Endogreffes fenêtrées modifiées par un médecin assistées par impression tridimensionnelle pour la réparation d’un anévrisme de l’aorte endovasculaire thoracique dans la zone 1

Ce protocole décrit une approche de réparation des anévrismes de l’arc aortique dans la zone 1 à l’aide d’endogreffes fenêtrées modifiées par un médecin à l’aide de l’impression tridimensionnelle.

L’anévrisme de l’arc aortique est une maladie cardiovasculaire potentiellement mortelle qui nécessite une intervention médicale en temps opportun. Les anévrismes de la zone 1 impliquent généralement plusieurs artères ramifiées, ce qui rend la réparation difficile. La réparation chirurgicale ouverte entraîne souvent un traumatisme chirurgical important, une perte de sang massive et une durée opératoire prolongée. Grâce aux progrès de la technologie endovasculaire, la réparation endovasculaire endovasculaire thoracique fenestrée/ramifiée (F/B TEVAR) a été utilisée pour la réparation de l’arc aortique et la reconstruction des artères ramifiées. Les greffes d’endoprothèse pour F/B TEVAR nécessitent une modification et une fabrication personnalisées en fonction de l’anatomie du patient. Les endogreffes fenêtrées modifiées par un médecin (PMEG) offrent une approche réalisable pour la réparation personnalisée d’un anévrisme de l’arc aortique dans la zone 1. Cependant, la fabrication de PMEG exige une compréhension approfondie de l’anatomie et une expérience approfondie, ce qui la rend difficile pour la plupart des chirurgiens. Pour simplifier ce processus, l’impression tridimensionnelle est utilisée pour aider à une fenestration précise. Les PMEG guidés par l’impression tridimensionnelle améliorent la perméabilité des artères ramifiées et réduisent les endofuites postopératoires après F/B TEVAR. Un suivi supplémentaire est nécessaire pour évaluer les avantages et l’efficacité à long terme de cette technique.

Les anévrismes de l’aorte sont des maladies aortiques courantes et potentiellement mortelles qui nécessitent une évaluation et une intervention thérapeutique en temps opportun¹. Les anévrismes de l’arc aortique impliquent souvent des branches artérielles majeures, notamment l’artère innominale, l’artère carotide commune gauche et l’artère sous-clavière gauche¹. Selon le comité conjoint de l’American Heart Association / American College of Cardiology sur les directives de pratique clinique, l’aorte est divisée en 11 zones d’atterrissage². La réparation des anévrismes de l’arc aortique dans la zone 1 nécessite la reconstruction des artères de la branche de l’arc aortique, ce qui pose d’importants défis anatomiques.

L’approche initiale pour la réparation de l’arc aortique était la réparation chirurgicale ouverte. DeBakey et al. ont d’abord réparé avec succès un anévrisme de l’arc aortique en 1957³. Cependant, plusieurs limitations limitent l’application de la réparation chirurgicale ouverte⁴, notamment un traumatisme chirurgical grave, une perte de sang importante, des taux de complications élevés et une durée opératoire prolongée⁵. Grâce aux progrès de la technologie endovasculaire, la réparation endovasculaire de l’aorte thoracique (TEVAR) s’est avérée efficace pour traiter les anévrismes et les dissections de l’aorte thoracique ^6,7,8. S’appuyant sur le TEVAR conventionnel, la réparation endovasculaire de l’aorte thoracique fenestrée/ramifiée (F/B TEVAR) a été développée pour traiter les anévrismes de l’aorte thoracique impliquant les artères^{ramifiées 9,10}. Notamment, F/B TEVAR a démontré un succès technique élevé et une mortalité postopératoire acceptable chez les patients atteints d’anévrismes thoraco-abdominaux post-dissection^11,12.

F/B TEVAR peut rétablir un flux sanguin physiologique normal et atteindre des taux de perméabilité élevés dans les artères ramifiées après la réparation d’un anévrisme de l’aorte thoracique^13,14. Une fenestration précise sur la greffe de stent du corps principal est essentielle pour la reconstruction des artères ramifiées. Les anévrismes de l’arc aortique dans la zone 1 impliquent généralement plusieurs artères ramifiées et nécessitent des greffes d’endoprothèse avec des fenêtres triples. Cependant, les stents commerciaux actuels ne peuvent pas être personnalisés en fonction de l’anatomie individuelle du patient. Les endogreffes fenêtrées modifiées par un médecin (PMEG) offrent une alternative viable pour le traitement personnalisé des anévrismes de l’aorte thoracique dans la zone 1^15,16.

La fabrication réussie de PMEG nécessite une pratique et une expérience approfondies, ce qui peut être difficile pour de nombreux chirurgiens. Pour simplifier le processus de préparation, cet article présente une méthode de fabrication de PMEG pour F/B TEVAR. L’impression tridimensionnelle (3D) a été utilisée pour obtenir une fenestration précise sur la greffe de stent du corps principal, suivie de la fixation des stents de branche dans l’orientation appropriée. Cette étude rapporte une série de cas de 21 patients qui ont subi un TEVAR F/B à l’aide de PMEG, fournissant de nouvelles perspectives sur l’efficacité et l’applicabilité de cette technique.

Les protocoles chirurgicaux décrits ici ont été approuvés par le comité d’éthique de l’hôpital Nanjing Drum Tower, affilié à la faculté de médecine de l’Université de Nanjing. Les écrits ont été obtenus auprès des patients participant à cette étude. Les détails des réactifs et de l’équipement utilisé sont répertoriés dans la table des matériaux.

1. Évaluation préopératoire

1. Appliquer les critères d’inclusion suivants : Patients âgés de plus de 18 ans ; diagnostic confirmé d’anévrismes de l’aorte dans la zone 1 de l’aorte par angiographie par tomodensitométrie (TDM) ; pas de contre-indications pour F/B TEVAR ; consentement éclairé pour la chirurgie.
2. Appliquer les critères d’exclusion suivants : Patients atteints d’autres maladies de l’aorte (telles que l’ulcère de l’aorte et la dissection) ; patients atteints de maladies concomitantes graves (telles que l’insuffisance rénale ou hépatique, le diabète non contrôlé, les infections actives graves) ; les femmes enceintes ; patients ayant subi une chirurgie de l’arc aortique.
3. Réaliser une TDM préopératoire et reconstruire l’aorte pour évaluer la position de l’anévrisme de l’aorte (Figure 1A,B).
4. Effectuez des examens supplémentaires, y compris des examens physiques de routine, des analyses de sang et des analyses d’urine.

2. Préparation du modèle imprimé en 3D

1. Importez les données CTA originales (format DICOM) du patient dans le logiciel de reconstruction 3D.
2. Cliquez sur SEGMENT et effectuez le seuillage en définissant les valeurs de seuil maximum et minimum.
3. Cliquez sur Calculer la pièce pour créer un aperçu 3D de l’aorte.
4. Cliquez sur Modifier les masques pour optimiser le modèle 3D.
5. Exportez le modèle 3D au format STL.
6. Importez le fichier au format STL dans le logiciel d’analyse de simulation.
7. Cliquez sur Modifier-Sélectionner les valeurs aberrantes pour supprimer la plupart des points non valides.
8. Ensuite, cliquez sur Modifier-Composants abandonnés. Identifiez les points non valides restants à l’aide des options Séparation et Taille , puis supprimez-les.
9. Cliquez sur Points-Réduire le bruit et sélectionnez Formes libres pour réduire les données bruyantes.
10. Cliquez sur Points-Wrap pour générer un modèle 3D avec un habillage de polygone.
11. Cliquez sur Polygones-Remplir les trous-Remplir Single pour remplir les trous dans le modèle 3D.
12. Cliquez sur Décimer pour simplifier le modèle en fonction de la courbure.
13. Cliquez sur Smooth-Relax/Papier de verre pour affiner la surface du modèle.
14. Cliquez sur Réparer-Décaractériser pour optimiser davantage le modèle.
15. Concevez des fenêtres en coupant les artères de branche sur le modèle 3D.
16. Exportez le modèle 3D final au format STL (Figure 1C).
17. Importez le fichier au format STL dans une imprimante 3D et imprimez le modèle 3D de l’aorte à l’aide de matériaux transparents biocompatibles MED610.
18. Stérilisez le modèle avec de l’oxyde d’éthylène pour le préparer à la modification du PMEG.

3. Fabrication peropératoire de PMEG

1. Placez la gaine d’accouchement avec la greffe de stent du corps principal dans le modèle stérile imprimé en 3D avant l’intervention chirurgicale.
2. Libérez la greffe de stent du corps principal à l’intérieur du modèle imprimé en 3D.
3. Marquez les fenestrations des artères secondaires à l’aide d’un marqueur (figure 2A).
   REMARQUE : Placez des marquages entre les bords métalliques pour éviter toute interférence avec l’expansion de l’endoprothèse.
4. Créez des fenêtres aux endroits marqués à l’aide d’un stylo d’électrocautérisation (figure 2B).
5. Bobines métalliques de suture comme marqueurs de sélection aux fenestrations.
6. Contraignez la greffe de stent du corps principal à l’aide d’un fil-guide, en limitant le diamètre à 50 % à 70 % de l’original.
   REMARQUE : Introduisez le fil-guide à travers la gaine de distribution distale de la greffe de stent après avoir terminé la modification de l’endoprothèse. Placez symétriquement des sutures non résorbables 4-0 sur les faces postérieures des deux côtés de la fenestration et ancrez-les solidement au fil-guide.
7. Réinstallez le PMEG préparé dans la gaine de distribution de l’endoprothèse du corps principal.
8. Infléchir le PMEG avant l’implantation pour faciliter son introduction dans l’aorte (Figure 2C).

4. Intervention chirurgicale

1. Anesthésier le patient à l’aide d’agents anesthésiques (propofol 20 mg/mL), d’analgésiques (fentanyl 50 μg/mL) et de relaxants musculaires (vecuronium 10 mg/mL) administrés par injection intraveineuse (conformément aux protocoles approuvés par l’établissement).
2. Positionner le patient en position couchée et localiser les artères servant de points d’accès chirurgicaux à l’aide de repères percutanés.
   REMARQUE : Utilisez les artères fémorales comme accès pour la greffe de stent du corps principal et les artères carotide et brachiale communes gauches comme accès pour les stents de branche.
3. Exposer les artères et créer un accès en insérant des gaines de refoulement.
   REMARQUE : Utilisez une gaine de livraison longue (18-20 F) pour la greffe de stent du corps principal et des gaines de livraison (4-6 F) pour les stents de branche.
4. Implantez un fil-guide de 150 cm et un cathéter 4 F. Effectuer une angiographie par soustraction digitale (DSA) pour évaluer l’anévrisme de l’arc aortique.
5. Administrer une héparinisation systémique (héparine, 1 mg/kg).
6. Remplacez le fil-guide par un fil-guide de support pour faciliter la mise en place et le remplacement de l’appareil.
7. Délivrer le PMEG à l’arc aortique par l’approche de l’artère fémorale et le positionner à l’endroit prévu (Figure 3A).
8. Relâchez lentement le segment antérieur de la greffe d’endoprothèse du corps principal tout en maintenant l’endoprothèse dans son état rétréci (Figure 3B).
   REMARQUE : L’état restreint permet des ajustements de position. Le retrait du fil-guide libère de manière fiable les sutures bilatérales, ce qui permet l’expansion contrôlée de la greffe de stent pour aligner les fenêtres avec les artères ramifiées.
9. Insérez un cathéter dans l’accès à chaque artère de branche. Faites avancer les cathéters de manière sélective dans les fenestrations respectives de l’artère innominale, de l’artère carotide commune gauche et de l’artère sous-clavière gauche (Figure 3C).
10. Retirez le fil de contrainte et relâchez complètement la greffe de stent du corps principal.
11. Implantez et libérez des endoprothèses dans l’artère innominaire, l’artère carotide commune gauche et l’artère sous-clavière gauche.
12. Dilater les ballons d’expansion aux sites de pontage entre l’endoprothèse du corps principal et les endoprothèses ramifiées.
13. Vérifiez la perméabilité de chaque artère ramifiée et vérifiez la présence d’endofuites à l’aide de l’ASD (figure 3D).
14. Retirez les cathéters, les fils-guides et les gaines d’accouchement. Suturez les artères à l’aide de sutures non résorbables (6-0 ou 7-0).

5. Suivi et soins postopératoires

1. Transférez le patient à l’unité de soins post-anesthésiques (USPA) ou à l’unité de soins intensifs (USI).
2. Surveillez les signes vitaux, y compris la pression artérielle, le rythme cardiaque, la fonction respiratoire et la saturation en oxygène du sang.
3. Évaluez les complications, telles que l’accident vasculaire cérébral, l’ischémie de la moelle épinière et les endofuites.
4. Amorcer la gestion de la douleur et les soins de réadaptation.

Vingt-et-un patients, âgés de 35 à 87 ans, ont subi un TEVAR F/B pour la réparation d’un anévrisme de l’arc aortique à l’aide de PMEG. Dans tous les cas, le flux sanguin dans toutes les artères de la branche de l’arc aortique (artère innominée, artère carotide commune gauche et artère sous-clavière gauche) a été rétabli par des fenêtres triples (Figure 4). La durée opératoire moyenne était de 234,3 minutes ± de 70,4 minutes. La perte de sang peropératoire était de 150 mL (IQR = 300). Le séjour postopératoire en soins intensifs était en moyenne de 1,2 ± 2,2 jours, tandis que le séjour total à l’hôpital était de 9,0 ± 4,9 jours. Le taux de mortalité périopératoire était de 4,8 % et aucun des patients n’a nécessité de réintervention. La durée moyenne du suivi était de 17,4 ± 8,6 mois (tableau 1).

Un patient est décédé postopératoirement d’une cause inconnue. Deux patients ont subi un accident vasculaire cérébral après une intervention chirurgicale, ce qui a entraîné un taux d’incidence d’accident vasculaire cérébral de 9,5 %. De plus, deux patients ont développé une paraplégie postopératoire due à une ischémie de la moelle épinière. Des endofuites sont survenues chez trois patients (deux de type Ia et un de type Ic) au cours de la période périopératoire, avec une incidence globale d’endofuites de 14,3 %.

Figure 1 : Évaluation préopératoire et construction d’un modèle tridimensionnel (3D). (A,B) Angiographie par tomodensitométrie (TDM) de l’anévrisme de l’arc aortique dans la zone 1. (C) Conception d’un modèle 3D de l’anévrisme de l’aorte basé sur la CTA. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Préparation de l’endogreffe modifiée par le médecin (PMEG). (A) Marquage des fenêtres sur la greffe d’endoprothèse du corps principal. (B) Préparé PMEG avec fenestrations. (C) Infléchir la PMEG avant l’implantation. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3 : Déploiement de la PMEG et réparation de l’anévrisme. A) Libération progressive de la PMEG. (B) Avancement sélectif des cathéters dans les fenêtres. (C) Déploiement de stents de branche. (D) Vérification de la perméabilité de l’aorte et de l’artère branchive à l’aide de l’angiographie par soustraction numérique (DSA). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Réparation endovasculaire de l’aorte fenêtrée et ramifiée (F/B EVAR) assistée par impression 3D pour la réparation de l’anévrisme de l’arc aortique dans la zone 1. (A,B) Image CTA préopératoire et reconstruction 3D de l’anévrisme de l’arc aortique. (C) Conception d’un modèle 3D de l’anévrisme de l’aorte basé sur la CTA. (D) Libération de la greffe de stent du corps principal dans le modèle imprimé en 3D. (E, F) Image CTA postopératoire et reconstruction 3D de l’anévrisme de l’arc aortique. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Tableau 1 : Critères de jugement de la réparation endovasculaire de l’aorte fenestrée et ramifiée (EFAR F/B) à l’aide d’endogreffes modifiées par un médecin (PMEG). Les données sont présentées sous forme de moyenne ± d’écart-type ou de médiane (écart interquartile) pour les variables continues.

F/B TEVAR est une approche appropriée pour réparer les anévrismes de l’arc aortique dans la zone 1, en maintenant efficacement la perméabilité des artères ramifiées. Par rapport à la réparation chirurgicale ouverte, le TEVAR F/B est associé à une morbidité et une mortalité périopératoires plus faibles^15,17. Cependant, des endofuites sont susceptibles de se produire aux sites de pontage de la fenestration après l’opération, nécessitant potentiellement une nouvelle intervention¹⁸. Des études ont montré qu’un plus grand nombre de fenêtres augmente la probabilité d’endofuites liées aux vaisseaux cibles¹⁹. Par conséquent, une fenestration précise est essentielle pour une fenestration triple F/B TEVAR afin de minimiser les endofuites.

Les greffes d’endoprothèse fenêtrées personnalisées permettent une fenestration précise pour la réparation endovasculaire de l’arc aortique. La plupart des endoprothèses fenêtrées disponibles dans le commerce ne peuvent pas être adaptées à l’anatomie individuelle du patient ou fournir des fenestrations précises. En revanche, les PMEG ont été largement utilisés dans le TEVAR F/B et ont démontré des résultats favorables ^15,20. De plus, aucune différence significative de performance n’a été observée entre les endoprothèses commercialisées et les PMEG²¹, ce qui soutient l’efficacité et l’innocuité des PMEG. Bien que des PMEG à double fenestration aient été utilisés pour la réparation de l’arc aortique dans des études récentes^22,23, les rapports sur les PMEG à triple fenestration pour F/B TEVAR restent limités. La réparation des anévrismes de l’arc aortique dans la zone 1 nécessite un PMEG à triple fenestration lorsque le TEVAR F/B est effectué avec un atterrissage proximal dans la zone 0. La présence de fenestrations supplémentaires augmente la complexité technique, ce qui fait de la préparation précise des PMEG fenêtrées une préoccupation critique.

Afin d’améliorer la précision et de rationaliser le processus de fenestration dans F/B TEVAR, un modèle imprimé en 3D a été utilisé pour aider à la fabrication des PMEG. Il a été démontré que les modèles imprimés en 3D constituent une approche réalisable pour modifier les greffes d’endoprothèse, en particulier dans les situations d’urgence où les endoprothèses personnalisées ne sont pas disponibles 24,25,26. Dans la pratique clinique, il a été démontré que l’impression 3D raccourcit le temps de préparation du PMEG, ce qui est essentiel pour réduire la mortalité²⁷. De plus, il a été observé qu’une fois qu’une fenêtre est sélectionnée à l’aide d’un cathéter à fil-guide, les autres fenêtres ont tendance à s’aligner spontanément pendant l’intervention chirurgicale. De plus, divers stents disponibles dans le commerce peuvent être utilisés comme stents de corps principal pour la fabrication de PMEG, ce qui souligne la large applicabilité de F/B TEVAR assisté en 3D. Comparé à TEVAR utilisant des endoprothèses à branche interne à trois vaisseaux²⁸, le TEVAR F/B assisté en 3D a montré des taux de mortalité (4,8 %) et d’AVC (9,5 %) plus faibles. La mortalité postopératoire chez les patients subissant un TEVAR F/B avec des PMEG pour la réparation de la maladie de l’arc aortique était inférieure à celle rapportée par Zhu et ^al.29. De plus, l’incidence de l’endofuite (14,3 %) a été améliorée par rapport aux études précédentes³⁰. Ces résultats suggèrent que les PMEG assistées en 3D sont une approche sûre et efficace pour réparer les lésions de l’arc aortique dans la zone 1.

Malgré ses avantages, le TEVAR F/B assisté en 3D présente plusieurs limitations. Tout d’abord, la fabrication peropératoire de PMEG prolonge la durée de l’anesthésie et de la chirurgie. Deuxièmement, la modification et la fenestration des endoprothèses nécessitent une expertise chirurgicale. Troisièmement, la production de modèles imprimés en 3D nécessite un support technique informatique. Enfin, la sécurité et la fiabilité de cette approche nécessitent une validation supplémentaire.

Tous les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.

Ce travail a été soutenu par la recherche de normalisation et l’application innovante de la base de données clinique régionale de chirurgie vasculaire, projet de programme de recherche scientifique sur la supervision des médicaments de la province du Jiangsu (n° 202014).