血管内デバイスの評価のためのウサギにおける巨大分岐動脈瘤の顕微手術的作成

要約

ここでは、血管内デバイスの評価のために、ウサギの巨大分岐動脈瘤のマイクロサージェリー作成のための技術について説明します。

要約

巨大動脈瘤は血管内治療を必要とする危険な病変であり、動脈瘤の再開通と再破裂の割合が高い。信頼性の高い in vivo モデルはまれですが、新しい血管内デバイスのテストには必要です。ニュージーランドの白ウサギ(2.5-5.5 kg)における巨大分岐動脈瘤の作成の技術的側面を示します。長さ25〜30mmの静脈嚢を外頸静脈から採取し、両方の頸動脈間の分岐を顕微鏡手術で作成します。ポーチは分岐部で縫合され、巨大な動脈瘤を模倣しています。このプロトコルは静脈の袋の本当の幹線分岐の動脈瘤のための私達の以前に出版された標準的な技術を要約し、巨大な動脈瘤のための本質的な修正のステップを強調する。この改変技術を用いて、血行動態や凝固系に関してヒトとの比較可能性の高い巨大動脈瘤の動物モデルを作成することができました。さらに、低い罹患率と高い動脈瘤開存率が達成されました。提案された巨大動脈瘤モデルは、新しい血管内デバイスのテストに優れた可能性を提供します。

概要

血管内塞栓術は、破裂した脳動脈瘤の治療において、動脈瘤クリッピングに代わる重要な選択肢^{となっています1。}この治療戦略の主な欠点は、動脈瘤破裂の遅延を伴う動脈瘤再開通の割合が高い^{ことです2。}大動脈瘤と巨大動脈瘤は、特にこれらの合併症を起こしやすいことが示されています。そのため、新しい血管内デバイス^{3が次々と}開発されています。実験的研究のためのモデルは、これらのデバイスをテストするために不可欠です^4,5。

ヒト脳動脈瘤は、ラット、ウサギ、イヌ、ブタで研究されています^6,7,8。しかし、ウサギモデルは、血行動態と凝固系に関してヒトとの最高の比較可能性を示しています9,10,11,12。ウサギの静脈嚢動脈分岐モデルでは、静脈嚢を両総頸動脈(CCA)の顕微鏡手術で作られた真の分岐部に縫合し、動脈瘤を模倣する¹³。しかし、ウサギの巨大動脈瘤の真の分岐モデルは最近まで利用できませんでした。数値流体力学と生体力学試験を用いた最初の結果は、2016年に私たちのグループによって発表されました¹⁴。

巨大動脈瘤はヒトの治療が困難な病変であり、その研究には信頼性の高い動物モデルが不可欠であるため、巨大実験的動脈瘤を作成するための改良された技術の要約を提示する^12,13。この方法を使用する利点は、(i)罹患率が低く、動脈瘤の開存率が高い14、血行動態と凝固システムに関するヒトとの比較可能性^が高い9,10,11,12、およびイヌの方法と比較した費用対効果、(ii)巨大な動脈瘤の真の分岐設計13、(iii)数値流体力学によって示される作成された動脈瘤の良好な血行動態比較可能性¹⁴です、および(iv)高い長期開存率¹⁵。

プロトコル

動物実験は、この研究が実施された研究所の動物倫理委員会によって承認されました。この動物モデルには、ニュージーランドの白ウサギ(2.5〜5.5 kg)を使用しました。

注:ウサギの静脈嚢真の動脈分岐動脈瘤を作成するための標準技術は2011年に発表され、巨大動脈瘤への適応は2016年に発表されました^12,13。これらの技術を要約し、巨大動脈瘤の修正に不可欠なステップを強調します。

1.術前段階

1. 全身麻酔のためにケタミン(30 mg / kg)とキシラジン(6 mg / kg)を腰部筋肉内注射 で 投与します。.次に、ウサギに挿管し(チューブ径:4 mm、長さ:18 mm、このサイズは動物のサイズによって異なる場合があります)、ガス麻酔(2%イソフルラン)を続けます。15分ごとにつま先をつまんで麻酔の深さを監視し、必要に応じて調整します。.
2. 顎の角度から胸部までをバリカンで剃ります。クロルヘキシジンまたはポビドンヨードスクラブを少なくとも3回交互に使用し、その後アルコールを使用して手術領域を消毒します。手術部位をドレープします。

2.外科的フェーズI

1. メスを使用して、顎の角度から下顎骨まで正中線に沿って皮膚を切開します。皮下部に鈍的解剖を行います。
2. 手術用顕微鏡に切り替えます。左外頸静脈の長さ2〜3cmの枝のない部分を解剖します。血管 ?? を防ぐために 4% パパベリンを血管に繰り返し滴下し、必要に応じて感染制御のために 5 mg/mL 硫酸ネオマイシンを滴下します。.
3. 6-0の非吸収性縫合糸を使用して、近位および遠位結紮後に静脈セグメントを採取します。静脈セグメントをヘパリン化生理食塩水(1,000 IUのヘパリンを20 mLの0.9%生理食塩水と1 mLの4%パパベリンHCl)に入れます¹³。

3.外科的第II相

1. 両方のCCAを頸動脈分岐部からその起源まで解剖して準備します。喉頭、気管、神経構造を供給する内側動脈枝に注意深く注意してください。
2. 1,000IUのヘパリンを静脈内投与します。
3. 右CCAの遠位端に側頭顕微鏡クリップを装着します。
4. 右のCCAをライゲーションし、ポリフィラメント6-0非吸収性縫合糸を使用して腕頭幹の真上で近位に切断します。
5. 手順を容易にするために、滅菌されたゴム片(手袋など)を下敷きとして使用します。解剖学的マイクロ鉗子とマイクロハサミで両方の血管の吻合部位の外膜を取り除きます。左CCAの吻合部位を遠位および近位にクリップします¹³。

4.外科的第III相

1. 右CCAと静脈嚢で計画された吻合のサイズに応じて、左CCAで動脈切開を行います。対側頸動脈の直径(約2 mm)と計画された動脈瘤頸部のサイズによって、動脈切開術の長さを決定します。
   注:サイズは、このユニバーサル動脈瘤モデルの可能な動脈瘤サイズと首のサイズと同じくらい柔軟です。最小サイズは3mm以上、最大約15mmまで可能です。
2. 動脈瘤部位をヘパリン化生理食塩水(約5mL)で洗浄します。4〜5本の非吸収性10-0モノフィラメント縫合糸を使用し、右CCA断端の後周を左CCAの前述の動脈切開術で縫合します。
3. 右CCAの切り株を縦方向に1〜1.5cmの長さに切ります。10-0縫合糸を使用して左CCAの動脈切開術で静脈嚢の後部を吻合します。次に、静脈パウチの後側を右CCAの後壁で3〜4本の縫合糸で縫合します。
4. 前吻合部を同じ順序で縫合します。
5. 右のCCAのテンポラルクリップを放します。通常、吻合部は漏れます。これを使用して、空気と血栓を洗い流します。
6. 外科的アプローチの皮下組織に由来する脂肪とフィブリン接着剤で吻合部を密封します。
7. 4-0の非吸収性縫合糸を使用して筋膜を閉じます。4-0吸収性縫合糸¹³を用いて創傷閉鎖を行う。

5.術後段階

1. 10 mg / kgのアセチルサリチル酸を静脈内投与します。.
2. 剃毛部に経皮フェンタニルパッチ(12.5.μg / h)を3日間投与することにより、術後鎮痛を達成します¹³。
   注:必要に応じて施設の獣医師に相談してください
   鎮痛オプション。
3. 100 IU/kg の低分子ヘパリンを毎日 2 週間皮下投与することにより、術後の抗凝固療法を達成します。

結果

2011年には、ウサギの動脈瘤作成のための静脈嚢動脈分岐モデルの改良技術を発表しました¹⁶。平均動脈瘤長は7.9mm、平均頸部幅は4.1mmであった。断続縫合と積極的な抗凝固療法を用いることで、動脈瘤16例中14例で死亡率と開存率0%を達成した。その後、この技術は巨大動脈瘤の作成に応用され、2016年に数値流体力学と生体力学的試験が実施されました¹⁴。この研究では、麻酔管理も、経験豊富な獣医師が利用可能であるため、換気マスクの使用から挿管に変更されました。これは、ウサギの挿管が困難であり、術前死亡率が高くなる可能性があるため、私たちの経験における重要なステップを表しています。さらに、低分子ヘパリンによる術後の抗凝固療法は、250 IU / kgから100 IU / kgに減少しました。この体制により、12の動脈瘤のうち11の動脈瘤で0%の死亡率と開存性を達成することができました。動脈瘤の長さは21.5-25.6mm、頸部幅は7.3-9.8mmであった。本研究の詳細な結果を 表1に示す。さらに、これらの動脈瘤は血管内デバイスの評価に使用されました。動脈瘤回収後のステント支援塞栓巨大動脈瘤の画像を 図1に示す。

図1:動脈瘤摘出後のステント補助塞栓巨大動脈瘤の写真 。 1 左 CCA、ステント留置された親血管。2 右CCA、親船;+塞栓動脈瘤嚢。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

動脈瘤No.	開存性	親動脈径 [mm]	長さ [mm]	ネック幅 [mm]	ドーム幅 [mm]	アスペクト比 [-]
2	いいえ	--	--	--	--	--
1	はい	2.4	23.4	7.7	9.9	3
3	はい	2.2	25.1	8.7	10.3	2.9
4	はい	2.5	23.5	9.8	10.6	2.4
5	はい	2.8	24.8	8.6	9.8	2.9
6	はい	2.5	21.5	9.8	9.3	2.2
7	はい	2.2	24.2	7.9	10.5	3.1
8	はい	2.3	25.6	9.3	10.2	2.8
9	はい	2.4	22.1	7.3	10	3
10	はい	2.2	25.6	8.9	9.7	2.9
11	はい	2.3	23.4	9.7	11.1	2.4

表1:数値流体力学および生体力学的試験のために生成された動脈瘤データ。 2016年に作成された11の動脈瘤の最新の詳細な結果を示します。この表は Sherif et ^al.14 から修正されています。

ディスカッション

上記のプロトコルの再現性を確保するためには、いくつかの重要なステップがあります。吻合部位における血栓原性膜周囲組織の細心の注意を払った除去は不可欠である¹³。吻合部に張力がなく、縫合糸ができるだけ少ないことを確認する必要があります。巨大動脈瘤の場合、吻合の裏側から始めることが重要です。これにより、以前に提案された手順と比較して、最も困難な縫合糸の視力と制御が向上します^17、18、19。

通常サイズの動脈瘤とは異なり、静脈嚢を回収するための重要な要素は、長さ2〜3cmの静脈セグメントの細心の注意を払った準備です。外頸静脈の小さな側枝をすべて解剖して、安全に結紮できるようにすることが重要です。吻合部を縫合している間は、単一の縫合糸の端を少し長く残すことで、血管との直接接触を避ける必要があります。これらの自由な縫合糸の端だけを鉗子でつかんで動脈瘤複合体を動かす必要があります。この技術的な詳細は、血管マイクロサージェリーの一般原則である血管とのノータッチ技術の使用に役立ちます。また、通常の動脈瘤と比較して、巨大な動脈瘤嚢によって血管動脈瘤の裏側が見えなくなることも課題です。これにより、吻合部の後側での技術的な困難が増す可能性があります。吻合終了後は、巨動脈瘤嚢内で血栓が形成される確率が高いため、より長いフラッシング時間が必要です。漏れは非常に一般的であるため、注意する必要があります。脂肪パッドで密封されていない場合は、追加の縫合を行う必要があります。

限界は、頭蓋内病理学のモデルとしての頭蓋外動脈瘤の使用である。さらに、このプロトコルの実施を成功させるには、高い顕微鏡手術要件と設備の整った検査室が必要です。また、ウサギは繊細な動物であり、生存率には良好な動物飼育が不可欠です。

提示されたモデルは、現在広く使用されているモデルに比べていくつかの利点を提供します。現在最も普及している脳動脈瘤のモデルはエラスターゼモデルです。しかし、このモデルでは、動脈瘤壁特性の生体力学的試験は一度も行われていません。したがって、このモデルの生体力学的条件と人間の状態の比較可能性は不明です。それどころか、この生体力学的試験は、私たちの提案するモデルで利用可能であり、人間の状態との良好な比較可能性を示しています¹⁴。エラスターゼモデルに対するこの提案されたモデルのもう一つの重要な利点は、真の分岐血行動態^である18。このモデルは、真に人工的に作成された分岐部で作成され、エラスターゼで消化された動脈瘤嚢はCCAの行き止まりに形成され、多かれ少なかれ側壁の形状を模倣しています。

この日まで、他の巨大動脈瘤モデルはほとんどありませんでした。しかし、これらのモデルは、新しい血管内デバイスの評価に強く必要とされています。文献を調べると、巨大分岐動脈瘤のイヌモデルは1つだけ記載されています²⁰。しかし、イヌの血行動態と凝固系はヒトと比較して有意差を示したのに対し、ウサギモデルはヒトとの比較可能性に関して優位性を示している¹⁴。

動脈瘤治療のために新たに開発された血管内デバイスは、ウサギモデルで一般的にテストされています。以前に公開された静脈嚢分岐動脈瘤モデルは、そのようなデバイスのCEおよびFDA承認に使用されています^3,18。しかし、ウサギの巨大動脈瘤の信頼できる比較可能な動物モデルは、最近まで利用できませんでした。ヒトでは、巨動脈瘤は血管内治療後の再開通と破裂の遅延率が最も高くなります。そのため、新しい血管内計測器が急務となっており、業界では巨大な動脈瘤ウサギモデルの必要性が高まっています。別の用途は、動脈瘤壁の直径や造影挙動などの破裂の潜在的な危険因子を特定することを目的とした、高磁場磁気共鳴画像法を用いた動脈瘤壁の評価である²²。さらに、この動脈瘤モデルの開存性を経時的に評価するための長期的な研究、およびフローダイバータステントおよび嚢内フローダイバータによる動脈瘤挙動を示す研究が必要です。

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.9% Saline			Any genericon
4% Papaverin HCl			Any genericon
Ethilon 10-0 monofil non resorbable sutures	Ethicon Inc	2814	Taper point needle
Evicel Bioglue	Ethicon Biosurgery Inc.	3901
Fentanyl dermal patch 12.5 μg/h			Any genericon
Heparin			Any genericon
Ketamin 50 mg/mL			Any genericon
Neomycin sulfate 5 mg/mL			Any genericon
Vicryl 4-0 polyfilament restorable sutures	Ethicon Inc	J386H
Xylazine 20 mg/mL			Any genericon