Eğitim ve Araştırma için Anevrizmal Hastalıkların Domuz Modelleri

Özet

Nöroradyoloji eğitim kursları ve araştırma çalışmaları için iki farklı anevrizmal domuz modelinin tanımlanması. Bu çalışma, bu anevrizma domuz modeli yaratımlarının ve klinik ortama yakın tekrarlanabilir yöntemlerin uygulanabilirliğine dair kanıtlar sunmaktadır.

Özet

Büyük hayvan modelleri, özellikle domuzlar, kardiyovasküler hastalıkları ve tedavileri araştırmak için ve ayrıca eğitim amaçlı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu makale, araştırmacıların anevrizmal hastalıklar için yeni tedavileri incelemelerine yardımcı olabilecek iki farklı anevrizmal domuz modelini açıklamaktadır. Bu anevrizmal modeller, domuzlardaki karotis arterlere cerrahi olarak bir doku kesesi eklenerek oluşturulur. Model araştırma için kullanıldığında, kese otolog olmalıdır; Eğitim amaçlı olarak sentetik bir kese yeterlidir.

İlk olarak, sağ eksternal juguler ven (EJV) ve sağ common karotid arter (CCA) cerrahi olarak ortaya çıkarılmalıdır. EJV bağlanır ve kısa bir segmentten yapılmış bir damar kesesi oluşturulur. Bu poş daha sonra CCA'da gerçekleştirilen eliptik bir arteriyotomiye dikilir. Model oluşturma sırasında hayvanlar heparinize tutulmalıdır ve vazospazmları azaltmak için lokal vazodilatörler kullanılabilir. Sütür tamamlandıktan sonra, doğru kan akışı kontrol edilmeli, dikiş hattından kanama olup olmadığı ve damar açıklığı kontrol edilmelidir. Son olarak, cerrahi kesi tabakalarla kapatılır ve anevrizmal modeli görüntülemek için anjiyografi yapılır.

İnvazivliği ve cerrahi süreyi azaltan bu anevrizmal karotis modelinin basitleştirilmesi, venöz yerine sentetik bir kese kullanılmasıdır. Bu amaçla, bir ucu polipropilen vasküler sütür kullanılarak yakın bir şekilde dikilen ve ameliyattan önce sterilize edilen bir politetrafloroetilen (PTFE) protezin bir segmenti ile önceden bir kese hazırlanır. Bu "kese" daha sonra tarif edildiği gibi CCA'da gerçekleştirilen bir arteriyotomiye bağlanır.

Bu modeller, anevrizma oluşumu ile ilgili fizyopatolojik olayların çoğunu yeniden üretmese de, klinik ortamda bulunan duruma hemodinamik olarak benzerdir. Bu nedenle, araştırma veya eğitim amaçlı kullanılabilirler, bu da doktorların insan sistemine yakın hayvan modellerinde farklı endovasküler teknikleri öğrenmelerine ve uygulamalarına olanak tanır.

Giriş

İntrakraniyal anevrizma (IA), rüptüre edildiğinde %50'ye varan mortalite oranı ile ilişkili ciddi bir serebrovasküler hastalıktır. Nispeten yaygın ve potansiyel olarak ölümcül bir durumdur ve anjiyografik çalışmalarda %3,6 ile %6 arasında bildirilen prevalansı^{vardır 1}. İntrakraniyal damarlar anormal derecede genişler ve sigara, hipertansiyon, aşırı alkol alımı veya artan yaş dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere çok faktörlü risk faktörleri nedeniyle şişkinlik yaşar. Tedavi edilmediğinde, İB kendiliğinden rüptüre olabilir ve önemli morbidite ve ölümden sorumlu subaraknoid kanama (SAK) ile sonuçlanabilir ^2,3,4. Ek olarak, hastaların üçte biri hastaneye yatış veya hemşirelik bakımı gerektirir ve SAH'lı hastaların sadece %30'u bağımsız yaşama dönebilir, bu nedenle insanlarda hayvan deneylerine olan ihtiyacı gerçekten haklı çıkaran ciddi bir hastalık yükünü temsil eder⁵.

Günümüzde, İA rüptürü ve kanama riski yüksek olan hastalar esas olarak endovasküler koilleme, mikrocerrahi klipleme veya akım saptırıcı stentler ile oklüzyon ile tedavi edilmektedir ^6,7. Endovasküler prosedür, Uluslararası Subaraknoid Anevrizma Denemesi (ISAT) tarafından değerlendirilmiş olup, sargının daha güvenli, daha az invaziv olduğunu ve bu nedenle mikrocerrahi tedaviden daha az önemli yan etkiye sahip olduğunu göstermiştir³. Bu nedenlerden dolayı, endovasküler prosedürler İB tedavisinde kullanılan en yaygın tekniklerdir³. Hekimlerin bu minimal invaziv prosedürleri doğru bir şekilde uygulayabilmeleri için özel eğitim gereklidir⁸.

Ayrıca, İB tedavisi için yeni cihazların veya tedavilerin geliştirilmesi, klinik ortama çevrilmeden önce klinik öncesi çalışmalarda iyi bir şekilde kurulmalı ve test edilmelidir ^6,9. Araştırma veya eğitim amaçlarının temel amacına göre farklı İB deney hayvanı modelleri bulunmaktadır. Bu modeller, sınırlamaları ve avantajları ile çok sayıda türde gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, hepsi^{hayvanlarda doğal} IA'nın olmaması nedeniyle yapay indüksiyon veya cerrahi yaratma gerektirir 2,6,9,10,11,12.

Hiçbir hayvan modeli insan patofizyolojisini mükemmel bir şekilde yeniden üretmese de, kemirgenler gibi küçük hayvanlar IA araştırma çalışmalarında en sık kullanılanlardır⁶. Büyük türler genellikle yeni endovasküler cihazların geliştirilmesi veya terapötik müdahalelerde eğitim için kullanılır². Büyük hayvan modelleri arasında, IA bozukluklarını ve tedavilerini araştırmak ve ayrıca eğitim kursları için domuz kullanmak yaygındır. Bunun nedeni, cerrahi işlemi tolere edebilme yetenekleri ve insan beyin damarlarına kıyasla benzer vasküler çapları ve kan akışlarıdır ^2,13.

IA hayvan modeli oluşturma için tercih edilen yöntem, anjiyografik veya histolojik uç noktaların değerlendirilip değerlendirilmeyeceği gibi her bir araştırma projesinin ana hedefine bağlı olarak değişir. Bu anlamda, cerrahi ligasyon veya CCA'ya otolog bir doku kesesi eklenerek oluşturulan modeller İA büyüme araştırmaları için kullanılır. Çalışmanın birincil sonlanım noktası IA rüptürü ise cerrahi modeller hipertansiyon indüksiyonu ile birleştirilmelidir. Model eğitim amaçlı kullanıldığında, hipertansiyona ihtiyaç duymadan CCA üzerine dikilen sentetik bir kese kullanılarak teknik basitleştirilebilir⁶.

Bu makale, araştırmacıların IA hastalıkları için endovasküler müdahalelerde yeni tedaviler veya eğitim çalışmalarına yardımcı olabilecek iki farklı anevrizmal domuz modelini tanımlamaktadır. Bu anevrizmal modeller, domuzlarda CCA'ya cerrahi olarak bir doku kesesi eklenerek oluşturulur. Model araştırma için kullanıldığında, kese otologdur, böylece herhangi bir eksojen materyalin müdahalesi olmadan dışlandıktan sonra anevrizmanın iyileşmesini inceleme yeteneği sağlar. Eğitim amacıyla, prosedürü çoğaltmak için endovasküler anatomiyi özetleyen sentetik bir kese yeterlidir.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokol

Deney, Jesús Usón Minimal İnvaziv Cerrahi Merkezi'nin etik komitesi tarafından onaylandı ve tüm prosedürler İspanyol Kraliyet Kararnamesi 53/2013 ve Avrupa yönetmeliğine (2010/63/EC) göre gerçekleştirildi.

1. Cerrahi öncesi hazırlık ve anestezi

1. Ayrı ayrı 35-40 kg ağırlığındaki büyük beyaz domuzları, suya ücretsiz erişimi olan ve günde bir kez besleyin. Klinik muayene yapmak ve sessiz hastalıkları tespit etmek için zaman tanımak için müdahale tarihinden 2 hafta öncesine alışın.
2. Çalışma sırasında trombotik olayları önlemek için aşağıdaki oral ilaçları uygulayın: Asetilsalisilik asit (1 g / hayvan / 24 saat) ve Klopidogrel (75 mg / hayvan / 24 saat) model indüksiyonundan 7 gün öncesine kadar IA tedavisine kadar.
3. 24 saatlik açlık süresinden sonra kas içine ketamin (10 mg / kg) enjekte edin. On dakika sonra, intravenöz olarak% 1 propofol (3 mg / kg) ile anesteziyi indükleyin.
4. Endotrakeal entübasyondan sonra, anesteziyi sürdürmek için inhale sevofluran kullanın (% 3 -% 4.5 inspiratuar fraksiyon). Endotrakeal tüpleri, 0.5-1 L / dak taze gaz akış hızına sahip bir ventilatöre bağlı yarı kapalı, dairesel bir anestezik devreye bağlayın.
5. Normokapni (35-45 mmHg CO₂) elde etmek için, ventilasyonu 8-10 mL / kg'lık bir tidal hacim ile kontrol edin. Başlangıç intravenöz dozu ketorolak (1 mg / kg) ve tramadol (1 mg / kg) kombinasyonu ve sürekli remifentanil infüzyonu (15-18 μg / kg / s) ile yeterli bir intraoperatif analjezi sağlayın.
6. Bilinç kaybı (hipnoz), ağrıya duyarsızlık, kas gevşemesi ve refleks tepkilerinin yokluğunu göz önünde bulundurarak uygun hayvan anestezi düzlemini onaylayın¹⁴.
7. Anestezi altındayken kuruluğu önlemek için, ameliyat prosedürü sırasında gözlere veteriner merhemi kullanın.
8. Anestezi uygulanmış hayvanları ameliyat masasına sırtüstü pozisyonda sabitleyin. Hayvanların boyunlarını tıraş edin, povidon-iyot ile ovalayın ve steril koşullar altında örtün.
9. Tüm prosedürleri steril koşullar altında, steril eldiven ve malzeme kullanarak gerçekleştirin.

2. Ameliyat

1. Cerrahi yaklaşım
   1. Boynun orta hattının 2-3 cm sağında 10 cm uzunluğunda uzunlamasına bir cilt kesisi yapın.
2. Kese terziliği
   1. Otolog kese
      1. EJV'yi ortaya çıkarmak için deri altı ve yağ dokusunu inceleyin ve hemostaz yapın.
      2. Sağ sternocephalicus kasını bağ dokusundan ayırın ve EJV maruziyetini kolaylaştırmak için bir Weitlaner ekartörü ile geri çekin.
      3. CCA'dan daha yanal ve daha derin olan EJV'yi ortaya çıkarın ve tanımlayın (Şekil 1A).
      4. Venöz segment ekstraksiyonu sırasında damar içindeki kan akışını durdurmak için iki bulldog vasküler kelepçe kullanın.
      5. Otolog torbayı elde etmek için EJV'nin 15-20 mm'lik bir segmentini izole edin.
      6. EJV'nin proksimal ve distal uçlarını bağlayın.
      7. Çıkarılan damar segmentini heparinize salin (5.000 IU / L) ile yıkayın.
      8. Eksize edilen EJV'nin içini kontrol edin ve venöz kapakçıkların bulunmadığı 7-8 mm uzunluğunda bir segment seçin.
      9. Bu segmenti, bir ucunu 7/0 polipropilen koşu sütürü ile kapatarak bir torba haline getirin (Şekil 1B).
      10. Torbayı kullanana kadar heparinize tuzlu suya batırılmış halde tutun.
      11. Bağlı EJV'den kanama olmadığını onaylayın.
   2. Sentetik kese
      1. Bir PTFE protezinden 1 cm uzunluğunda bir segment kesin (oluşturulacak anevrizmal boyuta bağlı olarak 6-8 mm çapında).
      2. 6/0 polipropilen vasküler sütür kullanılarak bir ucu kapatın. Dikiş hattından kanamayı önlemek için protezin bu kapalı kısmını vasküler yapıştırıcı ile kapatın.
      3. Cerrahi anevrizma oluşturmadan önce bu sentetik grefti sterilize edin.
3. Anevrizma oluşturma ameliyatı
   1. CCA'yı ortaya çıkarmak için deri altı ve yağ dokusunu inceleyin ve hemostaz yapın.
   2. Sağ sternocephalicus kasını çevredeki bağ dokusundan ayırın ve CCA maruziyetini kolaylaştırmak için bir Weitlaner ekartör ile geri çekin.
   3. CCA'yı tanımlayın. Açıkta kalan CCA'nın kraniyal ve distal ucuna 2 silikon damar halkası yerleştirin (Şekil 2A). Bu damarın 5 cm'sini diseke edin, adventitia'sını bir disektör ile çıkarın (Şekil 2B). Bu cerrahi erişim sırasında, Horner sendromuna yol açabilecek vagus sinirine zarar vermemeye dikkat edin.
   4. Vazospazmları önlemek için vazodilatörleri lokal olarak uygulayın (1-2 mL nimodipin 10 mg / 50 mL gibi).
   5. CCA çapraz klemplemeden 5 dakika önce intravenöz olarak (150 IU / kg) heparin uygulayın.
   6. CCA'nın kaudal diseke edilmiş kısmına bir bulldog vasküler klempi ve damarın kraniyal kısmına 4-5 cm aralıklarla başka bir bulldog vasküler klemp yerleştirin (Şekil 2C).
   7. İki bulldog vasküler klemp arasındaki CCA'da 8 mm'lik bir eliptik arteriyotomi yapmak için mikromakas kullanın (Şekil 2D).
   8. CCA segmentini intraluminal olarak yıkamak için heparinize salin solüsyonu (5.000 IU / L) kullanın.
   9. Otolog veya sentetik poş 6/0 polipropilen koşu sütürü kullanılarak eliptik arteriyotomiye dikilir (Şekil 3A,B). Kese sütürünü bitirmeden önce distal ve proksimal klempleri yıkayın.
   10. Mikrocerrahi işlem sırasında damarı ve yakındaki yapıları ılık, heparinize salin solüsyonu ile koruyun.
   11. Protez veya otolog poş CCA'ya dikildikten sonra kanama olup olmadığını kontrol edin (Şekil 3C,D). İlk önce, kraniyal bulldog vasküler klempini ve ardından kaudal olanı çıkarın.
   12. Dikiş hattından bir miktar kanama varsa ıslak çubuklarla baskı uygulayarak hemostaz yapın. Gerekirse, damar halkalarına traksiyon uygulayın veya bulldog vasküler klemplerini değiştirin ve kanama bölgesinde hemostatik dikişler yapın. Gerekirse, protezin etrafına bir parça hemostatik jelatin sünger yerleştirin.
   13. Doğru karotis açıklığının geri kazanıldığından emin olmak için CCA nabız kraniyalini anevrizmal keseye inceleyin.
   14. Ameliyat kesisini 2/0 emilebilir dikişler kullanarak katmanlar halinde kapatın ve cildi 0 emmeyen dikişlerle tek dikişlerle kapatın.
   15. İlk 24 saat boyunca buprenorfini (10 μg/kg/12 saat) intramüsküler olarak uygulayın ve postoperatif analjezi elde etmek için cerrahi prosedürlerden sonra bir fentanil transdermik salım yaması (25 μg/s) yerleştirin.
   16. Geri kazanım koşullarını elde etmek için solunan sevofluranı azaltın ve taze gaz akış hızını (20 L / dak) artırın. Hayvanlar kendiliğinden nefes aldığında ve oksijen satürasyonu ve kalp atış hızı gibi fizyolojik parametreler geri kazanıldığında endotrakeal tüpü çıkarın.
       NOT: Taze gaz, saf O₂ (% 100) ve tıbbi hava (% 21 O₂) karışımıdır. Son olarak, solunan oksijenin oranı %50 ila %45'tir (FiO₂ = 0.5-0.45).
   17. Sternal yaslanmayı sürdürmek için yeterli bilinci yeniden kazanana kadar hayvanları gözetimsiz bırakmayın.
   18. Ameliyat geçiren hayvanları tamamen iyileşene kadar diğer hayvanlardan izole edin.

3. Anjiyografi testi ve ameliyat sonrası aşama

1. Dikiş hattına zarar vermemek için 24-48 saat bekleyin.
2. Hayvanı yukarıda anlatıldığı gibi tekrar uyuşturun ve kasık bölgesini tıraş edin. Bölgeyi povidon-iyot ile hazırlayın ve steril örtü uygulayın.
3. 6Fr introdüser kılıfı ile modifiye edilmiş Seldinger tekniğini kullanarak bir femoral artere erişin.
4. Hidrofilik kılavuz telin üzerine femoral kılıftan 0.035 Fr'lik bir kelle avcısı kateteri yerleştirin. Floroskopi rehberliğinde, bu kateteri CCA'nın orijinine ilerletin ve kılavuz teli çıkarın.
5. Anevrizma modeli ile CCA'yı görüntülemek için kelle avcısı kateterinden kontrast madde (tuzlu su çözeltisi ile %50'ye seyreltilmiş amidotrizoik asit) enjekte edin.
6. Anjiyografi doğru anevrizma modeli oluşturulduğunu onayladıktan sonra, araştırma veya endovasküler tedavi prosedürlerini eğitmek için hayvan modellerini kullanın.
7. Çalışmalar veya eğitim kursları, derin anestezi altındayken ölümcül intravenöz potasyum klorür (2 mmol / kg) uygulamasıyla bittiğinde hayvanlara ötenazi yapın.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Sonuçlar

Sunulan teknik, karmaj sonrası anevrizma iyileşmesi üzerine araştırma ve embolizasyon tekniklerinde eğitim gibi farklı amaçlar için kullanılmıştır. Venöz torbalar, hem platin hem de biyoaktif bobinler kullanılarak diferansiyel iyileşmeyi test etmek için kullanılmıştır. Torbalar yukarıda tarif edildiği gibi dikildi ve model oluşturulduktan 24 saat sonra anevrizmaların boyutlarını ve görünümünü belgelemek için bir anjiyografi elde edildi. Endovasküler koil...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Tartışmalar

Çalışmanın amacına bağlı olarak anevrizma hayvan modelleri oluşturmak için farklı teknikler vardır. Bazı anevrizma model protokolleri, diğerlerinin yanı sıra anjiyotensin II uygulaması, nefrektomiler veya yüksek tuzlu diyet ile hipertansiyon veya hemodinamik stres indüksiyonu ile kombine edilen cerrahi prosedürleri içerir, çünkü bu çalışmaların temel amacı anevrizma rüptürü araştırmasıdır. Bununla birlikte, bu çalışmada, bu hayvan modelleri nörorady...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetylsalicylic acid	Sanofi	700693	500 mg tablets
Amidotrizoic acid	Bayer Hispania	914614.6	Contrast medium 76%
Anesthesia Machine	Maquet Clinical Care AB	6677200	Maquet Flow-i C20
Bulldog vascular clamp	Dimeda	12.092.07	7.5 cm
Buprenorphine	Richter Pharma Ag	578816	0.3 mg/mL
Clopidogrel	Sandoz	704005	75 mg tablets
Contrast medium	Bayer Hispania	914614	Urografin 36%
Dissector	Dimeda	12.421.01	21 cm
Fentanyl Matrix	Kern Pharma	664823	Transdermic release patch 25 µg/h
Fluoroscopy equipment	Philips Medical Systems		Veradius Unity
Hemostatic gelatin sponge	Takeda Farmaceutica España, SA	324459	Absorbable hemostatic agent. Espongostan
Head hunter catheter	Boston Scientific	RF*YB15110M	5 Fr 100 cm
Heparin	Rovi	641639	Heparin 5%
Hydrophilic guidewire	Terumo	RF*GA35153M	0.035” 150 cm
Introducer sheath	Terumo	RS*B60N10MQ	6 Fr 10 cm
Ketamine	Richter Pharma Ag	580395	100 mg/mL
Ketorolac	Laboratorios Normon, S.A.	603079	30 mg/mL
Micro-forceps	S&T	JFA-5b (1:1)	Forceps for microsugery
Micro-needle holder	S&T	Curved C-14 (Art nº 00088)	Needle holder for microsurgery
Microscissors	S&T	Adventitia SAS-15 R-8 (Art nº 00102)	Straight- scissors for microsurgery
Needle holder	Dimeda	24.114.12	12 cm
Nimodipine	Bayer Hispania, S.L	641969	10 mg/50 mL
Povidone-iodine	CV Medica	193203	Povidone iodine solution (10%)
Propofol	Orion Corporation	588475	10 mg/mL
PTFE prosthesis	Maquet	M00201501086B0	Synthetic prosthesis 6mm
Remifentanil	Laboratorios Normon, S.A.	692295	2 mg
Scalpel handle	Dimeda	06.104.00	13.5 cm
Scissors (Mayo)	Dimeda	07.164.14	14.5 cm
Scissors  (Metzenbaum)	Dimeda	07.287.15	15 cm
Surgical blades	Dimeda	06.122.00	22
Sutures: absorbable suture	Medtronic	GL-123	2/0
Sutures: poplypropylene suture	Aragó	37803	6/0 and 7/0
Swabs	Texpol	1063.01	20 x 20 cm
Tissue forceps	Dimeda	10.102.11 /10.120.11	11.5 cm
Vascular glue	Histoacryl Braun	1050060	Tissue adhesive
Vessel loops	Braun	B1095218	1.5 mm diammeter
Weitlaner	Dimeda	18.670.14	14 cm