Impresión tridimensional asistida por endoinjertos fenestrados modificados por médicos para la reparación de aneurismas de aorta endovascular torácica en la zona 1

Este protocolo describe un enfoque para la reparación de aneurismas de arco aórtico en la Zona 1 utilizando endoinjertos fenestrados modificados por el médico con la ayuda de la impresión tridimensional.

El aneurisma del arco aórtico es un trastorno cardiovascular potencialmente mortal que requiere intervención médica oportuna. Los aneurismas en la Zona 1 generalmente involucran múltiples arterias ramificadas, lo que dificulta la reparación. La reparación quirúrgica abierta a menudo resulta en un trauma quirúrgico significativo, pérdida masiva de sangre y tiempo operatorio prolongado. Con los avances en la tecnología endovascular, la reparación aórtica endovascular torácica fenestrada/ramificada (F/B TEVAR) se ha empleado para la reparación del arco aórtico y la reconstrucción de la arteria ramificada. Los injertos de stent para F/B TEVAR requieren una modificación y fabricación personalizadas basadas en la anatomía del paciente. Los endoinjertos fenestrados modificados por el médico (PMEG, por sus siglas en inglés) ofrecen un enfoque factible para la reparación personalizada del aneurisma del arco aórtico en la Zona 1. Sin embargo, la fabricación de PMEG exige una comprensión profunda de la anatomía y una amplia experiencia, lo que la convierte en un desafío para la mayoría de los cirujanos. Para simplificar este proceso, se utiliza la impresión tridimensional para ayudar a una fenestración precisa. Los PMEG guiados por impresión tridimensional mejoran la permeabilidad de las arterias de las ramas y reducen las endofugas postoperatorias después de F/B TEVAR. Es necesario un seguimiento adicional para evaluar los beneficios a largo plazo y la eficacia de esta técnica.

Los aneurismas aórticos son enfermedades aórticas comunes y potencialmente mortales que requieren una evaluación oportuna e intervención terapéutica¹. Los aneurismas del arco aórtico a menudo involucran ramas arteriales principales, como la arteria innominada, la arteria carótida común izquierda y la arteria subclavia^izquierda. De acuerdo con el Comité Conjunto de Guías de Práctica Clínica de la Asociación Americana del Corazón y el Colegio Americano de Cardiología, la aorta se divide en 11 zonas de aterrizaje². La reparación de los aneurismas del arco aórtico en la Zona 1 requiere la reconstrucción de las arterias de la rama del arco aórtico, lo que plantea importantes desafíos anatómicos.

El abordaje inicial para la reparación del arco aórtico fue la reparación quirúrgica abierta. DeBakey et al. repararon por primera vez con éxito un aneurisma de arco aórtico en 1957³. Sin embargo, varias limitaciones restringen la aplicación de la reparación quirúrgica abierta⁴, incluyendo trauma quirúrgico severo, pérdida significativa de sangre, altas tasas de complicaciones y duración operatoria prolongada⁵. Con los avances en la tecnología endovascular, la reparación endovascular de la aorta torácica (TEVAR) ha demostrado ser eficaz para el tratamiento de los aneurismas y disecciones de la aorta torácica ^6,7,8. Sobre la base de TEVAR convencional, se desarrolló la reparación aórtica endovascular torácica fenestrada/ramificada (F/B TEVAR) para tratar los aneurismas de aorta torácica que afectan a las arterias ramificadas ^9,10. En particular, F/B TEVAR ha demostrado un alto éxito técnico y una mortalidad postoperatoria aceptable en pacientes con aneurismas toracoabdominales post-disección^11,12.

F/B TEVAR puede restaurar el flujo sanguíneo fisiológico normal y lograr altas tasas de permeabilidad en las arterias de rama después de la reparación de un aneurisma de aorta torácica^13,14. La fenestración precisa en el injerto de stent del cuerpo principal es esencial para la reconstrucción de las arterias ramificadas. Los aneurismas de arco aórtico en la Zona 1 generalmente involucran múltiples arterias ramificadas y requieren injertos de stent con fenestraciones triples. Sin embargo, los stents comerciales actuales no se pueden personalizar en función de la anatomía individual del paciente. Los endoinjertos fenestrados modificados por el médico (PMEG) ofrecen una alternativa viable para el tratamiento personalizado de los aneurismas de aorta torácica en la Zona 1^15,16.

La fabricación exitosa de PMEG requiere una amplia práctica y experiencia, lo que puede ser un desafío para muchos cirujanos. Para simplificar el proceso de preparación, este artículo presenta un método para fabricar PMEG para F/B TEVAR. Se utilizó la impresión tridimensional (3D) para lograr una fenestración precisa en el injerto de stent del cuerpo principal, seguido de la colocación de stents de rama en la orientación adecuada. Este estudio presenta una serie de casos de 21 pacientes que se sometieron a F/B TEVAR utilizando PMEG, lo que proporciona nuevos conocimientos sobre la eficacia y aplicabilidad de esta técnica.

Los protocolos quirúrgicos aquí descritos fueron aprobados por el comité de ética del Hospital Nanjing Drum Tower, afiliado a la Facultad de Medicina de la Universidad de Nanjing. Los escritos se obtuvieron de los pacientes participantes en este estudio. Los detalles de los reactivos y el equipo utilizado se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Evaluación preoperatoria

1. Aplicar los siguientes criterios de inclusión: Pacientes mayores de 18 años; diagnóstico confirmado de aneurismas aórticos en la zona 1 de la aorta mediante angiografía por tomografía computarizada (ATC); no hay contraindicaciones para F/B TEVAR; Consentimiento informado para la cirugía.
2. Aplicar los siguientes criterios de exclusión: Pacientes con otras enfermedades aórticas (como úlcera aórtica y disección); pacientes con enfermedades concurrentes graves (como insuficiencia renal o hepática, diabetes no controlada, infecciones activas graves); mujeres embarazadas; Pacientes que se han sometido a cirugía de arco aórtico.
3. Realizar TAC preoperatorio y reconstruir la aorta para evaluar la posición del aneurisma aórtico (Figura 1A,B).
4. Realizar exámenes adicionales, como examen físico de rutina, análisis de sangre y análisis de orina.

2. Preparación del modelo impreso en 3D

1. Importe los datos originales de CTA (formato DICOM) del paciente en el software de reconstrucción 3D.
2. Haga clic en SEGMENT y realice el umbral definiendo los valores de umbral máximo y mínimo.
3. Haga clic en Calcular parte para crear una vista previa en 3D de la aorta.
4. Haga clic en Editar máscaras para optimizar el modelo 3D.
5. Exporte el modelo 3D como un archivo en formato STL.
6. Importe el archivo de formato STL en el software de análisis de simulación.
7. Haga clic en Editar-Seleccionar valores atípicos para eliminar la mayoría de los puntos no válidos.
8. A continuación, haga clic en Editar-Componentes descontinuados. Reconozca los puntos no válidos restantes mediante las opciones Separación y Tamaño y, a continuación, elimínelos.
9. Haga clic en Puntos-Reducir ruido y seleccione Formas de forma libre para reducir los datos ruidosos.
10. Haga clic en Points-Wrap para generar un modelo 3D con un ajuste de polígono.
11. Haga clic en Polígonos-Rellenar agujeros-Rellenar solo para rellenar los agujeros del modelo 3D.
12. Haga clic en Diezmar para simplificar el modelo según la curvatura.
13. Haga clic en Smooth-Relax/Lija para refinar la superficie del modelo.
14. Haga clic en Reparar-Eliminar para optimizar aún más el modelo.
15. Diseñe fenestraciones recortando arterias de rama en el modelo 3D.
16. Exporte el modelo 3D final como un archivo de formato STL (Figura 1C).
17. Importe el archivo de formato STL en una impresora 3D e imprima el modelo 3D de la aorta utilizando materiales transparentes biocompatibles MED610.
18. Esterilizar el modelo con óxido de etileno para prepararlo para la modificación del PMEG.

3. Fabricación intraoperatoria de PMEG

1. Coloque la vaina de entrega con el injerto de stent del cuerpo principal en el modelo estéril impreso en 3D antes del procedimiento quirúrgico.
2. Libere el injerto de stent del cuerpo principal dentro del modelo impreso en 3D.
3. Marque las fenestraciones de las arterias ramificadas con un rotulador (Figura 2A).
   NOTA: Coloque marcas entre los bordes metálicos para evitar interferencias con la expansión del stent.
4. Cree fenestraciones en los lugares marcados utilizando una pluma de electrocauterización (Figura 2B).
5. Sutura de bobinas metálicas como marcadores de selección en las fenestraciones.
6. Restrinja el injerto de stent del cuerpo principal con una guía, restringiendo el diámetro al 50%-70% del original.
   NOTA: Introducir la guía a través de la vaina de liberación distal del injerto de stent después de completar la modificación del stent. Coloque simétricamente las suturas no absorbibles 4-0 en la cara posterior de ambos lados de la fenestración y fíjelas firmemente a la guía.
7. Vuelva a instalar el PMEG preparado en la vaina de colocación del stent del cuerpo principal.
8. Inflexionar el PMEG antes de la implantación para facilitar su entrega en la aorta (Figura 2C).

4. Procedimiento quirúrgico

1. Anestesiar al paciente mediante agentes de inducción anestésica (propofol 20 mg/mL), analgésicos (fentanilo 50 μg/mL) y relajantes musculares (vecuronio 10 mg/mL) administrados por inyección intravenosa (siguiendo protocolos aprobados institucionalmente).
2. Coloque al paciente en posición supina y localice las arterias que sirven como puntos de acceso quirúrgico utilizando puntos de referencia percutáneos.
   NOTA: Utilice las arterias femorales como acceso para el injerto de stent corporal principal y las arterias carótida y braquial comunes izquierdas como acceso para los stents de rama.
3. Exponga las arterias y cree acceso mediante la inserción de vainas de administración.
   NOTA: Utilice una vaina de entrega larga (18-20 F) para el injerto de stent del cuerpo principal y vainas de entrega (4-6 F) para los stents de rama.
4. Implante una guía de 150 cm y un catéter 4 F. Realizar una angiografía por sustracción digital (DSA, por sus siglas en inglés) para evaluar el aneurisma del arco aórtico.
5. Administrar heparinización sistémica (heparina, 1 mg/kg).
6. Reemplace el alambre guía por un alambre guía de soporte para facilitar la colocación y el intercambio del dispositivo.
7. Administrar el PMEG al arco aórtico a través del abordaje de la arteria femoral y colocarlo en el lugar planificado (Figura 3A).
8. Liberar lentamente el segmento anterior del injerto de stent corporal principal mientras se mantiene el stent en su estado constreñido (Figura 3B).
   NOTA: El estado constreñido permite ajustes de posición. La retirada de la guía libera de forma fiable las suturas bilaterales, lo que permite la expansión controlada del injerto de stent para alinear las fenestraciones con las arterias de las ramas.
9. Inserte un catéter a través del acceso a cada arteria ramificada. Avance selectivo de los catéteres en las fenestraciones respectivas de la arteria innominada, la arteria carótida común izquierda y la arteria subclavia izquierda (Figura 3C).
10. Extraiga el alambre de restricción y libere completamente el injerto de stent del cuerpo principal.
11. Implantar y liberar stents de rama en la arteria innominada, la arteria carótida común izquierda y la arteria subclavia izquierda.
12. Dilatar los balones de expansión en los sitios de puente entre el stent corporal principal y los stents de rama.
13. Verifique la permeabilidad de cada arteria ramificada y verifique si hay endofugas usando DSA (Figura 3D).
14. Retire los catéteres, las guías y las vainas de administración. Suturar las arterias con suturas no absorbibles (6-0 o 7-0).

5. Seguimiento y cuidados postoperatorios

1. Trasladar al paciente a la unidad de cuidados postanestésicos (PACU) o a la unidad de cuidados intensivos (UCI).
2. Controle los signos vitales, incluida la presión arterial, el ritmo cardíaco, la función respiratoria y la saturación de oxígeno en la sangre.
3. Evalúe si hay complicaciones, como accidente cerebrovascular, isquemia de la médula espinal y endofugas.
4. Iniciar el manejo del dolor y la atención de rehabilitación.

Veintiún pacientes, con edades comprendidas entre los 35 y los 87 años, se sometieron a F/B TEVAR para la reparación de un aneurisma de arco aórtico mediante PMEG. El flujo sanguíneo en todas las arterias de rama del arco aórtico (arteria innominada, arteria carótida común izquierda y arteria subclavia izquierda) se restableció mediante fenestraciones triples en todos los casos (Figura 4). El tiempo operatorio promedio fue de 234,3 min ± 70,4 min. La pérdida de sangre intraoperatoria fue de 150 mL (IQR = 300). La estancia media en UCI postoperatoria fue de 1,2 ± 2,2 días, mientras que la estancia hospitalaria total fue de 9,0 ± 4,9 días. La tasa de mortalidad perioperatoria fue del 4,8% y ninguno de los pacientes requirió reintervención. La duración media del seguimiento fue de 17,4 ± 8,6 meses (Tabla 1).

Un paciente falleció en el postoperatorio por causa desconocida. Dos pacientes sufrieron un accidente cerebrovascular después de la cirugía, lo que resultó en una tasa de incidencia de accidente cerebrovascular del 9,5%. Además, dos pacientes desarrollaron paraplejia postoperatoria por isquemia medular. Las endofugas ocurrieron en tres pacientes (dos tipo Ia y una tipo Ic) durante el período perioperatorio, con una incidencia global de endofugas del 14,3%.

Figura 1: Evaluación preoperatoria y construcción del modelo tridimensional (3D). (A,B) Angiografía por tomografía computarizada (ATC) del aneurisma del arco aórtico en la Zona 1. (C) Modelo 3D diseñado del aneurisma aórtico basado en CTA. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Preparación del endoinjerto modificado por el médico (PMEG). (A) Marcado de fenestraciones en el injerto de stent corporal principal. (B) PMEG preparado con fenestraciones. (C) Inflexión del PMEG antes de la implantación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Despliegue del PMEG y reparación del aneurisma. (A) Liberación gradual del PMEG. (B) Avance selectivo de catéteres a fenestraciones. (C) Colocación de stents de rama. (D) Verificación de la permeabilidad de las arterias aórticas y ramificadas mediante angiografía por sustracción digital (DSA). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Reparación aórtica endovascular fenestrada y ramificada (F/B EVAR) asistida por impresión 3D para la reparación de aneurisma de arco aórtico en Zona 1. (A,B) Imagen preoperatoria de CTA y reconstrucción 3D del aneurisma de arco aórtico. (C) Modelo 3D diseñado del aneurisma aórtico basado en CTA. (D) Liberación del injerto de stent del cuerpo principal en el modelo impreso en 3D. (E,F) Imagen postoperatoria de TAC y reconstrucción 3D del aneurisma del arco aórtico. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Tabla 1: Medidas de resultado de la reparación aórtica endovascular fenestrada y ramificada (F/B EVAR) mediante endoinjertos modificados por el médico (PMEG). Los datos se presentan como media ± desviación estándar o mediana (rango intercuartílico) para las variables continuas.

F/B TEVAR es un enfoque adecuado para reparar aneurismas de arco aórtico en la Zona 1, manteniendo eficazmente la permeabilidad de la arteria ramificada. En comparación con la reparación quirúrgica abierta, el F/B TEVAR se asocia a una menor morbimortalidad perioperatoria^15,17. Sin embargo, es probable que se produzcan endofugas en los sitios de puente de fenestración después de la operación, lo que podría requerir una reintervención¹⁸. Los estudios han demostrado que un mayor número de fenestraciones aumenta la probabilidad de endofugas relacionadas con los vasos diana¹⁹. Por lo tanto, la fenestración precisa es esencial para la fenestración triple F/B TEVAR para minimizar las endofugas.

Los injertos de stent fenestrados personalizados permiten una fenestración precisa para la reparación del arco aórtico endovascular. La mayoría de los injertos de stent fenestrados disponibles en el mercado no se pueden adaptar a la anatomía individual del paciente ni proporcionar fenestraciones precisas. Por el contrario, los PMEG han sido ampliamente utilizados en el TEVAR F/B y han demostrado resultados favorables ^15,20. Además, no se han encontrado diferencias significativas en el rendimiento entre los stents comercializados y los PMEG²¹, lo que apoya la eficacia y seguridad de los PMEG. Si bien los PMEG doblemente fenestrados se han utilizado para la reparación del arco aórtico en estudios recientes^22,23, los informes sobre PMEG triplemente fenestrados para el TEVAR F/B siguen siendo limitados. La reparación de aneurismas de arco aórtico en la Zona 1 requiere un PMEG triplemente fenestrado cuando se realiza un TEVAR F/B con un aterrizaje proximal en la Zona 0. La presencia de fenestraciones adicionales aumenta la complejidad técnica, lo que hace que la preparación precisa de los PMEG fenestrados sea una preocupación crítica.

Para mejorar la precisión y agilizar el proceso de fenestración en F/B TEVAR, se utilizó un modelo impreso en 3D para ayudar en la fabricación de PMEG. Los modelos impresos en 3D han demostrado ser un enfoque factible para modificar los injertos de stent, particularmente en situaciones de emergencia donde no se dispone de stents personalizados 24,25,26. En la práctica clínica, se ha demostrado que la impresión 3D acorta el tiempo de preparación del PMEG, lo que es fundamental para reducir la mortalidad²⁷. Además, se observó que una vez que se selecciona una fenestración utilizando un catéter guía de alambre, las fenestraciones restantes tienden a alinearse espontáneamente durante el procedimiento quirúrgico. Además, varios stents disponibles en el mercado se pueden utilizar como stents del cuerpo principal para la fabricación de PMEG, lo que pone de manifiesto la amplia aplicabilidad del TEVAR F/B asistido en 3D. En comparación con TEVAR utilizando stents de rama interna de tres vasos²⁸, el TEVAR F/B asistido por 3D demostró tasas más bajas de mortalidad (4,8%) y accidente cerebrovascular (9,5%). La mortalidad postoperatoria en pacientes sometidos a F/B TEVAR con PMEG para la reparación de la enfermedad del arco aórtico fue menor que la reportada por Zhu et ^al.29. Además, la incidencia de endofuga (14,3%) mejoró en comparación con estudios previos³⁰. Estos hallazgos sugieren que los PMEG asistidos en 3D son un enfoque seguro y eficaz para reparar las lesiones del arco aórtico en la Zona 1.

A pesar de sus ventajas, el F/B TEVAR asistido por 3D tiene varias limitaciones. En primer lugar, la fabricación intraoperatoria de PMEG prolonga la duración de la anestesia y la cirugía. En segundo lugar, la modificación y fenestración de los stents requiere pericia quirúrgica. En tercer lugar, la producción de modelos impresos en 3D requiere soporte técnico informático. Por último, la seguridad y fiabilidad de este enfoque requieren una mayor validación.

Todos los autores declaran no tener conflicto de intereses.

Este trabajo fue apoyado por la Investigación de Estandarización y Aplicación Innovadora de la Base de Datos Regional de Clínicas de Enfermedades de Cirugía Vascular, Proyecto del Programa de Investigación Científica de Supervisión de Medicamentos de la Administración Provincial de Medicamentos de Jiangsu (No. 202014).