Urinrörsstrikturinduktion följt av buckal slemhinnetransplantateutroplastik i en råttmodell

Summary

I detta protokoll utvecklades en urinrörsstrikturinduktion i Wistar-råttor, följt av urinrörsrekonstruktion med ett buckalt slemhinnetransplantat. En retrograd uretrogram- och laserdopplerbedömning utfördes, vilket validerade uretrarekonstruktion (efter strikturbildning) och transplantatplacering.

Abstract

Urinrörsrekonstruktion är ett viktigt kompetensområde för urologer. Munslemhinnan anses vara det bästa alternativet när urinrörstransplantation är nödvändig, även om det i vissa fall är olämpligt eller behöver optimeras för att reparera en viss förträngning. Därför är det avgörande att utveckla innovativa procedurer och utvärdera deras förmodade framgång i experimentella modeller för att passa det kliniska behovet. Med detta mål beskriver denna studie ett protokoll där urinrörsförträngning inducerades av diatermi hos Wistar-råttor. Urinrörsrekonstruktion utfördes 1 vecka senare med ett buckalt slemhinnetransplantat, skördat från underläppen och placerat på ett ventralt onlay-sätt. Ett retrograd uretrogram visade en signifikant förbättring av urinrörets diameter efter uretroplastik jämfört med respektive värde efter strikturinduktion. Dessutom bedömdes transplantatplaceringen genom blodperfusionsanalys med hjälp av laserdoppler. Som väntat motsvarade ett mörkblått område det icke-vaskulariserade buckala slemhinnetransplantatet. Denna procedur kan framgångsrikt simulera den normala patofysiologiska processen för urinrörsskada och vävnadsmodulering, såväl som uretral rekonstruktion med hjälp av ett buckalt slemhinnetransplantat på ett reproducerbart sätt, och fungera som grund för framtida forskning baserad på vävnadsteknik eller urinrörstransplantat.

Introduction

Uretral rekonstruktion är en stor utmaning för urologiska kirurger vid hantering av urinrörsskador i samband med strikturer, trauma eller medfödda defekter¹. Med botande avsikt är uretroplastik den bästa behandlingen för de flesta patienter, med långa (>2 cm) och främre urinrörsdefekter som kräver någon form av substitutionsuretroplastik². Många vävnader har använts som urinrörsersättningar, inklusive hudtransplantationer med full eller delad tjocklek av genitala eller extragenitala områden, blåsväggsslemhinnor eller den utbredda buckala slemhinnan². Buckala slemhinnetransplantat har flera fördelar, såsom att de kommer från en våt och hårlös miljö, är lätta att skörda, är resistenta mot infektioner, ett tjockt epitel, en minskad sannolikhet för pseudodivertikelbildning och en tunn lamina, vilket möjliggör tidig imbibition och inoskulering³. Till skillnad från klaffar har transplantat ingen blodtillförsel, beroende på mottagarens kärlbädd för att överleva⁴.

Djurmodeller av transplantat eller flikar har använts i stor utsträckning för att utveckla eller förfina kirurgiska tekniker, studera och förstå vävnadsfysiologi, underliggande mekanismer och orsaker till misslyckande och utvärdera innovativa behandlingsstrategier ^5,6. Även om större djur underlättar det tekniska utförandet är gnagare, dvs. råttor och möss, lättare att hantera och underhålla, resistenta mot sjukdomar, mer kostnadseffektiva och, vilket är viktigt, med verktyg för att undersöka molekylära mekanismer, vilket är avgörande för att testa innovativa terapier ^5,6. Flera modeller av flikar och transplantat har beskrivits hos råttor som använder olika vävnader, nämligen hud, ben, muskler⁶, kärl⁵ och till och med solida organ⁷. Det finns dock få undersökningar i murina modeller av transplantat för urinrörsrekonstruktion eller vävnadsteknik.

Icke desto mindre är framsteg inom translationell vetenskap beroende av djurmodeller som efterliknar sjukdomar. Hittills har den lokala patofysiologiska miljön inte behandlats, eftersom urinrörsrekonstruktion utförs omedelbart efter dess striktur. Häri syftar denna studie till att utföra en uretral rekonstruktion med hjälp av ett buckalt slemhinnetransplantat i en lokal patofysiologisk miljö. Med detta mål inducerades urinrörsförträngningen 1 vecka före dess rekonstruktion. Denna experimentella modell, som utförs på råttor, gör det möjligt att testa innovativa terapier och undersöka deras molekylära mekanismer och kliniska fördelar i framtiden.

Protocol

Alla djurförsök utfördes i enlighet med direktiv 2010/63/EU. Förfarandena godkändes av det institutionella djurskyddsorganet, licensierat av DGAV, den portugisiska behöriga myndigheten för djurskydd (licensnummer 0421/000/000/2021). Hanråttor av Wistar Han IGS (Crl:WI(Han) (400-500 g) vid 12-14 veckors ålder användes för den aktuella studien. Djuren erhölls från en kommersiell källa (se materialförteckning). 1. Beredning av lösningar …

Representative Results

Totalt användes 12 Wistar-hanråttor, som vägde 400-500 g och var 12-14 veckor gamla, för induktion av urinrörsstriktur. Ett retrograd uretrogram (RUG1) utfördes 1 vecka senare8, vilket bekräftade teknikens framgång. Urinrörets diameter mättes i millimeter i nivå med strikturinduktionen. Därefter utfördes en uretroplastik med ett buckalt slemhinnetransplantat i den ventrala ytan av råtturinröret. Samma råttor utsattes för ett andra retrograd uretrogram (RUG2) 14 dagar efter uretrop…

Discussion

Uretroplastik med buckala slemhinnetransplantat är en viktig hörnsten i urinrörsrekonstruktion. Innovativa metoder bör dock utvecklas för att optimera de som redan beskrivits och etablera nya, såsom vävnadstekniska material och biologiska transplantat, för att minska komplikationer och sjuklighet. Flera procedurer har publicerats för att etablera prekliniska modeller och definiera kirurgiska tekniker. Souza et ^al.1 genomförde en studie med 12 kaniner från Nya Zeeland. Ett ventralt läng…

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.