Induktion einer Harnröhrenstriktur mit anschließender Urethroplastik der Wangenschleimhauttransplantation im Rattenmodell
Summary
Im vorliegenden Protokoll wurde eine Harnröhrenstrikturinduktion bei Wistar-Ratten entwickelt, gefolgt von einer Harnröhrenrekonstruktion mit einem bukkalen Schleimhauttransplantat. Es wurden ein retrogrades Urethrogramm und eine Laser-Doppler-Beurteilung durchgeführt, um die Harnröhrenrekonstruktion (nach Strikturbildung) und die Transplantatplatzierung zu validieren.
Abstract
Die Harnröhrenrekonstruktion ist ein wichtiges Fachgebiet der Urologen. Die Wangenschleimhaut gilt als die beste Option, wenn eine Harnröhrentransplantation erforderlich ist, obwohl sie in einigen Fällen ungeeignet ist oder optimiert werden muss, um eine bestimmte Striktur zu reparieren. Daher ist die Entwicklung innovativer Verfahren und die Bewertung ihres vermeintlichen Erfolgs in experimentellen Modellen von entscheidender Bedeutung, um dem klinischen Bedarf gerecht zu werden. Zu diesem Zweck wird in dieser Studie ein Protokoll beschrieben, in dem eine Harnröhrenstriktur durch Elektrokauter bei Wistar-Ratten induziert wurde. Die Harnröhrenrekonstruktion wurde 1 Woche später mit einem bukkalen Schleimhauttransplantat durchgeführt, das aus der Unterlippe entnommen und in ventraler Onlay-Manier platziert wurde. Ein retrogrades Urethrogramm zeigte eine signifikante Verbesserung des Harnröhrendurchmessers nach Urethroplastik im Vergleich zum jeweiligen Wert nach Strikturinduktion. Zusätzlich wurde die Transplantatplatzierung mittels Blutperfusionsanalyse mittels Laserdoppler beurteilt. Erwartungsgemäß entsprach ein dunkelblauer Bereich dem nicht vaskularisierten Wangenschleimhauttransplantat. Dieses Verfahren kann den normalen pathophysiologischen Prozess der Harnröhrenverletzung und Gewebemodulation sowie die Harnröhrenrekonstruktion mit einem Wangenschleimhauttransplantat reproduzierbar simulieren und als Grundlage für zukünftige Forschungen auf der Grundlage von Tissue Engineering oder Harnröhrentransplantaten dienen.
Introduction
Die Harnröhrenrekonstruktion ist eine große Herausforderung für urologische Chirurgen bei der Behandlung von Harnröhrenverletzungen bei Strikturen, Traumata oder angeborenen Defekten1. Mit kurativer Absicht ist die Urethroplastik für die meisten Patienten die Behandlung der Wahl, bei langen (>2 cm) und vorderen Harnröhrendefekten, die eine Form der Substitutions-Urethroplastik erfordern2. Viele Gewebe wurden als Harnröhrenersatz verwendet, darunter vollständige oder gespaltene Hauttransplantate von genitalen oder extragenitalen Bereichen, der Blasenwandschleimhaut oder der weit verbreiteten Wangenschleimhaut2. Wangenschleimhauttransplantate haben mehrere Vorteile, wie z. B. die Herkunft aus einer feuchten und haarlosen Umgebung, die einfache Ernte, die Resistenz gegen Infektionen, ein dickes Epithel, eine geringere Wahrscheinlichkeit der Bildung von Pseudodivertikeln und eine dünne Lamina, die eine frühe Aufnahme und Inoskulation ermöglicht3. Im Gegensatz zu Lappen haben Transplantate keine Blutversorgung, abhängig vom Gefäßbett des Empfängers, um zu überleben4.
Tiermodelle von Transplantaten oder Lappen wurden in großem Umfang verwendet, um chirurgische Techniken zu entwickeln oder zu verfeinern, die Gewebephysiologie, die zugrunde liegenden Mechanismen und Ursachen des Versagens zu untersuchen und zu verstehen und innovative Behandlungsstrategien zu bewerten 5,6. Obwohl größere Tiere die technische Ausführung erleichtern, sind Nagetiere, insbesondere Ratten und Mäuse, einfacher zu handhaben und zu warten, resistent gegen Krankheiten, kostengünstiger und, was noch wichtiger ist, mit den Werkzeugen zur Untersuchung molekularer Mechanismen, die für die Erprobung innovativer Therapien von entscheidender Bedeutung sind 5,6. Mehrere Modelle von Lappen und Transplantaten wurden bei Ratten beschrieben, die verschiedene Gewebe verwendeten, nämlich Haut, Knochen, Muskeln6, Gefäße5 und sogar solide Organe7. Es gibt jedoch nur wenige Untersuchungen in Mausmodellen zu Transplantaten für die Harnröhrenrekonstruktion oder das Tissue Engineering.
Nichtsdestotrotz hängen Fortschritte in der translationalen Wissenschaft von Tiermodellen ab, die Krankheiten nachahmen. Bisher wurde das lokale pathophysiologische Milieu nicht berücksichtigt, da die Harnröhrenrekonstruktion unmittelbar nach der Striktur durchgeführt wird. Ziel dieser Studie ist es, eine Harnröhrenrekonstruktion unter Verwendung eines bukkalen Mukosatransplantats in einer lokalen pathophysiologischen Umgebung durchzuführen. Mit diesem Ziel wurde die Harnröhrenstriktur 1 Woche vor ihrer Rekonstruktion induziert. Dieses experimentelle Modell, das an Ratten durchgeführt wird, ermöglicht es, innovative Therapien zu testen und ihre molekularen Mechanismen und klinischen Vorteile in Zukunft zu untersuchen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Urethroplastik mit Wangenschleimhauttransplantaten ist ein wichtiger Eckpfeiler bei der Harnröhrenrekonstruktion. Es sollten jedoch innovative Verfahren entwickelt werden, um die bereits beschriebenen zu optimieren und neue zu etablieren, wie z. B. Tissue-Engineering-Materialien und biologische Transplantate, um Komplikationen und Morbidität zu reduzieren. Es wurden mehrere Verfahren veröffentlicht, um präklinische Modelle zu erstellen und Operationstechniken zu definieren. Souza et al.1 f…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken João Leitão, Leiter der Radiologieabteilung des Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, und Catia Fernandes, Technikerin der Radiologieabteilung des Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, für ihre Zusammenarbeit bei der Erstellung von Urethrogrammen.
Materials
| Atipamezole | OrionPharma | ANTISEDAN (atipamezole) is indicated for the reversal of the sedative and analgesic effects. | |
| Buprenorphine | RichterPharma | Buprenorphine is a derivative of the opioid alkaloid thebaine that is a more potent (25-40 times) and longer lasting analgesic than morphine. | |
| Carl Zeiss Opmi-1 FC Surgical Stereo Microscope | Carl Zeiss Microscopy, Germany | OPMI 1 FC from ZEISS symbolizes quality, precision and reliability. The manual system is easy to use and delivers high fidelity images with the legendary ZEISS optics. | |
| Carprofen | Zoetis | Carprofen is a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) of the propionic acid class. | |
| Catheter 22 G. x 1'' | B Braun | Introcan Safety | IV Catheter of fluorinated ethylene propylene (FEP) with firmer construction for arterial access. |
| Enrofloxacin | Bayer | Enrofloxacin is a fluoroquinolone antibiotic. | |
| Fentanyl | Braun | 3644960 | Fentanyl is a powerful synthetic opioid analgesic. |
| Flumazenil | Fresenius Kabi | Benzodiazepine antagonist is used for the complete or partial reversal of the sedative effects caused by benzodiazepines. | |
| High temperature cautery | Fiab | F7244 | Disposable cautery, sterile, high temperature (1200 °C), 28 mm fine tip. |
| Instillagel gel | Farco-pharma | Cellulose-based lubricant with local anaesthetic and disinfecting properties. | |
| Iopromide | Bayer | Non-ionic injectable contrast medium, with iodine. | |
| Laser Doppler imaging system (perfusion imager moorLDI2-HIR and dedicated software) | MoorLDI-V6.0, Moor Instruments Ltd, Axminster, UK | 5710 | The angiogenesis models uses Laser Doppler imaging to assess blood perfusion in the hind limbs, one of which is ligated surgically. Dedicated measurement and comparison software allows the definition of regions of interest for blood flow assessment on the ischaemic versus non-ischaemic limb to establish a "reperfusion ratio" which can be assessed as often as needed and over a number of days on the same subject. |
| Lubrithal Eye Gel | Dechra | Eye gel used in animals for prevention of dry eyes during anaesthesia. Lubricating and moisturising action on cornea and conjunctiva. | |
| Male Wistar Han IGS (Crl:WI(Han) rats | Charles River Laboratories, Spain | Twelve to fourteen-week-old | |
| Metedomidin | Virbac | 037/01/07RFVPT | Medetomidine is a synthetic drug used as surgical anesthetic. |
| Midazolam | Labesfal | Benzodiazepine medication is used for anesthesia and procedural sedation. | |
| Monoplan Angiography System | Philips Medical Systems | Azurion 7 M20 | A stationary diagnostic fluoroscopic x-ray system specifically designed to optimize the capability of users to visually and quantitatively evaluate the anatomy and function of blood vessels of the heart, brain and other organs, as well as the lymphatic system. |
| Mosquito forceps | Henry Schein | 102-4346 | Hartman-Mosquito Hemostatic Forcep Curved 3-1/2" Stainless Steel |
| Needle Holder | Henry Schein | 100-2570 | Needle holder Mayo-Hegar, stainless steel, 14 cm |
| Ophtalmic Needle Holder | Asico | AE-6143 | Needle holder barranquer most delicate without lock |
| Pentobarbital Sodium | Ecuphar | Pentobarbital Sodium is the sodium salt of pentobarbital used for euthanasia. | |
| Pointed Forceps | Aesculap | BD335R | Microforceps, 0.30 mm tip |
| Polysorb 6.0 | Medtronic (Covidien) | UL-101 | Coated Synthetic Absorbable Suture aimed to reduce the inflammatory reaction in tissues, followed by gradual encapsulation of the suture by fibrous connective tissue. |
| Providone-Iodine | Mylan | Povidone-iodine 10% is an antiseptic drug, used as a disinfectant before and after surgery. | |
| Scalpel Blade nº11 | B Braun | BB511 | Carbon steel, sterile |
| Spring Scissor | Henry Schein | 600-4826 | Surgical scissors 31 castroviejo |
| Surgical Forceps | Aesculap | BD33R | Microforceps, 0.20mm tip |
| Surgical Scissor | Aesculap | MA873R | Micro Iris Scissor, curved shrap tips |
| SurgiPro 7.0 | Medtronic (Coviden) | VP-702-X | Non-Absorbable Monofilament Polypropylene Suture indicated for use in general soft tissue ligation. |
References
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