تقييم الإجراء لإجراء قياس المثانة مستيقظا في نموذج الفأر
Summary
تصف هذه الدراسة العمليات الجراحية والتقنيات التجريبية لإجراء قياس المثانة مستيقظا في الماوس تتحرك بحرية. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يوفر أدلة تجريبية لدعم الأمثل لها والتوحيد القياسي.
Abstract
استيقظ ملء سيستوميتري استخدمت لفترة طويلة لتقييم وظيفة المثانة في الفئران تتحرك بحرية، ومع ذلك، فإن الطرق المحددة المستخدمة، تختلف بين المختبرات. وكان الهدف من هذه الدراسة لوصف الإجراء المجهري المستخدمة لزرع أنبوب إنترافسيكال وتقنية تجريبية لتسجيل ضغط المثانة البولية في مستيقظا، الماوس تتحرك بحرية. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تقديم البيانات التجريبية لإظهار كيف الجراحة، وكذلك نوع أنبوب وحجم، تؤثر على انخفاض وظيفة المسالك البولية وتسجيل حساسية. تم تقييم تأثير قطر الأنبوب على تسجيل الضغط في كل من أنابيب البولي إيثيلين والبولي يوريثان بأقطار داخلية مختلفة. وفي وقت لاحق، تم زرع أفضل أداء أنبوب من كل من المواد جراحيا في قبة المثانة البولية من الذكور C57BL / 6 الفئران. اثنا عشر ساعة، تم تسجيل تردد التبول بين عشية وضحاها في الحيوانات سليمة سليمة والحيوانات 2 و 3 و 5 و 7 أيام بعد الجراحة. في الحصاد، المثانة ثتم تقييمها للحصول على علامات تورم باستخدام الملاحظة الإجمالية، وبعد ذلك تم معالجتها لتحليل المرضية. وقد لوحظ أكبر قدر من تورم المثانة في اليوم 2 و 3، التي ترتبط مع السلوك يفرغ البيانات تظهر بشكل ملحوظ ضعف وظيفة المثانة. بحلول يوم 5، الأنسجة المثانة و يفرغ تردد قد تطبيع. استنادا إلى الأدب والأدلة التي قدمتها دراساتنا، نقترح الخطوات التالية لتسجيل في الجسم الحي من الضغط إنترافسيكال وحجم فوايد في الماوس مستيقظا: 1) إجراء الجراحة باستخدام المجهر التشغيل وأدوات المجهرية، 2) استخدام البولي ايثيلين -10 أنابيب لتقليل التحف الحركة، و 3) إجراء قياس المثانة في يوم ما بعد الجراحة 5، عندما يحل المثانة تورم.
Introduction
ملء قياس المثانة (فك) هو الأسلوب التشخيصي الذي ينطوي على وضع القسطرة في المثانة البولية لتسجيل الضغط أثناء ملء المثانة بطيئة. لأول مرة في عام 1927 كطريقة التشخيص السريرية لتقييم انخفاض وظيفة المسالك البولية، فقد ظلت تستخدم على نطاق واسع. 1 في تطبيقات البحوث، فك يمكن استخدامها لاختبار وظيفة المثانة في نماذج حيوانية صحية ومريضة ودراسة آثار وكلاء الدوائية. وتستخدم النماذج الحيوانية القوارض عادة للتحقيق في انخفاض وظيفة المسالك البولية. 2 في هذه المجموعة من الثدييات، تم تطوير فك لأول مرة لاستخدامها في الفئران. 3 هنا، المنهجية لزرع أنبوب في المثانة البولية وأداء فك وقد وصفت جيدا واستخدامها من قبل العديد من الباحثين مع مستوى مقبول من استنساخه. 4 توافر السلالات المعدلة وراثيا وضرب بها تجعل الفئران أنواعا قيمة لمجالات البحث العديدة،بما في ذلك مجال انخفاض ضعف المسالك البولية. تختلف المنهجية المستخدمة لأداء قياس المثانة الماوس بشكل ملحوظ بين المختبرات، مما يجعل من الصعب مقارنة النتائج. 5
بالمقارنة مع نماذج الجسم الحي السابقين ، فك يحافظ على أقل التشريح المسالك البولية، والسماح وظيفة منسقة بين المثانة ومخرجها خلال مراحل التخزين وفراغ دورة التبول ليتم تقييمها. وتظهر الأبحاث السابقة أن العديد من التخدير شائعة الاستخدام قمع انكماش التبول. وكلاء التي تحافظ على المثانة البول المثانة تقلص العضلات الملساء (يوريثان، α- كلورالوز والكيتامين وزيلازين)، مما يسمح للحيوان ل ميكتورات، لا يزال يقلل بشكل كبير من قدرة المثانة وظيفية وقمع العصبي. 6 ، 7 ، 8 ، 9 على الرغم من أن من الناحية الفنية أكثر تحديا، فك أداء في أوأك الحيوانات الإسعاف يحافظ على سلامة وظيفية من منعكس التبول.
انخفاض وظيفة المسالك البولية يتأثر بعوامل متعددة، بما في ذلك ما بعد الجراحة تورم جدار المثانة، والإجهاد بسبب الألم وعدم الراحة، والتأثيرات البيئية. باستخدام تقنية الجراحية التي تقلل من تلف الأنسجة أثناء زرع أنبوب وتسجيل الأساليب التي تقلل من حركة الأنبوب، في حين يسمح في وقت واحد الحيوان إلى أمبولات بحرية، ضرورية للحصول على تسجيلات دقيقة وقابلة للتكرار.
إذا أجريت بشكل كاف، في الجسم الحي فك في الحيوانات تتحرك بحرية يمكن أن توفر البيانات التي تعكس بشكل موثوق وظيفة المثانة الفسيولوجية. 10 فك في الحيوانات تتحرك بحرية يمكن أن توفر بيانات عن المعلمات التالية؛ الضغط القاعدي أو الأساسي: الحد الأدنى من الضغط بين اثنين من التبول. ضغط إنتيركتيتوريتيون: متوسط الضغط بين اثنين من التبول. عتبة الضغط: الضغط داخل الرحم إمإدياتيلي قبل التبول. أقصى ضغط: أقصى ضغط المثانة خلال دورة التبول. النشاط العفوي (أو يعني إنتيرميكتوريتيون الضغط التذبذبي): ضغط إنترميكتوريتيون ناقص الضغط القاعدي. عدم انكماش التفریغ: زیادة الضغط الداخلي داخل مرحلة التعبئة، غیر المرتبطة بإطلاق السوائل. المثانة الامتثال: قدرة المثانة مقسوما على ضغط عتبة ناقص الضغط القاعدي. تردد التبول: عدد من التبول لكل وحدة من الزمن. إنتيرميكتوريتيون الفاصل الزمني: الفترة بين اثنين أقصى ضغط يفرغ. قدرة المثانة: حجم مرتب مقسوما على عدد من التبول. وقد سبق نشر وصف مفصل لهذه البارامترات والمصطلحات الموحدة. 11
فك يمكن أن يؤديها باستخدام مستمر أو دورة واحدة طريقة التسريب إنترافسيكال. يسمح قياس المثانة المستمر لتسجيل دورات التبول متعددة واختيار البيانات التمثيلية القائمةعلى استنساخه. دقتها في قياس قدرة المثانة محدودة بسبب حجم المتبقية غير معروف. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه من الصعب جمع أحجام صغيرة باطلة (التي تقوم على سلالة والجنس تختلف بين 30 و 184 ميكرولتر) في الفئران الإسعاف بحرية. باستخدام هذه الطريقة لتسجيل حجم باطلة هو أقل دقة مقارنة مع إعداد تخدير، لكنه متفوق في أنه يتجنب الآثار القمعية من التخدير على وظيفة المثانة. وينبغي استخدام قياس المثانة دورة واحدة لتقييم قدرة المثانة. في هذه الطريقة، يتم إفراغ المثانة عن طريق الطموح قبل التسريب ويتم حساب القدرة كدالة لمعدل ضخ مضروبا في الوقت إلى أقصى قدر من الضغط.
على الرغم من أن تقنية أداء قياس المثانة في القوارض الصغيرة قد نشرت، ووصف الجراحة التي أجريت في الفئران وأوصت أن يتم إجراء قياس المثانة الماوس تحت التخدير يوريتان. 10 الهدف من هذا التواصل هو to وصف كل من التقنيات المجهرية المستخدمة لزرع أنبوب إنترافسيكال في قبة المثانة البولية والتجريبية انشاء تستخدم لتسجيل وظيفة المسالك البولية السفلى، في الجسم الحي ، أثناء ملء المثانة المستمر و ميكتوريتيون في الماوس مستيقظا تتحرك بحرية. وبالإضافة إلى ذلك، أجريت تجارب لمعالجة كيفية طول الأنابيب، قطر، والمواد، فضلا عن منهجية لأداء في الجسم الحي فك، تؤثر على التسجيل. هذا البروتوكول التجريبي يلخص التقنيات المنشورة سابقا ويقترح عددا من التعديلات على أساس النتائج التجريبية.
Protocol
Representative Results
Discussion
المواد المثلى وحجم الأنابيب إنترافسيكال
لتحديد تأثير أنابيب قطره على تسجيلات الضغط، اختبرنا أنابيب ميكروفلويديك مختلفة. PE50 (0.58 مم إد)، بولي يوريثان PU027 (0.4 مم إد)، PE25 (0.46 مم إد)، و PE10 (0.28 مم إد). لكل أنبوب، تم تسجيل الضغط مع مضخة التسري?…
Disclosures
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
- Perez, L. M., Webster, G. D. The History of Urodynamics. Neurourol Urodyn. 11 (1), 1-21 (1992).
- Fry, C. H., et al. Animal models and their use in understanding lower urinary tract dysfunction. Neurourol Urodyn. 29 (4), 603-608 (2010).
- Maggi, C. A., Santicioli, P., Meli, A. The nonstop transvesical cystometrogram in urethane-anesthetized rats: a simple procedure for quantitative studies on the various phases of urinary bladder voiding cycle. J Pharmacol Methods. 15 (2), 157-167 (1986).
- Malmgren, A., et al. Cystometrical evaluation of bladder instability in rats with infravesical outflow obstruction. J Urol. 137 (6), 1291-1294 (1987).
- Pandita, R. K., Fujiwara, M., Alm, P., Andersson, K. E. Cystometric evaluation of bladder function in non-anesthetized mice with and without bladder outlet obstruction. J Urol. 164 (4), 1385-1389 (2000).
- Chang, H. Y., Havton, L. A. Differential effects of urethane and isoflurane on external urethral sphincter electromyography and cystometry in rats. Am J Physiol Renal Physiol. 295 (4), F1248-F1253 (2008).
- Matsuura, S., Downie, J. W. Effect of anesthetics on reflex micturition in the chronic cannula-implanted rat. Neurourol Urodyn. 19 (1), 87-99 (2000).
- DePaul, M. A., Lin, C. Y., Silver, J., Lee, Y. S. Peripheral Nerve Transplantation Combined with Acidic Fibroblast Growth Factor and Chondroitinase Induces Regeneration and Improves Urinary Function in Complete Spinal Cord Transected Adult Mice. PLoS One. 10 (10), e0139335 (2015).
- Kadekawa, K., et al. Characterization of bladder and external urethral activity in mice with or without spinal cord injury–a comparison study with rats. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 310 (8), R752-R758 (2016).
- Uvin, P., et al. The use of cystometry in small rodents: a study of bladder chemosensation. J Vis Exp. (66), (2012).
- Andersson, K. E., Soler, R., Fullhase, C. Rodent models for urodynamic investigation. Neurourol Urodyn. 30 (5), 636-646 (2011).
- Smith, P. P., Kuchel, G. A. Continuous uroflow cystometry in the urethane-anesthetized mouse. Neurourol Urodyn. 29 (7), 1344-1349 (2010).
- Aizawa, N., Homma, Y., Igawa, Y. Influence of High Fat Diet Feeding for 20 Weeks on Lower Urinary Tract Function in Mice. Low Urin Tract Symptoms. 5 (2), 101-108 (2013).
- Bjorling, D. E., et al. Evaluation of voiding assays in mice: impact of genetic strains and sex. Am J Physiol Renal Physiol. 308 (12), F1369-F1378 (2015).
- Morikawa, K., et al. Effects of various drugs on bladder function in conscious rats. Jpn J Pharmacol. 50 (4), 369-376 (1989).
- Yaksh, T. L., Durant, P. A., Brent, C. R. Micturition in rats: a chronic model for study of bladder function and effect of anesthetics. Am J Physiol. 251 (6 Pt 2), R1177-R1185 (1986).
- Cornelissen, L. L., Misajet, B., Brooks, D. P., Hicks, A. Influence of genetic background and gender on bladder function in the mouse. Auton Neurosci. 140 (1-2), 53-58 (2008).
- Lemack, G. E., Zimmern, P. E., Vazquez, D., Connell, J. D., Lin, V. K. Altered response to partial bladder outlet obstruction in mice lacking inducible nitric oxide synthase. J Urol. 163 (6), 1981-1987 (2000).
