Name: 内镜下黏膜下注射材料性能评价的一种新的体内模型 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-19T13:30:00.000+00:00
Duration: 3 min 54 s
Description: 了解一种用于评估内镜下黏膜下注射材料性能的新型离体模型。该方法利用猪胃标本和恒定张力装置，可精确测量黏膜下隆起高度和持续时间，为生物医学工程研究提供更准确的评估手段。

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本工作由京都创新医疗技术研究与开发支持系统以及日本医疗研究开发机构（AMED）的转化研究项目——创新医疗技术实用化战略促进计划（TR-SPRINT）资助。

以下方案遵循京都府立医科大学的动物护理指南。
1. 使用猪胃制备标本
注意：第一步是准备用于离体（ex vivo）模型的标本（图1）。猪胃壁的厚度因胃部不同区域而异。应使用猪胃的上三分之一部分，该部分与人胃相对相似。若因纤维化导致黏膜下层隆起不明显，则应排除此类不合适的标本。
<ol>
	<li>切割&#160;将胃组织标本切成约6 × 6平方毫米的方块&#160;厘米</li>
	<li>立即将胃部标本储存在 -30 °C 温度下。</li>
	<li>在测量前立即解冻冷冻的胃部标本，以确保测量条件的一致性。</li>
</ol>
2. 一种新型详细设置方法 离体 模型
注意：将解冻后的样本拉直&#160;以两种不同的方式固定在板上。在传统的 离体 模型，用大头针固定标本（图1A)19,20,21,22另一方面，在新的 离体 模型，用夹子固定或拉伸试件两端以产生恒定张力（图1B，C）。新模型的各个部件均易于获取，且新模型的组装可快速完成（图2）。新模型的步骤如下（图3):
<ol>
	<li>连接不锈钢夹子和&#160;关键导丝和S形钩（图3A).</li>
	<li>连接导线并&#160;S形钩和重物（图3A).</li>
	<li>将钩子连接到导线的另一端。上述步骤即完成了一个牵引装置的制作。图3B).</li>
	<li>固定滑轮（图2b）在基座的两端图3C).</li>
	<li>将橡胶板（6&#160;× 6&#160;cm）置于底座中央（图3C).</li>
	<li>将胃部标本置于橡胶板上，并用牵引装置的夹子夹住标本两端。</li>
	<li>通过滑轮悬挂重物（两侧）。由此可对试样施加恒定张力。图4).</li>
	<li>开始测量SEH，因为&#160;在新模型的设置完全完成后（见下文步骤3）。</li>
</ol>
3. SIM 性能评估
注意：本研究中采用生理盐水（NS）和0.4%透明质酸钠（HA）作为待测的模拟眼内液（SIM），并测量这两种SIM的表面蒸发率（SEH）。每种样品进行三次独立测量，所得数据以均值和标准差（S.D.）表示。统计分析使用统计分析软件（GraphPad Prism 7）进行。连续变量（SEH）采用学生t检验分析，P &#60; 0.05 被认为具有统计学意义。SEH 的测量方法如下（图5）。
<ol>
	<li>根据黏膜下隆起术前黏膜的高度，对高度规进行零点校准。具体操作为：将划针固定在黏膜表面高度后，按下PRESET按钮完成零点校准。</li>
	<li>使用2.5 mL注射器和23号&#160;针头，将每种溶液2.0 mL水平注射至标本边缘的黏膜下层，以实施黏膜下隆起术（图5A-C）。</li>
	<li>注射后0、2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20、30、45和60分钟，立即使用数显高度规测量&#160;SEH（图5D）。具体操作为：将划针固定于黏膜下隆起的最高点，记录高度规上显示的高度值。</li>
	<li>进行三次独立测量，结果以均值和标准差表示。</li>
	<li>使用适当的统计学软件分析所得数据，并评估SIMs的性能（可对不同SIMs之间的性能进行比较）。</li>
</ol>

<ol><li>Ono, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endoscopic+mucosal+resection+for+treatment+of+early+gastric+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Gut%22%5BJournal%5D)">Endoscopic mucosal resection for treatment of early gastric cancer.</a> Gut. 48 (2), 225-229 (2001).</li>
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<li>Katsinelos, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+study+of+50%25+dextrose+and+normal+saline+solution+on+their+ability+to+create+submucosal+fluid+cushions+for+endoscopic+resection+of+sessile+rectosigmoid+polyps%5BTitle%5D)+AND+%22Gastrointestinal+endoscopy%22%5BJournal%5D)">A comparative study of 50% dextrose and normal saline solution on their ability to create submucosal fluid cushions for endoscopic resection of sessile rectosigmoid polyps.</a> Gastrointestinal endoscopy. 68 (4), 692-698 (2008).</li>
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<li>Yoshida, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endoscopic+mucosal+resection+with+0.13%25+hyaluronic+acid+solution+for+colorectal+polyps+less+than+20+mm%3A+a+randomized+controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+gastroenterology+and+hepatology%22%5BJournal%5D)">Endoscopic mucosal resection with 0.13% hyaluronic acid solution for colorectal polyps less than 20 mm: a randomized controlled trial.</a> Journal of gastroenterology and hepatology. 27 (8), 1377-1383 (2012).</li>
<li>Uraoka, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+glycerol+as+a+submucosal+injection+for+EMR%5BTitle%5D)+AND+%22Gastrointestinal+endoscopy%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of glycerol as a submucosal injection for EMR.</a> Gastrointestinal endoscopy. 61 (6), 736-740 (2005).</li>
<li>Conio, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+performance+in+the+porcine+esophagus+of+different+solutions+used+for+submucosal+injection%5BTitle%5D)+AND+%22Gastrointestinal+endoscopy%22%5BJournal%5D)">Comparative performance in the porcine esophagus of different solutions used for submucosal injection.</a> Gastrointestinal endoscopy. 56 (4), 513-516 (2002).</li>
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<li>Huai, Z. Y., Feng Xian, W., Chang Jiang, L., Xi Chen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Submucosal+injection+solution+for+endoscopic+resection+in+gastrointestinal+tract%3A+a+traditional+and+network+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Gastroenterology+research+and+practice%22%5BJournal%5D)">Submucosal injection solution for endoscopic resection in gastrointestinal tract: a traditional and network meta-analysis.</a> Gastroenterology research and practice. 2015, 702768(2015).</li>
<li>Yandrapu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+saline+solution+versus+other+viscous+solutions+for+submucosal+injection+during+endoscopic+mucosal+resection%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Gastrointestinal+endoscopy%22%5BJournal%5D)">Normal saline solution versus other viscous solutions for submucosal injection during endoscopic mucosal resection: a systematic review and meta-analysis.</a> Gastrointestinal endoscopy. , (2016).</li>
<li>Fernandez-Esparrach, G., Shaikh, S. N., Cohen, A., Ryan, M. B., Thompson, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+a+reverse-phase+polymer+as+a+submucosal+injection+solution+for+EMR%3A+a+comparative+study+%28with+video%29%5BTitle%5D)+AND+%22Gastrointestinal+endoscopy%22%5BJournal%5D)">Efficacy of a reverse-phase polymer as a submucosal injection solution for EMR: a comparative study (with video).</a> Gastrointestinal endoscopy. 69 (6), 1135-1139 (2009).</li>
<li>Tran, R. T., Palmer, M., Tang, S. J., Abell, T. L., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+drug-eluting+elastomeric+polymer%3A+a+novel+submucosal+injection+material%5BTitle%5D)+AND+%22Gastrointestinal+endoscopy%22%5BJournal%5D)">Injectable drug-eluting elastomeric polymer: a novel submucosal injection material.</a> Gastrointestinal endoscopy. 75 (5), 1092-1097 (2012).</li>
<li>Akagi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sodium+alginate+as+an+ideal+submucosal+injection+material+for+endoscopic+submucosal+resection%3A+preliminary+experimental+and+clinical+study%5BTitle%5D)+AND+%22Gastrointestinal+endoscopy%22%5BJournal%5D)">Sodium alginate as an ideal submucosal injection material for endoscopic submucosal resection: preliminary experimental and clinical study.</a> Gastrointestinal endoscopy. 74 (5), 1026-1032 (2011).</li>
<li>Eun, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+sodium+alginate+as+a+submucosal+injection+material+for+endoscopic+mucosal+resection+in+animal%5BTitle%5D)+AND+%22Gut+and+Liver%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of sodium alginate as a submucosal injection material for endoscopic mucosal resection in animal.</a> Gut and Liver. 1 (1), 27-32 (2007).</li>
<li>Hirose, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+new+ex+vivo+model+for+evaluation+of+endoscopic+submucosal+injection+materials+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Mechanical+Behavior+of+Biomedical+Materials%22%5BJournal%5D)">Development of a new ex vivo model for evaluation of endoscopic submucosal injection materials performance.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 79, 219-225 (2018).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

用于新模型的猪胃应立即存放在冷冻箱中&#160;切除，并在冷冻后数月内使用，因为猪胃的新鲜度对于SEH测量至关重要。（我们测量了&#160;使用冷冻和未冷冻的胃部标本进行SEH检测，并证实SEH测量结果无差异。
胃部标本的质量受猪胃个体差异的显著影响。因此，建议在实验前剔除明显过厚或褶皱过多的标本&#160;测量。此外，由于纤维化，某些标本可能不适合进行SEH测量。建议排除因纤维化导致未见黏膜下层隆起的不适宜标本。
由于消化道在内镜治疗过程中被扩张，胃肠道黏膜会受到一定程度的张力。研究发现，随着施加于样本的张力增加，SIM 的性能（通过测量 SEH 值来评估）有所下降。因此，张力是影响 SIM 性能的重要因素。即，SEH 的值）23的应用&#160;1.5–3.0 N的张力&#160;可模拟出更接近人体胃肠道黏膜的环境。然而，该方法的一个局限性在于，最佳张力可能取决于所用分析样本的差异。
在传统模型中，由于...

目前，内镜黏膜下剥离术（ESD）和内镜黏膜切除术（EMR）均为早期胃肠道癌症的常用治疗方法1,2。将黏膜下注射材料（SIM）注入黏膜下层，是EMR和ESD操作中最关键的步骤之一2,3。实现充分的黏膜下抬举并维持其抬举状态，是安全实施EMR/ESD的重要标准。
尽管生理盐水（NS）自内镜治疗发明以来一直被用作黏膜下注射液（SIM）4,5，近年来透明质酸钠（HA）被引入作为治疗用药6,7。由于其优异的性能，HA 已在内镜治疗中被广泛用作更优的黏膜下注射液（SIM）8,9,10,11。目前，已有研究对现有的多种黏膜下注射液（SIM）进行了性能比较，并致力于开发高性能的黏膜下注射液以寻找另一种更优的选择5,12,13,14,15,16,17,18。
使用猪胃标本的ex vivo模型已被用于评估SIM性能，因为在人体胃肠道中准确评估SIM性能非常困难19,20,21,22。然而，这种传统的ex vivo模型极为简单，仍有改进空间。构建更接近人体胃肠道黏膜的环境，将有助于对SIM性能进行更准确的评估。
在我们之前的研究中，我们开发了一种新的离体（ex vivo）模型，可通过在样本两端施加恒定张力，详细评估各种脊髓电刺激电极（SIM）的性能。我们还证实，所提出的新型离体（ex vivo）模型能够在均匀条件下精确测量SHE，并对多种类型的SIM性能进行详细比较23。
在本研究中，我们展示了新方法的完整外观 离体 模型，以及新系统的详细设置方法 离体 模型通过视频和图示进行了详细说明。&#160;新 离体 模型由多个部分组成&#160;易于获取且可快速建立。详细的方法学描述将有助于推广这一新模型。

<table><tbody><tr><td>重量（153.1 g）</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>固定式滑轮</td><td>H.H.H. MANUFACTURING</td><td>VS25</td><td></td></tr><tr><td>直径为 0.45 mm 的不锈钢丝</td><td>Nissa Chain</td><td>Cut wire Y-5</td><td></td></tr><tr><td>宽度为 147 mm 的不锈钢夹子</td><td>KOKUYO</td><td>无</td><td></td></tr><tr><td>长度为 12 cm 的不锈钢钥匙形金属丝</td><td>Nissa Chain</td><td>P-702</td><td></td></tr><tr><td>不锈钢 S 形钩</td><td>TRUSCO NAKAYAMA</td><td>TCS1.2</td><td></td></tr><tr><td>可锁定的不锈钢 S 形钩</td><td>Mizumoto Machine Mfg</td><td>B2054</td><td></td></tr><tr><td>矩形木质底座（45 × 60 cm）</td><td>无</td><td>无</td><td></td></tr><tr><td>橡胶板（5 × 5 cm）</td><td>无</td><td>无</td><td></td></tr><tr><td>数显高度规</td><td>Mitutoyo</td><td>HDS-20C</td><td></td></tr><tr><td>2.5 mL 注射器</td><td>Terumo</td><td>SS-02SZ</td><td></td></tr><tr><td>23 号针头</td><td>Terumo</td><td>NN-2332R</td><td></td></tr><tr><td>MucoUp</td><td>Boston Scientific</td><td>无</td><td>0.4% 透明质酸钠（HA）</td></tr><tr><td>生理盐水（20 mL）</td><td>Otsuka Pharmaceutical</td><td>无</td><td>正常生理盐水（NS）</td></tr><tr><td>GraphPad Prism 7 软件</td><td>GraphPad Inc</td><td>无</td><td></td></tr></tbody></table>

一种新的 离体 评估内镜下黏膜下注射材料性能的模型

A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

提高黏膜下注射材料（SIMs）的性能对于早期胃肠道肿瘤的内镜治疗至关重要。为了研发高性能的SIMs，建立一种能够准确评估SIM性能的ex vivo模型十分必要。在我们之前的研究中，开发了一种新型的ex vivo模型，通过在标本两端施加恒定张力，可对多种SIMs的性能进行详细评估。我们还证实，该新型ex vivo模型能够在统一条件下准确测量黏膜下隆起高度（SEH），并实现不同类型SIMs性能的细致比较。本文将介绍这一新型ex vivo模型，并详细说明该模型的构建方法。由于新模型的各个部件均易于获取，模型的搭建可快速完成。利用该新模型可更准确地测量多种SIMs的SEH。此外，该模型可用于识别决定SIM性能的关键因素，一旦该因素被明确，SIM的研发速度将显著提升。

SEH 随时间在新条件下进行测量 离体 模型或常规 离体 模型。使用传统模型测得的SEH（NS）值[将NS注射至以大头针固定的标本黏膜下层（0.0 N）]分别为5.7 mm（0 min）、3.6 mm（5 min）、3.0 mm（10 min）和2.2 mm（30 min）。由此可见，随着注射后时间的延长，SEH值逐渐降低。采用0.4% HA替代NS进行了类似的分析。SEH（0.4% HA）的值分别为6.5 mm（0 min）、5.2 mm（5 min）、4.8 mm（10 min）和4.1 mm（30 min）。在各个注射后时间点，0.4% HA所产生的SEH值均高于NS。使用传统模型（无外加张力）测得的SEH（NS和0.4% HA）表现出相对较大的变异（即其标准差较高）图6A).
接下来，使用传统模型测得的SEH（NS）值[将NS注射至以恒定张力（1.5...

我们开发了一种新的 离体 一种对猪胃标本施加恒定张力的模型。该进展使得能够准确评估不同黏膜下注射液（SIMs）的性能（即黏膜下隆起的高度和持续时间）。&#160; 该新模型的详细设置方法已作说明。

提高黏膜下注射材料（SIMs）的性能对于早期胃肠道肿瘤的内镜治疗至关重要。这一点十分关键……

该方法有助于回答生物医学领域中有关特定医用材料的关键问题。此技术的主要优势在于，相较于传统方法，能够更准确地评估多种黏膜下注射材料的性能。首先，从猪胃的上三分之一部分切取6厘米×6厘米的组织方块，并立即将标本储存在-30°C条件下。安装牵引装置时，将一个不锈钢夹子连接到一根主钢丝和一个S形挂钩上，并将主钢丝和挂钩连接至一个重物。将挂钩连接到钢丝的另一端，并在底座两端固定滑轮。然后将一块6厘米×6厘米的橡胶板置于底座中央，并将解冻后的胃组织标本放置在橡胶板上。接下来，用牵引装置的夹子夹住标本两端，通过两个滑轮悬挂重物，以对标本施加恒定张力，并使用数字量规测量注射前黏膜下隆起高度。然后将划针固定在黏膜表面高度处，按下预设按钮，对高度量规进行零点校准。进行黏膜下隆起操作时，使用配备23号针头的2.5毫升注射器，从标本边缘水平向黏膜下层注射2毫升0.4%透明质酸钠。然后立即使用数显量规测量黏膜下层隆起高度，并在注射后的指定时间点进行测量。将划针固定在黏膜下层隆起顶部时，记录高度量规上显示的数值。在这些代表性实验中，采用传统的和新型的离体分析模型，分别在生理盐水或透明质酸注射后测量黏膜下层隆起高度。尽管在注射任一溶液后，黏膜下隆起高度随时间推移而降低，但在两种模型中，透明质酸注射后产生的黏膜下隆起高度均始终高于生理盐水注射后的测量值，且不受注射后时间的影响。值得注意的是，与无张力的传统测量模型相比，施加恒定张力可显著降低测量结果的整体变异性。实际上，在3.0牛顿张力下测得的黏膜下隆起高度明显低于在1.5牛顿张力下测得的高度。然而，与任一恒定张力模型相比，使用传统模型时，黏膜下隆起高度未观察到显著差异。该技术建立后，将为生物医学领域的研究人员铺平道路，使其能够阐述高性能黏膜下注射材料在内镜治疗中的应用。

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生物工程

内镜下黏膜下注射材料性能评价的一种新的体内模型

动脉瘤腔内移植物隔绝术后组织学和生物化学的改变仍不明确。我们描述了一种在小鼠动脉瘤模型上进行腔内移植物植入的新方法。通过分析血栓形成情况（包括存在或不存在持续血液循环界面的情况）以及评估新型血管内生物材料，该模型将有助于更深入地理解血管内动脉瘤隔绝术的病理生物学机制。...

一种新的小鼠血管内腹主动脉瘤修复模型

小型动物成像技术可实现活体内的连续诊断检查和治疗干预。in...

小鼠内窥镜检查技术 在体 内 癌症发生的多模态成像及肠道伤口愈合与炎症评估

我们介绍了利用刚性内窥镜对小鼠结肠疾病治疗疗效进行纵向监测的方法。该方案可直接用于活体小鼠中单个肿瘤治疗反应的表征，也可用于监测潜在的疾病复发。...

利用活体小鼠连续内窥镜成像无创评估新型肠道疾病治疗药物的疗效

本方案描述了使用离体肠组织制备物或“肠囊”作为肠道屏障功能的离体模型。ex vivo...

体外 肠道囊泡法评估胃肠道疾病模型中的黏膜通透性

应用高频低能量刺激可缓解胃动力障碍症状。本研究介绍了一种植入于黏膜下囊袋内、微型化、可经内镜植入且支持无线充电的装置。在活体猪的实验中，成功实现了双向通信与刺激控制。...

可自主运行且可充电的微神经刺激器经内镜植入黏膜下层

本文详细描述了在小鼠中进行结肠镜引导下钳取活检并实时追踪伤口闭合过程的操作步骤。此外，还提供了用于对伤口床进行组织学、免疫组织化学及分子学分析的组织制备方法。...

在小鼠中进行结肠镜引导下的钳取活检及后续组织变化评估

在本实验方案中，通过向测试动物模型的面静脉注射不同分子量的荧光示踪剂，评估下颌下腺（SMG）的内皮屏障功能。 体内...

体内 小鼠下颌下腺血管通透性检测

本文详细介绍了鼻用自组装纳米乳肿瘤疫苗的制备与评价方法 体外 和...

鼻用自组装纳米乳肿瘤疫苗的制备、特性、毒性及有效性评价 体外 和 体内

本研究聚焦于在小鼠模型中对发光的结直肠癌细胞进行体内皮下诱导，并利用成像系统进行后续的发光检测。该实验方案旨在建立一种可重复的肿瘤生长模型，用于实时监测及治疗效果评估。...

皮下注射人结直肠癌细胞至裸鼠以评估抗肿瘤疗效

本方案描述了一种利用新分离的猪颊部上皮组织黏膜来评估肽类渗透的筛选平台。该方法结合了在Franz扩散池和3D打印插入物中，使用溶液、Hilltop室以及膜剂型，在渗透促进剂存在条件下对GLP-1受体激动剂（GLP-1RA）进行渗透性研究，并辅以组织学黏膜评估。...

标准化的 离体 用于评估肽类物质跨黏膜转运的猪口腔黏膜模型

了解一种用于评估内镜下黏膜下注射材料性能的新型离体模型。该方法利用猪胃标本和恒定张力装置，可精确测量黏膜下隆起高度和持续时间，为生物医学工程研究提供更准确的评估手段。

一种新的离体评估内镜下黏膜下注射材料性能的模型

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