Intracavernosal Druck Aufnahme, erektile Funktion bei Nagetieren zu bewerten
6. Juni 2018
Intracavernosal ist Druck (ICP) eine wichtige Methode, die erektile Funktion von Versuchstieren zu bewerten. Hier wird ein detailliertes Protokoll für den Aufnahmevorgang ICP durch Katheterisierung des Schenkel Penis und dann elektrisch stimuliert die kavernösen Nerven bei Ratten gezeigt.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die erektile Funktion von Ratten zu testen, indem der Crus corpus cavernosum katheterisiert und der intrakavernöse Druck nach Stimulation der Schwellkörpernerven aufgezeichnet wird. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der erektilen Dysfunktion bei Männern zu beantworten, z. B. zur Bewertung von Therapien und Medikamenten für erektile Dysfunktion. Ein Vorteil dieser Technik besteht also darin, dass sie eine genauere Bewertung der Erektionsfunktion und der Reflexe ermöglicht, der dynamischen Veränderung des Blutflusses, die mit der erektilen Reaktion verbunden ist.
Dievisuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da die Katheterisierung schwer zu erlernen ist, da die kleine Fläche der weißen Tunica albuginea des Crus Corpus Cavernosum das Einführen der Nadel in den Penis crura erschwert. Um sich auf die Operation vorzubereiten, stellen Sie ein Paar bipolare Elektroden für intrakavernosale Druckaufzeichnungen her. Biegen Sie die Enden der Elektroden leicht und stellen Sie den Abstand zwischen ihnen auf ein bis zwei Millimeter ein.
Verbinden Sie dann die Elektroden mit zwei Krokodilklemmen mit dem Stimulator. Als nächstes montieren Sie das Kathetersystem. Verwenden Sie zunächst einen Schlauch, um eine subkutane 23-Gauge-Nadel mit einem Dreiwege-Absperrhahn zu verbinden.
Verbinden Sie dann den Absperrhahn mit einem Druckmessumformer. Befestigen Sie dann eine mit Heparinkochsalzlösung beladene 10-Milliliter-Spritze an der dritten Position des Absperrhahns. Füllen Sie dann das gesamte System mit Heparin-Kochsalzlösung und prüfen Sie es auf Undichtigkeiten.
Heben Sie dann die Nadel 20 Zentimeter an und kalibrieren Sie das Aufzeichnungssystem auf 20 Zentimeter Wasser. Stellen Sie nach der Kalibrierung die Höhe der Nadel ein und überprüfen Sie die Genauigkeit des Aufzeichnungssystems. Wiederholen Sie die Kalibrierung bei Bedarf, bis die Genauigkeit bestätigt ist.
Als nächstes bringen Sie die Ratten von der Tierhaltung in den Operationssaal und lassen Sie sie sich mindestens 30 Minuten lang an den Raum gewöhnen. In der Zwischenzeit die chirurgischen Instrumente mit 70% Ethanol sterilisieren und die notwendigen chirurgischen Materialien vorbereiten. Nach 30 Minuten bereiten Sie die erste Ratte auf die Operation vor.
Betäuben Sie es mit Natrium-Pentobarbital und warten Sie fünf bis 10 Minuten. Kneifen Sie dann die Zehen der Ratte ein und prüfen Sie, ob kein Reflex vorhanden ist, um eine ordnungsgemäße Betäubung zu bestätigen. Als nächstes rasieren Sie das Fell von Bauch und Hals und legen Sie die Ratte in Rückenlage auf ein Operationsbrett.
Wischen Sie nun die freiliegende Haut mit drei abwechselnden Peelings mit 10 % Povidon, Jod gefolgt von 70 % Ethanol ab. Tragen Sie auch eine Augensalbe auf, um ein Austrocknen der Augen zu verhindern. Fahren Sie dann mit der Operation fort.
Vor der Isolierung des Nervus cavernosus wird die linke Halsschlagader gemäß dem Textprotokoll katheterisiert. Beginnen Sie die Nervenisolierung, indem Sie die Haut und den Muskel des Bauches mit einer Pinzette anheben. Machen Sie dann mit einer Schere einen Mittellinienschnitt vom Unterbauch zum Penis.
Bewegen Sie dann den Darm vorsichtig zur Seite in den oberen Teil der Bauchhöhle. Fassen Sie dann die Blase mit einer Pinzette und ziehen Sie sie aus der Bauchhöhle. Finde nun die ventralen Lappen der Prostata, die sich auf dem ventralen Teil der Harnröhre befinden.
Legen Sie als Nächstes den Hinterlappen der Prostata frei, indem Sie die Bauchlappen, die Samenbläschen und die Samenleiter herausziehen. Finden Sie nun den Adhäsionspunkt des Samenleiters und der Prostata. Trennen Sie dann den Raum zwischen Prostata und Samenleiter.
Fahren Sie fort, indem Sie die fibröse Kapsel, die sich hinter dem Verbindungspunkt der Prostata und des Samenleiters befindet, vorsichtig freilegen. Finden Sie dann das große Beckenganglion und die Nervus cavernosus, die sich auf der Oberfläche der Prostata befinden. Trocknen Sie nun den Bereich der Nervus cavernosus vorsichtig mit einem Tupfer oder Seidenpapier ab und isolieren und haken Sie dann den rechten Nervus cavernosus vorsichtig mit den bipolaren Elektroden ein.
Um die Operation fortzusetzen, schneiden Sie mit einer Präparierschere einen kleinen Schnitt in die Haut des Penis und entblößen Sie dann vorsichtig die Haut des Penisschafts. Legen Sie dann genügend Gewebe frei, um die quergestreifte Penismuskulatur zu präparieren. Finde nun den oberen Ast des Schambeins.
Legen Sie dann den Bulbospongiosus-Muskel frei, der die Spongios-Zwiebel bedeckt. Trennen Sie anschließend mit einer gebogenen Pinzette den Bulbospongiosus-Muskel vom Musculus ischiocavernosus. Fahren Sie fort, indem Sie den Musculus ischiocavernosus vorsichtig isolieren.
Schneiden Sie dann den Musculus ischiocavernosus ab, um die weiße Tunica albuginea des Crus corpus cavernosum freizulegen. Führen Sie nun die Katheterisierung durch. Folgen Sie vorsichtig der anatomischen Richtung des Crus corpus cavernosum und führen Sie die Nadel vorsichtig durch die weiße Tunica albuginea in den Schwellkörper ein.
Die Position der Nadel ist entscheidend für den Erfolg der Operation, daher injizieren Sie testweise eine kleine Menge heparinisierte Kochsalzlösung. Dies sollte eine leichte Tumeszenz des Penis zur Folge haben, wenn die Nadel richtig eingeführt wurde. Lassen Sie die Nadel vorsichtig los, ohne die Nadel neu zu positionieren oder den Verbindungsschlauch zu unterbrechen.
Überprüfen Sie dann den Bereich auf Undichtigkeiten. Wenn keine gefunden wird, fahren Sie mit der Stimulation des Nervs und der Analyse der Daten fort. Der beschriebene ICP-Aufzeichnungstest wurde verwendet, um gealterte Ratten mit erektiler Dysfunktion zu unterscheiden, um die Wirkung potenzieller Behandlungen oder Medikamente auf die erektile Funktion zu quantifizieren.
Eine typische ICP-Ansprechkurve der Gruppe mit erektiler Dysfunktion war viel niedriger als die Kurve der Kontrollgruppe. In der Regel wurde der höchste ICP für die statistische Analyse gewählt. Nach der Berechnung des Verhältnisses von ICP zu mittlerem arteriellem Druck zeigten die gepoolten Daten von fünf Ratten, dass das Verhältnis in der Altersgruppe im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant abnahm.
Neben diesen beiden Schlüsselparametern, dem Peak-ICP, dem Plateau-ICP, der Abschwellenzeit, der Dauer des Ansprechens und der Bereich unter der Kurve, nahmen die Daten bei gealterten Ratten signifikant ab, so dass die Daten voll von quantitativen Messungen sind, die die erektile Funktion widerspiegeln. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die ICP-Aufzeichnung an Tieren effizient durchführen können. Vergessen Sie nicht, dass es bei diesem Eingriff wichtig ist, an die Verwendung von Heparin zu denken, um sicherzustellen, dass der Kanülenschlauch frei bleibt.
Einmal gemeistert, kann diese Technik in etwa zwei Stunden durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.
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Überblick
Dieser Artikel präsentiert ein detailliertes Protokoll zur Messung des intrakavernösen Drucks (ICP) bei Ratten zur Bewertung der erektilen Funktion. Die Methode umfasst die Katheterisierung des Crus corpus cavernosum und die elektrische Stimulation der kavernösen Nerven.
Wichtige Studienkomponenten
Wissenschaftsbereich
- Neurowissenschaften
- Urologie
- Physiologie
Hintergrund
- Die intrakavernöse Druckaufzeichnung ist entscheidend für die Beurteilung der erektilen Funktion in experimentellen Modellen.
- Die Technik hilft beim Verständnis der männlichen erektilen Dysfunktion und der Bewertung potenzieller Therapien.
- Die Katheterisierung der Peniscrura ist aufgrund anatomischer Einschränkungen schwierig.
- Genaue ICP-Messungen spiegeln dynamische Blutflussänderungen während der Erektion wider.
Zweck der Studie
- Ein zuverlässiges Verfahren zur Prüfung der erektilen Funktion bei Ratten bereitzustellen.
- Die Forschung auf dem Gebiet der männlichen erektilen Dysfunktion zu erleichtern.
- Das Verständnis der Mechanismen der erektilen Reaktion zu verbessern.
Verwendete Methoden
- Katheterisierung des crus corpus cavernosum.
- Elektrische Stimulation der kavernösen Nerven.
- Aufzeichnung des intrakavernösen Drucks.
- Vorbereitung bipolarer Elektroden für genaue Messungen.
Hauptergebnisse
- Das Protokoll ermöglicht eine präzise Bewertung der erektilen Funktion.
- Die visuelle Demonstration verbessert das Erlernen der Katheterisierungstechniken.
- Dynamische Änderungen des ICP liefern Einblicke in die erektile Physiologie.
- Die Methode kann zur Bewertung der Wirksamkeit von Behandlungen für erektile Dysfunktion verwendet werden.
Schlussfolgerungen
- Diese ICP-Aufzeichnungstechnik ist für die Forschung zur erektilen Dysfunktion unerlässlich.
- Eine genaue Katheterisierung ist für die zuverlässige Datenerfassung entscheidend.
- Die Studie trägt zum Verständnis der erektilen Mechanismen bei männlichen Ratten bei.
Häufig gestellte Fragen
Executive Industry Relevance
Intracavernosal pressure (ICP) recording in rodents provides a quantitative, physiologically relevant assessment of erectile function, enabling mechanistic evaluation of therapeutic candidates in preclinical ED research. This method supports target validation and lead identification by delivering dynamic hemodynamic data that reflect erectile response mechanisms, reducing reliance on surrogate endpoints. Its integration into discovery workflows enhances predictive confidence in de-risking erectile dysfunction therapeutics before advancing to later-stage studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by measuring ICP responses to cavernous nerve stimulation, clarifying pathway-specific contributions to erectile function.
- Operational Value: Provides reproducible hemodynamic readouts that support biological de-risking of targets involved in nitric oxide signaling and smooth muscle relaxation.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage by quantifying treatment effects on peak ICP, ICP-to-MAP ratio, and detumescence time, offering early efficacy signals.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates standardized, quantitative ICP curves suitable for high-fidelity compound screening in validated rodent models.
- Reproducibility: Requires precise catheterization and calibration protocols to ensure consistent pressure transducer outputs across experiments.
- Scalability: Supports platform reuse for longitudinal studies and cross-treatment comparisons once surgical proficiency is established.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Aged rat models demonstrate significantly reduced ICP parameters, mirroring clinical ED phenotypes and enabling translational biomarker alignment.
- Preclinical Continuity: Supports risk-adjusted advancement decisions by linking ICP-derived efficacy data to mechanism-based target modulation.
- Mechanistic De-risking: Isolates cavernous nerve-mediated responses, distinguishing neurogenic from vascular contributions to erectile function.
Pipeline & Workflow Integration
ICP recording fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, providing hemodynamic phenotyping that informs go/no-go decisions in ED therapeutic development.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of neurogenic and vascular pathways via electrically evoked ICP responses following cavernous nerve stimulation.
- Screening: Delivers assay-ready, quantitative outputs including peak ICP, plateau ICP, and area under the curve for compound evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of ICP-to-mean arterial pressure ratios and response duration across treatment groups.
- Translational Research: Connects to preclinical validity through age-dependent ICP deficits that parallel human ED pathophysiology.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable hemodynamic phenotyping capability for iterative screening of ED therapeutic candidates.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Delivers predictive confidence in target validation by quantifying dynamic blood flow changes associated with erectile reflexes.
- Operational Value: Ensures standardization through heparinized saline calibration and leak-check protocols, enhancing reproducibility across sites.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by reducing late-stage attrition through early mechanistic de-risking of ED mechanisms.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization based on quantitative hemodynamic efficacy thresholds.
Implementation Considerations
- Requires microsurgical expertise in rodent vascular and neural dissection, particularly for cavernous nerve isolation and crus corpus cavernosum catheterization.
- Dependent on pressure transducer systems, bipolar stimulators, and heparinized saline preparation for anticoagulation and system integrity.
- Necessitates cross-team standardization of surgical technique, calibration procedures, and ICP curve analysis criteria.
- Adaptation considerations include model-specific anatomy (e.g., rat vs. mouse) and anesthesia protocols affecting neural responsiveness.
- Practical limitations include the technical challenge of needle insertion into the tunica albuginea and the need for procedural proficiency to avoid vascular leakage.
