膀胱膀胱分析各种啮齿类动物模型中使用的增广的生物材料评价
August 9th, 2012
在小鼠和大鼠模型，用三维支架膀胱扩大术的手术阶段。为了测试在膀胱扩大术中使用的生物材料配置的功效，膀胱清醒和麻醉技术。
该程序的目的是通过细胞术获取功能数据来评估生物材料在膀胱增大中的使用。这是通过第一个 aner mosin 完成的，即膀胱中产生的缺损的支架。手术的第二步是将膀胱造口管挖通到腹部。
第三步是将膀胱造口管放入增大的膀胱中，并将其固定在动物的背部。最后一步是进行细胞术，从功能角度评估增大的膀胱。最终，结果可以通过有意识的细胞术显示膀胱容量和顺应性、排尿压力、营养周期时间和排尿后残留量的变化。
该技术的意义延伸到治疗膀胱或尿道的先天性和后天性异常，这些异常会导致膀胱容量、顺应性和整体功能受损。因为需要对用于膀胱增大的新型生物材料进行功能评估。为动物准备腹部手术后，使用手术刀在皮肤上做一个较低的中线切口。
使用齿形镊子抬高直肌并用细针和香脂剪刀在皮肤切口将膀胱通过切口伤口位置输送的整个长度上，在中线上解剖肌肉的后表面。一天一次，穿过膀胱后壁缝合，然后穿过膀胱位置的前壁缝合。膀胱外侧的额外缝合线不会系住这些缝合线。
当缝合线被固定时，膀胱将呈方形结构，大小约为 1 厘米见方，膀胱纵向穿过膀胱前壁，沿中线略低于膀胱的圆顶。小心不要在这些缝合线上有太大的张力，因为它们很容易被拉过膀胱组织 对于此步骤，首选环形放大来吻合支架。使用细剪刀，将蚕丝支架修剪到膀胱缺损的大致区域。
从支架的一个角开始，以连续运行的方式将其缝合到膀胱上。为了在缺损周围形成水密密封，外科医生对支架与膀胱进行无张力水密吻合非常重要。这将确保所有尿液都包含在膀胱内，因为任何腹膜内渗漏都可能导致动物死亡。
作为测试，使用 30 号皮下注射针头向膀胱注入水。如果发现渗漏，请用额外的中断缝合线将其闭合。然后在闭合腹壁之前将重建的膀胱复位回腹部。
用布比卡因注射腹直肌和皮下组织进行局部麻醉并闭合切口。接下来，使用连续运行的缝合线重新接近直肌，并用连续运行的缝合线闭合皮肤。清洁并擦干切口后，将动物转移到温暖、干净的笼子中，以便从麻醉中醒来。
在开始之前，在 10 厘米 PE 50 管的末端创建一个锚点，这样它就不会从膀胱中滑出。为此，将管子的末端轻轻暴露在火焰中，使其张开。其次，验证管子没有被堵塞。
用盐水注射非喇叭口的一端，并确保它流动。在为动物准备手术后，在暴露膀胱之前，在肩胛骨之间的背上做一个 1 厘米的切口。使用 metson 香膏剪刀，在皮肤和底层肌肉之间形成一个平面。
然后将剪刀的尖端放在平面中并展开，以形成一个通向腹侧的皮下隧道。接下来，将动物翻转过来。将膀胱暴露并放回腹部。
返回背切口，将一个小夹子放入皮下隧道中。用手指保护腹腔内容物，然后用夹子的尖端刺穿腹壁。现在，用夹子抓住喇叭形管的光滑端，然后将其通过背切口拉回。
不要用管子通过切口将喇叭形锚栓端拉过腹壁。在膀胱的圆顶处放置一个钱包线针。在缝合线的松散端留下一个小夹子，以免它被无意中拉过缝线。
另外，不要拉紧缝合线。现在 EU 18 号针头刺穿荷包线缝合线中心的膀胱壁，刚好足以进行腔内缝合。然后将细镊子放入开口中，轻轻展开以扩大孔。
将导管的喇叭形端插入膀胱的缺损处，直到它进入腔内。将荷包线缝合线拉得更紧，并系紧。然后将游离缝合线缠绕在导管上一次并系紧。
现在，通过管子慢慢将生理盐水注入膀胱中来测试膀胱。如果有流出尿道，吸出生理盐水以减压膀胱。再。如果发现渗漏，应用缝合线修复，漏尿会导致死亡。
如前所述，关闭腹部切口。然后继续闭合背切口。大鼠和小鼠的闭合背切口的程序不同。
对于大鼠，用剪刀在皮肤水平剪断导管。然后将 22 号钝头针头插入管中。使用连续缝合线闭合管子上的皮肤，使针座突出。
现在在钝针上放置静脉管帽，并将导管尖端固定在皮肤上。之后，清洁切口，让动物在温暖的环境中恢复。在小鼠中，应按如下方式固定导管，将导管放置较长，然后用火焰熔化导管末端。
缠绕管子的末端，将其留在动物背部的皮下袋中。以连续运行的方式闭合管上的皮肤。在细胞分析之前，允许大鼠或小鼠至少术后恢复 5 到 7 天。
细胞测定当天恢复后。对于小鼠，需要先在麻醉下打开背切口，并从皮下袋中取出盘管。移除管道后，关闭该切口并等待小鼠从麻醉中完全唤醒，然后再进行细胞计数，首先将动物置于悬浮在秤上的代谢笼中。
现在用一根 27 号针头进入耻骨上导管，该针头通过 ttu 连接到压力传感器和输液泵。开始输注生理盐水。让空洞模式跟踪稳定下来。
在接下来的 10 到 20 分钟内，膀胱压力首先升高，然后排尿。然后记录 15 到 120 分钟的排尿周期，或在手术过程中至少记录 3 到 4 次排尿周期。注意导管扭结和其他并发症。
然后可以分析尿动力学轨迹以得出诸如排尿量、顺应性、排尿峰值收缩压力、间隔、排尿周期时间和排尿后残余尿量等参数。看完这个视频后，你应该对如何使用任何生物材料来增强膀胱有一个很好的了解。您还将知道如何使用有意识的无束缚细胞术评估任何啮齿动物膀胱的功能。
概述
本文描述了在鼠类和大鼠模型中使用3-D支架进行膀胱增强的外科阶段。通过清醒和麻醉的膀胱测量技术测试了用于膀胱增强的生物材料配置的有效性。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 生物材料
- 外科技术
背景
- 膀胱增强是一种旨在改善膀胱功能的外科手术。
- 生物材料越来越多地被用于增强外科手术结果。
- 来自膀胱测量的功能数据对于评估手术后膀胱性能至关重要。
- 理解这些技术的影响可以帮助治疗膀胱异常。
研究目的
- 评估使用生物材料进行膀胱增强的情况。
- 通过膀胱测量获得功能数据。
- 评估增强后膀胱容量和顺应性的变化。
使用的方法
- 为腹部手术准备动物。
- 创建膀胱缺损并进行支架吻合。
- 放置膀胱造口管以引流尿液。
- 进行膀胱测量以评估膀胱功能。
主要结果
- 功能评估显示膀胱容量和顺应性发生变化。
- 测量了排尿压力和排尿后残余体积。
- 结果表明所使用的生物材料是有效的。
- 讨论了先天性和获得性膀胱异常的潜在应用。
结论
- 研究表明使用3-D支架进行膀胱增强是可行的。
- 功能数据支持在外科应用中使用生物材料。
- 需要进一步研究以优化技术和材料。
常见问题
Executive Industry Relevance
Functional evaluation of biomaterials for bladder augmentation requires standardized animal models and cystometric analysis to assess capacity, compliance, and voiding dynamics. This approach enables preclinical de-risking of scaffold designs by linking structural properties to functional outcomes prior to large animal or clinical studies. The methodology supports target validation in urological regenerative medicine by providing quantitative, translatable readouts for go/no-go decisions in biomaterial development pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by correlating scaffold-mediated tissue regeneration with functional urodynamic improvements.
- Operational Value: Enables biological de-risking through histologic and cystometric validation of implant performance in vivo.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream screening by establishing baseline functional parameters in augmented bladders.
- Operational Value: Supports assay standardization and reproducibility via conscious cystometry in rodent models, enabling reliable comparative evaluation of biomaterial configurations.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Demonstrates translational continuity from discovery through preclinical validation by linking scaffold properties to restored voiding characteristics.
- Operational Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by quantifying changes in bladder capacity, compliance, and post-void residual volumes as functional endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from early biomaterial screening through lead identification to preclinical validation, providing functional data that informs progression decisions.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by evaluating how scaffold properties influence tissue regeneration and bladder function.
- Screening: Delivers assay readiness and quantitative outputs through cystometric measurements of compliance, capacity, and voiding pressures.
- Analytics: Generates statistical outputs such as voided volumes, peak pressures, and micturition cycle time to enable cross-condition comparison.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by establishing in vivo feasibility of biomaterials prior to large animal studies.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for evaluating diverse biomaterial configurations in bladder augmentation models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in biomaterial efficacy, reduction of mechanistic ambiguity in tissue regeneration outcomes.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability of functional assessment across rodent models.
- Strategic Value: Improved go/no-go decisions, capital efficiency in biomaterial development, and reduced late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Risk-based prioritization of scaffold candidates based on functional urodynamic performance.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent urological surgery, scaffold handling, and cystometric technique.
- Dependent on infusion pumps, pressure transducers, and metabolic cages for conscious cystometry.
- Necessitates cross-team standardization of surgical and analytical protocols between urology, biomaterials, and pharmacology teams.
- Involves adaptation considerations for varying bladder sizes and anatomical differences between mice and rats.
- Limited by postoperative recovery time requirements and potential for catheter-related complications affecting data quality.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
1:25
Incision and Exposure of the Bladder
2:43
Anastomosis of the Scaffold
4:21
Cystostomy Surgery Part 1
7:08
Cystostomy Surgery Part 2: Closing the Dorsal Incision
8:43
Cystometric Analysis in Alert Animals
9:35
Urodynamic Tracing Analysis
9:56
Conclusion
