläge och raka thoracoabdominaldelen med en elektrisk rakapparat.
- Fixera råttornas 4 tassar med tejp på ett bräde, täckt av en värmepanna ansluten till en autoreglerande rektal sond. För in rektalsonden i råttans anus för att bibehålla önskad temperatur på 37 °C med hjälp av värmedynan.
- Installera nu en sensor på höger bakben ansluten till ett datoriserat system för att kontrollera vitala tecken intraoperativt.
- Täck råttans näsa och mun med en ansiktsmask. Om du behöver långvarig anestesi, starta isofluran (1,0-2,0% titrerat för att effekt i 100%O2).
- Desinficera det kirurgiska fältet med povidon-jod eller alternerande desinfektionsmedel och drapera det kirurgiska fältet på ett sterilt sätt.
- För perianestetisk vård, applicera ett sterilt oftalmiskt smörjmedel på ögonen och täck dem med en ogenomskinlig foliemask för att förhindra torkning och skador från den kirurgiska lampan.
- Under hela operationen, leverera syre kontinuerligt via ansiktsmasken, övervaka kroppstemperaturen och ge värme med hjälp av en värmepanna, upprätthålla normotermi.
- Övervaka andra vitala tecken kontinuerligt (puls- och andningsdistension, hjärt- och andningsfrekvens och syremättnad).
2. Operativ fas - cellspårarinjektion
OBS: Det detaljerade kirurgiska tillvägagångssättet i Helsingfors råtta mikrokirurgisk sidoväggsaneurysm modell9 och tekniker för spol- och stentimplantation beskrivs på annat håll 8,10,11.
- Förvara den fluorescerande lipofila cellspåraren vid ≤ -20 °C hela tiden, skyddad från ljus.
- Utför operationen genom att förbereda råttaorta och kavalven, följt av separation av båda, såväl som proximal och distal tillfällig klämning av aortan.
OBS: Denna teknik har beskrivits tidigare9.- Kläm fast de proximala och distala delarna av aortan med två tillfälliga titanklämmor.
- Lägg en mikroswab med lila vaddering vardera under de proximala och distala delarna av aortan för bättre visualisering av artären.
- Skydda nu buken med våt gasbindning.
- På operationsdagen löses 2 μL av cellspåraren genom pipettering i 1 ml fosfatbuffrad saltlösning (PBS).
- Överför blandningen till en 1 ml spruta försedd med en steril kanyl på 27–1/2 G (0,4 x 13 mm).
OBS: Var försiktig så att du undviker ljusexponering när du utför steg 2.5 och 2.6. - Stäng av ljuset i operationssalen. Medan du tittar under ett mikroskop, utför enpunktsinjektionen i den mellersta ventrala delen av aortan med hjälp av mikrotångar och injicera försiktigt 1 ml hepariniserad 0,9% saltlösning.
- Injicera cellspåraren försiktigt (Video 1) och stäng omedelbart av operationsmikroskopet också. Återigen, skydda buken med våt gasbindning.
- Låt färgämnet inkubera i minst 15 minuter. Efter inkubationsperioden, slå på mikroskopet och operationssalens lampor.
- Utför den längsgående arteriotomin och suturering av aneurysmen, som beskrivs någon annanstans11.
- Använd mikrokrafter och mikroscedrar för att utföra arteriotomin så att dess längd är i genomsnitt diametern på den skördade aneurysmen (steg 1.3). För att säkerställa rätt längd, placera aneurysmen bredvid aortan innan du utför arteriotomi. Suturera aneurysmen med 8-10 enkelstygn med en icke-absorberbar 10-0 sutur och ta försiktigt bort de tillfälliga klämmorna som startar distallyt under kontinuerlig bevattning med hepariniserad saltlösning. Stäng såret på ett skiktat sätt. Observera att du använder en spolförpackningsdensitet på 1 cm.
OBS: Tekniken för spol- eller stentimplantation har beskrivits någon annanstans 8,10.
- Använd mikrokrafter och mikroscedrar för att utföra arteriotomin så att dess längd är i genomsnitt diametern på den skördade aneurysmen (steg 1.3). För att säkerställa rätt längd, placera aneurysmen bredvid aortan innan du utför arteriotomi. Suturera aneurysmen med 8-10 enkelstygn med en icke-absorberbar 10-0 sutur och ta försiktigt bort de tillfälliga klämmorna som startar distallyt under kontinuerlig bevattning med hepariniserad saltlösning. Stäng såret på ett skiktat sätt. Observera att du använder en spolförpackningsdensitet på 1 cm.
3. Postoperativ fasövervakning och smärtstillande vård
- Vid slutet av operationen, vänd anestesin med en SC-injektionsblandning av buprenorfin 0,05 mg/kg, atipamezol 0,75 mg/kg och flumazenil 0,2 mg/kg. Låt varje opererat djur återhämta sig i en ren bur tills det är helt vaket och varmt, efter behov, med en värmelampa.
- Under 3 dagar, administrera 1 mg/kg meloxicam (en injektion eller oral applicering per dag) och buprenorfin (0,05 mg/kg fyra gånger varje dag) SC. Över natten, ge buprenorfin kontinuerligt i dricksvattnet med samma dosering: 6 ml buprenorfin 0,3 mg/ml, 360 ml dricksvatten, 10 ml 5% glukos.
- I den omedelbara postoperativa fasen, hysa varje djur i en enda bur för skydd. Omgruppera djuren efter 24 timmar.
- Om någon råtta visar bedrövat eller aggressivt beteende efter SC-injektion, administrera buprenorfin i dricksvattnet under dagen.
- Ge mjukt foder på burgolvet för att stödja utfodring och återhämtning postoperativt.
- Observera och ta hand om alla djur enligt resultaträkningen för välbefinnande och smärta.
- Administrera räddanalgesi SC (meloxikam 1 mg/kg och 0,05 mg/kg buprenorfin) vid behov.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Totalt 31 djur ingick i laboratoriemiljön: 27 råttor ingick i den slutliga statistiska analysen; 4 råttor dog i förtid (12,9% dödlighet). Intraoperativt reducerades andningsdistension signifikant (p = 0,03) hos stent- (12,9 μm ± 0,7) jämfört med spolbehandlade (13,5 μm ± 0,6) råttor. Fluorescensangiografi utfördes för varje råtta i slutet av den slutliga FU. Reperfusion indikerades hos alla 6 spolbehandlade djur, medan reperfusion observerades hos endast 12,5 % av de 8 stentbehandlade djuren.
Poolade aneurysmvolymer vid baseline för dag 7 och dag 21 skilde sig inte signifikant (varken för decellulariserade (p = 0,9) eller vitala (p = 0,1) aneurysmer) mellan spol- eller stentbehandlingsgrupperna (figur 3). Poolade FU-volymer för decellulariserade aneurysmer visade en obetydlig aneurysmtillväxt i lindad jämfört med de stentade aneurysmerna (p = 0,28), signifikant större i vitalspolen än den stentade gruppen (60,1 mm3 ± 31,1 mm3 vs. 20,5 mm3 ± 20,6 mm3; p = 0,002).
Mängden cellspårarpositiva celler i neointima av decellulariserade aneurysmer skilde sig inte signifikant mellan de stent- eller spolbehandlade grupperna vid dag 7 FU (p = 0,8) men var signifikant högre hos stenterade råttor vid dag 21 FU (Figur 4; p = 0,04). Hos vitala aneurysmsuturerade råttor noterades inga signifikanta skillnader vid vare sig 7 dagar (p = 1,0) eller 21 dagar (figur 5) FU (p = 0,66). I decellulariserade aneurysmer vid 7 dagars FU förblev signifikant fler cellspårarpositiva celler kvar i tromben hos den stentbehandlade jämfört med den spolbehandlade gruppen (p = 0,01). Denna skillnad observerades inte i vitala aneurysmer vid 7 dagars FU. Se tabell 1 för andelen cellspårarpositiva celler för decellulariserade, liksom vitala lindade och stentade aneurysmer för dag 7 och dag 21 FU. Motfärgning för von Willebrand-faktor (F8) utfördes i endotelcellerna i neointima hos varje råtta (figur 6).
Den genomsnittliga varaktigheten av det kirurgiska ingreppet var 119,1 ± 21,3 min för spolningsgruppen jämfört med 154,1 ± 30,2 min för stentgruppen (p = 0,001). Antalet stygn för aneurysmsuturer skilde sig också signifikant (p = 0,000002) för spolen (15,6 ± 2,9 stygn) och stentgrupper (11,3 ± 1,1).
Bild 1: Flödesschema för den experimentella inställningen. Totalt opererades 35 djur och randomiserades till spolnings- eller stentinggrupper. Två djur i stentgruppen dog i den omedelbara postoperativa kursen. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 2: Intraoperativa fotografier av aneurysmer under spole och stentembolisering. (A) visar en sidovägg-aneurysm (#), suturerad på bukråttaortan (*). Notera spolanordningen som införs i aneurysmen innan du utför den sista enkla sömmen för att slutföra aneurysmsugturen. Observera den rosa färgningen (pilen) på vänster sida av arteriotomin, vilket indikerar korrekt fördelning av cellspåraren. (B) Samma inställning som i A, som visar stentanordningen redan på plats. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 3: Makroskopiska postmortemmätningar hos 31 djur. Aneurysmvolymer (mm3) dokumenterades före implantation och vid uppföljning, representerade längs y-axeln. (A) Baseline (decellulariserad), (B) uppföljning (decellulariserad), (C) baslinje (vital), (D) uppföljning (vital). Data för dag 7 och dag 21 samlas. ** p < 0,01. Värdena uttrycks som medianer med interkvartilintervall. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 4: Exemplifierande bild av en stentbehandlad decellulariserad aneurysm vid dag 21. Höger visas bildöversikt över en monoklonal antiα-SMA, cellutarmad aneurysm (2-faldig förstoring); skalstång = 150 μm. Vänster, motfärgad med DAPI; röda blodkroppar är cellspårarpositiva (A) i aneurysmväggen, (B) i tromben, (C) kvarvarande färgade men bleka cellspårarpositiva celler i neointima och (D) i det intilliggande kärlkomplexet. Skalstänger = 100 μm (A-D). Enkel pil markerar aneurysmväggen, dubbelpil förälderartären. Förkortningar: DAPI = 4',6-diamidino-2-fenylindol; α-SMA = α-glatt muskelaktin. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 5: Exemplifierande bild av en spolbehandlad vital aneurysm vid dag 21. Höger sida visas bildöversikt över en monoklonal antiα-SMA, cellrik aneurysm (2-faldig förstoring); skalstång = 150 μm. Vänster sida, motfärgad med DAPI; röda blodkroppar är cellspårarpositiva (A) i aneurysmväggen, (B) i tromben, (C) flera positiva celler i neointima och (D) i det intilliggande kärlkomplexet. Skalstänger = 100 μm (A-D). Enkel pil markerar aneurysmväggen, dubbelpil förälderartären. Förkortningar: DAPI = 4',6-diamidino-2-fenylindol; α-SMA = α-glatt muskelaktin. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 6: 40-faldig förstoring från F8-färgning. # visar trombbildningen, * neointima och § den endoluminala sidan under aneurysmosöppningen. Observera endotelskiktet som visas som lila färgning i neointimas endoluminala skikt. Skalstång = 175 μm. Klicka här för att se en större version av denna figur.
| DAPI/CM-Dil färgämne (%) | Spole | Stent | |||
| Dag 7 | Dag 21 | Dag 7 | Dag 21 | ||
| Decellulariserade påsar | Neointima | 68.00% | 7.70% | 72.20% | 34.30% |
| Föräldraartären | 75.50% | 10.50% | 76.50% | 35.60% | |
| Blodpropp | 7.50% | 5.50% | 25.20% | 8.30% | |
| Aneurysm vägg | 12.20% | 8.50% | 11.70% | 9% | |
| Vitala påsar | Neointima | 56.70% | 11.50% | 58.20% | 15.00% |
| Föräldraartären | 60.00% | 24.20% | 81.50% | 26.00% | |
| Blodpropp | 62.00% | 26.20% | 71.20% | 23.70% | |
| Aneurysm vägg | 13.20% | 10.20% | 13.50% | 11.60% |
Tabell 1: Andel cellspårarpositiva celler i neointima, moderartär, trombus och aneurysmvägg. Värdena avbildas som procentsatser för decellulariserade och vitala påsar för spol- och stentbehandling för dag 7 och dag 21. Förkortning: DAPI = 4',6-diamidino-2-fenylindol.
Video 1: Cellspårarinjektion i bukdelen av råttaortan. Denna teknik utförs med användning av en enpunktsinjektion i den klämda råttaortan. Klicka här för att ladda ner den här videon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denna studie visar att neointimabildning medieras via endotelceller med ursprung i aneurysmkomplexets moderartär men stöds av rekryteringen av celler som härrör från aneurysmväggen i vitala aneurysmer. Ändå är rollen som cirkulerande stamceller i aneurysmläkning fortfarande kontroversiell12,13. Totalt ingick 31 lewis-hanråttor i denna undersökning; endast 4 dog i förtid (12,9% dödlighet).
I motsats till kirurgisk klippning, som främjar efterföljande endotel-till-endotelkontakt, är framgången för endovaskulär behandling beroende av fördröjda biologiska svar. Nyutvecklade tekniker, såsom flödesavledning, bioaktiva endovaskulära enheter eller intraluminala cellbaserade terapier, är anmärkningsvärda med avseende på endovaskulära behandlingsanordningar14,15. I detta sammanhang visar bevis att behandlingsframgång vid framgångsrik aneurysmutrotning är additivt associerad med det biologiska svaret från själva aneurysmväggen 5,16,17.
Nya studier har föreslagit att tromborganisation och neointimabildning är samtidiga processer vid aneurysmläkning efter endovaskulära terapier. Båda processerna som är involverade i aneurysmläkning är beroende av att flytta celler från det intilliggande kärlet i aneurysmkomplexet och själva aneurysmväggen. Vidare underlättas båda processerna genom närvaron av endovaskulära anordningar såsom spolar eller stentar. Som Grüter et al. visade,5 trombosorganiserande celler härrör huvudsakligen från det intilliggande kärlet för båda typerna av endovaskulära behandlingsmetoder. Här är neointimabildning i spolbehandlade aneurysmer huvudsakligen beroende av cellmigration från kärlväggen, medan det intilliggande kärlet fungerade som primärdonator i stentbehandlade aneurysmer.
En röd tråd i att etablera och utvidga forskningsfrågor med hjälp av Helsingfors råtta mikrokirurgisk sidoväggsaneurysmmodell kunde observeras genom åren. För det första är decellulariserade och därför degenererade aneurysmer mer benägna att växa och brista än cellrika vitala aneurysmer9. Vidare visade spolbehandling större framgång vid aneurysmbehandling med vitala påsar än mycket degenererade8. Dessutom gav celltransplantation tillräcklig aneurysmläkning i även mycket degenererade aneurysmer14. Genom att jämföra olika endovaskulära enheter i denna aneurysmmodell var stentbehandling klart överlägsen enbart spolbehandling11. Således uppskattar de olika cellrekryteringslägena i lindade och stenterade aneurysmer från moderartären och aneurysmväggen5, de viktigaste frågorna kvarstår om neointimabildning huvudsakligen utlöses av endotelceller från moderartären, celler från aneurysmväggen eller till och med cirkulerande stamceller. Nya fynd om cirkulerande stamceller som utlöser neointimabildning är kontroversiella 12,13,15,18.
Endast hanråttor ingick i denna serie för att undvika de förvirrande effekterna av östrogen på aneurysmtillväxt, trombbildning och vägginflammation, som rapporterats tidigare19. Förutom den sofistikerade multimodala övervakningen med fluorescensangiografi20 och övervakning av vitala tecken använde vi en specifik cellspårare för att märka moderartären för att skilja celler som härrör från cirkulerande celler i blodomloppet från de som härrör från sann migration av angränsande celler. Ändå kan vi inte utesluta en liten blekning av endotelcellernas signalintensitet med tid och celldelning, även om studier har visat en stark signalintensitet av myofibroblaster vid dessa tidpunkter (dag 7 och dag 21)14. Slutligen använde denna aneurysmmodell hemodynamik och efterföljande biologiska processer, såsom graden av spontan trombos eller aneurysmläkning, som starkt påverkas av sidoväggskonstellationen av aneurysmen21.
Som framgår av dessa fynd är det fortfarande uppenbart att det intilliggande kärlet i aneurysmkomplexet fungerar som en viktig källa till celler för att bilda en neointima. Dessa resultat är starkt i linje med de nyligen publicerade resultaten från Kallmes et al., vilket visar att fjäderbenets tjocklek också är en determinant för väggapposition i flödesavledare, vilket är en viktig drivkraft för effektiv endotelisering. Här minskar ökande fjäderbentjocklek sannolikheten för missanpassning, förbättrar kontakten med moderartärväggen och optimerar därför cellulär rekonstruktion via stag22. Hos råttor med decellulariserade aneurysmer observerades en signifikant högre mängd cellspårarpositiva endotelceller i den stentade gruppen vid dag 21 än i den lindade gruppen vid samma tidpunkt (tabell 1).
Detta resultat kan hänföras till det faktum att stentar, applicerade i en cellrik region i moderartären i även mycket degenererade aneurysmer, fungerar som vägledande strukturer för cellrörelser, vilket möjliggör kontinuerlig endotelfoder av det endoluminala skiktet i neointima och ger progressiv aneurysmläkning. Additivt, jämfört med stenting och spolning på dag 7 FU, observerades en signifikant högre mängd cellspårarpositiva celler i tromben hos stenterade djur än hos lindade. Därför är en rimlig förklaring att stentstag lätt underlättar cellmigration från det intilliggande kärlet i tromben. I vitala aneurysmer som jämförde coiling kontra stenting, varken för neointima efter 21 dagar eller för trombbildning på dag 7, observerades signifikanta skillnader i cellspårarpositiva celler. I linje med ett tidigare fynd5 kan detta hänföras till stödet för neointimabildning via cellrekrytering i friska kärlväggar.
Frånvaron av signifikanta skillnader i mängden cellspårarpositiva celler i tromben efter 21 dagar i decellulariserade eller vitala lindade och stentade aneurysmer beror på att neointima nästan var helt förseglad23. Därför, även via stentar, är cellmigration till tromben inte längre möjlig. Kritiska punkter som ska beaktas vid utförande av stentimplantation inkluderar en möjlig iatrogen kärlbrott under stentapplikation eller kritisk stenosbildning i området för arteriotomi, med potentiell ischemiutveckling i underbenen. För att förhindra ischemi, välj arteriotomiplatsen bredvid kärlförgrekationen för införande av stenten som är tillräckligt liten för att undvika iatrogen stenos efter stentimplantation och suturering av arteriotomi. Vidare, före stängning, spola denna region med hepariniserad saltlösning för att minimera den distala transporten av eventuell emboli på grund av närvaron av någon trombogen komponent.
Material som krävs för dessa procedurer är vanligtvis extremt kostnadskrävande och sällsynta, och deras tillgänglighet är avgörande för unga invånare i neurokirurgi24,25. Men förutom den mängd information som erhållits från denna modell, kommer övning av denna operation att bidra till att förbättra kirurgiska färdigheter.
Sammanfattningsvis beror det biologiska läkningssvaret hos endovaskulärt behandlade aneurysmer i Helsingfors råtta mikrokirurgisk sidoväggsaneurysmmodell på cellmigration från det intilliggande kärlkomplexet. Det stöds dessutom av rekrytering av celler från en vital, hälsosam aneurysmvägg. I decellulariserade och därför mycket degenererade aneurysmer är emellertid den modercellrika artären den viktigaste cellkällan för bildandet av en neointima, vilken underlättas av endovaskulära anordningar, såsom stentar, som förbinder de intilliggande cellrika vävnaderna med aneurysmöppningen. För att hjälpa till att översätta detta fynd till kliniska inställningar kan mycket degenererade aneurysmer behandlas via byggnadsställningar placerade i cellrika friska kärlregioner. Spole embolisering ensam kan vara tillräcklig för aneurysm med mestadels friska kärlväggar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna är ensamt ansvariga för utformningen och genomförandet av den presenterade studien och förklarar inga konkurrerande intressen.
Acknowledgments
Författarna tackar Alessandra Bergadano, DVM, PhD, för den dedikerade övervakningen av långsiktig djurhälsa. Detta arbete stöddes av forskningsfonderna från forskningsrådet, Kantonsspital Aarau, Aarau, Schweiz och den schweiziska nationella vetenskapsstiftelsen SNF (310030_182450).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3-0 resorbable suture | Ethicon Inc., USA | VCP428G | |
| 4-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | G0762563 | |
| 6-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | C0766070 | |
| 9-0 non-absorbable suture | B. Braun, Germany | G1111140 | |
| Atipamezol | Arovet AG, Switzerland | ||
| Bandpass filter blue | Thorlabs | FD1B | any other |
| Bandpass filter green | Thorlabs | FGV9 | any other |
| Bipolar forceps | any other | ||
| Bicycle spotlight | any other | ||
| Board (20 x 10 cm) | any other | ||
| Buprenorphine | Indivior, Switzerland | 1014197 | |
| Camera | Sony NEX-5R, Sony, Tokyo, Japan | ||
| Cannula (27-1/2 G) | any other | ||
| Cell count software | Image-J version 1.52n, U.S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA, https://imagej.nih.gov/ij/ | ||
| CellTracker CM-Dil dye | ThermoFisher SCIENTIFIC, USA | C7000 | |
| Coil-Device | Styker, Kalamazoo, MI, USA | 2 cm of Target 360 TM Ultra, 2-mm diameter | |
| Desinfection | any other | ||
| Eye-lubricant | any other | ||
| Fentanyl | Sintetica, S.A., Switzerland | 98683 | any generic |
| Flumazenil | Labatec-Pharma, Switerzland | ||
| Fluoresceine | Curatis AG | 5030376 | any generic |
| Fluorescence microscope | Olympus BX51, Hamburg, Germany; Cell Sens Dimension Imaging software v1.8 | ||
| Foil mask | any other | ||
| Glucose (5%) | any other | ||
| Heating pad | Homeothermic Control Unit, Harvard, Edenbridge, England | any other | |
| Isotonic sodium chloride solution (0.9%) | Fresenius KABI | 336769 | any generic |
| Isoflurane | any generic | ||
| Longuettes | any other | ||
| Meloxicam | Boehringer Ingelheim | P7626406 | any generic |
| Medetomidine | Virbac, Switzerland | QN05CM91 | |
| Micro needle holder | any other | ||
| Midazolam | Roche, Switzerland | ||
| Monitoring-system | Starr Life Sciences Corp., 333 Allegheny Ave, Oakmont, PA 15139, United States | ||
| Needle holder | any other | ||
| O2-Face mask | any other | ||
| Operation microscope | OPMI, Carl Zeiss AG, Oberkochen, Germany | any other | |
| Oxygen | any other | ||
| Rectal temperature probe | any other | ||
| Scalpell | Swann-Morton | 210 | any other |
| Small animal shaver | any other | ||
| Smartphone | any other | ||
| Sodium dodecyl sulfate (0.1%) | Sigma-Aldrich | 11667289001 | |
| Soft feed | Emeraid Omnivore | any generic | |
| Soft tissue forceps | any other | ||
| Soft tissue spreader | any other | ||
| Stainless steel sponge bowls | any other | ||
| Stent-Device | Biotroni, Bülach, Switzerland | modified magmaris device, AMS with polymer coating, 6-mm length, 2-mm diameter | |
| Sterile micro swabs | any other | ||
| Straight and curved microforceps | any other | ||
| Straight and curved microscissors | any other | ||
| Straight and curved forceps | any other | ||
| Surgery drape | any other | ||
| Surgical scissors | any other | ||
| Syringes 1 mL, 2 mL, and 5 mL | any other | ||
| Tape | any other | ||
| Vascular clip applicator | B. Braun, Germany | FT495T | |
| Yasargil titan standard clip (2x) | B. Braun Medical AG, Aesculap, Switzerland | FT242T | temporary |
References
- Vergouwen, M. D., et al. Definition of delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage as an outcome event in clinical trials and observational studies: proposal of a multidisciplinary research group. Stroke. 41 (10), 2391-2395 (2010).
- Macdonald, R. L., et al. Preventing vasospasm improves outcome after aneurysmal subarachnoid hemorrhage: rationale and design of CONSCIOUS-2 and CONSCIOUS-3 trials. Neurocritical Care. 13 (3), 416-424 (2010).
- Wanderer, S., et al. Levosimendan as a therapeutic strategy to prevent neuroinflammation after aneurysmal subarachnoid hemorrhage. Journal of Neurointerventional Surgery. , (2021).
- Wanderer, S., et al. Aspirin treatment prevents inflammation in experimental bifurcation aneurysms in New Zealand White rabbits. Journal of Neurointerventional Surgery. 14 (2), 189-195 (2021).
- Gruter, B. E., et al. Patterns of neointima formation after coil or stent treatment in a rat saccular sidewall aneurysm model. Stroke. 52 (3), 1043-1052 (2021).
- Kilkenny, C., et al. Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines. British Journal of Pharmacology. 160 (7), 1577-1579 (2010).
- Tornqvist, E., et al. Strategic focus on 3R principles reveals major reductions in the use of animals in pharmaceutical toxicity testing. PLoS One. 9 (7), 101638 (2014).
- Nevzati, E., et al. Aneurysm wall cellularity affects healing after coil embolization: assessment in a rat saccular aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 12 (6), 621-625 (2020).
- Marbacher, S., et al. The Helsinki rat microsurgical sidewall aneurysm model. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (92), e51071 (2014).
- Nevzati, E., et al. Biodegradable magnesium stent treatment of saccular aneurysms in a rt model - introduction of the surgical technique. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (128), e56359 (2017).
- Gruter, B. E., et al. Testing bioresorbable stent feasibility in a rat aneurysm model. Journal of Neurointerventional Surgery. 11 (10), 1050-1054 (2019).
- Kadirvel, R., et al. Cellular mechanisms of aneurysm occlusion after treatment with a flow diverter. Radiology. 270 (2), 394-399 (2014).
- Li, Z. F., et al. Endothelial progenitor cells contribute to neointima formation in rabbit elastase-induced aneurysm after flow diverter treatment. CNS Neuroscience & Therapeutics. 19 (5), 352-357 (2013).
- 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).
- Frosen, J., et al. Contribution of mural and bone marrow-derived neointimal cells to thrombus organization and wall remodeling in a microsurgical murine saccular aneurysm model. Neurosurgery. 58 (5), 936-944 (2006).
- Marbacher, S., Niemela, M., Hernesniemi, J., Frosen, J. Recurrence of endovascularly and microsurgically treated intracranial aneurysms-review of the putative role of aneurysm wall biology. Neurosurgical Review. 42 (1), 49-58 (2019).
- Frosen, J. Smooth muscle cells and the formation, degeneration, and rupture of saccular intracranial aneurysm wall--a review of current pathophysiological knowledge. Translational Stroke Research. 5 (3), 347-356 (2014).
- Fang, X., et al. Bone marrow-derived endothelial progenitor cells are involved in aneurysm repair in rabbits. Journal of Clinical Neuroscience. 19 (9), 1283-1286 (2012).
- Morel, S., et al. Sex-related differences in wall remodeling and intraluminal thrombus resolution in a rat saccular aneurysm model. Journal of Neurosurgery. , 1-14 (2019).
- Gruter, B. E., et al. Fluorescence video angiography for evaluation of dynamic perfusion status in an aneurysm preclinical experimental setting. Operative Neurosurgery. 17 (4), 432-438 (2019).
- Marbacher, S., Strange, F., Frosen, J., Fandino, J. Preclinical extracranial aneurysm models for the study and treatment of brain aneurysms: A systematic review. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 40 (5), 922-938 (2020).
- Ravindran, K., et al. Mechanism of action and biology of flow diverters in the treatment of intracranial aneurysms. Neurosurgery. 86, Suppl 1 13-19 (2020).
- 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).
- Morosanu, C. O., et al. Neurosurgical cadaveric and in vivo large animal training models for cranial and spinal approaches and techniques - systematic review of current literature. Neurologia i Neurochirurgia Polska. 53 (1), 8-17 (2019).
- Wanderer, S., et al. Arterial pouch microsurgical bifurcation aneurysm model in the rabbit. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (159), e61157 (2020).
