יצירת שתי מפרצות מעוכלות באלסטאז עם המודינמיקה שונה בארנב אחד
15 באפריל 2021
פרוטוקול זה מתאר את השלבים ליצירת מודל ארנב עם שתי מפרצות מעוכלות באלסטאז עם המודינמיקה שונה (קבוצת הכוכבים גדם וביפורקציה). זה מאפשר בדיקה של התקנים אנדווסקולריים חדשניים במפרצות עם אנגיוארכיטקטורה שונה ותנאים המודינמיים בתוך חיה אחת.
הפרוטוקול שלנו מתאר טכניקה הניתנת לשחזור ליצירת מודל מפרצת ארנב עם המודינמיקה של גדם וביפורקציה ומצב דופן מנוון בבעל חיים יחיד ובמהלך גישה כירורגית אחת עם שיעורי תחלואה ותמותה נמוכים ושיעורי פטנטיות גבוהים. המודל מאפשר השוואה ישירה של הקורס הטבעי של מפרצות סקולריות ביחס לתפקיד ההמודינמיקה, כמו גם בדיקה של התקנים אנדווסקולריים בשתי תצורות מפרצת שונות ומצב זרימה. החיסרון העיקרי של שיטה זו נשאר זהה ליצירת מודל המפרצת הקלאסי של ביפורקציה וגדם, הצורך בציוד מעבדה מתוחכם ומיומנויות מיקרו-כירורגיות ספציפיות.
השתמש באזמל כדי לבצע חתך עור חציוני מעצם ההיואיד עד 1.5 ס"מ caudal כדי manubrium sterni. הכינו את רקמת התת עורית והשומן מהחתך המדיאלי תוך ביצוע המוסטזיס מוקפד. שחררו את שריר הסטרנוצפליקוס מרקמת החיבור הדבקה, ומרחו לידוקאין באופן מקומי כדי למנוע מיוקלונוס.
חשוף את עורק הצוואר המשותף הימני, או CCA, באופן מדיאלי של שריר הסטרנוצפליקוס, ושמור עליו רטוב עם ספוגיות רטובות. הכן את החלקים הצדדיים והפרוקסימליים של שריר הסטרנוצפליקוס, וחזור בו באופן מדיאלי עם לולאת כלי כדי לחשוף את ה- CCA. זהה את וריד הג'וגולרי החיצוני, והגן עליו באמצעות מקלון מיקרו רטוב.
לנתח את רקמת החיבור בזהירות לאורך CCA עד bifurcation של גזע brachiocephalic כדי לחשוף את העורק. אם ענפים קטנים יוצאים מן העורק, לקריש אותם עם cuterizer. החל שני קליפסים זמניים, כאשר הראשון במקור של CCA והשני שני סנטימטר דיסטלי ממנו.
מניחים כרית גומי מתחת לכלי, ושוטפים עם פפברין הידרוכלוריד להרחבת כלי הדם. הסר את adventitia בזהירות באמצעות microscissors. בצעו כריתת עורקים מתחת לקליפ הדיסטלי באמצעות קטטר בעל 4 צנתרים בעלי 22 מדים, והכניסו את הקטטר באופן קאודלי עד לקליפ הפרוקסימלי.
לשטוף את הקטע intraluminally עם נתרן כלורי heparinized עד שאין דם גלוי. לאחר מכן לתקן את קטטר עם 4-0 ליגטורה. דרך קטטר, להזריק 0.1 עד 0.2 מיליליטר של אלסטאז לתוך קטע העורק, לדגור במשך 20 דקות.
לאחר 20 דקות של זמן דגירה עם אלסטאז, נקה את תמיסת האלסטאז, והחלף את המזרק כדי לשטוף את מקטע העורק כ -10 פעמים עם 0.9% מלוחים. החל שתי ליגטורות, כאשר הראשונה בחמישה מילימטרים דיסטלית של הקליפ הפרוקסימלי והשנייה רק באופן פרוקסימלי מתחת לעורקים. חותכים את הכלי בערך שלושה מילימטרים מעל הליגטורה הראשונה ועוד פעם אחת בין הליגטורה השנייה לתפס הדיסטלי.
שמור את השתל האוטולוגי הזה בתמיסה הפריניזציה עד ליצירת מפרצת bifurcation. בזהירות לפתוח את הקליפ הפרוקסימלי הראשון, ולמדוד את המפרצת. כדי ליצור מפרצת bifurcation, להסיר את adventitia בזהירות, ולעשות על חתך אורך של שני מילימטר לרוחב בגדם של CCA ימין.
החל שני קליפים זמניים ב- CCA השמאלי כדי לתחום את הקטע של כסנטימטר אחד, והסר את האדוונטיטיה שביניהם. בצע arteriotomy עם מחט 23 מד. לאחר מכן, לשטוף את הקטע עם נתרן כלורי heparinized.
הגדילו את ה-arteriotomy באמצעות מיקרו-מספריים לכארבעה עד חמישה מילימטרים כדי לאפשר תפירה של ה-CCA הימני ושל שקית המפרצת. כדי לבצע את האנסטומוזיס, תפר את הקיר האחורי הפרוקסימלי של קהות הקרוטיד הימנית עם חמישה תפרים, החל בקצה הפרוקסימלי של העורק ב- CCA השמאלי. לאחר מכן, תפר את החלק האחורי של שקית המפרצת עם ארבעה עד חמישה תפרים, החל בקצה הדיסטלי של העורק ב- CCA השמאלי.
ממשיכים עם הישבן הדיסטלי בגובה החתך בפה הדג לתפירה עם הישבן האנכי של השתלת המפרצת עם שלושה תפרים. תופרים את הצד הקדמי של חתך פה הדג עם שלושה תפרים, מתחילים כלפי מעלה ונעים כלפי מטה. סיימו עם התפר הקדמי בין ה-CCA השמאלי לצד הקדמי של שתל המפרצת ו-CCA הימני עם כשישה תפרים.
לפני סיום anastomosis, לשטוף את כלי עם תמיסת מלח heparinized 0.9% intraluminally. הסר את התפס על CCA ימין תוך הפעלת לחץ על anastomosis עם מיקרו ספוגיות עבור hemostasis. לאחר מכן, המשך על ידי הסרת הקליפ הדיסטלי מה- CCA השמאלי.
אם אין דימום משמעותי, המשך בהוצאת הקליפ הפרוקסימלי ב- CCA השמאלי כדי לאפשר זרימת דם. במעקב, הפטנטיות של המפרצת אושרה על ידי אנגיוגרפיה של תהודה מגנטית. מוצג רצף TOF תלת מימדי שנרכש עם MRI תלת טסלה המתמקד בעורקי הצוואר.
מפרצת הגדם נצפית על העורק התת-קרקעי הימני, ומפרצת הביפורקציה נצפית על הביפורקציה שנוצרת על ידי אנסטומוס של CCA הימני על העורק התת-קרקעי השמאלי. פטנסיות מפרצת אושרה גם על ידי בדיקה מקרוסקופית לאחר מיצוי רקמות. חריצים גדולים בקליפ מציינים מילימטר אחד, וחריצים קלים מציינים 0.5 מילימטרים.
ניתוח מיקרוסקופי של מפרצות הגדם והביפורקציה בוצע לאחר הכתמת הדגימות בהמטוקסילין-אוזין. שני שלבים הם קריטיים במהלך הניתוח, הראשון, חשיפה ודיסקציה של עורק הצוואר הימני עד לגזע ברכיוצפלי, ושנית, הגנה על מבנים חיוניים כמו קנה הנשימה, וריד הג'וגולרי ועצב הגרון.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר טכניקה הניתנת לשחזור ליצירת מודל ארנב עם שני מפרcיעים שנוצרו על ידי עיכול באלסטז, המאופיינים בהמודינמיקה שונה. מודל זה מקל על בדיקת מכשירים אנדווסקולריים חדשניים במפרcיעים בעלי ארכיטקטורה אנגיוגרפית ותנאי זרימה משתנים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- ביולוגיה של כלי הדם
- כירורגיה אנדווסקולרית
רקע
- המודל מאפשר את חקרם של מפרורי שקיים (saccular aneurysms) בסביבה מבוקרת.
- הוא מספק תובנות לגבי תפקיד ההמודינמיקה בהתפתחות המפרור.
- שיעורי תחלואה ותמותה נמוכים מאפיינים גישה כירורגית זו.
- שיעורי פתיחות (patency) גבוהים מגבירים את מהימנות המודל לבדיקת התקנים.
מטרת המחקר
- ליצירת מודל של פאערוריזמה כפולה בארנב לצורך מחקרים השוואתיים.
- להערכת ההשפעה של תנאים המודינמיים שונים על התנהגות הפאערוריזמה.
- לבדיקת היעילות של מכשירים אנדווסקולריים חדשים במסגרת הליך כירורגי אחד.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- ביצוע חתך עור מרכזי מהעצם הלשונית (hyoid bone) ועד לחרטום העצם (manubrium sterni).
- הכנה של רקמת תת-עור ורקמת שומן תוך הקפדה על המוסטזיס מדוקדק.
- בידוד שריר ה-sternocephalicus מרקמת חיבור.
- מריחה מקומית של lidocaine לצמצום התכווצויות השרירים.
תוצאות עיקריות
- המודל הדגים בהצלחה תנאים המודינמיים מובחנים.
- הוא אפשר השוואה ישירה של התנהגות מפוערה (aneurysm) תחת תנאי זרימה משתנים.
- מכשירים אנדו-וסקולריים נבחנו ביעילות בשתי התצורות.
- באופן כללי, הטכניקה הראתה שיעורי סיבוכים נמוכים.
מסקנות
- מודל הארנב הוא כלי בעל ערך למחקר של מפרכסים (aneurysms).
- הוא מספק תובנות לגבי השפעות ההמודינמיקה על התפתחות המפרכס.
- השיטה ניתנת לשחזור ומתאימה לבחינת מכשירים חדשים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למסמך סיכום
מודלים פרה-קליניים חסונים המשחזרים את ההמודינמיקה של מפרצת אנושית חיוניים לפיתוח מכשירים תרגומיים ולצמצום סיכונים מכניסטיים במחקר ופיתוח נוירו-וסקולרי. מודל ארנב עם מפרצת כפולה זה מאפשר השוואה ישירה, בתוך אותו בעל חיים, של תנאי זרימה שונים, ובכך תומך בביטחון ניבוי בסינון מכשירים ובבדיקת היפותזות ביולוגיות. גישה זו נותנת מענה לנקודת מפנה קריטית לתיקוף אסטרטגיות טיפוליות המכוונות לביולוגיה של מפרצת תחת עקה המודינמית משתנה.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של תרומות המודינמיות לפיזיולוגיה הפתולוגית של מפרצת במערכת מבוקרת וניתנת לשחזור.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות ביולוגיות המושפעות מדינמיקת זרימה ודגנרציה של דופן הכלי.
- מסייע בהפחתת סיכונים מנגנוניים על ידי מתן אפשרות להערכה מקבילה של שני סוגי מפרצנות באותו בעל חיים.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מספקת פלטפורמה מאוששת in vivo להערכה כמותית של ביצועי התקנים אנדו-וסקולריים במבני מפרצת (aneurysm) שונים.
- מנורמלת שונות ביולוגית על ידי מתן אפשרות להשוואה בתוך אותו בעל חיים, ובכך משפרת את הדירות של הבדיקה ואת מהימנות הסריקה.
- תומכת ביכולת הרחבה (scalability) להערכה איטרטיבית של התקנים או מועמדים טיפוליים תחת תנאים המודינמיים מגוונים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאים את הבדיקות הפרה-קליניות למאפיינים המורפולוגיים וההמודינמיים הרלוונטיים למחלה הנצפים במפרעיות (אניוריסמות) אנושיות.
- מאפשר רציפות ממחקרי מנגנונים בשלב הגילוי ועד לתיקוף של מכשירים בשלב הפרה-קליני במסגרת זרימת עבודה אחת.
- מפחית את הסיכון התרגומי על ידי מידול הביולוגיה של מפרעיות both stump and bifurcation באותו נבדק.
שילוב נתיבי עבודה וזרימת תהליכים
מודל זה מגשר בין שלבי הגילוי המוקדמים, סריקת מכשירים ותיקוף פרה-קליני, על ידי אספקת פלטפורמה מאוחדת לבדיקת היפותזות וניתוחים השוואתיים.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בחקירה מונחית-היפותזה של התקדמות מפרצת (אניוריזמה) המתווכת-זרימה ומעורבות מטרה.
- סריקה: מספקת קריאות כמותיות הניתנות לשחזור עבור יעילות המכשיר ותגובה ביולוגית בשני הקשרים המודינמיים.
- אנליטיקה: מאפשרת השוואה סטטיסטית ישירה של משתנים תלויים כגון פתוחות (patency), תרומבוזה ודגנרציה של הדופן בין סוגי מפרצת.
- מחקר טרנסלציונלי: ממדל גיוון של מפרצת בעל רלוונטיות קלינית, תוך תמיכה בהתאמה של ביומרקרים והתקדמות מותאמת-סיכון.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס מודל בעלי חיים סטנדרטי וניתן לשימוש חוזר להערכה של מכשירים וטיפולים בין תוכניות שונות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בתיקוף המכשיר והמטרה על ידי בקרה של משתנים המודינמיים.
- ערך תפעולי: משפר את השחזוריות והסטנדרטיזציה באמצעות השוואה תוך-בעירה ועקביות של הפרוטוקול.
- ערך אסטרטגי: משפר את איכות קבלת ההחלטות לגבי המשך הפיתוח (go/no-go) ואת היעילות ההונית על ידי הפחתת עמימות ביולוגית בשלב מוקדם של תהליך הפיתוח.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף של מועמדים מותאם סיכון, בהתבסס על נתונים פרה-קליניים השוואתיים וחזקים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות מיקרו-כירורגית מתקדמת ותשתית מעבדה ייעודית ליצירה ותחזוקה של המודל.
- דורש סטנדרטיזציה קפדנית בין צוותים כדי להבטיח הדירות והשוואתיות של הנתונים.
- מחייב התאמה לשימוש עם סוגי מכשירים או שיטות טיפוליות שונות, כפי שנתמך על ידי תכנון המודל.
- יש לנטר את שיעורי הפתיחות (patency) והסיבוכים כדי לשמור על שלמות המודל ועל תקינות הניסוי.
- יכולת ההרחבה (scalability) של המודל עשויה להיות מוגבלת בשל מורכבות טכנית ודרישות משאבים.
