Apesar dos grandes avanços na medicina perioperatória, as operações vasculares ainda estão associadas a elevada morbi-mortalidade. A fisiopatologia dos eventos perioperatórios é complexa, envolvendo a instabilização de placas ateroscleróticas, o que não é contemplado nos algoritmos para estratificação de risco cardíaco perioperatório. Acreditamos que a identificação de características relacionadas à instabilização de placas incipientes, como alterações na reatividade vascular e maior atividade inflamatória, pode melhorar a acurácia da estimativa de risco e a análise do comportamento perioperatório destas características pode elucidar importantes mecanismos fisiopatológicos. Estudamos 100 pacientes com indicação de operação vascular e aferimos por meio de ultrassom-Doppler de artéria braquial, a hiperemia reativa (HR), marcador de função microvascular, e a dilatação mediada pelo fluxo (DMF), marcador de função endotelial, antes e após a operação. Analisamos também os níveis de proteina-C reativa ultra-sensível (PCR-us). A operação foi realizada em 96 pacientes e 27 deles apresentaram algum evento até o 30º dia pós-operatório: 4 óbitos cardíacos, 5 infartos agudos do miocárdio, 2 acidentes vasculares cerebrais isquêmicos, 2 elevações isoladas de troponina, 1 embolia de pulmão, 2 reoperações e 11 óbitos não cardíacos. Detectamos disfunção endotelial em 70% dos pacientes, mas não observamos nenhum padrão característico de comportamento perioperatório da DMF, ou associação significativa entre a mesma e os eventos. Observamos significativo aumento da PCR-us após a intervenção cirúrgica (0,5mg/dL x 3,01mg/dL, P=0,001), mas sem associação com eventos. Identificamos forte associação entre disfunção microvascular, representada pela menor velocidade de fluxo na artéria braquial durante a hiperemia reativa, e eventos: 81 cm/s + 20 x 95 cm/s + 28 ( P= 0,02). Concluímos que a identificação de disfunção microvascular no pré-operatório pode estratificar o risco de complicações perioperatórias e que embora não tenhamos observado piora da vasodilatação mediada pelo fluxo, não podemos afastar que haja piora da função endotelial no perioperatório. O aumento de PCR-us denota grande diátese inflamatória, que pode estar relacionada à disfunção endotelial. / Despite great advances in perioperative care, major vascular surgeries are still related to high morbidity and mortality. The pathophysiology of perioperative cardiac events is complex and comprehends atherosclerotic plaque instability, witch is not contemplated in the current algorithms for cardiac risk estimation. We hypothesized that the identification of characteristics related to predisposition for plaque instability, such as abnormalities in the vascular reactivity, is very promising and the characterization of this parameter`s behavior in the perioperative setting contributes to the better understanding of event\'s pathophysiology. We prospectively studied a cohort of 100 patients, candidates for elective major vascular surgery and assessed, by Doppler ultrasound in the brachial artery, reactive hyperemia(RH), a marker of microvascular function, and flow mediated dilation(FMD), a marker of endothelial function, before and after surgery. We also obtained C-reactive protein-high sensitive assay (CRP-hs) before and after surgery. Ninety six patients were submitted to the planned vascular surgery and 27 patients had an event up to the 30º postoperative day. We observed 4 cardiac deaths, 5 acute myocardial infarctions, 2 isolated troponin elevations, 2 ischemic strokes, 1 pulmonary embolism, 2 reoperations and 11 noncardiac deaths. Results: although there was no significant difference in the preoperative FMD between patients with and without events: 4.83% + 6.81 x 5.88% + 6.00 (p= .457), respectively, low RH response, measured as lower peak flow velocity in RH, was associated to events: 81 cm/s + 20 x 95 cm/s + 28 (p=0,02). There was no significant difference in the preoperative CRP-hs between groups (median: 0.51mg/dL (IQR 2.12) x 0.41mg/dL (IQR 0.59), p= .234). There was no significant difference between FMD before and after surgery but we detected an almost 6-fold increase in CRP-hs after surgery: 0.50mg/dL x 3.01mg/dL (p < .001), respectively. Our study demonstrated that microvascular dysfunction is closely related to perioperative events after major vascular surgery and is a better marker of perioperative risk than endothelial dysfunction, in specific conditions.

Introdução: Aneurismas e dissecções da aorta constituem as principais doenças da aorta, as quais podem ser submetidas a princípios e técnicas de tratamento cirúrgico em comum. A conduta clínica e cirúrgica continua sendo um desafio nos procedimentos eletivos, bem como em casos de emergência. Informações sobre variáveis prognósticas associadas independentemente com óbito hospitalar e no longo prazo, são escassas, havendo necessidade da identificação destes fatores para a avaliação apropriada sobre o risco cirúrgico desta população. Objetivos: Primário: identificar variáveis prognósticas associadas independentes ao óbito hospitalar em pacientes submetidos a procedimento cirúrgico para correção de doenças da aorta. Secundários: identificar variáveis prognósticas associadas independentes ao óbito tardio e ao desfecho clínico composto (óbito, sangramento, disfunção ventricular e complicações neurológicas). Casuística e Métodos: Delineamento transversal com componente longitudinal, com coleta de dados retrospectiva e prospectiva. Pacientes consecutivos, portadores de aneurisma de aorta ascendente ou dissecção crônica de aorta tipo A de Stanford, foram incluídos por meio de revisão de prontuários. Foram incluídos 257 pacientes, cujos critérios de inclusão envolviam aqueles que foram operados por dissecção crônica de aorta tipo A de Stanford e aneurisma de aorta ascendente. Foram excluídos pacientes com dissecção aguda de aorta, de qualquer tipo, e pacientes que tiveram aneurisma de aorta em outro segmento da aorta que não fosse a aorta ascendente. Os desfechos clínicos avaliados foram óbito, sangramento clinicamente relevante, complicações neurológicas e disfunção ventricular, fase hospitalar e óbito no longo prazo. As variáveis prognósticas avaliadas incluíram: demografia, fatores pré-operatórios, fatores intra-operatórios e complicações pós-operatórias. O seguimento médio foi de 970 dias. O tamanho de amostra foi definido por conveniência aliado a publicações prévias sobre o tópico. Análise univariada foi realizada para selecionar variáveis para serem inseridas no modelo multivariado para identificação das variáveis prognósticas independentemente associados aos desfechos clinicamente relevantes. Resultados: As seguintes variáveis prognósticas apresentaram associação independente como o risco aumentado de óbito na fase hospitalar (RC; IC95%; P valor): etnia negra (6.8; 1.54-30.2; 0,04), doença cerebrovascular (10.5; 1.12-98.7; 0,04), hemopericárdio (35.1; 3.73-330.2; 0,002), cirurgia de Cabrol (9.9; 1.47-66.36; 0,019), cirurgia de revascularização miocárdica (4.4; 1.31-15.06; 0,017), revisão de hemostasia (5.72 ;1.29-25.29; 0,021) e circulação extra-corpórea [min] (1.016; 1.007-1.026; 0,001). A presença de dor torácia associou-se independentemente com o risco reduzido de óbito hospitalar (0.27; 0.08-0.94; 0,04). As seguintes variáveis apresentaram associação independente com o risco aumentado do desfecho clínico composto na fase hospitalar: uso de antifibrinolítico (3.2; 1.65-6.27; 0,0006), complicação renal (7.4; 1.52-36.0; 0,013), complicação pulmonar (3.7; 1.5-8.8; 0,004), EuroScore (1.23; 1.08-1,41; 0,003) e tempo de CEC [min] (1.01; 1.00-1.02; 0,027). As seguintes variáveis apresentaram associação independente com o risco aumentado de óbito no longo prazo: doença arterial obstrutiva periférica (7.5; 1.47-37.85; 0,015), acidente vascular cerebral prévio (7.0; 1.46-33.90; 0,015), uso de estatina na alta hospitalar (4.9; 1.17-21.24; 0,029) e sangramento aumentado nas primeiras 24 horas (1.0017; 1.0003-1.0032; 0,021). Conclusão: Etnia negra, doença cerebrovascular, hemopericárcio, cirurgia de Cabrol, revascularização miocárdica cirúrgica associada, revisão de hemostasia e tempo de CEC associaram-se independentemente com risco aumentado de óbito hospitalar. A presença de dor torácica associou-se independentemente com o risco reduzido de óbito hospitalar. Doença arterial obstrutiva periférica prévia, acidente vascular cerebral prévio, uso de estatina na alta hospitalar e sangramento aumentado nas primeiras 24 horas associaram-se independentemente com risco aumentado de óbito no prazo longo. Uso de antifibrinolítico, complicação renal, complicação pulmonar, EuroScore e tempo de CEC associaram-se independentemente com o risco aumentado de desfecho clínico composto hospitalar (óbito, sangramento, disfunção ventricular e complicações neurológicas). / Introduction: Both aortic aneurisms and dissections constitute the main aortic diseases, sharing common principles and surgical procedure approaches. Medical and surgical management are seen as a medical challenge concerning elective procedures as well as in emergency cases. Data on prognostic variables independently associated with both hospital and long term death are scarce, leading to a need for appropriate identification of those factors for proper surgical risk evaluation of this population. Objectives: Primary: to identify prognostic variables independently associated with hospital death in patients who underwent surgical procedures for aortic disease correction. Secondary: to identify prognostic variables independently associated with long term death and with composite clinical endpoint (death, bleeding, ventricular dysfunction and neurological complications). Methods: Cross-sectional design plus a longitudinal component, with a retrospective and prospective data collection. Consecutive patients, diagnosed with ascendant aortic aneurism or type A of Stanford aortic chronic dissection were included by means of hospital chart revision and data extraction. A total of 257 patients were recruited and eligibility criteria included those who underwent surgical procedures due to ascendant aortic aneurism or type A of Stanford aortic chronic dissection. Patients with acute aortic dissection and with aortic aneurism in a different segment location other than ascendant aorta were excluded. Clinical endpoints evaluated were death, clinically relevant bleeding, ventricular dysfunction and neurological complications, during the hospital phase and long-term death. Prognostic variables evaluated included: demography, pre-operative factors, intra-operative factors and post-operative complications. Mean follow up was of 970 days. Sample size estimation was defined by a convenience sample along with previous publications. Univariate analysis was conducted to select key variables to be inserted in the multivariate model and to identify the prognostic variables independently associated with clinically relevant endpoints. Results: The following prognostic variables have been identified as independently associated with increased risk of hospital death (OR; 95%IC; P value): black ethnicity (6.8; 1.54-30.2; 0,04), cerebrovascular disease (10.5; 1.12-98.7; 0,04), hemopericardium (35.1; 3.73-330.2; 0,002), Cabrol operation (9.9; 1.47-66.36; 0,019), associated coronary artery bypass graft (4.4; 1.31-15.06; 0,017), reoperation for bleeding (5.72; 1.29-25.29; 0,021) and cardiopulmonary bypass time (CPB) [min] (1.016; 1.007-1.026; 0,001). Presence of chest pain was independently associated with reduced risk of hospital death (0.27; 0.08-0.94; 0,04). The following variables were independently associated with increased risk of composite clinical endpoint during hospital phase: antifibrinolitic use (3.2; 1.65-6.27; 0,0006), renal failure (7.4; 1.52-36.0; 0,013), respiratory failure (3.7; 1.5-8.8; 0,004), EuroScore (1.23; 1.08-1,41; 0,003) and cardiopulmonary bypass time (CPB) [min] (1.01; 1.00-1.02; 0,027). The following variables were independently associated with increased risk of long term death: peripheral obstructive arterial disease (7.5;1.47-37.85;0,015), previous stroke (7.0;1.46-33.90;0,015), at discharge statin use (4.9;1.17-21.24;0,029) and first 24-hour increased bleeding (1.0017;1.0003-1.0032;0,021). Conclusion: Black ethnicity, cerebrovascular disease, hemopericadium, Cabrol operation, associated coronary artery bypass graft, reoperation for bleeding, and cardiopulmonary bypass time were associated with increased risk of hospital death. Presence of chest pain was associated with reduced risk of hospital death. Peripheral obstructive arterial disease, previous stroke, at discharge statin use and first 24-hour increased bleeding were associated with increase risk of long-term death. Use of antifibrinolitic, renal failure, respiratory failure, EuroScore and cardiopulmonary bypass time were associated with increased risk of hospital composite clinical endpoint (death, bleeding, ventricular dysfunction and neurological complications).

Para desenvolver e avaliar a aplicabilidade de uma escala técnica prognostica das dificuldades no tratamento microcirúrgico dos aneurismas gigantes e complexos da circulação anterior do polígono de Willis, 50 lesões foram operadas. Um valor numérico foi dado a cada uma das 8 variáveis da escala. Somando-se os valores para cada variável, uma nota (de 1 a 14) foi obtida, para cada uma das 50 cirurgias. Dois grupos, portanto, foram definidos: cirurgia difícil (nota de 1 a 8) e cirurgia extremamente difícil (nota de 9 a 14). Foi feita análise estatística comparando-se os 2 grupos em relação a diversas variáveis demográficas e clínicas. Concluiu-se que a escala proposta é útil no planejamento pré-operatório, intra-operatório e prognóstico neste tipo de aneurisma / In order to develop and verify the applicability of a technical and prognostic scale of the difficulties in the microsurgical treatment of giant and complex aneurysms of the anterior circulation of the Cicle of Willis, 50 lesions were operated. A numeric amount was given for each of 8 variants of the scale. By adding each amount for each variant a score(from 1 to 14) was achieved, for each of the 50 surgeries. Two groups, therefore, were established: difficult surgery (scores from 1 to 8) and extremely difficult surgery (scores from 9 to 14). Statistical assessment comparing both groups in relation to several demographic and clinical variants was done. It was concluded that the proposed scale is useful in preoperative, intraoperative and prognostic planning in microsurgery for this kind of aneurysms

Objetivo: Medir a pulsatilidade da parede do aneurisma de aorta humano antes e depois de sua correção endoluminal. Método: Cinco aneurismas foram submetidos à perfusão pulsátil antes e depois do implante de uma endoprótese. Resultado: o nível da coluna de água oscilou durante a pulsação com variações de 17, 16, 13, 7 e 25 cm antes da colocação da endoprótese. Depois da prótese, a oscilação diminuiu em todos os casos para 13, 12, 9, 3,5 e 23 cm, respectivamente. Conclusão: A pulsação da endoprótese é transmitida à parede do aneurisma / Objective: To measure the pulsatility of human aortic aneurysms before and after exclusion with endograft. Method: Five aneurysms were submitted to pulsatile perfusion before and after implantation of a bifurcated endograft. Result: The level of the water column oscillated during pulsation, in each case, with an amplitude of 17, 16, 13, 7 and 25 cm before the endograft insertion. After that, the amplitudes dropped to, respectively 13, 12, 9, 3.5 and 23 cm.Conclusion: Pulsation of an endograft is transmitted to the aneurysm wall even in the absence of endoleak

INTRODUÇÃO: O colo dos aneurismas da aorta abdominal infrarrenal é o principal local de interação entre a parede aórtica e as próteses utilizadas no seu tratamento, pela técnica aberta ou endovascular. A dilatação do colo no acompanhamento pósoperatório, levando a falhas no tratamento, demonstra a importância de um colo confiável para um reparo eficiente em longo prazo. OBJETIVOS: Determinar as propriedades biomecânicas e histológicas do colo do aneurisma da aorta abdominal infrarrenal, comparando os resultados com as propriedades da aorta suprarrenal e da parede anterior do aneurisma. MÉTODOS: Dezesseis aneurismas da aorta abdominal infrarrenal encontrados em necrópsia foram removidos e dissecados em laboratório. A anatomia original dos aneurismas foi restabelecida com o auxílio de um balão complacente inserido na luz dos espécimes, sendo que aneurismas com um colo mais curto que 10 mm foram excluídos. Fragmentos transversais similares da parede anterior do aneurisma, do colo e da aorta suprarrenal foram obtidos com o auxílio de um dispositivo de corte apropriado. Testes de tração uniaxiais destrutivos foram realizados para a obtenção das seguintes propriedades biomecânicas: tensão, estresse, energia de deformação e deformação no momento da falência, além da medida da espessura dos fragmentos. A análise histológica destes fragmentos consistiu na quantificação das fibras colágenas, elásticas e espessura da camada média. RESULTADOS: Em doze aneurismas rotos e quatro não rotos, a análise biomecânica dos fragmentos de tecido arterial não demonstrou diferenças estatisticamente significativas entre os valores médios das propriedades biomecânicas de falência (tensão, estresse, energia de deformação e deformação), assim como para a espessura nos três segmentos estudados. O percentual de colágeno para o colo foi significativamente menor que na parede dos aneurismas (p = 0,010) e não foi significativamente diferente da aorta suprarrenal (p = 0,155). A elastina apresentou percentual significativamente maior no colo (p < 0,001) e na aorta suprarrenal (p < 0,001) quando comparados aos aneurismas. Não houve diferença na quantificação da elastina entre o colo e o segmento suprarrenal (p = 0,457). A espessura da camada média não apresentou diferença estatística relevante entre as três regiões avaliadas (p = 0,660). CONCLUSÕES: Os resultados biomecânicos sugerem que o aneurisma da aorta infrarrenal, ao invés de uma processo localizado, seja resultado de um acometimento aórtico difuso. Tanto a resistência quanto a elasticidade do segmento aneurismático apresentam semelhanças quando comparados aos segmentos aórticos não dilatados. Na análise histológica, nota-se preservação da elastina nos segmentos aórticos não dilatados, enquanto há redução na parede aneurismática; além de maior deposição de colágeno nesta região / INTRODUCTION: The neck of the infrarenal abdominal aortic aneurysm is the principal site of interaction between the aortic wall and the devices used in the repair of these aneurysms, by open or endovascular technique. Postoperative aneurysm neck dilation leading to aneurysm exclusion failures demonstrates the importance of a reliable neck for the long-term efficient repair. OBJECTIVE: To access the biomechanical and histological properties of the infrarenal aortic aneurysm neck, comparing the results with the properties of the suprarenal aorta and the anterior wall of the aneurysm. METHODS: Sixteen infrarenal abdominal aortic aneurysms found in necropsies were removed and dissected in laboratory. The original anatomy of the aneurysms was restored with the aid of a compliant balloon inserted in the specimens lumen and aneurysms with a neck shorter than 10 mm were excluded. Similar transverse fragments from the anterior aneurysm wall, aneurysm neck, and suprarenal aorta were obtained with the aid of a cutting device. Uniaxial destructive tensile tests were performed to obtain the following biomechanical properties: tension, stress, strain energy and strain at the moment of fragment failure, and the thickness of the fragments. Histological analysis was performed with the quantification of collagen and elastin, and middle layer thickness in these three fragments. RESULTS: In twelve ruptured and four unruptured aneurysms, the biomechanical analysis of the fragments showed no statiscally signicant differences between the mean values of the biomechanical properties (tension, stress, strain energy and strain), as well as the thickness of the fragments in the three groups. The percentage of collagen in the neck was significantly lower than in the aneurysm wall (p = 0,010) and was not significantly different from the suprarenal aorta (p = 0,155). Higher percentage of elastin was present in the neck (p < 0,001) and in the suprarenal aorta (p < 0,001) when compared to aneurysms. There was no difference in the quantification of elastin between the neck and the suprarenal segment (p = 0,457). The middle layer thickness showed no significant statistical difference between the three evaluated regions (p = 0,660). CONCLUSIONS: Biomechanical results suggest that the infrarenal aortic aneurysm, rather than a localized process, is a result of diffuse aortic involvement. Both the resistance and elasticity of the aneurysmal segment have similarities when compared to non-dilated aortic segments. In the histological analysis, there is preservation of elastin in non-dilated aortic segments, while there is a reduction in the aneurysmal wall; and there is greater collagen deposition in the aneurysmatic region

A degradação da matriz extracelular e de proteínas da parede aórtica associada à inflamação é uma das principais características dos aneurismas da aorta abdominal (AAA). O objetivo deste trabalho foi investigar a participação das metaloproteinases 2 e 9 na formação de AAAs, através de um modelo experimental inédito de indução de AAA em ratos Wistar, desencadeado por duas potenciais causas de secreção e ativação de MMP-2 e 9: alteração do fluxo sanguíneo e lesão vascular externa na aorta. A formação de aneurismas foi observada em 60%-70% dos animais, apresentando diâmetro de 7 a 8 vezes maior que o diâmetro normal da aorta. Histologicamente observou-se remodelamento, intensa resposta inflamatória, destruição maciça de fibras elásticas e aumento da síntese de colágeno na parede aórtica. A expressão de ambas as formas de MMP-2 foram observadas tanto nos AAAs como nos grupos controles, neste com menor atividade, entretanto a expressão da pró e da MMP-9 ativa foram encontradas apenas nos AAAs. Conclusão: Nossos resultados sugerem que tanto as MMP-2 quanto as MMP-9 apresentam importante papel no desenvolvimento de AAA e este novo modelo de indução de AAA, pode ajudar a elucidar os mecanismos que desencadeiam a secreção e ativação das MMP-2 e MMP-9 na formação de aneurismas. / Degradation of extracellular matrix and proteins associated with inflammation of the aortic wall is the main characteristics of the abdominal aortic aneurysms (AAA). The aim of this study was investigate the participation of Metalloproteinase 2 and 9 in AAA formation in Wistar rats. A novel experimental model of AAA was developed, providing two potential causes of MMPs secretion and activation, turbulent flow (caused by surgically induced extrinsic stenosis) and outside vascular injury is detailed described. The days analyzed were the 3rd and the 7th post surgery. Aneurysms were observed to occur in 60-70% of the Group AAA, exhibiting a major transversal diameter to 7 from 8 times larger than controls and sham groups. Histologically, the aneurysms wall showed extensive structural remodeling, intense inflammatory response, massive elastic fibers destruction and abundant collagen deposition. Increased pro- and active MMP-2 was demonstrated in the AAA and controls groups, whereas pro- and active MMP-9 were found to be expressed only in the AAA group. Conclusions: MMP-2 and MMP-9 may have a pivotal role in the development of experimental AAA. This model can help to elucidate the mechanisms which trigger off MMP-2 and MMP-9 secretion and activation causing aneurysms.

INTRODUÇÃO: O objetivo deste estudo é determinar as propriedades biomecânicas e histológicas de fragmentos da parede anterior de aneurismas da aorta abdominal. MÉTODOS: Dos pacientes submetidos à correção cirúrgica aberta de aneurisma da aorta abdominal, foram removidos fragmentos da parede anterior do saco aneurismático, divididos em dois espécimes. Um, destinado à análise histológica, para a quantificação de fibras colágenas, elásticas, musculares lisas e grau de atividade inflamatória e outro, pareado, submetido a teste destrutivo uniaxial, obtendo-se características biomecânicas, como, força, tensão e estresse de falência do fragmento. As médias das variáveis paramétricas foram avaliadas com teste t-Student ou análise de variância. Quando significante, utilizou-se teste de Tukey para discriminar as diferenças. As distribuições das variáveis não paramétricas foram avaliadas com teste Mann-Whitney ou análise de Kruskal-Wallis. Quando significante, utilizou-se teste de Dunn para discriminar as diferenças. Os valores de p<0,05 foram considerados estatisticamente significantes. RESULTADOS: Foram considerados os resultados das análises de fragmentos de 90 indivíduos. Os valores médios encontrados para as propriedades biomecânicas relacionadas à resistência do tecido aórtico (falência) foram força = 4,98±2,22 N, tensão = 13,18±5,98 N/cm e estresse = 103,14±47,09 N/cm2. A deformação média dos fragmentos até a falência foi de 0,39±0,12. Os fragmentos dos aneurismas de diâmetros transversos máximos maiores ou iguais a 5,5 cm apresentaram valores médios de força, tensão e estresse de falência (5,32±2,07 N, 13,83±5,58 N/cm e 103,02 N/cm2) maiores que os fragmentos de aneurismas de diâmetros menores que 5,5 cm (4,1±2,41 N, 10,82±6,48 N/cm, 77,03 N/cm2), com significância estatística para os três parâmetros de resistência do material. Não foram identificadas diferenças entre os valores médios de deformação de falência entre estes grupos (0,41±0,12 x 0,37±0,14 p = 0,260), bem como entre os valores médios de espessura dos fragmentos (1,58±0,41 x 1,53±0,42 mm p = 0,662). Os valores percentuais médios na composição dos fragmentos foram para as fibras colágenas (coloração de tricrômico de Masson) de 44,34±0,48%, para as fibras colágenas (coloração de picrosirius) de 61,85±10,14%, para as fibras musculares lisas (imuno histoquímica/alfa actina) de 3,46±2,23% e para as fibras elásticas (coloração de Verhoeff) inferior a 1% (traços). Não foram identificadas diferenças entre o percentual destes elementos na composição de fragmentos provenientes da parede anterior de aneurismas de diâmetro transverso máximo >= 5,5 cm e < 5,5 cm. Foi caracterizada uma atividade inflamatória mais intensa nos fragmentos provenientes de aneurismas de diâmetro transverso máximo >= 5,5 cm quando comparados aos fragmentos provenientes de aneurismas de diâmetro transverso máximo < 5,5 cm (grau 3 - 70% x 28,6% p = 0,011). Comparando-se os aneurismas sintomáticos versus os assintomáticos não foram identificadas diferenças significativas para as propriedades biomecânicas de falência dos fragmentos (força = 5,32±2,36 x 4,65±2,05 N, p = 0,155; tensão = 14,08±6,11 x 12,81±5,77 N/cm, p = 0,154; estresse = 103,02 x 84,76 N/cm2, p = 0,144 e deformidade = 0,38±0,12 x 0,41±0,13, p = 0,287), assim como para a espessura (1,56±0,41 x 1,57±0,41 mm p = 0,848) e composição histológica (fibras colágenas 44,67±11,17 x 44,02±13,79 % p = 0,808; fibras musculares lisas 2,52 x 2,35 %, p = 0,751; fibras elásticas inferior a 1%). CONCLUSÃO: Os fragmentos provenientes da parede anterior do saco aneurismático de aneurismas maiores mostraram-se mais resistentes, não se identificando diferenças entre os fragmentos quanto à espessura e conteúdo da matriz protéica. A maior resistência dos fragmentos de aneurismas maiores provavelmente está relacionada à adaptação da parede para suportar maior grau de sobrecarga hemodinâmica à medida que o diâmetro aumenta. Neste estudo esta adaptação não foi revelada pela análise histológica realizada e demonstra a limitação do estudo de fragmentos isolados de aneurismas para estimar o risco de ruptura dos mesmos / INTRODUCTION: The objective of this study was to determine the biomechanical and histological properties of fragments isolated from the anterior wall of abdominal aortic aneurysms. METHODS: Fragments of the anterior aneurysm wall were excised from the aneurysmatic sac of patients who underwent open surgery for repair of abdominal aortic aneurysm and divided into two specimens. One specimen was sent for histological analysis for quantification of collagen fibers, elastic fibers, smooth muscle cells and degree of inflammatory activity and the other, by uniaxial testing, was used to assess biomechanical properties, such as force, tension, and stress at the time of failure of the material. The means of parametric variables were evaluated with Student\'s t test or analysis of variance. When significant, we used the Tukey test to discriminate differences. The distributions of non-parametric variables were evaluated with Mann- Whitney or Kruskal-Wallis test. When significant, we used Dunn\'s test to discriminate differences. A p-value of less than 0.05 was considered statistically significant. RESULTS: Anterior-wall fragments from a total of 90 patients were considered. The average values of biomechanical parameters related to the resistance of the aorta (failure) were as follows: strength, 4.98±2.22 N; tension, 13.18±5.98 N/cm; and stress 103.14±47.09 N/cm2. The average deformation of the fragments at the time of the failure was 0.39±0.12. Fragments of aortic aneurysm with a maximum transverse diameter larger or equal to 5.5 cm showed average values for strength, tension, and stress at the time of the failure of the material (5.32±2.07 N, 13.83±5.58 N/cm, and 103.02 N/cm2, respectively), which were higher than those of fragments of aneurysms with diameters less than 5.5 cm (4.1±2.41 N, 10.82±6.48 N/cm, 77.03 N/cm2, respectively). The differences in the 3 parameters were statistically significant. However, no differences were observed between the groups in relation to average failure deformation (0.41±0.12 × 0.37±0.14; p = 0.260) and thickness of the analyzed fragments (1.58±0.41 × 1.53±0.42 mm; p = 0.662). The average values of fiber compositions of the fragments were as follows: collagen fibers, 44.34±0.48% and 61.85±10.14% (assessed using Masson trichrome staining and picrosirius red staining, respectively); smooth muscle cells, 3.46±2.23% (immunohistochemistry/alpha-actin); and elastic fibers, less than 1% (traces) (Verhoeff-van Gieson staining). No differences in fiber percentages were observed in the fragments from aneurysms with a maximum transverse diameter >= 5.5 cm and < 5.5 cm. A more intense inflammatory activity was assessed in fragments from aneurysms with maximum transverse diameter >= 5.5 cm than in fragments from aneurysms with maximum transverse diameter < 5.5 cm (grade 3 - 70% × 28.6%; p = 0.011). Compared to asymptomatic aneurysms, fragments from symptomatic aneurysms showed no significant differences in the biomechanical properties at the time of the failure (strength, 5.32±2.36 × 4.65±2.05 N, p = 0.155; tension, 14.08±6.11 × 12.81±5.77 N/cm, p = 0,154; stress, 103.02 × 84.76 N/cm2, p = 0.144; and deformity, 0.38±0.12 × 0.41±0.13, p = 0.287), thickness of the fragments (1.56±0.41 × 1.57±0.41 mm, p = 0.848) and histological composition (collagen fibers, 44.67±11.17 × 44.02±13.79%, p = 0.808; smooth muscle fibers, 2.52 × 2.35%, p = 0.751; elastic fibers, <1%). CONCLUSION: Fragments of the anterior wall removed from the aneurysmatic sac of large aneurysms appeared to be more resistant than those from small aneurysms. No differences between the aneurysm fragments were observed with respect to thickness and matrix protein content. The high resistance of fragments of larger aneurysms is probably attributable to the adaptation of the wall to support a high hemodynamic stress as the diameter of the aorta increases. In this study, this adaptation was not shown by histological analysis. This suggests a limitation of this study for assessing the risk of rupture based on isolated aneurysm fragments

INTRODUÇÃO: A craniotomia pterional é uma das técnicas mais utilizadas em neurocirurgia. É uma craniotomia que tem constantemente sido comparada com técnicas alternativas utilizadas para acessar alvos anatômicos similares. Esta craniotomia, contudo, apresenta desvantagens, necessitando de dissecção completa do músculo temporal. Prognósticos estéticos desfavoráveis são comuns e atribuídos à atrofia do músculo temporal e do tecido adiposo adjacente ou à lesão do ramo frontal do nervo facial. A neurocirurgia moderna busca equilibrar o balanço entre o traumatismo cirúrgico tecidual e a exposição microcirúrgica. Algumas modificações técnicas têm sido sugeridas para reduzir o tamanho da craniotomia pterional, visando reduzir o traumatismo tecidual e melhorar os resultados estéticos. Entretanto, estas modificações não permitem exposição cirúrgica suficiente nem garante resultados cosméticos melhores. Esta tese descreve uma nova técnica, denominada craniotomia minipterional, e compara a exposição anatômica por ela proporcionada com a da craniotomia pterional convencional. MATERIAL E MÉTODOS: A exposição anatômica proporcionada pelas craniotomias pterional e minipterional foram comparadas em oito lados de cabeça de espécimes anatômicas usando um sistema computadorizado de localização estereotáxica (Optotrak 3020, Nothern Digital, Waterloo, ON, Canada) para medir uma área hexagonal pré-definida de exposição cirúrgica, um microscópio robótico (Surgiscope; Elekta Instruments, Inc, Atlanta, GA) para quantificar a exposição angular de três alvos anatômicos (bifurcações das artérias carótida interna e da artéria cerebral e o ponto médio da artéria comunicante anterior), e um sistema de neuronavegação (Medtronic Surgical Navigation Technologies, Louisville, CO) para avaliar os limites da exposição cirúrgica de cada craniotomia. Os dados foram submetidos à análise estatística utilizando análise de variância (ANOVA) RESULTADOS: Não houve diferenças estatísticas na área de exposição cirúrgica total entre as duas craniotomias (pterional=1524,7 +/- 305,0 mm2; minipterional = 1469,7 +/- 380,3 mm2; p>0,05) ou entre os componentes ipsilateral, intermédio e contralaterais da área total (p>0,05). Nenhuma diferença foi observada na exposição angular ao longo dos eixos longitudinal e transversal para os três alvos anatômicos considerados (bifurcações das artérias carótida interna e da artéria cerebral média e o ponto médio da artéria comunicante anterior) (p>0,05). Exceto para o segmento distal do compartimento opérculo-insular da cisterna sylviana, nenhuma diferença significativa nos limites da exposição cirúrgica das duas craniotomias foi evidenciada pelo sistema de neuronavegação. CONCLUSÃO: A craniotomia minipterional propicia exposição cirúrgica comparável àquela oferecida pela craniotomia pterional. / INTRODUCTION: Pterional craniotomy is one of the most used and versatile approaches in neurosurgery. It constitutes a standard against which alternative surgical techniques to the same anatomic targets have been compared for years. This technique, however, is not without disadvantages. It requires complete dissection of the temporalis muscle. Poor outcomes are common and can be attributed to atrophy of the temporalis muscle and superficial temporal fat pad or to injury of the frontal branch of the facial nerve. Contemporary neurosurgical techniques strive to balance the need to minimize tissue trauma and to maximize anatomic exposure. Many surgical modifications have been described to minimize the size of the pterional craniotomy in an effort to decrease tissue trauma and improve cosmetic outcomes. In many instances, however, these modifications neither ensure a sufficient anatomic exposure nor guarantee satisfactory aesthetic outcomes. This thesis describes a novel technique, the minipterional craniotomy, and compares its anatomic exposure with that provided by the pterional technique. MATERIALS AND METHODS: The anatomic exposure offered by the minipterional and pterional techniques were compared in eight sides of cadaver heads using a computerized tracking system (Optotrak 3020, Nothern Digital, Waterloo, ON, Canada) to measure a predefined hexagonal area of surgical exposure, a robotic microscope (Surgiscope; Elekta Instruments, Inc, Atlanta, GA) to quantify angular exposure in the transverse and longitudinal axis for three anatomic targets (bifurcations of internal carotid and middle cerebral arteries and the middle point of the anterior communicating artery), and an image-guidance system (Medtronic Surgical Navigation Technologies, Louisville, CO) to evaluate the limits of exposure for each craniotomy. Data were submitted to statistical analysis using ANOVA. RESULTS: There were no statistical differences in the total area of surgical exposure between the two craniotomies (pterional=1524.7 +/- 305.0 mm2; minipterional = 1469.7 +/- 380.3 mm2; p>0.05) or among the ipsilateral, middle, and contralateral components of the area (p>0.05). There were no differences in angular exposure along the longitudinal and transverse axis angles for the three selected targets, the bifurcations of internal carotid and middle cerebral arteries, and the anterior communicating artery (p> 0.05). Except for the distal portion of the operculoinsular compartment of the sylvian fissure, no significant differences in the limits of the surgical exposure through the pterional and minipterional were apparent on the image-guidance system. CONCLUSION: The minipterional craniotomy provides comparable surgical exposure to that offered by the pterional technique.

Com a evolução da medicina e o consequente envelhecimento da população, o aneurisma de aorta abdominal (AAA) se tornou uma doença cada vez mais presente, sobretudo em homens. A falta de conhecimento detalhado do comportamento mecânico do tecido aórtico abdominal é o principal gargalo no refinamento do critério para a recomendação de cirurgia corretiva, resultando, ainda hoje, no óbito decorrente da ruptura desses aneurismas. O entendimento do comportamento mecânico desse tecido permitirá o refinamento do critério atual, salvando mais vidas. Esse entendimento pode ser obtido através da Mecânica do Contínuo, utilizando dados experimentais de ensaios mecânicos para avaliar e descrever o comportamento do material. Para que isso ocorra, é necessário que o teste seja feito em dois eixos independentes. No presente trabalho, foram escolhidos os eixos longitudinal e circunferencial para a realização de testes mecânicos, levando em consideração aspectos de metodologias já utilizadas, seus pontos fortes e deficiências. São apresentados o projeto, a construção e e a calibração de um equipamento para ensaios biaxiais de tecidos biológicos tubulares, extraídos de cadáveres, e testados até a ruptura, com a possibilidade de realização de ensaios de pré-condicionamento. Tubos de látex foram utilizados na calibração do equipamento, de cuja utilização é esperada grande contribuição na ampliação do conhecimento da probabilidade de ruptura de AAAs e em uma melhor compreensão do comportamento do tecido da uretra peniana. / The evolution of Medicine has enabled humans to live longer. With that, the incidence of abdominal aortic aneurysms (AAAs) has grown, especially among males. The lack of detailed knowledge on the mechanical behavior of the abdominal aortic tissue is the main bottleneck in the improvement of the criterion for recommending corrective surgery. Therefore, many patients still die from the rupture of those aneurysms. Better understanding of the tissues mechanical behavior will allow the refinement of todays criterion, thus saving more lives. This understanding can be obtained from Continuum Mechanics, using mechanical test experimental data to evaluate and describe the behavior of the material. The data has to come from tests performed in two independet axes. This Masters thesis presents the project, manufacturing and calibration of an apparatus for the test of cylindrical biological tissues in two directions, longitudinal and circumferential. Aspects of pre-existent tests and methods and their positive and negative sides were taken into account. The specimens will come from cadavers, and it will be possible to pre-condition them, as well as to test them to the rupture. Latex tubes were used in the calibration of the apparatus, whose utilization is expected to improve the knowledge on AAA rupture probability, as well as to improve the comprehension of the penile urethral tissues behavior.

Les nouvelles technologies d'imagerie basées sur la tomodensitométrie en coupe permettent l'évaluation de très haute qualité de la structure 3D de l'aorte thoracique. La reconstruction virtuelle et les modèles géométriques de l'aorte sont indispensables à l'exploitation des images dont le temps de traitement manuel reste cependant considérable et les outils numériques insuffisants ou inadaptés pour mesurer correctement sa morphologie. L'aorte n'est pas un simple tube de conduction du sang mais un organe de régulation de la pulsatilité des ondes de pression provoquées par l'éjection cardiaque. Ses désordres biomécaniques peuvent accélérer la formation de calcifications dans sa paroi et entrainer des risques de graves complications, comme les anévrismes et les dissections. La réparation aortique basée sur l'implantation d'endoprothèses est en pleine évolution et requiert des renseignements morphologiques précis pour en améliorer le taux de succès. Notre objectif a été d'étudier la géométrie tridimensionnelle de l'aorte en développant des algorithmes appropriés. Une plateforme informatique a été conçue et testée pour étudier trois pathologies de l'aorte: l'athérosclérose calcifiée, l'anévrisme et la dissection. L'hypothèse du travail a été que la géométrie spécifique des artères de chaque individu joue un rôle complémentaire à celui des facteurs de risque traditionnels dans le développement de ces pathologies. Notre premier travail a montré que trois facteurs résument 80% de la variabilité géométrique de l'aorte thoracique: le volume aortique, le déroulement et la symétrie de l'arche aortique, avec des taux de variabilité respectifs de 46%, 22% et 12%. Dans deux travaux suivants, nous avons montré que les calcifications de l'aorte thoracique se concentrent principalement dans la crosse et dans le segment descendant proximal, et que cette distribution était associée à la morphologie de l'aorte indépendamment de l'âge, du sexe, de la surface corporelle et des facteurs de risque traditionnels. Le quatrième travail a montré que le score de dépôt calcique dans toute l'aorte thoracique incluant la crosse était plus étroitement associé aux complications non-cardiaques, vasculaires périphériques et cérébrales, que le score traditionnel de calcium coronaire. Il faut noter que la crosse aortique n'est pas visualisée dans les études de routine de calcium coronaire sans injection. Le cinquième travail décrit un modèle déformable capable de segmenter la lumière aortique dans un contexte pathologique. Il a été appliqué pour étudier de façon automatisée la taille d'un anévrisme abdominal avant et après la pose d'une endoprothèse. Dans le dernier travail, la méthode précédente a été adaptée pour étudier la géométrie aortique des patients atteints de dissection comparativement à un groupe témoin de patients qui en étaient indemnes. Trois variables géométriques ont été identifiées dans le modèle de prédiction du risque de dissection: le diamètre de la crosse, la longueur de l'aorte thoracique et l'âge. En conclusion, nos résultats montrent que les maladies aortiques sont étroitement associées à la géométrie de l'aorte indépendamment des facteurs de risque traditionnels. Les algorithmes que nous avons développés ouvrent la voie à l'automatisation et à une réduction de la variabilité des mesures. / New imaging technologies, including those associated with multislice computed tomography, allow to evaluate the structure of the thoracic aorta in 3D with an impressive resolution. Aortic virtual reconstruction and geometric modeling are essential for imaging evaluation because manual measurements are time-consuming, and the available tools still need to be adapted to complex aortic morphologies. The aorta is more than a simple tubular conduit vessel for blood. It also regulates the pulsatile pressure waves that are injected into the arterial system by the left ventricle. The biomechanical disorders produced by these waves can accelerate the formation of calcium deposits within the arterial wall. Furthermore, they are thought to be responsible for severe aortic complications, including aneurysms and dissections. Endovascular aortic repair is a modern technique based on the implantation of an endograft to restore the normal blood flow. Precise morphological measurements are required to improve this technique, for both surgery planning and patient follow up. Our objective was to develop original algorithms to study the aortic geometry in 3D. A computing platform was designed and tested to analyze three main aortic pathologies: calcified atherosclerosis, aneurysms and dissections. The hypothesis of our study was that the individual arterial geometry of a subject plays a complementary role in the development of vascular pathologies beyond traditional risk factors. Our first work revealed that 80% of the total geometric variability in the thoracic aorta might be explained using 3 factors: the aortic volume, the aortic arc unfolding and its asymmetry. Variability percentages accounted for 46%, 22% and 12%, respectively. The next 2 works, showed that calcifications in the thoracic aorta were concentrated in the aortic arch and in the proximal descending segment. This spatial distribution was associated with aortic morphology, independently of age, sex, body surface area and traditional risk factors. Our fourth article revealed that calcium deposits in the entire thoracic aorta (including the aortic arch) was associated with non-cardiac events, beyond the standard coronary artery calcium score. It is noteworthy that the aortic arch region is systematically excluded from standard scans. Our fifth manuscript described a novel deformable model applied to the aortic segmentation under pathological contexts. It was used to estimate the size and shape of abdominal aneurysms before and after endograft implantation. In the last work, this method was adapted to study the geometry of the thoracic aorta of patients with an aortic dissection with respect to a control group. Three anatomic variables were identified for the risk prediction model: the aortic arch diameter, the thoracic aortic length and the age of the patient. In conclusion, our results show that aortic diseases are closely associated with aortic geometry, independently from traditional risk factors. The developed algorithms improved the automation of measurements and reduced the variability of the estimations.