Suivi par élastographie ultrasonore après réparation endovasculaire d’anévrisme aorto-iliaque : étude de faisabilité in vivo

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de mortalité dans le monde et les anévrismes de l’aorte abdominale (AAAs) font partie de ce lot déplorable. Un anévrisme est la dilatation d’une artère pouvant conduire à la mort. Une rupture d’AAA s’avère fatale près de 80% du temps. Un moyen de traiter les AAAs est l’insertion d’une endoprothèse (SG) dans l’aorte, communément appelée la réparation endovasculaire (EVAR), afin de réduire la pression exercée par le flux sanguin sur la paroi. L’efficacité de ce traitement est compromise par la survenue d’endofuites (flux sanguins entre la prothèse et le sac anévrismal) pouvant conduire à la rupture de l’anévrisme. Ces flux sanguins peuvent survenir à n’importe quel moment après le traitement EVAR. Une surveillance par tomodensitométrie (CT-scan) annuelle est donc requise, augmentant ainsi le coût du suivi post-EVAR et exposant le patient à la radiation ionisante et aux complications des contrastes iodés. L’endotension est le concept de dilatation de l’anévrisme sans la présence d’une endofuite apparente au CT-scan. Après le traitement EVAR, le sang dans le sac anévrismal coagule pour former un thrombus frais, qui deviendra progressivement un thrombus plus fibreux et plus organisé, donnant lieu à un rétrécissement de l’anévrisme. Il y a très peu de données dans la littérature pour étudier ce processus temporel et la relation entre le thrombus frais et l’endotension. L’étalon d’or du suivi post-EVAR, le CT-scan, ne peut pas détecter la présence de thrombus frais. Il y a donc un besoin d’investir dans une technique sécuritaire et moins coûteuse pour le suivi d’AAAs après EVAR. Une méthode récente, l’élastographie dynamique, mesure l’élasticité des tissus en temps réel. Le principe de cette technique repose sur la génération d’ondes de cisaillement et l’étude de leur propagation afin de remonter aux propriétés mécaniques du milieu étudié. Cette thèse vise l’application de l’élastographie dynamique pour la détection des endofuites ainsi que de la caractérisation mécanique des tissus du sac anévrismal après le traitement EVAR. Ce projet dévoile le potentiel de l’élastographie afin de réduire les dangers de la radiation, de l’utilisation d’agent de contraste ainsi que des coûts du post-EVAR des AAAs. L’élastographie dynamique utilisant le « Shear Wave Imaging » (SWI) est prometteuse. Cette modalité pourrait complémenter l’échographie-Doppler (DUS) déjà utilisée pour le suivi d’examen post-EVAR. Le SWI a le potentiel de fournir des informations sur l’organisation fibreuse du thrombus ainsi que sur la détection d’endofuites. Tout d’abord, le premier objectif de cette thèse consistait à tester le SWI sur des AAAs dans des modèles canins pour la détection d’endofuites et la caractérisation du thrombus. Des SGs furent implantées dans un groupe de 18 chiens avec un anévrisme créé au moyen de la veine jugulaire. 4 anévrismes avaient une endofuite de type I, 13 avaient une endofuite de type II et un anévrisme n’avait pas d’endofuite. Des examens échographiques, DUS et SWI ont été réalisés à l’implantation, puis 1 semaine, 1 mois, 3 mois et 6 mois après le traitement EVAR. Une angiographie, un CT-scan et des coupes macroscopiques ont été produits au sacrifice. Les régions d’endofuites, de thrombus frais et de thrombus organisé furent identifiées et segmentées. Les valeurs de rigidité données par le SWI des différentes régions furent comparées. Celles-ci furent différentes de façon significative (P < 0.001). Également, le SWI a pu détecter la présence d’endofuites où le CT-scan (1) et le DUS (3) ont échoué. Dans la continuité de ces travaux, le deuxième objectif de ce projet fut de caractériser l’évolution du thrombus dans le temps, de même que l’évolution des endofuites après embolisation dans des modèles canins. Dix-huit anévrismes furent créés dans les artères iliaques de neuf modèles canins, suivis d’une endofuite de type I après EVAR. Deux gels embolisants (Chitosan (Chi) ou Chitosan-Sodium-Tetradecyl-Sulfate (Chi-STS)) furent injectés dans le sac anévrismal pour promouvoir la guérison. Des examens échographiques, DUS et SWI ont été effectués à l’implantation et après 1 semaine, 1 mois, 3 mois et 6 mois. Une angiographie, un CT-scan et un examen histologique ont été réalisés au sacrifice afin d’évaluer la présence, le type et la grosseur de l’endofuite. Les valeurs du module d’élasticité des régions d’intérêts ont été identifiées et segmentées sur les données pathologiques. Les régions d’endofuites et de thrombus frais furent différentes de façon significative comparativement aux autres régions (P < 0.001). Les valeurs d’élasticité du thrombus frais à 1 semaine et à 3 mois indiquent que le SWI peut évaluer la maturation du thrombus, de même que caractériser l’évolution et la dégradation des gels embolisants dans le temps. Le SWI a pu détecter des endofuites où le DUS a échoué (2) et, contrairement au CT-scan, détecter la présence de thrombus frais. Finalement, la dernière étape du projet doctoral consistait à appliquer le SWI dans une phase clinique, avec des patients humains ayant déjà un AAA, pour la détection d’endofuite et la caractérisation de l’élasticité des tissus. 25 patients furent sélectionnés pour participer à l’étude. Une comparaison d’imagerie a été produite entre le SWI, le CT-scan et le DUS. Les valeurs de rigidité données par le SWI des différentes régions (endofuite, thrombus) furent identifiées et segmentées. Celles-ci étaient distinctes de façon significative (P < 0.001). Le SWI a détecté 5 endofuites sur 6 (sensibilité de 83.3%) et a eu 6 faux positifs (spécificité de 76%). Le SWI a pu détecter la présence d’endofuites où le CT-scan (2) ainsi que le DUS (2) ont échoué. Il n’y avait pas de différence statistique notable entre la rigidité du thrombus pour un AAA avec endofuite et un AAA sans endofuite. Aucune corrélation n’a pu être établie de façon significative entre les diamètres des AAAs ainsi que leurs variations et l’élasticité du thrombus. Le SWI a le potentiel de détecter les endofuites et caractériser le thrombus selon leurs propriétés mécaniques. Cette technique pourrait être combinée au suivi des AAAs post-EVAR, complémentant ainsi l’imagerie DUS et réduisant le coût et l’exposition à la radiation ionisante et aux agents de contrastes néphrotoxiques.

Multifunctional Nanoparticles in Cancer: in vitro Characterization, in vivo Distribution

A novel biocompatible and biodegradable polymer, termed poly(Glycerol malate co-dodecanedioate) (PGMD), was prepared by thermal condensation method and used for fabrication of nanoparticles (NPs). PGMD NPs were prepared using the single oil emulsion technique and loaded with an imaging/hyperthermia agent (IR820) and a chemotherapeutic agent (doxorubicin, DOX). The size of the void PGMD NPs, IR820-PGMD NPs and DOX-IR820-PGMD NPs were approximately 90 nm, 110 nm, and 125 nm respectively. An acidic environment (pH=5.0) induced higher DOX and IR820 release compared to pH=7.4. DOX release was also enhanced by exposure to laser, which increased the temperature to 42°C. Cytotoxicity of DOX-IR820-PGMD NPs was comparable in MES-SA but was higher in Dx5 cells compared to free DOX plus IR820 (pIn vivomouse studies showed that NP formulation significantly improved the plasma half-life of IR820 after tail vein injection. Significant lower IR820 content was observed in kidney in DOX-IR820-PGMD NP treatment as compared to free IR820 treatment in our biodistribution studies (p

Evaluation of polycaprolactone scaffold degradation for 6 months in vitro and in vivo

The use of polycaprolactone (PCL) as a biomaterial, especially in the fields of drug delivery and tissue engineering, has enjoyed significant growth. Understanding how such a device or scaffold eventually degrades in vivo is paramount as the defect site regenerates and remodels. Degradation studies of three-dimensional PCL and PCL-based composite scaffolds were conducted in vitro (in phosphate buffered saline) and in vivo (rabbit model). Results up to 6 months are reported. All samples recorded virtually no molecular weight changes after 6 months, with a maximum mass loss of only about 7% from the PCL-composite scaffolds degraded in vivo, and a minimum of 1% from PCL scaffolds. Overall, crystallinity increased slightly because of the effects of polymer recrystallization. This was also a contributory factor for the observed stiffness increment in some of the samples, while only the PCL-composite scaffold registered a decrease. Histological examination of the in vivo samples revealed good biocompatibility, with no adverse host tissue reactions up to 6 months. Preliminary results of medical-grade PCL scaffolds, which were implanted for 2 years in a critical-sized rabbit calvarial defect site, are also reported here and support our scaffold design goal for gradual and late molecular weight decreases combined with excellent long-term biocompatibility and bone regeneration. (C) 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res 90A: 906-919, 2009

Corneal sensitivity and slit scanning in vivo confocal microscopy of the subbasal nerve plexus of the normal central and peripheral human cornea

Purpose: To determine the subbasal nerve density and tortuosity at 5 corneal locations and to investigate whether these microstructural observations correlate with corneal sensitivity. Method: Sixty eyes of 60 normal human subjects were recruited into 1 of 3 age groups, group 1: aged ,35 years, group 2: aged 35–50 years, and group 3: aged .50 years. All eyes were examined using slit-lamp biomicroscopy, noncontact corneal esthesiometry, and slit scanning in vivo confocal microscopy. Results: The mean subbasal nerve density and the mean corneal sensitivity were greatest centrally (14,731 6 6056 mm/mm2 and 0.38 6 0.21 millibars, respectively) and lowest in the nasal mid periphery (7850 6 4947 mm/mm2 and 0.49 6 0.25 millibars, respectively). The mean subbasal nerve tortuosity coefficient was greatest in the temporal mid periphery (27.3 6 6.4) and lowest in the superior mid periphery (19.3 6 14.1). There was no significant difference in mean total subbasal nerve density between age groups. However, corneal sensation (P = 0.001) and subbasal nerve tortuosity (P = 0.004) demonstrated significant differences between age groups. Subbasal nerve density only showed significant correlations with corneal sensitivity threshold in the temporal cornea and with subbasal nerve tortuosity in the inferior and nasal cornea. However, these correlations were weak. Conclusions: This study quantitatively analyzes living human corneal nerve structure and an aspect of nerve function. There is no strong correlation between subbasal nerve density and corneal sensation. This study provides useful baseline data for the normal living human cornea at central and mid-peripheral locations

In vivo confocal microscopy of the palpebral conjunctiva and tarsal plate

Purpose The aim of this work is to develop a more complete understanding of the in vivo histology of the human palpebral conjunctiva and tarsal plate. Methods. The upper eyelids of 11 healthy human volunteer subjects were everted, and laser scanning confocal microscopy was used to examine the various tissue layers of the palpebral conjunctiva and tarsal plate. Results The superficial and basal epithelial layers are composed of cells with gray cytoplasm and thick, light gray borders.Nuclei can not be seen. The stroma has a varied appearance; fibrous tissue is sometimes observed, interspersed with dark,amorphous lacunae, and crevases. Numerous single white or gray cells populate this tissue, and fine blood vessels are seen traversing the field. Occasional conjunctival microcysts and Langerhans cells are observed. The tarsal plate is dark and amorphous, and meibomian gland acini with convoluted borders are clearly observed. Acini are composed of an outer lining of large cuboidal cells, and differentiated secretory cells can be seen within the acini lumen. Conclusions Laser scanning confocal microscopy is capable of studying the human palpebral conjunctiva, tarsal plate, and acini of meibomian glands in vivo. The observations presented here may provide useful supplementary anatomical information relating to the morphology of this tissue.

In vivo practice for needle phobia : report on two cases

Describes case studies of 2 males (aged 28 and 30 yrs) in which in vivo practice was applied to needle phobia and associated vasovagal fainting. In vivo practice combines skill acquisition with an opportunity to disconfirm negative expectations. Substantial improvements in self-efficacy, anxiety, and performance were obtained. Treatment gains generalized to other settings and were maintained at 3–6 mo follow-up. In vivo practice is recommended for further research into needle phobias.

In vivo confocal microscopy of the bulbar conjunctiva

Background: The aim of this work is to develop a more complete qualitative and quantitative understanding of the in vivo histology of the human bulbar conjunctiva. Methods: Laser scanning confocal microscopy (LSCM) was used to observe and measure morphological characteristics of the bulbar conjunctiva of 11 healthy human volunteer subjects. Results: The superficial epithelial layer of the bulbar conjunctiva is seen as a mass of small cell nuclei. Cell borders are sometimes visible. The light grey borders of basal epithelial cells are clearly visible, but nuclei can not be seen. The conjunctival stroma is comprised of a dense meshwork of white fibres, through which traverse blood vessels containing cellular elements. Orifices at the epithelial surface may represent goblet cells that have opened and expelled their contents. Goblet cells are also observed in the deeper epithelial layers, as well as conjunctival microcysts and mature forms of Langerhans cells. The bulbar conjunctiva has a mean thickness of 32.9 1.1 mm, and a superficial and basal epithelial cell density of 2212 782 and 2368 741 cells/ mm2, respectively. Overall goblet and mature Langerhans cell densities are 111 58 and 23 25 cells/mm2, respectively. Conclusions: LSCM is a powerful technique for studying the human bulbar conjunctiva in vivo and quantifying key aspects of cell morphology. The observations presented here may serve as a useful marker against which changes in conjunctival morphology due to disease, surgery, drug therapy or contact lens wear can be assessed.

In vitro and in vivo analysis of co-electrospun scaffolds made of medical grade poly(epsilon-caprolactone) and porcine collagen

In this study, a nanofiber mesh made by co-electrospinning medical grade poly(epsilon-caprolactone) and collagen (mPCL/Col) was fabricated and studied. Its mechanical properties and characteristics were analyzed and compared to mPCL meshes. mPCL/Col meshes showed a reduction in strength but an increase in ductility when compared to PCL meshes. In vitro assays revealed that mPCL/Col supported the attachment and proliferation of smooth muscle cells on both sides of the mesh. In vivo studies in the corpus cavernosa of rabbits revealed that the mPCL/Col scaffold used in conjunction with autologous smooth muscle cells resulted in better integration with host tissue when compared to cell free scaffolds. On a cellular level preseeded scaffolds showed a minimized foreign body reaction.

Enhancing in vivo vascularized bone formation by cobalt chloride-treated bone marrow stromal cells in a tissue engineered periosteum model

The periosteum plays an indispensable role in both bone formation and bone defect healing. In this study we constructed an artificial in vitro periosteum by incorporating osteogenic differentiated bone marrow stromal cells (BMSCs) and cobalt chloride (CoCl(2))-treated BMSCs. The engineered periostea were implanted both subcutaneously and into skull bone defects in SCID mice to investigate ectopic and orthotopic osteogenesis and vascularization. After two weeks in subcutaneous and four weeks in bone defect areas, the implanted constructs were assessed for ectopic and orthotopic osteogenesis and vascularization by micro-CT, histomorphometrical and immunohistochemical methods. The results showed that CoCl(2) pre-treated BMSCs induced higher degree of vascularization and enhanced osteogenesis within the implants in both ectopic and orthotopic areas. This study provided a novel approach using BMSCs sourced from the same patient for both osteogenic and pro-angiogenic purposes in constructing tissue engineered periosteum to enhance vascularized osteogenesis.