沿支架取栓器嵌入颅内血栓的高分辨率扫描电子显微镜分析

科学报告|(2022) 12:8027| https://doi.org/10.1038/s41598-022-11830-41 打开高分辨率扫描电子沿支架取栓器嵌入颅内血栓的显微镜分析丹妮拉·杜米特里乌·拉格兰奇1, Gianmarco Bernava2, Philippe Reymond1, Isabel Wanke3,4,5, Maria Isabel Vargas1,2, Paolo Machi1,2 & Karl‑Olof Lövblad1,2支架取栓器血栓切除术的血管内治疗是急性缺血性卒中 (AIS) 护理标准的重大进步。机械血栓切除术 (MTB) 后血栓沿支架取栓器嵌入的方式尚未阐明。使用扫描电子显微镜 (SEM)，我们分析了 MTB 从 AIS 患者中取出的血栓的外观，当嵌入支架取栓器时。我们观察到组成不同的血栓的组织和结构致密性有所不同。附着在支架上的方式因血栓组成和组织而异。急性缺血性卒中 (AIS) 是西方世界获得性缺陷的第一和第二死因。在临床实践中引入血管内治疗彻底改变了 AIS 的护理标准1.机械血栓切除术 (MTB) 策略允许通过提取阻塞脑动脉的血栓来恢复脑血流。特别是，使用支架取栓器的血栓切除术非常有效，并且在单独血栓抽吸不能提供必要的再通时使用10.血栓附着在支架取栓器上的方式仍有待阐明。了解血栓、红细胞主要成分的变形能力和摩擦特性11 和纤维蛋白12，使科学家能够设计血管模型的参数研究，并预测各种血栓切除技术的有效性14.然而，与体外人工生成的血栓相比，从患者体内取出的血栓在成分、形态和机械性能方面本质上更加复杂和多样化16.最近的一项研究侧重于通过血管内技术回收的人类中风血栓的机械特性，报告称，与富含红细胞的血栓相比，纤维蛋白/血小板含量增加的血栓硬度增加17.后者也更容易被 MTB 提取18.尽管可视化患者血栓如何因血栓切除术而嵌入支架取栓器中可以提供有用的信息，但它仍然是一个未充分探索的话题。在离体表征技术中，扫描电子显微镜 (SEM) 可以呈现有关血栓细胞含量和纤维蛋白组织的形态学信息19并且是唯一能够为与支架上的附接相关的血栓结构提供高分辨率相关细节的技术。在这方面，迄今为止进行的体外研究很少，并且仅限于血栓的外部观察，指出机械截留和粘附是血栓形成的主要手段21.在这项研究中，我们用显微镜图像分析了当从患有 AIS 的患者中取出时，成分不同的血栓被纳入支架的方式，我们强调了它们的潜在结构特征、它们的共性以及它们在锚固到支架上时的差异.结果表 1 突出了本研究中分析的血栓的主要特征以及以下信息：取回每个血栓的动脉闭塞部位、用于取回的支架取回器的类型以及再通结果。由于检查的血栓成分不同，我们将它们分类为：1 瑞士日内瓦大学医学院放射学和医学信息学系神经放射诊断和神经介入科。 2瑞士日内瓦 HUG 日内瓦大学医院诊断和介入神经放射科。 3 神经放射科，Klinik Hirslanden，苏黎世，瑞士。 4瑞士神经放射研究所，瑞士苏黎世。 5德国埃森埃森大学神经放射学系。电子邮件：Daniela.DumitriuLagrange@unige.ch 科学报告|(2022) 12:8027 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-11830-42观察到的接触类型*****案子遮挡位置*支架取回器**TCI评分***血栓类型****突出润湿被困包装桥梁血管损伤的适应症******远端栓塞********1M2特雷沃4 × 20 毫米3红细胞丰富五––五五––2M2特雷沃3 × 20 毫米3红细胞丰富五五–五五五–3M2特雷沃3 × 20 毫米3中间的–五–五––M44M1接龙4 × 40 毫米3中间的–五–五–五–5M1接龙4 × 20 毫米2c中间的–五–五–五M36M1特雷沃4 × 30 毫米3中间的–––五–五–7M1、M2特雷沃4 × 30 毫米3中间的–五五五五––8M2Catchmini 3 × 15 毫米3富含纤维蛋白–––五–––表格1。回收血栓的特征。 *对于所有调查的病例，血栓位于大脑中动脉 (MCA) 的段内，并通过一次 MTB 检索。 **TREVO Striker，美国密歇根州卡拉马祖； Solitaire Medtronic，美国明尼阿波利斯； Catch-Mini，巴尔特，蒙莫朗西，法国。***根据脑梗死溶栓（TICI）量表，用于对再通治疗的结果进行分级。 ****红细胞丰富：富含红细胞的核心包裹在纤维蛋白的薄外层中。中间：红细胞聚集区相对稀少，并包裹在大面积的致密纤维蛋白和血小板中。富含纤维蛋白：血栓主要由纤维蛋白组成，整体呈片状。 ***** 突出：支架支柱穿过血栓段。润湿：血栓与支架支柱的表面一致。夹住：血栓夹在相邻支架支柱之间。包裹：血栓材料包裹在支架支柱上。桥：纤维蛋白，与不同数量的细胞材料交织，以薄膜的形式锚定在相邻的支架支柱上。 ****** 血栓表面的片状结构碎片，表明血栓切除术中可能去除了血管组织。 *******血栓碎裂和血栓碎片迁移后MCA远端段的血管闭塞。富含红细胞的血栓，估计红细胞 (RBC) 的体积含量 > 95%，富含纤维蛋白的血栓，估计的 RBC 体积含量 < 5%，和中间血栓，具有介于富含 RBC 和纤维蛋白之间的中间成分富有的。 富含红细胞的血栓通常具有富含红细胞的核心，具有不同程度的致密性，被纤维蛋白外层包围。 中间血栓具有致密的结构，由纤维蛋白和血小板组成，其中包裹着各种大小的红细胞聚集体。 我们研究中分析的富含纤维蛋白的血栓具有片状形态。 通过 SEM 检查，我们确定了血栓沿支架取栓器嵌入的不同模式之间的一些共性和差异。 我们检查的所有血栓似乎在某种程度上都包裹在支架支柱周围。 然而，在富含红细胞的血栓的情况下，支架支柱似乎从血栓物质中突出，我们发现在中间和富含纤维蛋白的血栓中缺失了这一特征。 我们还发现富含红细胞或中等血栓的红细胞与支架支柱紧密接触，在它们与支柱形状相符的部位。 这种行为表明血栓和支架表面之间的亲和力，以及血栓通过润湿支架而变形的能力。 虽然不是嵌入支架的常见模式，但也可以发现血栓被困在相邻的支架支柱之间。对于某些含有血栓的支架，我们观察到的一个特征是在近端支架支柱之间存在由纤维蛋白组成的桥，有或没有细胞材料。 我们还在血栓表面观察到一些不规则的斑块，或形状很薄的箔片，我们认为这是在取栓过程中去除的血管组织。 我们用下面的相关例子来说明我们的发现。红细胞富含血栓。图 1 和图 2 举例说明了植入支架中的富含红细胞的血栓。当血栓沿着支架盘旋时，它的节段一次锚定在一个或多个支架支柱上——图。 1a，b。富含红细胞的血栓节段显示出由多面体形红细胞组成的紧凑核心和由纤维蛋白形成的外层，这是脑动脉血栓的特征23-图。 1c，d和补充图S1。红细胞的多面体形状是由于血栓形成期间体内的压力而获得的，并且被认为是活体血栓收缩的标志物25.血栓的孔隙率向其周边增加，其中血小板和白细胞也与纤维蛋白一起存在。血栓的各个部分由纤维蛋白串相互连接——图。 1e，f。图 2 显示了将血栓结合到支架中的各种方式。支架通过血栓的突出（图 2a，b；也是补充图 S2）发生在细胞填充松散的部位，其中红血细胞呈双凹形。血栓会变形，润湿支架表面——图。 2c，d。我们还观察到，在支架网的双支柱之间，存在纤维蛋白膜或桥，有或没有细胞内容物——图 2e、f。这种纤维蛋白桥不太可能是导致中风的原始血栓所固有的。最有可能的是，支架支柱上的桥接是在回收过程中形成的，它们可能有助于固定血栓附着。 科学报告|(2022) 12:8027 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-11830-43图1。支架取栓器上含有富含红细胞的血栓（表 1 中的案例 2）。 (一个) 光学显微照片。 (b) SEM 显微照片的拼贴。 (C) 血栓段的横截面，显示致密核心、多孔外围和纤维蛋白外层。在血栓表面可见血管组织的残余物（箭头）。 (d) 由多面体组成的致密核心的高倍放大视图。 (e) 在血栓段之间发现纤维蛋白串。 (F）白细胞和血小板附着在纤维蛋白串上（（e)，标有箭头的区域)。中间，致密的血栓。当嵌入支架时，中间血栓会缠绕在支柱周围，在某些情况下，它们会抓住支柱。说明性示例如图 3 和补充图 S3 所示。中间血栓的紧凑组织如图 4 和补充图 S4 所示。中间血栓可以润湿支架表面，无论是在外周纤维蛋白以平行线排列的部位（图 3d；补充图 S3），具有对支架表面的整体柔韧性和亲和力，或者当紧凑血栓变形和离合器时支架。血管组织残余，发现 科学报告|(2022) 12:8027 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-11830-44图 2。红细胞丰富的血栓附着在支架上的方式。 (一个) 通过血栓突出的支架支柱。 (b) 从 (一个)（虚线矩形），显示血小板帽和双凹 RBC。 (C) 符合支架支柱的血栓。 (d) 更高的放大倍率视图C（由箭头指示的区域），显示了血栓与支架的接触区域。 (e) 相邻支架支柱之间的纤维蛋白桥。 (F) 从 (e)（箭头所示区域）。在回收的血栓表面，如补充图 S5 所示。补充图 S6 显示了夹在支架支柱之间的中间血栓。富含纤维蛋白的血栓，具有片状形态。富含纤维蛋白的血栓通过结合支架支柱之一整合到支架中——图。 5. 血栓具有非粘附行为，并显示出致密、富含纤维蛋白的外表面（图 5c）。 科学报告|(2022) 12:8027 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-11830-45图 3。中间血栓并入支架取栓器（表 1 中的案例 4）。 (一个) 光学显微照片。 (b,C) 支架上血栓的 SEM 视图。插入（C) 切片血栓和锚固部位支架支柱的视图。 (d) 纤维蛋白线润湿支架表面（由一个, d). (e) 血栓紧贴支架支柱。 (F) 通过致密血栓的截面，显示与支架支柱的接触区域（由箭头指示）。 (G) 与支架接触处血栓表面的高倍放大图（箭头所示）。 科学报告|(2022) 12:8027 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-11830-46图 4。中间血栓的紧凑结构。 (一个) SEM 视图中的血栓横截面。 (b) 血栓周围的紧凑结构，红细胞簇包裹在血小板和纤维蛋白的致密基质中。 (C) 致密的血栓核心，显示包裹在纤维蛋白和血小板致密基质中的多角体聚集体。 (d) 从 (C)，显示了纤维蛋白血小板矩阵。图 6a 描绘了同一血栓在沿垂直方向切片后的碎片。纤维蛋白是主要且普遍存在的结构元素，而红细胞含量稀少且分布不均匀。较大的血栓部分显示致密纤维蛋白片 (100–200 μm) 的折叠，在更高放大率的显微照片中可以看到纤维蛋白纤维。横截面表明，纤维蛋白纤维以束的形式组织成束，彼此具有优选的平行取向并垂直于支架方向（图 6a，b）。白细胞被整合到致密的纤维蛋白片中，估计密度为每 1000 μm 2 到 4 个细胞3，或大约 15% 的体积，而纤维蛋白纤维估计占局部体积的 70-80%。纤维蛋白片的折叠形成了一个空腔，在切片之前它并不显眼。不常见的双凹面红细胞和白细胞簇散布在空腔中（图6c）。腔内的更近视图和内壁的检查还表明，纤维蛋白纤维聚集成大束，这些束相互交联并平行排列（图 6d）。将血栓破碎后，我们仔细观察了最初包裹在支架支柱周围的血栓部分——图 6a 中的较小碎片。我们观察到没有细胞成分的松散堆积的纤维蛋白微区（图 6e）与包裹多面体红细胞和白细胞的纤维蛋白网微区交替（图 6f）。在后一种情况下，基于显微镜图像估计的细胞含量是局部体积的 10-20%。最重要的是，在包裹在支架支柱周围的血栓区域中，与远离支架的部分相比，孔隙率要高得多。我们将我们对富含纤维蛋白的血栓的发现总结如下。富含纤维蛋白的血栓呈片状，具有两种不同类型的结构组织。一个构成大部分血栓体积，紧凑且