Induktion af urethral striktur efterfulgt af bukkalslimhindetransplantat, uretroplastik i en rottemodel
Summary
I denne protokol blev der udviklet en induktion af urethral striktur hos Wistar-rotter efterfulgt af urethral rekonstruktion med et bukkalslimhindetransplantat. En retrograd urethrogram og laser Doppler vurdering blev udført, validering urethral rekonstruktion (efter striktur dannelse) og graft placering.
Abstract
Urethral rekonstruktion er et vigtigt ekspertiseområde for urologer. Buccal slimhinden betragtes som den bedste løsning, når urethral podning er nødvendig, selvom det i nogle tilfælde er uhensigtsmæssigt eller skal optimeres for at reparere en given striktur. Derfor er udvikling af innovative procedurer og evaluering af deres formodede succes i eksperimentelle modeller afgørende for at passe til det kliniske behov. Med dette mål beskriver denne undersøgelse en protokol, hvor urethral striktur blev induceret af elektrokauteri hos Wistar-rotter. Urethral rekonstruktion blev udført 1 uge senere med en bukkal slimhinde graft, høstet fra underlæben, og placeret i en ventral onlay måde. Et retrograd urethrogram viste en signifikant forbedring i urethraldiameteren efter uretroplastik sammenlignet med den respektive værdi efter strikturinduktion. Derudover blev transplantatplaceringen vurderet ved blodperfusionsanalyse ved hjælp af laser Doppler. Som forventet svarede et mørkeblåt område til det ikke-vaskulariserede bukkalslimhindetransplantat. Denne procedure kan med succes simulere den normale patofysiologiske proces af urethral skade og vævsmodulering samt urethral rekonstruktion ved hjælp af et bukkalslimhindetransplantat på en reproducerbar måde og tjene som grundlag for fremtidig forskning baseret på vævsteknik eller urethral transplantater.
Introduction
Urethral rekonstruktion er en stor udfordring for urologiske kirurger i forvaltningen af urethral skade i indstillingen af strikturer, traumer eller medfødte defekter1. Med helbredende hensigt er uretroplastik den valgte behandling for de fleste patienter, med lange (>2 cm) og forreste urethrale defekter, der kræver en form for substitution urethroplastik2. Mange væv er blevet brugt som urethral substitutter, herunder fuld eller split-tykkelse hudtransplantater af genitale eller ekstragenitale områder, blærevæg slimhinde, eller den udbredte bukkalslimhinde2. Buccal slimhindetransplantater har flere fordele, såsom at komme fra et vådt og hårløst miljø, være let at høste, være resistent over for infektion, et tykt epitel, en reduceret sandsynlighed for pseudo-divertikulumdannelse og en tynd lamina, der tillader tidlig imbibition og inosculation3. I modsætning til klapper har transplantater ingen blodforsyning, afhængigt af modtagerens vaskulære seng for at overleve4.
Dyremodeller af transplantater eller klapper er blevet brugt i vid udstrækning til at udvikle eller forfine kirurgiske teknikker, studere og forstå vævsfysiologi, underliggende mekanismer og årsager til svigt og evaluere innovative behandlingsstrategier 5,6. Selvom større dyr letter den tekniske udførelse, er gnavere, nemlig rotter og mus, lettere at håndtere og vedligeholde, resistente over for sygdomme, mere omkostningseffektive og, vigtigere, med værktøjerne til at undersøge molekylære mekanismer, afgørende for at teste innovative terapier 5,6. Flere modeller af klapper og transplantater er blevet beskrevet hos rotter ved hjælp af forskellige væv, nemlig hud, knogle, muskel6, kar5 og endda faste organer7. Men, der er knappe undersøgelser i murin modeller i transplantater til urethral rekonstruktion eller vævsteknik.
Ikke desto mindre afhænger fremskridt inden for translationel videnskab af dyremodeller, der efterligner sygdom. Indtil videre er det lokale patofysiologiske miljø ikke blevet behandlet, da urethral rekonstruktion udføres umiddelbart efter dens striktur. Heri har denne undersøgelse til formål at udføre en urethral rekonstruktion ved hjælp af et bukkalslimhindetransplantat i et lokalt patofysiologimiljø. Med dette mål blev urinrørets striktur induceret 1 uge før dets rekonstruktion. Denne eksperimentelle model, udført hos rotter, gør det muligt at teste innovative terapier og undersøge deres molekylære mekanismer og kliniske fordele i fremtiden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Urethroplasty med buccal slimhinde transplantater er en vigtig hjørnesten i urethral rekonstruktion. Der bør imidlertid udvikles innovative procedurer for at optimere de allerede beskrevne og etablere nye, såsom vævsmanipulerede materialer og biologiske transplantater, for at reducere komplikationer og sygelighed. Flere procedurer er blevet offentliggjort for at etablere prækliniske modeller og definere kirurgiske teknikker. Souza et al.1 gennemførte en undersøgelse med 12 newzealandske kan…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker João Leitão, leder af radiologiafdelingen ved Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, og Catia Fernandes, tekniker ved radiologiafdelingen ved Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, for deres samarbejde om realiseringen af urethrogrammer.
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
- Souza, G. F., Calado, A. A., Delcelo, R., Ortiz, V., Macedo, A. Histopathological evaluation of urethroplasty with dorsal buccal mucosa: an experimental study in rabbits. International Brazilian Journal of Urology. 34 (3), 345-354 (2008).
- Andrich, D. E., Mundy, A. R. Urethral strictures and their surgical treatment. BJU International. 86 (5), 571-580 (2000).
- Bhargava, S., Chapple, C. R., Bullock, A. J., Layton, C., MacNeil, S. Tissue-engineered buccal mucosa for substitution urethroplasty. BJU International. 93 (6), 807-811 (2004).
- Fu, Q., et al. Substitution urethroplasty for anterior urethral stricture repair: comparison between lingual mucosa graft and pedicled skin flap. Scandinavian Journal of Urology. 51 (6), 479-483 (2017).
- Blain, B., et al. Vascular grafts in the rat model: an anatomic study. Microsurgery. 21 (3), 80-83 (2001).
- Schmauss, D., Weinzierl, A., Schmauss, V., Harder, Y. Common rodent flap models in experimental surgery. European Surgical Research. 59 (3-4), 255-264 (2018).
- You, H., et al. A rat orthotopic renal transplantation model for renal allograft rejection. Journal of Visualized Experiments. (180), e63464 (2022).
- Park, J. H., et al. Balloon-expandable biodegradable stents versus self-expandable metallic stents: a comparison study of stent-induced tissue hyperplasia in the rat urethra. Cardiovascular and Interventional Radiology. 42 (9), 1343-1351 (2019).
- Martín-Cano, F., et al. Histological and immunohistochemical changes in the rat oral mucosa used as an autologous urethral graft. Journal of Pediatric Surgery. 48 (7), 1557-1564 (2013).
- Hofer, M. D., et al. Analysis of primary urethral wound healing in the rat. Urology. 84 (1), e1-7 (2014).
- Tavukcu, H. H., et al. Protective effect of platelet-rich plasma on urethral injury model of male rats. Neurourology and Urodynamics. 37 (4), 1286-1293 (2018).
