Индукция стриктуры уретры с последующей уретропластикой слизистой оболочки полости рта на модели крысы
Summary
В настоящем протоколе у крыс линии Wistar была разработана индукция стриктуры уретры с последующей реконструкцией уретры с использованием трансплантата слизистой оболочки щеки. Была проведена ретроградная уретрограмма и лазерная допплерография, валидация реконструкции уретры (после формирования стриктуры) и установки трансплантата.
Abstract
Реконструкция уретры является важной областью специализации урологов. Слизистая оболочка щек считается лучшим вариантом, когда необходима пересадка уретры, хотя в некоторых случаях она нецелесообразна или нуждается в оптимизации для восстановления данной стриктуры. Таким образом, разработка инновационных процедур и оценка их предполагаемого успеха на экспериментальных моделях имеет решающее значение для удовлетворения клинических потребностей. С этой целью в данном исследовании описывается протокол, в котором стриктура уретры индуцировалась электрокоагуляцией у крыс линии Wistar. Реконструкция уретры была выполнена через 1 неделю с помощью трансплантата слизистой оболочки щеки, взятого из нижней губы и помещенного вентральным накладкой. Ретроградная уретрограмма показала достоверное улучшение диаметра уретры после уретропластики по сравнению с соответствующим значением после индукции стриктуры. Дополнительно размещение трансплантата оценивали с помощью анализа перфузии крови с помощью лазерной допплерографии. Как и ожидалось, темно-синий участок соответствовал неваскуляризированному трансплантату слизистой оболочки щеки. Эта процедура может успешно имитировать нормальный патофизиологический процесс повреждения уретры и модуляции тканей, а также реконструкцию уретры с использованием трансплантата слизистой оболочки щеки воспроизводимым образом, и служить основой для будущих исследований, основанных на тканевой инженерии или трансплантатах уретры.
Introduction
Реконструкция уретры является серьезной проблемой для хирургов-урологов при лечении повреждений уретры на фоне стриктур, травм или врожденных дефектов1. С лечебной целью уретропластика является методом выбора для большинства пациентов с длинными (>2 см) и передними дефектами уретры, требующими той или иной формы заместительной уретропластики2. В качестве заменителей уретры используются многие ткани, в том числе полноценные или расщепленные кожные трансплантаты генитальных или экстрагенитальных областей, слизистой оболочки стенки мочевого пузыря или широко распространенной слизистой оболочки щек2. Трансплантаты слизистой оболочки щеки имеют ряд преимуществ, таких как получение из влажной и безволосой среды, простота сбора, устойчивость к инфекции, толстый эпителий, снижение вероятности образования псевдодивертикулов и тонкая пластинка, обеспечивающая раннее поглощение и инокуляцию3. В отличие от лоскутов, трансплантаты не имеют кровоснабжения, в зависимости от сосудистого русла реципиента, чтобы выжить4.
Животные модели трансплантатов или лоскутов широко использовались для разработки или совершенствования хирургических методов, изучения и понимания физиологии тканей, лежащих в основе механизмов и причин неудачи, а также оценки инновационных стратегий лечения 5,6. Несмотря на то, что более крупные животные облегчают техническую работу, грызуны, а именно крысы и мыши, проще в обращении и содержании, устойчивы к болезням, более экономичны и, что немаловажно, обладают инструментами для исследования молекулярных механизмов, имеющих решающее значение для тестирования инновационных методов лечения. У крыс было описано несколько моделей лоскутов и трансплантатов с использованием различных тканей, а именно кожи, костей, мышц6, сосудов5 и даже твердых органов7. Тем не менее, на мышиных моделях трансплантатов для реконструкции уретры или тканевой инженерии проводится мало исследований.
Тем не менее, прогресс в трансляционной науке зависит от животных моделей, которые имитируют болезнь. До сих пор локальная патофизиологическая среда не была изучена, так как реконструкция уретры выполняется сразу после ее стриктуры. Целью данного исследования является проведение реконструкции уретры с использованием трансплантата слизистой оболочки щеки в местной патофизиологической среде. С этой целью стриктуру уретры индуцировали за 1 неделю до ее реконструкции. Эта экспериментальная модель, выполненная на крысах, позволяет в будущем тестировать инновационные методы лечения и исследовать их молекулярные механизмы и клинические преимущества.
Protocol
Representative Results
Discussion
Уретропластика с использованием трансплантатов слизистой оболочки щек является основным краеугольным камнем в реконструкции уретры. Тем не менее, для снижения осложнений и заболеваемости необходимо разработать инновационные процедуры, чтобы оптимизировать уже описанные и внедрить…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим Жуана Лейтау, заведующего отделением радиологии Университетского центра Лиссабона Норте, и Катю Фернандес, техника отделения радиологии Госпитального университета Лиссабона Норте, за сотрудничество в проведении уретрограмм.
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).
