방광 확대의 외과 단계는 murine와 쥐 모델에서 3 차원 공사장 공중 발판을 사용하여 설명됩니다. 방광 확대에 사용할 biomaterial 구성의 효능을 테스트하려면 깨어 및 anesthetized 모두 cystometry에 대한 기술이 제공됩니다.
소변의 신장 기능과 자제가 낮은 압력에서 소변을 저장하고 정확하게 수축을 조정해야만로 퇴학 시켜도 방광의 적절한 기능에 매우 의존하고있다. 후부 요도 밸브, 양성 전립선 증식, 그리고 방광 neurogenic spina bifida / 척수 손상에 대한 보조를 포함한 선천성 및 취득 urological 예외의 수가 장애인 준수 및 낮은 용량을 1로 이어지는 pathologic 조직 리모델링이 발생할 수 있습니다. 요로의 기능적 또는 해부 학적 장애물이 자주 이러한 조건과 관련된 있으며, 비뇨기 가득차 및 향상된 스토리지 및 voiding 압력을 2에서 신장 손상을 초래할 수 있습니다. 장기 용량을 확장하고 intravesical 압력을 줄이기 위해 위장 세그먼트 외과 이식 의료 관리 3 실패 이러한 질환에 대한 일차 수술 치료 옵션을 나타냅니다. 그러나, 이러한 방식은 방해입니다사용 가능한 공여 조직의 한계에 의해 에드, 그리고는 만성 비뇨기의 요로 감염, 신진 대사 섭동, 비뇨기 돌 형성, 및 보조 강한 악의 4,5 포함한 중대한 합병증와 연결되어 있습니다.
방광 조직 공학의 현재 연구는 크게 결함 사이트에서 조직의 재생을 지원할 수 biomaterial 구성을 식별하는 데 중점을두고 있습니다. 이러한 작은 창자 submucosa 및 폴리-glycolic 산 같은 천연 및 합성 고분자에서 파생된 기존 3 차원 공사장 공중 발판은 urothelial 부드러운 근육의 재생을 지원뿐만 아니라 동물 모델 모두에서 증가 장기 저장 용량을 촉진과 일부 단기 성공을 보였습니다 진료소 6,7. 그러나 비계 기계적 무결성 및 biocompatibility의 결함은 종종 따라서 임플란트 실패의 위험을 증가 해로운 섬유증 8, 그라 프트 contracture 9, 석회화 10 결과와 구경이 필요R 이차 수술 절차. 또한, 확대의 cystoplasty위한 표준 biomaterial 구조를 활용 정상 voiding 특성의 복원 달성될 아직 가지고 있으며,이 역할을 수행할 수있는 소설 매트릭스의 우위를 연구 개발이 필요합니다.
성공적으로 개발 및 임상 방광 확대를위한 최적의 biomaterials을 평가하기 위해서는 효능 연구가 먼저 자세한 수술 방법과 기능적 결과 평가를 사용하여 표준화된 동물 모델에서 수행되어야합니다. 우리는 이전에 조직 재생 및 기능 voiding 특성을 중재하기 위해 실크 피브로인 기반 공사장 공중 발판의 잠재력을 결정하는 쥐에서 방광 확대 모델의 사용을보고했습니다.이 모델의 11,12 Cystometric 해석이 보여준 그 구조적, 기계적 주입 특성의 변화 조직 공학 bladders 11,12의 결과 urodynamic 기능에 영향을 미칠 수있다. 긍정 correla매트릭스 – 매개 조직 재생의 정도 사이 tions은 histologically 결정하고 cystometry 평가를 기능적 준수 및 용량이 모델 11,12에서 시연되었다. 이러한 결과는 따라서 쥐 방광 확대 시스템의 biomaterial 구성의 기능적 평가는 비계 속성을 평가 및 대형 동물 연구 및 임상 배포 이전 생체내 타당성에 설립 유용한 형식이 될 수도 것이 좋습니다. 현재의 연구에서 우리는 실크 공사장 공중 발판을 사용하여 마우스 및 쥐 모두에서 방광 확대의 여러 수술 단계를 제시하고 깨어 났 anesthetized cystometry위한 기법을 설명합니다.
작은 동물 모델의 주입과 방광 확대에 따라 biomaterial 구성의 Cystometric 평가는 임상 상황에서 사용하기 위해 매트릭스 설계의 최적 구조 및 기계적 특성을 식별하는 데 중요한 검증 단계를 나타냅니다. 본 연구에서 우리는 기능성 평가를위한 엔지니어링 기관의 urodynamic 속성을 결정하기 위해 생쥐와 쥐뿐만 아니라 cystometric 기술의 방광 확대를 수행하는 수술 방법을 설명합니다. 우리는 큰 문제없이 30 +의 설치류 동물로 구성된 각각의 실험으로 생쥐와 쥐 모두가 관련된 여러 실험에서 이러한 기술을 활용했습니다. 저희 연구소는 기초 과학자와 의사 외과의 다양한 복합 기업이며, 대학원 수술 훈련의 최소 5~6년와 외과의는 이러한 실험의 절차적 측면을 수행했습니다.
biomaterial에 상관없이 사용 주요 디의 유형쥐 대 생쥐의 방광을 보강 사이 fference은 방광의 크기입니다. 작은 방광 크기 때문에, biomaterial의 해부와 정관은 마우스보다 기술적으로 어렵습니다. 시각화에 투입, 수술 현미경을 사용할 수 있습니다. 쥐에서 방광의 크기가 큰 있기 때문에 하나 이상의 절차는 방광 (예 : 확대 및 cystostomy의 카테 테르의 배치)에서 수행되어야한다 상황에 더 많은 의무가있다. 또한 프로토콜 이상, 특히 장기적인 연구를 14까지 PE-100이 사용되었습니다에 쥐 13 PE-50 튜브를 사용하지만, 심지어 더 큰 크기의 카테터를, 설명합니다. 생쥐에서와 같은 PE-10 튜브와 같은 작은 구경은 15,16을 활용할 수 있지만, 그것은 작고, 더 고분 고 분한 튜브 정확하게 변환기로 압력 변화를 전송할 수 없습니다 것을 염두에 보관해야합니다. 또한,에 카테터를 확보 다른 방법은 dorsum는 (* 위의 단계 8) 마일로 이루어집니다그들의 작은 바디 크기와 뭉툭한 팁 바늘과 IV 캡으로 인해 CE가 너무 복잡합니다. 이것의 단점은 cystometry 이전 피하 주머니에서 카테터의 끝 부분을 추출하기 위해 마취의 필요성이다.
연구 카테터의 배치 후 초기 첫번째 일 (0~4일)에 cystometry 낮은 voiding 볼륨과 높은 방광 압력과 overactivity을 공개하는 것으로 나타났습니다. 이러한 연구 결과는 이레째되는 날에, 14,17에 여섯 번째 주위에 안정화 등장하므로, 아마도 cystometric 평가를위한 이상적인시기입니다. 그러나 문학에서 가장 보고서는 시간에 상대적으로 위의 매개 변수의 다양한 변화에 대한 catheterization 18 처음 3 일,이 계정 내에 cystometry을 수행합니다. 그것이 등 돌의 위험, dislodgement, 감염, 혈뇨와 파편과 함께 카테 테르의 폐색으로 morbidities과 삼일 이상 기간 동안 suprapubic 카테터를 떠나는 것이 운반합니다.
<cystometry 동안 P 클래스 = "jove_content"> 다른 주입 속도는 마우스 15,16와 쥐 13,19,20 용 10-11mL/hr 위해 1-3mL/hr에서 설명되었습니다. Supraphysiologic 주입 속도는 불성실하게 상승된 압력 14 발생할 수 있습니다. 우리는 12.5 μL / 분 (0.75은 ML / HR) 마우스 및 100의 설정에서 쥐를위한 μL / 분 (6 ML / HR), 그러나 더 낮은 요금에 대해도 활용할 수의 주입 속도를 사용합니다. 따뜻한 (37 °) 염분 냉정하게 솔루션을 instilling으로 자극 방광 overactivity를 방지하기 위해서는보다 최적 있지만 physiologic 식염수의 온도가 적어도 상온이어야합니다. 깨어 cystometry에서는 voiding 패턴의 안정화를 허용하는 중요 동물이 우리의 경험에 ~ 10-20분의 기간을 필요로 새장에 조정되는대로.에게 그 후 정기 방뇨주기는 45~120분 또는 최소 3-4 voiding주기에 기록될 수 있습니다. 동물이 자유롭게 출발이기 때문에 동물들은 실시간으로 관찰해야G와 같은 왜곡이나 카테터의 꼬임과 같은 합병증이 cystometric 분석을 변경할 수 있습니다. cystometry 중에 환경 소음을 제한하는 것은 동물의 움직임과 이후의 유물을 줄일 원하는됩니다. 무의식 cystometry 깨어 cystometry 같은 수행자 문제가 아니지만, 여러 anesthetics는 자발적인 방광의 수축을 억제하기 위해 표시되었습니다. 이러한 억제는 마취 효과 가라 앉다가 자발적인 수축이 14을 재개 즉 때 마취 약물의 조치의 예상 존속 기간에 직접 해당합니다. 또한 방광이 넘쳐 때 측정된 압력은 방광 벽 수동 컴플 라 이언스 특성에 영향을 나타내는 살아 사후 두 anesthetized 쥐에서 통계적으로 더 있었다. 이 효과는 pentobarbital 21 마취제를 볼 수 있으며 흡입된 할로탄 및 intrathecal nesacaine 14 ~ 이외에 chloralose 메신저 / IP를.합니다 다양한 anesthetics confir의보다 광범위한 연구m 적당한 마취 레벨 17 이하 (pentobarbital과 thiobutabarbital) inhalational (isoflurane과 methoxyflurane)와 바르 비 투르 산염 모두 anesthetics의 방뇨 반사의 억제이 찾아낼 수 있습니다. 이 효과는 이러한 펜타 닐-droperidol과 케타민 – 다이아제팜 같은 약물과 마취의도 가볍거나 진정제 수준으로 관찰하고, 마취 효과가 가라 앉만큼 이전의 연구에서, 그래서 억제 17 짓을했습니다. 그것도 적절한 마취 17,22을 허용하는 동시에 반사 방뇨 보존되는 입증되고 있기 때문에이 절차의 경우 우레탄 intraperitoneal 주사를 사용할 수 있습니다. 또한, 아무런 효과가 방뇨 압력 23과 관련하여 관찰되지 않습니다. intraurethral catheterization가 높은 방광 압력 곡선과 상대적인 방광 출구 폐쇄 24 일관된 낮은 유속을 가지고 보여줘왔다 이후 cystometry위한 Suprapubic 카테터 배치가 여기에 설명되어 있습니다.또한, intraurethral catheterization은 anesthetized 동물에서만 가능하고, 그렇다하더라도, catheterization 특히 남성 설치류와 생쥐에서 어려울 수 있습니다.결론적으로 방광 확대 및 / 또는 cystometric 분석에 사용할 모델의 선택은 구체적인 학습 목표에 달려 있습니다. 기술적인 관점에서 쥐 모델은 분명 위에서 설명한 이유로 장점을 보유하고 있습니다. 그러나 마우스 모델은 유전자 조작을위한 그들의 자화율로 인해 요로의 질병에있는 특정 유전자 인코딩된 최종 제품의 역할을 평가하는 연구에서 사용할 수 있습니다. 이것은 쥐의 일반적으로 가능하지 않습니다.
깨어 cystometry은 가장 정확하게이 동물들이 방뇨주기를 받아야하는 정상적인 physiologic 상태를 모방한 것이었 등, 방광 기능의보다 안정적인 physiologic 결의를 줄 가능성이 높습니다. 의 또한의 혼란함을 주죠 변수는 직접적인 효과방광 기능에 대한 nesthetics은 피해야한다.
The authors have nothing to disclose.
NIDDK T32-DK60442 (프리맨); NIDDK 1K99-DK083616 (Mauney)이 연구는 아동 병원 보스톤 비뇨기과 기부 수익 기금 및 건강 보조금 NIBIB P41-EB002520 (카플란)의 국립 연구소에 의해, 부분, 재정 지원되었다. 우리는 cystostomy 튜브 배치 및 cystometry위한 기술을 확립에 도움 버몬트 대학에서 박사 베드로 Zvara을 인정합니다.
Materials: | Description/Use: | |||
Shaving shears | Preparation of rat/mouse for surgery | |||
Sterile drapes, betadine, 70% ethanol, sterile gauze | Preparation of sterile surgical field | |||
Instruments: | ||||
Scalpel blade | Skin incision | |||
forceps with teeth | Manipulating skin | |||
Fine forceps | Atraumatic (no teeth), no serrations or with fine serrations to manipulate | |||
Small needle driver | Sharp tissue dissection | |||
Metzenbaum scissors | Bldder incision | |||
Tenotomy scissors | For retraction sutures and to develop subcutaneous tunnel (cystostomy catheter) | |||
Small curved clamps | Subcutaneous tunnel (cystostomy catheter) | |||
Sutures: | ||||
6-0 polypropylene sutures | Bladder stay sutures and pursestring suture | |||
7-0 polyglactin suture | Anastomosis of scaffold to bladder | |||
4-0 polyglactin suture | Closure of muscle/skin | |||
3-0 or 4-0 Silk suture | Securing catheter tip to skin | |||
Needles and syringes: | ||||
18 Gauge needle | Piercing the bladder for cystostomy catheter | |||
25 and 30 Gauge needles | Testing bladder for leakage | |||
1 mL saline filled syringe | ||||
22 Gauge blunt tip needle | ||||
Cystostomy catheter: | ||||
PE-50 tubing | ||||
Lighter | Flaring PE-50 tubing | |||
Small curved clamp | Developing subcutaneous tunnel | |||
Cystometry: | ||||
MLT844 ADInstruments data capture and LabChart software | Pressure data acquisition | |||
Harvard 22 syringe pump (Harvard Apparatus, Holliston, MA) | Fluid infusion pump | |||
Anesthetics (Unconscious cystometry): | ||||
Isoflurane | Induction/maintenance of general anesthesia | |||
Urethane | Unconconscious cystometry | |||
Bupivicaine or equivalent | Local anesthesia | |||
Meloxicam | Post-operative analgesia | |||
Buprenorphine | Post-operative analgesia |