Auswertung der Prozedur für die Durchführung einer wachen Zystometrie in einem Mausmodell
Summary
Diese Studie beschreibt die chirurgischen Eingriffe und experimentellen Techniken zur Durchführung einer wachen Zystometrie in einer frei bewegenden Maus. Darüber hinaus bietet es experimentelle Beweise für seine Optimierung und Standardisierung zu unterstützen.
Abstract
Awake Füllung Zystometrie wurde für eine lange Zeit verwendet, um Blase Funktion in frei bewegenden Mäusen zu bewerten, aber die spezifischen Methoden verwendet, variieren zwischen Laboratorien. Das Ziel dieser Studie war es, das mikrochirurgische Verfahren zu beschreiben, das verwendet wurde, um ein intravesikales Röhrchen zu implantieren, und die experimentelle Technik zum Aufzeichnen des Harnblasendrucks in einer wachen, frei beweglichen Maus. Darüber hinaus werden experimentelle Daten dargestellt, um zu zeigen, wie Chirurgie, sowie Schlauch-Typ und Größe, beeinflussen niedrigere Harnwege Funktion und Aufzeichnung Empfindlichkeit. Die Wirkung des Rohrdurchmessers auf die Druckaufzeichnung wurde sowohl in Polyethylen- als auch in Polyurethan-Schläuchen mit unterschiedlichen Innendurchmessern bewertet. Anschließend wurde das bestmögliche Rohr aus beiden Materialien chirurgisch in die Kuppel der Harnblase von männlichen C57BL / 6-Mäusen implantiert. Zwölfstündige, über Nacht Miktionsfrequenz wurde bei gesunden, intakten Tieren und Tieren 2, 3, 5 und 7 Tage nach der Operation aufgezeichnet. Bei der Ernte, Blasen wVeregen auf Anzeichen von Quellung mit grober Beobachtung und wurden anschließend für pathologische Analyse verarbeitet. Das grösste Ausmaß der Blasenschwellung wurde am Tag 2 und 3 beobachtet, was mit den Verhaltensstörungsdaten korrelierte, die eine signifikant beeinträchtigte Blasenfunktion zeigten. Am Tag 5 hatte sich die Blasenhistologie und die Hohlraumfrequenz normalisiert. Basierend auf der Literatur und den Beweisen, die von unseren Studien zur Verfügung gestellt werden, schlagen wir die folgenden Schritte für die in vivo Aufzeichnung von intravesikalen Druck und void Volumen in einer wachen Maus: 1) Durchführung der Operation mit einem Operationsmikroskop und mikrochirurgische Werkzeuge, 2) Verwenden Sie Polyethylen-10 Schlauch, um Bewegungsartefakte zu minimieren, und 3) Zystometrie am postoperativen Tag 5 durchführen, wenn die Blasenschwellung auflöst.
Introduction
Die Füllung der Zystometrie (FC) ist eine diagnostische Methode, bei der ein Katheter in die Harnblase gelegt wird, um den Druck während der langsamen Blasenfüllung aufzuzeichnen. Zuerst eingeführt 1927 als klinische Diagnostik Methode zur Bewertung der unteren Harnwege Funktion, ist es weit verbreitet geblieben. 1 In Forschungsanwendungen kann FC verwendet werden, um die Blasenfunktion bei gesunden und kranken Tiermodellen zu testen und die Wirkungen von pharmakologischen Wirkstoffen zu untersuchen. Nagetier-Tier-Modelle werden häufig verwendet, um niedrigere Harnwege-Funktion zu untersuchen. 2 In dieser Gruppe von Säugetieren wurde FC zuerst für den Einsatz bei Ratten entwickelt. 3 Hier wurde die Methodik zur Implantation eines Röhrchens in die Harnblase und zur Durchführung von FC gut beschrieben und von vielen Forschern mit einer akzeptablen Reproduzierbarkeit verwendet. 4 Die Verfügbarkeit von transgenen und knockenden Stämmen macht Mäuse zu einer wertvollen Spezies für zahlreiche Forschungsgebiete,Einschließlich des Feldes der unteren Harnwege Dysfunktion. Die Methodik, die für die Durchführung der Maus-Zystometrie verwendet wird, variiert zwischen den Laboratorien erheblich, was es schwierig macht, die Ergebnisse zu vergleichen. 5
Im Vergleich zu Ex-vivo- Modellen bewahrt FC eine niedere Harnwege-Anatomie, so dass die koordinierte Funktion zwischen der Blase und ihrem Auslass während der Lagerung und der Leerlaufphasen des zu beurteilenden Miktionszyklus ermöglicht wird. Bisherige Untersuchungen zeigen, dass zahlreiche, häufig verwendete Anästhetika die Miktionskontraktion unterdrücken. Agenten, die die Harnblase glatte Muskelkontraktion (Urethan, α-Chloralose, Ketamin und Xylazin) bewahren, die es dem Tier erlauben, zu mischen, die funktionelle Blasenkapazität noch signifikant zu reduzieren und die Neurotransmission zu unterdrücken. 6 , 7 , 8 , 9 Obwohl technisch anspruchsvoller, hat FC in awAke ambulating Tiere bewahrt die funktionale Integrität des Miktionsreflexes.
Niedrige Harnwege-Funktion wird durch mehrere Faktoren beeinflusst, einschließlich postoperative Blasenwand Schwellung, Stress durch Schmerzen und Unannehmlichkeiten und Umwelteinflüsse. Mit einer chirurgischen Technik, die Gewebeschäden während der Röhrenimplantation minimiert und Aufzeichnungsverfahren, die die Röhrenbewegung reduzieren, während sie gleichzeitig dem Tier erlauben, sich frei zu bewegen, sind für die Erzielung genauer und reproduzierbarer Aufnahmen unerlässlich.
Wenn sie in vivo adäquat durchgeführt werden FC in frei bewegten Tieren können Daten liefern, die die physiologische Blasenfunktion zuverlässig widerspiegeln. 10 FC in frei bewegten Tieren können Daten über die folgenden Parameter liefern; Basal- oder Baseline-Druck: Minimaler Druck zwischen zwei Miktionen. Zwischendruck: mittlerer Druck zwischen zwei Miktionen. Schwellwert: Intravesikaler DruckVor der Miktion. Maximaler Druck: Maximaler Blasendruck während eines Miktionszyklus. Spontane Aktivität (oder mittlerer Intermicturition Oszillationsdruck): Intermicturition Druck minus Basaldruck. Nicht-voiding Kontraktionen: Erhöhung des intravesikalen Drucks während der Füllphase, nicht mit der Freisetzung von Flüssigkeit verbunden. Blasenkapazität: Blasenkapazität geteilt durch Schwellendruck minus Basaldruck. Miktionsfrequenz: Anzahl der Miktionen pro Zeiteinheit. Intermicturitionsintervall: Zeitraum zwischen zwei maximalen Leerendrücken. Blasenkapazität: Infundiertes Volumen geteilt durch die Anzahl der Miktion. Eine detaillierte Beschreibung dieser Parameter und standardisierter Terminologie wurde zuvor veröffentlicht. 11
FC kann mit einem kontinuierlichen oder einstufigen intravesikalen Infusionsverfahren durchgeführt werden. Kontinuierliche Zystometrie ermöglicht die Aufzeichnung von mehreren Miktionszyklen und die Auswahl von repräsentativen Daten basiertAuf Reproduzierbarkeit Die Genauigkeit bei der Messung der Blasenkapazität ist aufgrund des unbekannten Restvolumens begrenzt. Darüber hinaus ist es schwierig, kleine, voidvolumige Volumina (die auf Stress und Geschlecht variieren, zwischen 30 und 184 μl) in frei ambulierenden Mäusen zu sammeln. Mit dieser Methode zur Aufzeichnung von void Volumen ist weniger genau im Vergleich zu einer anästhesierten Vorbereitung, aber es ist überlegen, dass es die unterdrückenden Auswirkungen der Anästhetika auf die Blasenfunktion vermeidet. Eine Einzelzyklus-Zystometrie sollte zur Beurteilung der Blasenkapazität verwendet werden. Bei dieser Methode wird die Blase vor der Infusion durch Absaugen entleert und die Kapazität wird als Funktion der Infusionsrate multipliziert mit der Zeit bis zum maximalen Druck berechnet.
Obwohl die Technik der Durchführung von Zystometrie bei kleinen Nagetieren veröffentlicht wurde, beschrieb sie die Operation bei einer Ratte durchgeführt und empfahl, dass die Maus-Zystometrie unter Urethan-Anästhesie durchgeführt werden sollte. 10 Das Ziel dieser Kommunikation ist tO beschreiben sowohl die mikrochirurgischen Techniken, die verwendet werden, um eine intravesikale Röhre in die Kuppel der Harnblase zu importieren, und die experimentelle Aufstellung, die verwendet wird, um eine untere Harnwegefunktion aufzuzeichnen, in vivo während der kontinuierlichen Blasenfüllung und Miktion in einer wachen, frei beweglichen Maus. Darüber hinaus wurden Experimente durchgeführt, um zu adressieren, wie Schlauchlänge, -durchmesser und -material sowie die Methode zur Durchführung von in vivo FC die Aufzeichnung beeinflussen. Dieses experimentelle Protokoll fasst bisher veröffentlichte Techniken zusammen und schlägt eine Reihe von Modifikationen vor, die auf experimentellen Ergebnissen basieren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Optimales Material und Größe der intravesikalen Schläuche
Um den Effekt zu bestimmen, der Schlauchdurchmesser auf Druckaufzeichnungen hat, haben wir verschiedene mikrofluidische Rohre getestet; PE50 (0,58 mm ID), Polyurethan PU027 (0,4 mm ID), PE25 (0,46 mm ID) und PE10 (0,28 mm ID). Für jede Röhre wurde der Druck mit der Infusionspumpe aufgezeichnet, die mit 1 mL / h betrieben wurde, während das Röhrchen rasch von 0 auf 30 cm bewegt wurde. Initiale In-vivo-Experimente versuchten, PE50-R…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was funded by the Department of Surgery University of Vermont, Danish Council for Independent Research, and by the Odense University Hospital.
Materials
| Polyethylene (PE) 10 tubing | Instech | BTPE-10 | Fits 30G connectors/plugs |
| Polyethylene (PE) 50 tubing | Instech | BTPE-50 | Fits 22G connectors/plugs |
| 22ga single channel stainless steel swivel | Instech | 375/22 | |
| High Carbon Steel Utility Extension Spring (9/64" OD) | Grainger | 1NAH1 | Protects PE50 tubing – Cut to length |
| 22G connector | Instech | SP22/12 | |
| Yutaoz Professional Hot Melt Adhesive Glue Gun | Yutaoz | Use low temperature setting (100°C) – Any hot melt glue gun with an adjustable temperature range will work | |
| Surebonder DT-2010 all purpose glue stick | Surebonder | Any all purpose hot glue will work | |
| Dumont #5 curved microforceps | World Precision Instruments | 500232 | |
| Dumont #7 curved microforceps | World Precision Instruments | 14188 | |
| Mini dissecting scissors – straight | World Precision Instruments | 503240 | |
| Micro mosquito forceps (12.5cm) | World Precision Instruments | 500451 | |
| Dissecting scissors – straight | World Precision Instruments | 14393 | |
| Castroviejo Needle Holder | World Precision Instruments | 503258 | |
| Isoflurane, USP | Phoenix | 2%, 1 L/min flow rate | |
| Buprenorphine | 0.05mg/kg | ||
| 0.9% Sodium Chloride Irrigation, USP | Baxter | ||
| 6-0 Ethilon black monofilament, non-absorbable suture | Ethicon | Bladder tie | |
| 6-0 Vicryl violet braided, absorbable suture | Ethicon | Muscle suture, running | |
| 6-0 Prolene blue monofilament, non-absorbable suture | Ethicon | Skin suture, vertical mattress, buried interrupted | |
| KD Legato 210 infuse/withdraw pump | KD Scientific | 1.5ml/hr | |
| Disposable pressure transducer | Digitimer | NL108T2 | |
| Pressure Amplifier | Digitimer | NL108A | |
| Power1401-3 data acquisition interface | Digitimer | ||
| Spike2 | Cambridge Electronic Design Limited | PC pressure recording software | |
| Leica MZ6 surgical operating microscope (3.2-20X) | Leica Microsystems | Magnification |
References
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