STROKE №4 (32) / 2013
Геометрическое, гемодинамическое и гистологическое исследование модели аневризмы дистального отдела внутренней сонной артерии у собак
Предпосылки и цель исследования. Мы разработали модель аневризмы стенки дистального отдела внутренней сонной артерии у собак и сравнили ее геометрическое, гемодинамическое и гистологическое сходство с таковой у человека. Методы. Сконструировали восемь устройств в форме дистального отдела внутренней сонной артерии с использованием быстрого прототипирования и посредством хирургической реконструкции и инкубации эластазы создали 8 аневризм. Сравнивали геометрические и гемодинамические параметры аневризмы и родоначальной артерии в моделях у собак и людей, а гистологическую реакцию оценивали через 12 недель. Результаты. Успешно создали восемь аневризм с хорошим геометрическим моделированием артерий в моделях для собак и людей. При гемодинамическом анализе выявили аналогичные изменения гемодинамических параметров в мешке аневризмы и родоначальной артерии в моделях для собак и людей. При гистологическом анализе обнаружили разрывы внутренней эластичной пластинки, разрушение эластических волокон, истончение мышечного слоя, повышенную скорость пролиферации гладкомышечных клеток, повышенную инфильтрацию воспалительными клетками и более высокие индексы экспрессии матричной металлопротеиназы-2 и матричной металлопротеиназы-9 в медии аневризмы. Выводы. Модель аневризмы дистального отдела внутренней сонной артерии у собак целесообразна и имеет достоверное геометрическое, гемодинамическое и гистологическое сходство с таковой у человека.
Аневризмы церебральных артерий могут быть причиной развития летального субарахноидального кровоизлияния и чаще встречаются в дистальных отделах внутренней сонной артерии (ВСА) [1]. Однако на своем протяжении дистальный отдел ВСА включает относительно компактную область со сложным анатомическим окружением и формированием 4 чрезвычайно извилистых природных изгибов, создающих помеху для проведения внутричерепных вмешательств [2], и ни в одной из существующих моделей аневризмы дистального отдела ВСА не удавалось точно воспроизвести геометрию родоначальной артерии и аневризмы и смоделировать их патологическую гемодинамику. Такая модель позволит сформировать основу для in vivo изучения эффективности использования диверторов кровотока или покрытых лекарствами стентов, с возможным внедрением их в клиническую практику в ближайшее время.
Мы использовали устройства в форме дистального отдела ВСА для реконструкции общих сонных артерий у собак, разработали эластаза-индуцированную модель аневризмы на определенном участке сосуда и сравнили ее геометрическое гемодинамическое и гистологическое сходство с моделью аневризмы у человека.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Модель аневризмы дистального отдела ВСА и геометрический анализ
Цифровая модель-трубка дистального отдела ВСА была сконструирована с использованием данных 3-мерной (3D) цифровой субтракционной ангиографии разорвавшихся (тип A) и неразорвавшихся (тип B) аневризм задних соединительных артерий у двух людей. Принтер быстрого прототипирования (Eden350, Objet Geometries, Израиль) использовали для разработки физической модели устройства в форме дистального отдела ВСА (см. дополнительные данные on-line). Хирургическая реконструкция обеих общих сонных артерий описана на рис. 1. Максимальный диаметр аневризмы (D), высоту аневризмы (H); диаметр шейки аневризмы (N), а также 3 безразмерных геометрических параметра H/N, D/H, и D/N измеряли методами, описанными ранее [3]. Пространственный угол каждого реконструированного изгиба в модели у собак измеряли и сравнивали с дистальным отделом ВСА у человека в том же поле обзора.
Компьютерный анализ гемодинамики
Компьютерный анализ гемодинамики в родоначальной артерии и мешке аневризмы, в т.ч. направление кровотока, распределение скоростей и давления на стенку артерии, выполнили через 12 недель после вмешательства. Этот метод описан в дополнительных данных on-line.
Гистологическое исследование
Реконструированные аневризмы дистального отдела ВСА извлекли через 12 недель после вмешательства, в качестве контроля извлекли проксимальные отделы общих сонных артерий, провели окрашивание гематоксилином и эозином; трехцветную окраску по Масон, и окрашивание эластических волокон (по Ван-Гизону), иммунное окрашивание α-актина гладких мышц (α-SMA); антипролиферирующего ядерного антигена кл...
