《Journal of Natural Pesticide Research》:The rabbit superior mesenteric artery as an
in vivo model for perforator artery occlusion assessment after flow diversion
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血流导向装置(FDs)植入后侧支血管闭塞及内皮化变化的研究,采用兔SMA模型,植入三种不同PED FDs,评估分支血管通畅率、支架内狭窄及内皮化程度,发现85.7%分支保持通畅,支架内狭窄35.0%,不同FD类型和随访时间无显著差异,但存在内源性血管重塑现象。
乔纳森·科尔特塞(Jonathan CORTESE)|埃斯雷夫·A·巴伊拉克塔尔(Esref A BAYRAKTAR)|朱利安·奥格纳德(Julien OGNARD)|戴颖(Daying DAI)|阿明·扎林坦(Armin ZARRINTAN)|谢里夫·戈齐(Sherief GHOZY)|莎拉·洛尔彻(Sarah LORTSCHER)|丁永红(Yong Hong DING)|胡安·R·塞布拉尔(Juan R CEBRAL)|瓦利德·布林吉基(Waleed BRINJIKJI)|大卫·F·卡尔梅斯(David F KALLMES)|拉马纳坦·卡迪尔维尔(Ramanathan KADIRVEL)
法国勒克雷姆林-比塞特雷(Le Kremlin-Bicêtre)比塞特雷大学医院(Bicêtre University Hospital)介入神经放射科(NEURI脑血管中心)
摘要
目的
使用血流导向装置(Flow Diverters, FDs)覆盖侧支可能会引发侧支阻塞和潜在的迟发性缺血并发症。现有的临床前模型无法准确再现这些风险。我们开发了一种新的临床前模型,利用兔子的肠系膜上动脉(Superior Mesenteric Artery, SMA)来研究FD相关的分支阻塞和新生内膜变化。
材料与方法
共有18只兔子参与研究;其中3只因术后并发症被排除。15只兔子完成了随访,每只兔子在SMA中植入了一个FD(使用了三种Pipeline Embolization Devices中的其中一种:5个Bare-Flex、4个Shield-Flex和6个Vantage)。在1个月或3个月时,通过数字减影血管造影(DSA)和组织学检查评估了分支的通畅性,以及通过光学相干断层扫描(OCT)评估了开口处的覆盖情况和新内膜情况。使用Mann-Whitney和Kruskal-Wallis检验比较了不同FD类型和时间点之间的结果。
结果
15只兔子完成了研究。在35个被覆盖的分支中,30个(85.7%)保持通畅,4个(11.4%)处于阻塞前状态,1个(2.9%)发生了阻塞。OCT显示的平均开口覆盖率为77.0%。支架内的平均狭窄率为35.0%。不同FD类型和时间点之间的通畅性、开口覆盖率及支架内狭窄率没有显著差异。组织学检查证实了新生内膜的逐渐成熟以及部分到完全的开口覆盖,这与OCT结果高度一致。新生内膜厚度与开口覆盖率之间没有相关性。
结论
兔子SMA模型成功检测到了罕见的阻塞情况和常见的阻塞前变化,其结果与临床数据较为接近。该模型有助于评估FD的安全性、优化设计并研究内皮反应。
引言
内腔血流导向技术利用低孔隙率的支架(血流导向装置,FDs)将血流从动脉瘤囊中引导出去,从而在囊内引发血栓形成,同时保持母血管的血流。随着时间的推移,支架上的内皮化过程会封闭动脉瘤颈部,使得6至12个月时的阻塞率约为70%至80%,这一点已在大型临床研究中得到证实1,2。这种有效性使得FDs成为处理复杂动脉瘤的首选方法,因为传统方法往往效果不佳。然而,相关的血栓栓塞并发症仍然是一个重要问题3;尽管使用了最新一代的FDs,总体并发症率仍超过10%4,其中最严重的并发症是迟发性缺血事件,包括侧支阻塞5。
现有的动物模型通常在腰椎动脉上使用FDs,但即使植入重叠的装置,阻塞现象也很少见,报告的阻塞率接近0%6。这引发了一些关键问题:是血管大小、末端形态还是血流动力学决定了阻塞的发生?我们能否依赖现有的动物模型来评估FD在临床前的安全性?如果没有一个能够弥合这一转化差距的模型,该领域可能会继续依赖更多的临床失败案例来研究FD相关并发症。
为了解决这些问题,我们引入了兔子的肠系膜上动脉(SMA)作为研究FD对穿支动脉影响的血流动力学和组织学变化的新体内模型。我们假设这种模型比现有模型更能真实地模拟穿支动脉的情况。利用该模型,我们通过组织学和影像学技术分析了三种不同类型的Pipeline Embolization Device(PED)FDs(美敦力公司,美国欧文市)对SMA侧支开口处的新内膜生长和内皮化过程。本研究旨在评估这些FDs的性能及其相关结果,从而验证SMA模型在FD植入后检测穿支动脉阻塞和狭窄的能力。
材料与方法
这项前瞻性临床前研究于2023年10月至2024年9月在我们机构进行,所有操作均获得了机构动物护理和使用委员会(IACUC)的批准(协议编号A00006255-21-R24)。研究遵循了《实验室动物护理和使用指南》(美国国家研究委员会,2011年)、ARRIVE 2.0指南,并符合动物研究的伦理标准。
队列
共有15只兔子完成了研究,期间没有发生围手术期死亡或重大不良事件。所有实验对象在植入后至实验结束期间均未出现消化系统并发症,并且体重平均增加了0.55公斤。3只兔子因手术相关并发症被排除。1只兔子在颈动脉穿刺后出现出血死亡,另一只因麻醉并发症死亡,第三只兔子被实施安乐死。
讨论
我们提出了一个创新的动物模型,使用兔子的SMA分支来模拟被FDs覆盖的小穿支血管的行为,主要目的是评估侧支阻塞情况。临床数据显示,被FDs覆盖的小侧支的阻塞率大约在1%到20%之间,但大多数情况下没有症状12。有研究表明,在后循环动脉瘤中,穿支动脉梗死的发病率约为7%13,14,而在前循环动脉瘤中这一比率较低
结论兔子SMA模型展示了评估血流导向后侧支动脉阻塞的潜力。该模型能够有效捕捉狭窄事件,并有助于研究新生内膜的生长和内皮化过程。在该模型中结合使用DSA、OCT和详细的组织学评估,可以提供关于FD相关血管变化的全面见解。
资助
美国国家神经疾病和中风研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke)/资助编号NS076491
利益冲突声明J.C.从美敦力(Medtronic)、Phenox、Microvention和Balt公司获得了研究资助;同时从法国神经放射学会(SFNR)和法国放射学会(SFR)获得了咨询费用;E.B.未报告与手稿相关的利益冲突;J.O.从法国神经放射学会(SFNR)、HUGO大学医院网络(‘H?pitaux Universitaires du Grand Ouest’)、INNOVEO-Chu De Brest、美敦力(Medtronic)和Phenox公司获得了研究资助
人类和动物权利作者声明,本研究的工作遵循了2013年修订的《世界医学协会赫尔辛基宣言》中关于人类实验的规定,以及欧盟指令2010/63/EU中关于动物实验的规定。作者声明,本研究的工作没有涉及对人类或动物的实验。