Vergleich verschiedener endovaskulärer Platinspiral-Embolisationsverfahren zur Therapie zerebraler Aneurysmen : tierexperimentelle Untersuchungen

Drexler, Yunita Angela; Krings, Timo

doi:28680

Vergleich verschiedener endovaskulärer Platinspiral-Embolisationsverfahren zur Therapie zerebraler Aneurysmen : tierexperimentelle Untersuchungen = Long-term histological and scanning electron microscopy results of several coil-embolisation-treatment-methods of experimentally induced aneurysms in the rabbit

Drexler, Yunita Angela (Author)

2008

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Yunita Angela Drexler

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2008

Umfang58 S. : Ill.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2008

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Krings, Timo (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2008-08-14

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-25119
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/50267/files/Drexler_Yunita.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie (532015-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Aneurysma (Genormte SW) ; Intrakranielles Aneurysma (Genormte SW) ; Coil (Genormte SW) ; Tiermodell (Genormte SW) ; Hydrogel (Genormte SW) ; Hülle (Genormte SW) ; Embolisation (Genormte SW) ; Intervention (Genormte SW) ; Gehirn (Genormte SW) ; Neuroradiologie (Genormte SW) ; Histologie (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; endovaskulär (frei) ; bioaktiv (frei) ; umhüllt (frei) ; zerebral (frei) ; aneurysm (frei) ; cerebral (frei) ; interventional (frei) ; neuroradiology (frei) ; endovascular (frei) ; treatment (frei) ; hydrogel (frei) ; bioactive (frei) ; coated (frei) ; rabbit (frei) ; long term (frei) ; histology (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Eine häufige Ursache spontaner Subarachnoidalblutungen ist die Ruptur einer Gefäßaussackung(Aneurysma)der basalen Gefäße im Circulus arteriosus Willisii. Endovaskuläre Therapien mithilfe selektiv ablösbarer Platinspiralen(Coils)zum interventionellen Verschluss intrakranieller Aneurysmen sind in den letzten Jahren eine wichtige Alternative zum operativen Verschluss geworden. Probleme jedoch ergeben sich, wenn zum Beispiel bei einem breiten Aneurysmahals Coilschlingen in das Trägergefäß hineinragen und zur Emboliequelle werden können, oder wenn die Spiralen mit der Zeit kompaktieren, so dass sich wieder ein Aneurysmahals ausbildet. Demgegenüber stellt sich die operative Methode als ein dauerhafter Aneurysmaverschluss und eine echte Gefäßwandrekonstruktion dar. Allerdings haben neuere vergleichende Studien gezeigt, dass hinsichtlich Morbidität und Mortalität die Vorteile bei der endovaskulären Therapie liegen. Im Zuge der ständigen Weiterentwicklung sind in jüngster Zeit die Platinspiralen modifiziert worden, indem sie mit verschiedenen Materialien beschichtet oder umhüllt worden sind. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, im Tiermodell (Kaninchen) zwei der neuen Coilarten(bioaktive Polymercoils - so genannte Matrixcoils und aufquellende Platinspiralen - so genannte Hydrocoils) zu testen und sie miteinander und mit der konventionellen Platinspiralembolisation (GDC-Coils) in einer sechsmonatigen Studie zu vergleichen, um so Informationen zur Gefäßwandrekonstruktion und zur Sicherheit der Ausschaltung des Aneurysmas zu erhalten. Bei insgesamt 20 Kaninchen wurden mittels Elastase Aneurysmen induziert. Die Tiere wurden in vier Gruppen aufgeteilt, eine unbehandelte Kontrollgruppe und je eine Gruppe für die jeweilige Coil-Art. Nach sechsmonatiger Beobachtungszeit wurden die Tiere euthanasiert. Zur Beurteilung wurden Angiographien, histologische Untersuchungen und die Rasterelektronenmikroskopie verwendet. In der Kontrollgruppe blieben alle Aneurysmen bis zum Ende des Versuchs unverändert. In der Gruppe der GDC-Coils zeigten die Ergebnisse der Untersuchungen, dass es zu den bekannten Problemen der Coilkompaktierung und der Rekanalisation gekommen war und in keinem Fall eine komplette Ausschaltung des Aneurysmas erreicht wurde. Auch in der Gruppe der Matrixcoils kam es zu keinen Komplettverschlüssen aus histologischer Sicht. Zwar war eine vermehrte intraaneurysmatische Bindegewebsreaktion zu verzeichnen, eine Neointimabildung als Zeichen eines Gefäßremodellings jedoch blieb aus. Lediglich in der Gruppe der mit Hydrocoils behandelten Tiere fanden sich vollständig verschlossene Aneurysmen. Histologisch und rasterelektronenmikroskopisch konnten komplett verschließende Neoendothelialisierungen nachgewiesen werden. Der gewünschte und erwartete Effekt der Hydrocoils scheint somit teilweise bis vollständig erfüllt worden zu sein. Entgegen den Erwartungen ist es bei der Matrixcoil-Gruppe nicht zu histologisch nachweisbaren, bleibenden Komplettverschlüssen gekommen. Allerdings zeigt sich ein Teil der behandelten Aneurysmen dieser Gruppe in den Finalangiographien als weiterhin stabil verschlossen und in den histologischen Untersuchungen waren zumindest verstärkte Bindegewebsreaktionen und beginnende Endothelialisierungen zu sehen. Es ist also nicht auszuschließen, dass es nach weiterer Beobachtungszeit auch in dieser Gruppe zu definitiv verschlossenen Aneurysmen gekommen wäre, ebenso wenig ist jedoch auch eine fortschreitende Kompaktierung ausgeschlossen. Trotz einiger Limitationen des Versuchs, wie z. B. die geringe Anzahl der Tiere und der relativ kurze Beobachtungszeitraum, ist es möglich, eine eindeutige Aussage zu treffen. Die Ergebnisse innerhalb der Gruppen sind homogen. Die Erwartungen bezüglich der Hydrocoils im Sinne eines definitiven Aneurysmaverschlusses sind weitgehend erfüllt worden, wohingegen die Erwartungen hinsichtlich der Matrixcoils in dieser Studie nicht erfüllt werden konnten. Im Falle der Hydrocoils scheint somit neues Embolisationsmaterial auf den Markt gekommen zu sein, das sowohl die bekannten und in der ISAT-Studie nachgewiesenen Vorteile des Coilings gegenüber denen des operativen Vorgehens, als auch die Vorteile der Operation im Sinne eines vollständigen und definitiven Aneurysmaverschlusses mit echter Gefäßwandremodellierung miteinander vereint. Trotzdem sollte diese Entwicklung und auch die Entwicklung neuer Materialien und Techniken weiter kritisch und aufmerksam beobachtet werden. Von entscheidender Bedeutung sind Langzeitergebnisse beim Menschen. Diese sollten in langfristigen klinischen Studien geklärt werden. Generell ist zu sagen, dass die Frage, ob neuroradiologisch interventionell oder neurochirurgisch operativ vorgegangen werden soll, immer im Einzelfall von einem eingespielten und erfahrenen Team von Neuroradiologen und Neurochirurgen geklärt werden sollte, so dass dem Patienten ein individuelles, interdisziplinäres Behandlungskonzept angeboten werden kann.

One of the main causes of spontaneous subarachnoid hemorrhage is the rupture of a cerebral aneurysm situated in the Circulus arteriosus Willisii. Treatment options of ruptured cerebral aneurysms include surgical clipping and endovascular therapies. Endovascular methods, especially coiling became an important alternative to the surgical procedure. The configuration of the aneurysm plays an important role to choose which method is best suited for an individual patient. Problems for endovascular therapies can occur in aneurysms with a wide neck. In these cases, parts of the coil loops can protrude into the parent artery and can become a permanent source of embolisms. Another problem is coil compaction with subsequent growing of a new aneurysm neck. In contrast, the surgical method leads to continuous and stable aneurysm obliteration with reconstruction of the vessel wall. Despite these theoretical considerations, clinical data from a recent large prospective study (International Subarachnoid Trial) point toward a better short-term outcome of endovascular treated aneurysms if both the neurosurgeon and the neuroradiologist think that the given aneurysm can be treated with their respective technique. This study demonstrated significant advantages of the endovascular therapy in regard of morbidity and mortality of the patients. Following recent developments, platinum coils were enhanced with different material laminations and coatings to overcome the still present limitations that were outlined above. The objective of this study is to test in an animal model two newly developed types of coated coils, a) coils coated with a bioabsorbable polymer, so called Matrix coils and, b) hydrogel coated coils, so called Hydro coils that increase their volume and lead to a smooth surface. Following treatment, animals were followed over a period of six months and compared to animals treated with conventional platinum coils (GDC-coils), in order to obtain information about reconstruction of the vessel wall and complete and stable obliteration of the aneurysms. Aneurysms were created in 20 rabbits by intraluminal elastase incubation of the common carotid artery. Five animals each were assigned to the following groups: untreated, coils, matrix coils and hydro coils. After the observation period of 6 month digital subtraction angiography (DSA) was performed. Thereafter the animals were euthanized. Angiography, histological examinations and scanning electron microscopy were used for evaluation. In the untreated group all five aneurysms remained patent for the investigated time of 6 month. The group treated with the GDC-coils demonstrated the well known problems of coil compaction and recanalisation, no aneurysm was completely occluded. From a histological point of view, the Matrix coils gave no evidence of complete aneurysms obliteration, however, an increased intra aneurysmatic reaction of the collagenous tissue was documented. Still, an endothelialization as an indication of vascular remodelling was absent in most cases. Only the group treated with Hydro coils gave evidence of completely obliterated aneurysms. Continuous endothelial lining was detected using scanning electron microscopy and histological analysis. Despite some problems and limitations of this experiment, e.g. the small number of animals per group and the follow-up period of only 6 month, it was possible to find consistent results. Hydro coils lead to a completely and stable aneurysm obliteration, whereas the Matrix coils did not show a complete aneurysm obliteration. In case of the Hydro coils it seems that a new embolisation material has emerged which has the known benefits of endovascular treatments over surgical procedures, as being shown in the ISAT-study, and, that, in addition, leads to a complete and stable aneurysm obliteration combined with a remodelling of the vessel wall. Nevertheless, this progress and the development of new materials and techniques should be observed critically and attentively as it has been pointed out that Hydrogel coating may lead to hydrocephalus in the clinical setting. The long-term results in patients will be of particular interest. These should be clarified in enduring clinical trials. Generally speaking the question, if a neuroradiological or interventionell approach is chosen, is depending on the individual case. A well-rehearsed and adapted team of neuroradiologists and neurosurgeons should clarify this, in order to offer an individual and interdisciplinary treatment concept to the patient.

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