הערכת הנוהל לביצוע Cystometry ער במודל עכבר
Summary
מחקר זה מתאר את ההליכים כירורגית וטכניקות ניסיוני לביצוע cystometry ער בעכבר נע בחופשיות. בנוסף, הוא מספק ראיות ניסוייות לתמוך אופטימיזציה וסטנדרטיזציה.
Abstract
ערעור מילוי cystometry שימש במשך זמן רב כדי להעריך את תפקוד שלפוחית השתן בעכברים נעים באופן חופשי, עם זאת, השיטות הספציפיות בשימוש, להשתנות בין מעבדות. מטרת מחקר זה הייתה לתאר את הפרוצדורה המיקרו-כירורגית המשמשת להשתלת צינור תוך-עיני ואת הטכניקה הניסויית להקלטת לחץ שלפוחית השתן בשתן ער, נע בחופשיות. בנוסף, נתונים ניסיוניים מוצג כדי להראות כיצד ניתוח, כמו גם סוג צינור וגודל, להשפיע על תפקוד מערכת השתן התחתונה ורגישות ההקלטה. ההשפעה של קוטר צינור על הקלטת הלחץ הוערכה צינורות פוליאתילן ו פוליאוריטן עם קוטר פנימי שונים. לאחר מכן, הצינור הטוב ביותר הביצועים משני החומרים היה מושתל כירורגי לתוך הכיפה של שלפוחית השתן של C57BL זכר / 6 עכברים. שתים-עשרה שעות, תדר ההלבשה בן לילה נרשמה אצל בעלי חיים בריאים, שלמים ובעלי חיים, 2, 3, 5 ו- 7 ימים לאחר הניתוח. בשעה הקציר, שלפוחית השתן wהחוקרים העריכו סימני נפיחות באמצעות תצפית גסה ועובדו לאחר מכן לניתוח פתולוגי. ההיקף הגדול ביותר של נפיחות בשלפוחית השתן נצפתה ביום 2 ו -3, אשר מתואמים עם נתוני הימנעות התנהגותית, המראים תפקוד שלפוחית השתן פגום. ביום 5, היסטולוגיה של שלפוחית השתן ואת תדירות הידרדרות מנורמל. בהתבסס על הספרות והראיות שסופקו על ידי המחקרים שלנו, אנו מציעים את הצעדים הבאים עבור הקלטה vivo של הלחץ intravesical נפח נפח בוטל בערה ער: 1) לבצע את הניתוח באמצעות מיקרוסקופ הפעלה וכלים microsurgical, 2) השתמש פוליאתילן -10 צינורות כדי למזער את התנועה חפצים, 3) ביצוע cystometry ביום שלאחר הניתוח 5, כאשר נפיחות בשלפוחית השתן.
Introduction
מילוי cystometry (FC) היא שיטת אבחון הכרוכה הצבת קטטר לתוך שלפוחית השתן כדי להקליט לחץ במהלך מילוי שלפוחית השתן. הציג לראשונה בשנת 1927 כשיטת אבחון קלינית כדי להעריך את תפקוד מערכת השתן התחתונה, הוא נשאר בשימוש נרחב. 1 ביישומי מחקר, FC יכול לשמש כדי לבדוק את תפקוד שלפוחית השתן במודלים של בעלי חיים בריאים וחולים ולחקור את ההשפעות של סוכני התרופות. מודלים בעלי חיים מכרסמים משמשים בדרך כלל כדי לחקור את תפקוד מערכת השתן התחתונה. 2 בקבוצה זו של יונקים, FC פותחה לראשונה לשימוש חולדות. 3 כאן, המתודולוגיה להשתיל צינור לתוך שלפוחית השתן ולבצע FC תוארה היטב בשימוש על ידי חוקרים רבים עם רמה מקובלת של reproducibility. 4 הזמינות של זנים מהונדס לזרום החוצה להפוך עכברים מינים חשובים עבור תחומי מחקר רבים,כולל השדה של דלקת בתפקוד השתן התחתונה. המתודולוגיה המשמשת לביצוע cystometry העכבר משתנה במידה ניכרת בין מעבדות, מה שהופך את זה קשה להשוות את התוצאות. 5
בהשוואה למודלים של vivo לשעבר , FC משמר אנטומיה של דרכי השתן התחתונות, ומאפשר להעריך את הפונקציה המתואמת בין שלפוחית השתן לשקע שלה במהלך שלבי האחסון וההפרדה של מחזור המיתרים. מחקרים קודמים מראים כי רבים, הרדמה נפוץ לדכא התכווצות micturition. סוכנים כי לשמר את שלפוחית השתן חלקה התכווצות שרירים (urethane, α-chloralose, קטמין ו xylazine), המאפשר החיה כדי micturate, עדיין להפחית באופן משמעותי את יכולת תפקוד שלפוחית השתן ו לדכא את הנוירוטרנסמינציה. 6 , 7 , 8 , 9 למרות טכנית יותר מאתגר, FC ביצע awAke ambulating בעלי חיים משמר את שלמות פונקציונלית של רפלקס micurition.
תפקוד מערכת השתן התחתונה מושפע מגורמים רבים, כולל נפיחות שלפוחית השתן לאחר הניתוח, מתח בשל כאב ואי נוחות, והשפעות סביבתיות. באמצעות טכניקה כירורגית הממזער נזק לרקמות במהלך השתלת צינור ושיטות הקלטה להפחית את התנועה צינור, ובמקביל לאפשר את החיה אמבולט בחופשיות, חיוניים להשגת הקלטות מדויקות לשחזור.
אם ביצע כראוי, in vivo FC בבעלי חיים נעים באופן חופשי יכול לספק נתונים המשפיעים באופן אמין על תפקוד שלפוחית השתן. 10 FC בבעלי חיים נעים באופן חופשי יכול לספק נתונים על הפרמטרים הבאים; לחץ בזאלי או בסיסי: לחץ מינימלי בין שתי תמונות. לחץ בין שתי צורות. לחץ סף: לחץ intravesical immלפני ההמנון. לחץ מקסימלי: לחץ מרבי בשלפוחית השתן במהלך מחזור micurition. פעילות ספונטנית (או לחץ בין תנודות מתמשך): לחץ intermicturition מינוס לחץ בסיסי. התכווצויות שאינן מבוטלות: עלייה בלחץ תוך-תוךתי במהלך שלב המילוי, שאינה קשורה לשחרור הנוזל. שלפוחית השתן: יכולת שלפוחית השתן מחולקת בלחץ הסף מינוס לחץ בסיסי. תדר Micturition: מספר התצלומים ליחידת זמן. מרווח intermicturition: תקופה בין שני לחצים הרקה מקסימלית. יכולת שלפוחית השתן: נפח חד פעמי מחולק במספר התצלומים. תיאור מפורט של פרמטרים אלה וטרמינולוגיה מתוקננת פורסם בעבר. 11
FC יכול להתבצע באמצעות שיטת עירוי מתמשך או יחיד עירוי intravesical. רציפות cystometry מאפשר הקלטה של מחזורי micurition מרובים ובחירת נתונים נציג מבוססעל שחזור. הדיוק שלה במדידת יכולת שלפוחית השתן מוגבל בשל נפח שיורית לא ידוע. בנוסף, זה מאתגר לאסוף כרכים קטנים מבטל (אשר מבוסס על זן ומין להשתנות בין 30 ו 184 μL) בעכברים ambulating בחופשיות. שימוש בשיטה זו כדי להקליט נפח נמנע הוא פחות מדויק לעומת הכנה הרדים, אבל זה עדיף בכך שהוא ימנע את ההשפעות המדכאות של הרדמה על תפקוד שלפוחית השתן. סיסטומטריה מחזור יחיד צריך לשמש כדי להעריך את יכולת השלפוחית. בשיטה זו, שלפוחית השתן מתרוקן על ידי שאיפה לפני אינפוזיה ויכולת מחושב כפונקציה של קצב עירוי כפול הזמן ללחץ מקסימלי.
למרות הטכניקה של ביצוע cystometry במכרסמים קטנים פורסמה, הוא תיאר את הניתוח שבוצעה חולדה והמליץ cystometry העכבר צריך להתבצע תחת הרדמה urethane. 10 מטרתה של תקשורת זו היא לאO לתאר את שתי הטכניקות microsurgical המשמש להשתיל צינור intravesical לתוך הכיפה של שלפוחית השתן ואת הגדרת הניסוי המשמש להקליט תפקוד מערכת השתן התחתונה, in vivo , במהלך מילוי שלפוחית השתן רצוף ומילוט בעכבר נע בחופשיות ערים. בנוסף, בוצעו ניסויים כדי לענות על אורך הצינור, הקוטר והחומר, כמו גם המתודולוגיה לביצוע ב- vivo FC, משפיעים על ההקלטה. פרוטוקול ניסיוני זה מסכם את הטכניקות שפורסמו בעבר ומציע מספר שינויים המבוססים על תוצאות הניסוי.
Protocol
Representative Results
Discussion
חומר אופטימלי וגודל של צינור intraveical
כדי לקבוע את השפעת צינור קוטר יש על הקלטות לחץ, בדקנו צינורות microfluidic שונים; PE50 (מזהה 0.58 מ"מ), פוליאוריטן PU027 (0.4 מ"מ מזהה), PE25 (0.46 מ"מ ID), ו PE10 (0.28 מ"מ מזהה). עבור כל צינור, לחץ נרשמה עם משאבת אינפ…
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).
