Urethral striktur induksjon etterfulgt av bukkal mucosa graft urethroplasty i en rotte modell

Summary

I denne protokollen ble det utviklet en urethral strikturinduksjon hos Wistar-rotter, etterfulgt av urethral rekonstruksjon med bukkal mucosa-graft. Det ble utført retrograd urethrogram og laser dopplervurdering, validering av urethral rekonstruksjon (etter strikturdannelse) og graftplassering.

Abstract

Urethral rekonstruksjon er et viktig kompetanseområde for urologer. Bukkalslimhinnen anses som det beste alternativet når urinrørstransplantasjon er nødvendig, selv om det i noen tilfeller er upassende eller må optimaliseres for å reparere en gitt strenghet. Derfor er det avgjørende å utvikle innovative prosedyrer og evaluere deres antatte suksess i eksperimentelle modeller for å passe til det kliniske behovet. Med dette målet beskriver denne studien en protokoll der urinrørstriktur ble indusert av elektrokauteri hos Wistar-rotter. Urethral rekonstruksjon ble utført 1 uke senere med et bukkal mucosa-transplantat, høstet fra underleppen, og plassert i en ventral onlay mote. Retrograd urethrogram viste signifikant bedring av urethraldiameter etter uretroplastikk sammenlignet med den respektive verdien etter strikturinduksjon. I tillegg ble transplantatplasseringen vurdert ved blodperfusjonsanalyse med laserdoppler. Som forventet tilsvarte et mørkeblått område det ikke-vaskulariserte buccal mucosa-transplantatet. Denne prosedyren kan med hell simulere den normale patofysiologiske prosessen med urethralskade og vevsmodulering, samt urethral rekonstruksjon ved bruk av et bukkal slimhinnetransplantat på en reproduserbar måte, og tjene som grunnlag for fremtidig forskning basert på vevsteknikk eller uretrale transplantater.

Introduction

Urethral rekonstruksjon er en stor utfordring for urologiske kirurger i behandlingen av urethralskade i forbindelse med strikturer, traumer eller medfødte defekter¹. Med kurativ hensikt er uretroplastikk den foretrukne behandlingen for de fleste pasienter, med lange (>2 cm) og fremre uretrale defekter som krever noen form for substitusjons uretroplastikk². Mange vev har blitt brukt som urinrørssubstitutter, inkludert full eller delt tykkelse hudtransplantater av kjønnsorganer eller ekstragenitale områder, blæreveggslimhinner eller den utbredte bukkalslimhinnen². Bukkal slimhinnetransplantater har flere fordeler, for eksempel å komme fra et vått og hårløst miljø, være lett å høste, være motstandsdyktig mot infeksjon, et tykt epitel, redusert sannsynlighet for pseudo-divertikulumdannelse og en tynn lamina, noe som tillater tidlig imbibition og inoskulasjon³. I motsetning til klaffer har transplantater ingen blodtilførsel, avhengig av mottakerens vaskulære seng for å overleve⁴.

Dyremodeller av transplantater eller har blitt brukt mye til å utvikle eller forfine kirurgiske teknikker, studere og forstå vevsfysiologi, underliggende mekanismer og årsaker til svikt, og evaluere innovative behandlingsstrategier ^5,6. Selv om større dyr letter teknisk utførelse, er gnagere, nemlig rotter og mus, lettere å håndtere og vedlikeholde, resistente mot sykdommer, mer kostnadseffektive og, viktigere, med verktøyene for å undersøke molekylære mekanismer, avgjørende for å teste innovative terapier ^5,6. Flere modeller av og transplantater har blitt beskrevet hos rotter ved bruk av forskjellige vev, nemlig hud, bein, muskel⁶, kar⁵ og til og med faste organer⁷. Imidlertid er det lite undersøkelse i murine modeller i transplantater for urethral rekonstruksjon eller vevsteknikk.

Likevel er fremskritt innen translasjonsvitenskap avhengig av dyremodeller som etterligner sykdom. Så langt har det lokale patofysiologimiljøet ikke blitt adressert, siden urethral rekonstruksjon utføres umiddelbart etter strengheten. Her tar denne studien sikte på å utføre en urethral rekonstruksjon ved hjelp av et bukkal slimhinnetransplantat i et lokalt patofysiologisk miljø. Med dette målet ble urinrørsstrikturen indusert 1 uke før rekonstruksjonen. Denne eksperimentelle modellen, utført på rotter, gjør det mulig å teste innovative terapier og undersøke deres molekylære mekanismer og kliniske fordeler i fremtiden.

Protocol

Alle dyreprosedyrer ble utført i henhold til direktiv 2010/63/EU. Prosedyrene ble godkjent av det institusjonelle dyrevelferdsorganet, lisensiert av DGAV, den portugisiske kompetente myndigheten for dyrebeskyttelse (lisensnummer 0421/000/000/2021). Hannrotter (400-500 g) ved 12-14 ukers alder ble brukt i denne studien. Dyrene ble hentet fra en kommersiell kilde (se Materialfortegnelse). 1. Forberedelse av løsninger Bedøvelse løsningFyll e…

Representative Results

Totalt 12 hannrotter, som veide 400-500 g og 12-14 uker gamle, ble brukt til urethralstrikturinduksjon. Et retrograd urethrogram (RUG1) ble utført 1 uke senere8, som bekreftet suksessen til teknikken. Urethraldiameteren ble målt i millimeter på strikturinduksjonsnivået. Etter dette ble det utført en uretroplastikk med et bukkal slimhinnetransplantat i det ventrale ansiktet av rotteuretra. De samme rottene ble sendt til et annet retrograd urethrogram (RUG2) 14 dager etter urethroplasty, og ure…

Discussion

Uretroplastikk med bukkal slimhinnetransplantat er en viktig hjørnestein i urethral rekonstruksjon. Imidlertid bør innovative prosedyrer utvikles for å optimalisere de som allerede er beskrevet og etablere nye, for eksempel vevskonstruerte materialer og biologiske transplantater, for å redusere komplikasjoner og sykelighet. Flere prosedyrer har blitt publisert for å etablere prekliniske modeller og definere kirurgiske teknikker. Souza et ^al.1 gjennomførte en studie som inkluderte 12 New Zeal…

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.