Integration der Elektroporation in die urologische Praxis: Entwurf und Bewertung einer neuen transurethralen Elektrode
20. März 2026
Der Artikel stellt eine einfache und reproduzierbare Methode zur transurethralen Kalziumelektroporation mit einer neu entwickelten endoskopischen Elektrode vor, die mit Standard-urologischer Ausrüstung kompatibel ist. Die Studie stellt einen bedeutenden Fortschritt in Richtung transurethraler Anwendung der Elektroporation dar und ebnet den Weg für eine Ausweitung der innovativen und minimalinvasiven Behandlung von Harntumoren.
Diese Studie bewertet eine transurethrale Elektrode zur Elektroporation in der Schweineblase und bewertet die Benutzbarkeit, Leistung und Kompatibilität mit standardisierten urologischen Techniken. Das Fehlen geeigneter Instrumente führt zu einer begrenzten Elektroporation in der Blase. Dieses Protokoll führt eine kompatible, benutzerfreundliche Elektrode für transurethrale Anwendungen ein.
Um zu beginnen, sammeln Sie die erforderliche Ausrüstung für den Eingriff. Stecken Sie das Teleskop in eine Brücke mit einem Arbeitskanal und setzen Sie die Instrumente in die Hülle. Für Kochsalzlösung werden Sie mit einem intravenösen Schlauch an das Bewässerungssystem an der Hülle angeschlossen.
Nachdem Sie das Rohr mit Kochsalzlösung gefüllt und die Luft verdrängt haben, befestigen Sie den Kamerakopf und das Beleuchtungskabel am Teleskopsockel. Verbinden Sie das sterile isolierte Kabel am Elektrodengriff mit dem sauber isolierten Kabel am externen Impulsgenerator. Stellen Sie acht Impulse von 100 Mikrosekunden ein.
Stellen Sie die Frequenz auf 5.000 Hertz und die Spannung auf 400 Volt ein, was dem Verhältnis von 1000 Volt pro Zentimeter Spannung zu Elektrodenentfernung in den vorgesehenen Feldern auf dem Bildschirm entspricht. Nehmen Sie die Zystoskopiennadel aus der sterilen Verpackung und stellen Sie die Länge der Nadelspitze auf zwei Millimeter ein. Besorge dir eine Flasche mit 100 Milligramm pro Milliliter Calciumglukonat und fülle bei Bedarf eine oder mehrere Spritzen mit dem Calciumglukonat.
Schließen Sie die Spritze, vorzugsweise eine Lockspritze, am distalen Ende der Zystoskopiennadel an. Stellen Sie das Pig auf den Operationstisch und bereiten Sie es auf den Eingriff vor. Öffnen Sie das Bewässerungssystem am Resectoskop und bestätigen Sie den Kochsalzwasserfluss.
Führe das Resectoskop ein, das visuell durch die Harnröhre in die Harnblase geführt wird. Führe die Zystoskopinadel durch den Arbeitskanal des Stegs ein und visualisiere die Spitze der Nadel. Führen Sie eine Zystoskopie am Tier durch und inspizieren Sie die Harnblase.
Dann injizieren Sie 0,3 Milliliter 100 Milligramm pro Milliliter Calciumglukonat in die Blasenwand, um ein Vesikel in der Blasenwand zu erzeugen, und wiederholen Sie die Kalziuminjektion bei Bedarf. Entfernen Sie das Teleskop und lassen Sie die äußere Schutzhülle in der Harnröhre. Als Nächstes entferne ich die Brücke und setze das Teleskop in die transurethrale Elektrode ein.
Setzen Sie das Teleskop und die Elektrode unter visueller Anleitung in die Blasenhülle ein. Setzen Sie die Elektrodennadel in das Gewebe, das den mit Calciumgluconat injizierten Bereich bedeckt. Dann werden die elektrischen Impulse entweder mit dem Fußpedal angewendet oder ein nicht-steriler Assistent den externen Impulsgenerator bedienen, um die Impulse zu erzeugen.
Während der Pulsabgabe können leichte Muskelkontraktionen auftreten. Bestätigen Sie den Abschluss der elektrischen Impulse und die erfolgreiche Impulsabgabe durch Auslesen der erzeugten und gelieferten Impulse am externen Impulsgenerator. Entfernen Sie schließlich das Teleskop und die Elektrode, sobald jeder mit Calciumglukonat injizierte Bereich elektroporiert wurde, und bieten Sie dem Tier eine postoperative Pflege zu.
Das Protokoll ermöglicht es Forschern, die Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit und Leistung der transurethralen Calciumelektroporation in einem klinisch relevanten Modell zu untersuchen. Während der Behandlung sind präzise Elektrodenplatzierung und klare Visualisierung wichtig, um eine genaue Pulsabgabe und eine effektive Behandlung zu gewährleisten. Zukünftige Forschungen werden erste Studien am Menschen umfassen, um die klinische Sicherheit, Machbarkeit und therapeutische Wirksamkeit der Kalziumelektroporation bei der Behandlung von Harnblasentumoren zu bewerten.
Overview
This study addresses the challenge of treating bladder tumors by introducing a novel transurethral electrode designed for calcium electroporation. The research evaluates the electrode's technical performance and clinical usability in a porcine model, aiming to facilitate seamless integration into existing urological procedures.
Key Study Components
Area of Science
- Uro-oncology
- Medical device engineering
- Electroporation technology
Background
- Bladder tumors remain a significant health concern with limited recent therapeutic advances.
- Electroporation uses electric pulses to permeabilize cell membranes for cytotoxic effects or drug/gene delivery.
- Calcium electroporation is a specific approach using calcium ions to induce cell death.
- Adoption in uro-oncology has been limited by the lack of suitable instruments.
Purpose of Study
- To design a new transurethral electrode compatible with standard urological instruments.
- To assess the electrode's technical performance and usability in a porcine bladder model.
- To demonstrate the feasibility of calcium electroporation using this device.
Methods Used
- Design of a fixed-geometry electrode with two opposing arrays of three needles each.
- Integration with a transurethral resectoscope for endoscopic procedures.
- Calcium injection into the porcine bladder wall followed by electrode placement.
- Application of electric pulses (8 pulses, 100 μs, 5000 Hz, 400 V; 1000 V/cm voltage to electrode distance ratio).
Main Results
- The electrode was successfully inserted and positioned using standard urological techniques.
- Electric pulses were delivered effectively to the targeted bladder area.
- The device's handling and operation closely mirrored established procedures.
- Performance in the porcine model suggests compatibility with human urological practice.
Conclusions
- The new transurethral electrode enables effective calcium electroporation in the bladder.
- Its design allows seamless adaptation by urologists familiar with standard instruments.
- This innovation may facilitate broader adoption of electroporation therapies in uro-oncology.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
Integrating electroporation into urological practice addresses a longstanding gap in bladder tumor intervention by enabling precise, localized delivery of cytotoxic or therapeutic agents. The development of a transurethral electrode compatible with standard urological instruments supports seamless adoption and operational continuity. This innovation enhances predictive confidence at the device-therapy interface, directly impacting early translational and preclinical evaluation in uro-oncology portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of electroporation-mediated cytotoxicity and drug delivery in disease-relevant tissue.
- Supports mechanistic de-risking by providing controlled, reproducible electric field exposure in preclinical models.
- Facilitates functional validation of electroporation as a modality for bladder tumor intervention.
Screening & Assay Development
- Prepares validated biological systems for downstream evaluation of electroporation parameters and therapeutic payloads.
- Standardizes electrode placement and pulse delivery, supporting reproducibility and quantitative assessment.
- Enables scalable, platform-based screening of electroporation protocols in urological tissues.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant porcine models to bridge discovery and preclinical validation phases.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by demonstrating technical feasibility and procedural compatibility.
- Provides a foundation for translational biomarker development and therapy optimization in bladder cancer research.
Pipeline & Workflow Integration
This electrode design positions electroporation as a modular capability from early discovery through preclinical validation in uro-oncology workflows.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing of electroporation-mediated effects in anatomically relevant models.
- Screening: Delivers standardized, reproducible electric pulses for comparative protocol evaluation.
- Analytics: Supports quantitative measurement of tissue response and procedural endpoints.
- Translational Research: Bridges device feasibility in animal models to potential human application.
- Enterprise Reuse: Provides a reusable platform for iterative protocol development and cross-study standardization.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in electroporation-based interventions.
- Operational Value: Promotes standardization, reproducibility, and seamless integration with existing urological workflows.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient advancement of device-enabled therapies.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of electroporation modalities in uro-oncology pipelines.
Implementation Considerations
- Requires expertise in urological instrumentation and electroporation protocols.
- Depends on access to compatible resectoscopes and external pulse generators.
- Necessitates cross-team standardization for device assembly and procedural alignment.
- Adaptable to porcine and potentially human bladder models with similar instrumentation.
- Limited to preclinical feasibility until further clinical validation is achieved.
