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  • 摘要
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摘要

描述用于神经放射学培训课程和研究的两种不同的动脉瘤猪模型。本研究为这些动脉瘤猪模型的创建可行性和接近临床环境的可重复方法提供了证据。

摘要

大型动物模型，特别是猪，广泛用于研究心血管疾病和治疗，以及用于训练目的。本文介绍了两种不同的动脉瘤猪模型，可能有助于研究人员研究动脉瘤疾病的新疗法。这些动脉瘤模型是通过手术向猪的颈动脉添加一袋组织来创建的。当模型用于研究时，造口袋必须是自体的;出于训练目的，合成袋就足够了。

首先，必须手术暴露右颈外静脉 （EJV） 和右颈总动脉 （CCA）。EJV 被结扎，并由短段制成静脉袋。然后将这个袋子缝合到 CCA 中进行的椭圆动脉切开术上。在模型创建过程中，必须保持动物肝素化，并且可以使用局部血管扩张剂来减少血管痉挛。缝合完成后，应检查正确的血流，检查缝合线出血和血管通畅。最后，用层闭合手术切口，并进行血管造影以对动脉瘤模型进行成像。

这种动脉瘤颈动脉模型的简化减少了侵入性和手术时间，是使用合成而不是静脉袋。为此，预先用一段聚四氟乙烯 （PTFE） 假体定制一个造袋，其一端使用聚丙烯血管缝合线缝合，并在手术前进行消毒。然后，这个“囊”连接到如上所述在 CCA 中进行的动脉切开术。

尽管这些模型不能重现许多与动脉瘤形成相关的生理病理事件，但它们的血流动力学与临床环境中发现的情况相似。因此，它们可用于研究或培训目的，使医生能够在接近人体系统的动物模型中学习和实践不同的血管内技术。

引言

颅内动脉瘤 （IA） 是一种严重的脑血管疾病，破裂时死亡率高达 50%。这是一种相对常见且可能致命的疾病，在血管造影研究中报告的患病率在 3.6% 至 6% 之间1。颅内血管异常扩张并因多因素危险因素而膨胀，包括但不限于吸烟、高血压、过量饮酒或年龄增长。如果不及时治疗，IA 会自发破裂，导致蛛网膜下腔出血 （SAH），从而导致严重的发病率和死亡 2,3,4。此外，三分之一的患者需要住院或护理，只有 30% 的 SAH 患者可以恢复独立生活，因此对人类造成了严重的疾病负担，实际上证明了动物实验的必要性5。

如今，IA 破裂和出血风险高的患者主要通过血管内弹簧圈、显微外科夹闭或分流支架进行闭塞治疗 6,7。国际蛛网膜下腔动脉瘤试验 （ISAT） 对血管内手术进行了评估，表明弹簧圈术更安全、侵入性更小，因此比显微外科治疗具有更明显的不良反应3。 由于这些原因，血管内手术是 IA 治疗最常用的技术3。医生需要接受专门培训才能正确执行这些微创手术8.

此外，用于 IA 治疗的新设备或疗法的开发需要在临床前研究中得到充分确立和测试，然后才能转化为临床环境 6,9。根据研究或训练目的的主要目标，有不同的 IA 实验动物模型。这些模型已经在许多物种中进行了，具有它们的局限性和优点。然而，由于动物中缺乏天然 IA，所有这些都需要人工诱导或手术创造 2,6,9,10,11,12。

虽然没有动物模型能完美地再现人类的病理生理学，但小动物，如啮齿动物，是 IA 研究中最常用的6。大型物种通常用于开发新的血管内装置或治疗干预训练2。在大型动物模型中，通常使用猪来研究 IA 疾病和疗法，以及用于培训课程。这是因为它们能够耐受外科手术，并且与人类脑血管相比，它们具有相似的血管直径和血流 2,13。

创建 IA 动物模型的选择方法因每个单独研究项目的主要目标而异，例如是否评估血管造影或组织学终点。从这个意义上说，通过手术结扎或通过向 CCA 添加自体组织袋创建的模型用于 IA 生长研究。如果研究的主要终点是 IA 破裂，手术模型必须与高血压诱导相结合。当该模型用于训练目的时，可以通过使用缝合到 CCA 上的合成袋来简化该技术，而无需高血压6。

本文描述了两种不同的猪动脉瘤模型，可能有助于研究人员研究 IA 疾病血管内介入的新疗法或培训。这些动脉瘤模型是通过手术向猪的 CCA 中添加一袋组织来创建的。当模型用于研究时，造口袋是自体的，因此能够研究排除后动脉瘤的愈合，而不受任何外源性材料的干扰。出于培训目的，一个概括血管内解剖结构以重现手术的合成袋就足够了。

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研究方案

该实验得到了 Jesús Usón 微创手术中心伦理委员会的批准，所有程序均根据西班牙皇家法令 53/2013 和欧洲法规 （2010/63/EC） 进行。

1. 术前准备和麻醉

  1. 饲养体重 35-40 公斤的大型白猪，每天免费饮水和喂食一次。在干预日期前 2 周适应，以进行临床检查并留出时间检测无症状的疾病。
  2. 在研究期间施用以下口服药物以防止血栓形成事件：乙酰水杨酸（1 g/动物/24 h）和氯吡格雷（75 mg/动物/24 h）从模型诱导前 7 天至 IA 治疗。
  3. 禁食 24 小时后肌肉注射氯胺酮 （10 mg/kg）。10 分钟后，静脉注射 1% 异丙酚 （3 mg/kg） 诱导麻醉。
  4. 气管插管后，使用吸入七氟烷维持麻醉（3%-4.5% 吸气分数）。将气管插管连接到连接到呼吸机的半封闭圆形麻醉回路，新鲜气体流速为 0.5-1 L/min。
  5. 为了获得正常碳酸血症 （35-45 mmHg CO2），以 8-10 mL/kg 的潮气量控制通气。通过初始静脉注射酮咯酸 （1 mg/kg） 和曲马多 （1 mg/kg） 组合和连续输注瑞芬太尼 （15-18 μg/kg/h） 来确保充分的术中镇痛。
  6. 考虑到无意识（催眠）、对疼痛不敏感、肌肉松弛和没有反射反应，确认适当的动物麻醉平面14。
  7. 为防止麻醉时干燥，请在手术过程中在眼睛上使用兽医药膏。
  8. 将麻醉的动物固定在手术台上的仰卧位。剃掉动物的脖子，用聚维酮碘擦洗，并在无菌条件下覆盖。
  9. 在无菌条件下使用无菌手套和材料执行所有程序。

2. 手术

  1. 手术方法
    1. 在颈部中线右侧 10-2 厘米处做一个 3 厘米长的纵向皮肤切口。
  2. 手袋剪裁
    1. 自体造口袋
      1. 要暴露 EJV，请解剖皮下组织和脂肪组织并进行止血。
      2. 将右侧胸骨头肌与结缔组织分开，并用 Weitlaner 牵开器将其缩回，以促进 EJV 暴露。
      3. 暴露并识别 EJV，它是横向的，比 CCA 更深（图 1A）。
      4. 在静脉段提取过程中，使用两个 bulldog 血管夹阻止血管内的血液流动。
      5. 分离 EJV 的 15-20 毫米片段以获得自体袋。
      6. 结扎 EJV 的近端和远端。
      7. 用肝素化盐水 （5,000 IU/L） 冲洗提取的静脉段。
      8. 检查切除的 EJV 的内部，并选择没有静脉瓣膜的 7-8 毫米长的段。
      9. 用 7/0 聚丙烯连续缝合线的一端闭合，将此段制成小袋（图 1B）。
      10. 将袋子浸入肝素盐水中直至使用。
      11. 确认结扎的 EJV 没有出血。
    2. 合成袋
      1. 从 PTFE 假体上切下 1 厘米长的段（直径 6-8 毫米，取决于要创建的动脉瘤大小）。
      2. 使用 6/0 聚丙烯血管缝合线缝合一端。用血管胶密封假体的这个封闭部分，以避免缝合线出血。
      3. 在创建手术动脉瘤之前对这种合成移植物进行消毒。
  3. 动脉瘤创建手术
    1. 要暴露 CCA，请解剖皮下组织和脂肪组织并进行止血。
    2. 将右侧胸骨头肌与周围结缔组织分开，并用 Weitlaner 牵开器将其缩回，以促进 CCA 暴露。
    3. 识别 CCA。在暴露的 CCA 的颅骨和远端放置 2 个硅血管环（图 2A）。解剖该血管的 5 cm，用解剖器去除其外膜（图 2B）。在手术入路期间，要注意避免损伤可能导致霍纳综合征的迷走神经。
    4. 局部给予血管扩张剂（例如 1-2 mL 尼莫地平 10 mg/50 mL）以防止血管痉挛。
    5. 在 CCA 交叉夹闭前 5 分钟静脉注射肝素 （150 IU/kg）。
    6. 将一个斗牛犬血管夹放在 CCA 的尾部夹层部分，将另一个斗牛犬血管夹相距 4-5 cm 放置在血管的颅骨部分（图 2C）。
    7. 使用微型剪刀在两个斗牛犬血管夹之间的 CCA 中进行 8 毫米椭圆形动脉切开术（图 2D）。
    8. 使用肝素化盐水溶液 （5,000 IU/L） 在腔内冲洗 CCA 段。
    9. 使用 6/0 聚丙烯连续缝合线将自体或合成袋缝合到椭圆形动脉切开术上（图 3A、B）。在完成造口袋缝合之前冲洗远端和近端夹。
    10. 在显微外科手术过程中，用温热的肝素化盐水溶液保护血管和附近的结构。
    11. 将假体或自体袋缝合到 CCA 后，检查是否有出血（图 3C、D）。首先，取下颅骨斗牛犬血管夹，然后取下尾部血管夹。
    12. 如果缝合线有一些出血，请用湿棉签施加压力进行止血。如果需要，对血管环施加牵引，或更换 Bulldog 血管夹并在出血部位进行止血缝合。如有必要，在假体周围放置一块止血明胶海绵。
    13. 检查颅内动脉瘤囊的 CCA 脉搏，以确保已恢复正确的颈动脉通畅。
    14. 使用 2/0 可吸收缝合线分层闭合手术切口，并使用 0 条不可吸收缝合线用单针闭合皮肤。
    15. 在最初的 24 小时内肌肉注射丁丙诺啡 （10 μg/kg/12 h），并在外科手术后放置芬太尼透皮释放贴剂 （25 μg/h） 以实现术后镇痛。
    16. 减少吸入的七氟烷，增加新鲜气体流速 （20 L/min） 以获得恢复条件。当动物自主呼吸并且生理参数（例如氧饱和度和心率）已恢复时，请取出气管插管。
      注：新鲜气体是纯 O2 （100%） 和医用空气 （21% O2） 的混合物。最后，吸入氧的分数为 50% 至 45% （FiO2 = 0.5-0.45）。
    17. 在动物恢复足够的意识以维持胸骨卧位之前，不要让它们无人看管。
    18. 将接受手术的动物与其他动物隔离，直到完全康复。

3. 血管造影检查和术后阶段

  1. 等待 24-48 小时以避免损坏缝合线。
  2. 如上所述再次麻醉动物并剃掉腹股沟区域。用聚维酮碘准备该区域并应用无菌悬垂。
  3. 使用带有 6Fr 导引器鞘的改良 Seldinger 技术进入股动脉。
  4. 将 5Fr 猎头导管穿过股骨鞘插入 0.035 英寸的亲水导丝上。在透视引导下，将导管推进到 CCA 的起点并取下导丝。
  5. 通过猎头导管注射造影剂（用盐水溶液稀释至 50% 的酰胺三生酸）以对带有动脉瘤模型的 CCA 进行成像。
  6. 一旦血管造影确认创建了正确的动脉瘤模型，就可以使用动物模型进行研究或训练血管内治疗程序。
  7. 当研究或培训课程结束时，在深度麻醉下静脉注射氯化钾 （2 mmol/kg） 时，对动物实施安乐死。

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结果

所提出的技术已用于不同的目的，即研究后螺旋动脉瘤愈合和栓塞技术培训。静脉袋已用于测试使用铂和生物活性线圈的差异愈合。如上所述缝合小袋，并在模型创建后 24 小时获得血管造影以记录动脉瘤的尺寸和外观。血管内弹簧圈栓塞术在所有猪中成功进行。在每种情况下，左侧动脉瘤都充满了生物活性物质，另一侧充满了纯铂线圈（图 4A）。?...

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讨论

根据研究目的，有不同的技术可以创建动脉瘤动物模型。一些动脉瘤模型方案包括外科手术联合高血压或通过血管紧张素 II 给药诱导血流动力学应力、肾切除术或高盐饮食等，因为这些研究的主要目标是动脉瘤破裂研究。然而，在本研究中，这些条件不会被诱导，因为这些动物模型用于神经放射学训练或非破裂动脉瘤研究，例如新的血管内装置或手术6?...

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披露声明

作者没有需要披露的利益冲突。

致谢

该研究由 ICTS“NANBIOSIS”进行，更具体地说是由 Jesús Usón 微创手术中心 （JUMISC） 的 U-21（实验手术室）、U-22（动物饲养室）和 U-24（医学成像）进行的。这项工作由卡洛斯三世健康研究所 （CB16/11/00494） 和埃斯特雷马杜拉军政府 （GR21201） 的 Consejeria de Economía， Ciencia y Agenda Digital 资助，由欧洲区域发展基金“A way to make Europe”共同资助。作者感谢动物饲养室、实验技术人员和 Joaquín González 为外科手术拍摄照片所做的所有工作。

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材料

NameCompanyCatalog NumberComments
Acetylsalicylic acidSanofi700693500 mg tablets
Amidotrizoic acidBayer Hispania914614.6Contrast medium 76%
Anesthesia MachineMaquet Clinical Care AB6677200Maquet Flow-i C20
Bulldog vascular clampDimeda12.092.077.5 cm
BuprenorphineRichter Pharma Ag5788160.3 mg/mL
ClopidogrelSandoz70400575 mg tablets
Contrast mediumBayer Hispania914614Urografin 36%
DissectorDimeda12.421.0121 cm
Fentanyl MatrixKern Pharma664823Transdermic release patch 25 µg/h
Fluoroscopy equipmentPhilips Medical SystemsVeradius Unity
Hemostatic gelatin spongeTakeda Farmaceutica España, SA324459Absorbable hemostatic agent. Espongostan
Head hunter catheterBoston ScientificRF*YB15110M5 Fr 100 cm
HeparinRovi641639Heparin 5%
Hydrophilic guidewireTerumoRF*GA35153M0.035” 150 cm
Introducer sheathTerumoRS*B60N10MQ6 Fr 10 cm
KetamineRichter Pharma Ag580395100 mg/mL
KetorolacLaboratorios Normon, S.A.60307930 mg/mL
Micro-forcepsS&TJFA-5b (1:1)Forceps for microsugery
Micro-needle holderS&TCurved C-14 (Art nº 00088)Needle holder for microsurgery
MicroscissorsS&TAdventitia SAS-15 R-8 (Art nº 00102)Straight- scissors for microsurgery
Needle holderDimeda24.114.1212 cm
NimodipineBayer Hispania, S.L64196910 mg/50 mL
Povidone-iodineCV Medica193203Povidone iodine solution (10%)
PropofolOrion Corporation58847510 mg/mL
PTFE prosthesisMaquetM00201501086B0Synthetic prosthesis 6mm
RemifentanilLaboratorios Normon, S.A.6922952 mg
Scalpel handleDimeda06.104.0013.5 cm
Scissors (Mayo)Dimeda07.164.1414.5 cm
Scissors  (Metzenbaum)Dimeda07.287.1515 cm
Surgical bladesDimeda06.122.0022
Sutures: absorbable sutureMedtronicGL-1232/0
Sutures: poplypropylene sutureAragó378036/0 and 7/0
SwabsTexpol1063.0120 x 20 cm
Tissue forcepsDimeda10.102.11 /10.120.1111.5 cm
Vascular glueHistoacryl Braun1050060Tissue adhesive
Vessel loopsBraunB10952181.5 mm diammeter
WeitlanerDimeda18.670.1414 cm

参考文献

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