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).

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

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

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.

A ruptura do aneurisma da aorta abdominal está entre as principais causas de óbito. A alta morbi-mortalidade associada à ruptura e tratamento dos aneurismas representa um grande desafio aos médicos e um alto risco aos pacientes. Apesar dos modelos experimentais serem úteis para compreendermos, treinarmos, testar novos métodos diagnósticos e terapêuticos para esta doença, os modelos existentes até o momento ainda não são os ideais. Nos modelos existentes, os animais são muito pequenos e não representam a doença nos humanos, ou o procedimento envolve laparotomia, ou o comportamento do aneurisma criado não é semelhante ao de um aneurisma verdadeiro. Desenvolvemos, a partir de uma abordagem minimamente invasiva, um método eficiente de induzirmos a formação de um aneurisma verdadeiro na aorta abdominal infrarrenal de porcos Large White. Os animais foram submetidos a indução química a partir de uma aplicação por via endovascular de cloreto de cálcio a 25% ou elastase pancreática suína. Os animais controles foram submetidos a tratamento com soro fisiológico (NaCl 0,9%). Todos os animais foram submetidos à mesma técnica operatória, sob anestesia geral. Os animais foram acompanhados com exames ultrassonográficos com Doppler semanalmente, e as aortas colhidas para testes biomecânicos e análise histológica após 4 semanas. Apesar das aortas tratadas com elastase apresentarem apenas dilatação, estudos de imagens, histológicos e biomecânicos mostraram que as aortas tratadas com cloreto de cálcio evoluíram para aneurismas verdadeiros, com comportamento biomecânico semelhante ao dos aneurismas de humanos. Estes resultados/achados indicam que a abordagem endovascular para a indução de aneurisma é factível e não ocasiona uma fibrose retroperitoneal / Abdominal aortic aneurysms rupture are among the main causes of death. The high morbidity and mortality associated with aneurysm rupture and repair represents a challenge for surgeons and high risk for patients. Although experimental models are useful to understand, train, and develop new treatment and diagnostic methods for this disease, animal models developed to date are far from ideal. Animals are either too small and do not represent the pathology of humans, or the procedures employ laparotomy, or the aortic behavior does not resemble that of a true aneurysm. We developed a novel, less invasive and effective method to induce true aortic aneurysms in Large White pigs. Animals were submitted to an endovascular chemical induction using either calcium chloride (25%) or swine pancreatic elastase. Controls were exposed to saline solution. All animals were operated on using the same surgical technique under general anesthesia. They were followed weekly with ultrasound examinations and at 4 weeks the aorta was harvested. Although elastase induced only arterial dilation, imaging, histological, and biomechanical studies of the aorta revealed the formation of true aneurysms in animals exposed to calcium chloride. Aneurysms in the latter group had biomechanical failure properties similar to those of human aneurysms. These findings indicate that the endovascular approach is viable and does not cause retroperitoneal fibrosis

INTRODUÇÃO: O diâmetro transverso máximo (DTM) de um aneurisma da aorta abdominal (AAA), a medida mais comumente utilizada para determinar quando uma intervenção cirúrgica está indicada nos portadores desta afecção, tem limitações e não reflete o exato risco de rotura. Parâmetros biomecânicos e morfológicos detectados pelo ultrassom (US) com propriedades tridimensionais (3D), podem ajudar a melhor entender o comportamento dos AAA e a determinar o melhor momento para o tratamento cirúrgico deste grupo de pacientes. OBJETIVOS: Verificar a capacidade e a viabilidade do ultrassom bidimensional (US-2D) acoplado com algoritmos de speckletracking em avaliar as propriedades biomecânicas da aorta em pacientes com e sem AAA. Mensurar o volume parcial dos AAA através do ultrassom tridimensional (US- 3D) e compará-lo com o volume estimado pela tomografia computadorizada (TC). MÉTODOS: Este foi um estudo prospectivo. Trinta e um pacientes com aortas normais (grupo 1), 46 pacientes com AAA de diâmetro máximo entre 3,0 - 5,5 cm (grupo 2) e 31 pacientes com diâmetro dos AAA >- 5,5 cm (grupo 3) foram submetidos ao exame de US 2D/3D da aorta infrarrenal, e as imagens foram pós-processadas antes de serem analisadas. No diâmetro máximo, o strain (deformação) circunferencial global e a rotação global máxima acessados pelo algoritmo de speckle-tracking 2D foram comparados entre os três grupos. O strain regional da parede posterior foi também comparado com o da parede anterior em todos os grupos. Os dados de volumetria obtidos usando o US-3D de 40 pacientes foram comparados com os dados de volumetria obtidos por uma TC contemporânea. RESULTADOS: A mediana do strain circunferencial global foi 2,0% (interquartile range (IR): 1,0 - 3,0), 1,0% (IR: 1,0 - 2,0) e 1,0% (IR: 1,0 - 1,75) nos grupos 1, 2 e 3 respectivamente (p < 0,001). A mediana da rotação global máxima diminuiu progressivamente dos grupos 1 ao 3 (1,38º (IR: 0,77 - 2,13), 0,80º (IR: 0,57 - 1,0) e 0,50º (IR: 0,31 - 0,75) (p < 0,001)). Na análise regiãoespecífica, o pico de strain na parede posterior foi significativamente maior que na parede anterior apenas no grupo 3 (p = 0,003). Os volumes dos AAA estimados pelo US-3D tiveram boa correlação com a TC (R-square = 0,76). CONCLUSÕES: O US é capaz de detectar parâmetros biomecânicos distintos entre aortas normais, aneurismas pequenos e aneurismas grandes. A propriedade 3D do US é capaz de determinar o volume dos AAA e apresenta boa correlação com o método padrão ouro (TC). Estudos prospectivos e com seguimento longo são necessários para aprofundar a compreensão não invasiva do comportamento biomecânico e morfológico dos AAA e correlacionar esses parâmetros com o risco de rotura / INTRODUCTION: The maximum transverse diameter of an abdominal aortic aneurysm (AAA), the most common measurement utilized to determine whether surgical intervention is indicated, has limitations and does not reflect the exact risk of rupture. Biomechanical and morphological parameters detected by ultrasound (US), including three-dimensional (3D) properties, can help to better understand the behavior of AAA and to determine the optimal approach to treatment in this group of patients. OBJECTIVES: To demonstrate the feasibility and the ability of the US with speckletracking algorithms to evaluate biomechanical parameters of the aorta in patients with and without abdominal aortic aneurysm (AAA). To measure the partial aneurysm volume by 3D-US and to compare it with the aneurysm volume measured by computed tomography (CT). METHODS: It was a prospective study. Thirty-one patients with normal aortas (group 1), 46 patients with AAA measuring 3.0 - 5.5 cm (group 2) and 31 patients with AAA >- 5.5 cm (group 3) underwent a 2D/3D US examination of the infrarenal aorta, and the images were post-processed prior to being analyzed. In the maximum diameter, the global circumferential strain and the global maximum rotation assessed by 2D speckle-tracking algorithms were compared among the three groups. The regional strain on posterior wall was also compared to that in the anterior wall for all groups. The volumetry data obtained using 3D-US from forty AAA patients was compared with the volumetry data obtained by a contemporary CT. RESULTS: The median global circumferential strain was 2.0% (interquartile range (IR): 1.0 - 3.0), 1.0% (IR: 1.0 - 2.0) and 1.0% (IR: 1.0 - 1.75) in groups 1, 2 and 3, respectively (p < 0.001). The median global maximum rotation decreased progressively from group 1 to 3 (1.38º (IR: 0.77 - 2.13), 0.80º (IR: 0.57 - 1.0) and 0.50º (IR: 0.31 - 0.75) (p < 0.001)). In the region-specific analysis, the strain in the posterior wall was significantly higher than anterior wall only in group 3 (p = 0.003). AAA volume estimations by 3D-US correlated well with CT (R-square = 0.76). CONCLUSIONS: The US can detect distinct biomechanical parameters between normal aorta, small aneurysms and big aneurysms. The 3D property of US is able to determine AAA volume and correlates well with the gold standard technique (CT). Prospective studies and with long-term follow-up are necessary in order to deepen the non invasive understanding of AAA biomechanical and morphological behavior and to correlate those parameters with rupture risk

Pequenas alterações da função renal durante a internação hospitalar e mais especificamente no período pós-operatório determinam significativo aumento na morbi-mortalidade hospitalar. A fim de determinar a incidência de insuficiência renal aguda (IRA) e os fatores de risco para seu desenvolvimento no pós-operatório de cirurgia para correção de aneurismas da aorta tóraco-abdominal e abdominal, foi realizado estudo retrospectivo das operações eletivas no ano de 2000. Foi encontrada alta incidência de IRA, tanto IRA leve, descrita como elevação de 25% da creatinina basal, em 57% dos pacientes, como uma forma mais grave, descrita como elevação de 50% e encontrada em 33% dos pacientes. Os fatores de risco independentes para IRA leve foram a presença de clampeamento acima do óstio das artérias renais (OR 6,9, IC 95% 1,32-36,12) e o tempo total de anestesia maior que 339 min (OR 1,00 para cada min acima de 339min, IC 95% 1,003-1,016). Para lesão mais grave, a instabilidade hemodinâmica, representada pela necessidade do uso de droga vasoativa no pós-operatório, também foi fator independente para o desenvolvimento de IRA (OR 7,4, IC 95% 1,84-30,16). A mortalidade hospitalar encontrada no estudo foi de 42,8% nos pacientes que tiveram clampeamento supra-renal, e 21,4% nos pacientes com clampeamento apenas infra-renal. Neste estudo, os fatores de risco independentes para óbito foram a filtração glomerular (FG) menor que 49 mL/min (OR 17,07, IC 95% 2,00-145,23), a necessidade de clampeamento acima das artérias renais (OR 9,6, IC 95% 1,37-67,88), desenvolvimento de IRA considerada como aumento da creatinina de 50% em relação a basal (OR 8,8, IC 95% 1,31-59,39) e a hiperglicemia no pós-operatório (OR 19,99, IC 2,32-172,28). Conhecendo a incidência de IRA, os fatores de risco para o seu desenvolvimento e a morbi-mortalidade associada ao seu desenvolvimento, foi testada N-acetilcisteína (NAC) como medida protetora, através de estudo randomizado, placebo-controlado e duplo-cego com os pacientes elegíveis para correção cirúrgica eletiva de aneurismas da aorta tóraco-abdominal e abdominal. NAC foi administrado por via oral 1200mg duas vezes ao dia 24 horas antes da operação, e após esta por 48 horas de forma endovenosa, 600mg de 12 em 12horas. Quarenta e dois pacientes foram incluídos no estudo, 18 no grupo NAC e 24 no grupo controle. A creatinina e FG basal foram semelhantes entre os grupos (1,19±0,33 vs 1,37±0,49 mg/dL; e 64,6±26,22 vs 65,7±28,32 ml/min, NAC vs controle, respectivamente, p=0,17 e p=0,90). A incidência de IRA leve, definida como aumento de 25% da creatinina basal, foi de 36% (13/36), mas não foi estatisticamente diferente entre os dois grupos (7/14, 50% no grupo NAC e 6/22, 27,3% no grupo controle, p=0,16). A mortalidade hospitalar foi de 23% (10/42) e também não foi diferente (p=0,209) entre os grupos, 33,3% no NAC e 16,7% no controle, o mesmo ocorrendo com o tempo de internação na UTI (2,93±1,53 vs 2,52±1,36 dias, p=0,40). Dessa forma, esse estudo sugere que embora possa haver algum efeito biológico da NAC, o seu uso na prevenção da IRA associada à operação eletiva de aneurisma da aorta abdominal não é justificável / Small alterations of the renal function during hospital stay and more specifically in the postoperative period determine significant increase in hospital mortality. In order to determine the incidence of AKI (acute kidney injury) and the risk factors for its development in the postoperative period of elective surgical open repair of thoracoabdominal and abdominal aortic aneurisms, it was carried out a retrospective study through the year of 2000. It was found high incidence of AKI, defined as a 25% increase in baseline serum creatinine (SCr), which occurred in 57% of the patients, and in a more strict definition, 50% increase in SCr, which occurred in 33%. The independent risk factors for AKI 25% was the presence of supra-renal clamping (OR 6,9, IC 95% 1,32-36,12) and the total anesthesia duration greater than 339 min (OR 1,00 for each min above 339 min, IC 95% 1,003-1,016). For more serious AKI (50%), the hemodynamic instability, represented for the need of vasoactive drugs in the postoperative period, also was an independent risk factor (OR 7,4, IC 95% 1,84-30,16). The mortality rate found in the study was 42,8% in patients who had supra-renal aortic clamping, and 21,4% in those with only infra-renal aortic clamping. In this study, the independent risk factors for death was baseline glomerular filtration rate (GFR) less than 49mL/min (OR 17,07, IC 95% 2,00-145,23), the need of supra-renal aortic clamping (OR 9,6, IC 95% 1,37-67,88), AKI defined as an increase of 50% in baseline SCr (OR 8,8, IC 95% 1.31-59,39) and the hyperglycemia in the postoperative period (OR 19,99, IC 2,32-172,28). Thereafter, we tested the protective effect of NAC through a randomized, placebo-controlled, double-blind study with patients eligible for elective open surgical repair of thoracoabdominal e abdominal aortic aneurisms. NAC was give po 1200mg twice daily 24 hours before the operation, and for 48 hours after surgery 600mg twice daily iv. Forty-two patients were enrolled in the study, 18 in group NAC and 24 in the control group. The baseline SCr and baseline GFR did not differ between groups (1,19±0,33 vs 1,37±0,49 mg/dL; and 64,6±26,22 vs 65,7±28,32 ml/min), NAC vs control, respectively, p=0,17 e p=0,90. The incidence of AKI defined as 25% increase in baseline SCr was 36% (13/36), but it was not statistically different between groups (7/14, 50% in NAC and 6/22, 27.3% in the control group, p=0,16). Hospital mortality was 23% (10/42) and was not different (p=0,209) in NAC group (33,3%) when compared with control (16,7% ). Likewise, the length of ICU stay did not differ (2,93±1,53 vs 2,52±1,36 days, p=0,40). This study suggests that although a biological effect of NAC cannot be excluded, its use in the prevention of AKI associated with elective aortic aneurysms cannot be justified