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Es wurde berichtet, dass das neuartige Contour Neurovascular System (CNS) bei intrakraniellen Aneurysmen mit weitem Hals zu hohen Okklusionsraten führt (Liebig et al. 2022). In 10–30 % der Fälle gelingt es dem CNS jedoch nicht, eine ausreichende Okklusion der behandelten Aneurysmen zu erreichen (Gärtner et al. 2023). Unter den verschiedenen Faktoren, die zu einer unvollständigen Okklusion von Aneurysmen nach der Behandlung mit dem CNS beitragen, sind die Platzierung und die Dimensionierung des Geräts sehr wahrscheinlich die relevantesten.
Um die Prozesse, die zu einer unvollständigen Okklusion nach der CNS-Platzierung führen, besser zu verstehen, können In-vitro- und In-silico-Simulationen dazu beitragen, die Behandlungsergebnisse in Zukunft zu verbessern.
Zur Untersuchung der verschiedenen Forschungsziele steht am Forschungscampus STIMULATE eine hervorragende Infrastruktur zur Verfügung. Patientenspezifische Fälle von intrakraniellen Aneurysmen, die multizentrisch erfasst werden, werden segmentiert und in virtuelle, 3D-druckbare hohle Gefäßmodelle umgewandelt. Unter Verwendung des hochauflösenden, auf Stereolithografie basierenden 3D-Druckverfahrens mit einem Formlabs Form 3+ (Formlabs, Somerville, MA, USA) sowie dem Prusa SL1S (Prusa Research a.s., Prag, Tschechische Republik) werden die segmentierten Aneurysmen gefertigt (siehe Abbildung 1). Die verschiedenen patientenspezifischen Phantommodelle können für jeden Patienten korrekt in einem 3D-gedruckten Schädelmodell mit einem hohen Anteil
an Steinmehl positioniert werden. Diese Anordnung ermöglicht eine individuelle Platzierung der Gefäße, und das Schädelmodell erzielt im Angiographiesystem eine realitätsnahe Strahlungsabschwächung (siehe Abbildung 2).
Unter Verwendung einer Pulsationspumpe (FlowTek 125, United Biologics, Inc., Irvine, CA, USA) in
Kombination mit selektiver Kontrastmittelinjektion lässt sich ein neurovaskuläres Trainingssystem für das Training der Platzierung im ZNS innerhalb des hauseigenen Angiographiegeräts (ARTIS icono biplane, Siemens Healthineers AG, Erlangen, Deutschland) realisieren.
Darüber hinaus werden In-silico-Untersuchungen durchgeführt, um die resultierende Strömungsmodulation und den Behandlungseffekt auf die Strömung zu untersuchen. Mithilfe der numerischen Strömungsmechanik können verschiedene Platzierungsszenarien, die im neurovaskulären Trainingsaufbau durchgeführt werden, virtuell nachgebildet werden. Dies gewährleistet Einblicke in die Strömungsmuster nach der Implantation des Geräts und den hämodynamischen Effekt auf die behandelten Aneurysmen.