Ex Vivo Modelo de riñón porcino para evaluar la dinámica flujo-presión y la extracción de cálculos en cirugía intrarrenal asistida por succión

Resumen

Este protocolo establece una plataforma de riñón porcino ex vivo para la cuantificación controlada y repetible de la presión intrarrenal y el tiempo de retirada de piedras a través de diferentes presiones de irrigación, presiones de succión y proporciones de diámetro endoscopio-vaina.

Resumen

La cirugía intrarrenal retrógrada (RIRS) utilizando una vaina de acceso ureteral de succión (SAU) se ha convertido en un enfoque eficaz para el manejo de cálculos renales. Sin embargo, los modelos experimentales estandarizados capaces de controlar y evaluar simultáneamente parámetros relevantes, incluyendo la presión de riego, la presión de succión y la relación entre el diámetro del endoscopio y la vaina (RESD), siguen siendo limitados. El objetivo de este estudio es proponer un modelo de riñón porcino ex vivo diseñado para permitir una evaluación controlada y repetible de las condiciones de flujo-presión con UAS de succión. El protocolo utilizaba riñones porquinos cadavéricos frescos colocados en un sistema fijo de contenedores, con el UAS de succión situado en el cáliz del polo superior, y piedras artificiales que imitaban el monohidrato de oxalato de calcio introducidas en el sistema de recogida. Un sistema automatizado de bomba de control de presión permitía regular con precisión las presiones de riego y succión. La presión intrarrenal (PII) se registró de forma continua durante 1 minuto, y el tiempo de retirada (POT) se midió repetidamente bajo cada RESD y ajuste de presión. Se calcularon el coeficiente de variación (CV) y el coeficiente de correlación intraclase (ICC) para evaluar la variabilidad y fiabilidad de la medición. El modelo demostró respuestas IRP distintas a través de diferentes condiciones de RESD y presión, incluyendo valores superiores a 40 mmHg. Las mediciones de POT variaron según los ajustes de presión, reflejando la sensibilidad a los cambios en las condiciones de flujo-presión. El análisis CV mostró una variabilidad relativamente estrecha en la mayoría de las condiciones, mientras que el análisis ICC demostró fiabilidad moderada para mediciones individuales y alta fiabilidad para mediciones repetidas promediadas. En conjunto, este modelo de riñón porcino ex vivo proporciona una referencia estandarizada ex vivo para el RIRS al presentar datos objetivos y fiables de mediciones repetidas utilizando un UAS de succión y un ureteroscopio flexible.

Introducción

La cirugía intrarrenal retrógrada (RIRS) es un enfoque mínimamente invasivo principal para el manejo de cálculos ^{renales 1,2,3}. Un avance técnico reciente en RIRS es el desarrollo de la vaina de acceso ureteral de succión (UAS), que ha introducido un enfoque adjunto para la recuperación de piedras basado en riego controlado y succión 4,5,6,7.

El principal desafío en la utilización de la UAS por succión es equilibrar la velocidad de extracción de cálculos con el riesgo de presión intrarrenal (IRP) ^alta8,9. Una IRP superior a 30–40 mmHg puede desencadenar un reflujo de pyelovenos, lo que puede llevar a una infección sistémica y^sepsis 10,11,12. Los factores implicados en la regulación de este equilibrio incluyen el riego, la succión y la relación entre el diámetro del endoscopio y la vaina (RESD).

Aunque numerosos estudios clínicos han investigado la succión de UAS y el IRP 13,14,15, las metodologías experimentales estandarizadas y los modelos validados que permiten el control, la medición y el análisis simultáneos de factores relevantes siguen siendo limitados.

Este protocolo proporciona una guía paso a paso para establecer un modelo de riñón porcino ex vivo con reproducibilidad aceptable, diseñado específicamente para estandarizar la evaluación de la dinámica de fluidos y la extracción de cálculos en RIRS asistido por succión.

Protocolo

Este protocolo experimental que utiliza un riñón porcino cadavérico fue considerado exento del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) del Hospital Nacional de la Universidad de Seúl. Los reactivos y el equipo utilizado se enumeran en la Tabla de Materiales.

1. Preparación del modelo de riñón porcino

NOTA: Véase la Figura 1.

1. Obtener riñones frescos de cerdos fallecidos en un matadero autorizado dentro de las 6 horas previas a la muerte. Transporta y almacena los riñones a temperatura ambiente hasta el experimento.
   NOTA: Los riñones cadavéricos de cerdos deben usarse dentro de las 24 horas posteriores a la muerte para evitar la corrupción y una mayor disminución de la perfusión renal.
2. Selecciona riñones con un uréter parcialmente restante para permitir una fijación estable del UAS.
   NOTA: La longitud del uréter debe permitir una sutura de fijación para inmovilizar el UAS, y se debe preferir los riñones que contengan un uréter remanente más largo.
3. Llena suavemente el sistema colector renal con solución fisiológica normal usando una jeringuilla de forma sin tensión. Determinar el volumen cálico cuando ocurre reflujo y se observa una fuga salina fuera del uréter. Excluye los riñones porcinos con un volumen cáliceo inferior a 10 mL.
4. Prepara piedras artificiales que imiten a las piedras monohidratadas de oxalato de calcio.
5. Triturar las piedras en fragmentos de un tamaño adecuado de 2 mm a 2,5 mm usando un mano. Utiliza un calibrador digital para seleccionar piedras del tamaño adecuado.
   NOTA: El tamaño de la piedra debe ser lo suficientemente grande para evitar la succión directa dentro del alcance o la fuga espontánea a través del espacio entre el telescopio y la funda.
6. Colocar un fragmento de piedra artificial en el cáliz del polo superior del riñón porco. Usa solución salina para empujar la piedra hacia el UAS y colócala en el sistema de recogida.
   NOTA: Utilice un endoscopio para verificar visualmente que el UAS esté consistentemente fijado en la posición correcta durante el experimento.
7. Coloca el riñón de cerdo en una caja metálica del tamaño adecuado y coloca la caja en un recipiente de plástico.
8. Fija el tubo largo de plástico al uréter usando suturas de poliglactina 3-0 para asegurar que el sistema permanezca estable sin movimiento durante el experimento.
9. Inserta el UAS de succión dentro del tubo y coloca la punta distal en el cáliz del polo superior, en la entrada de la pelvis renal.

2. Configuración experimental del sistema

1. Selecciona un ureteroscopio flexible adecuado (diámetro exterior con 7,5 °F, 9,0 °F o 9,5 °F) y emparejalo con un UAS de succión de 50 cm de un tamaño específico (diámetro interior/exterior con 10/12 °F, 11/13 F o 12/14 °F).
2. Mide el diámetro exterior del ureteroscopio flexible usando un calibrador digital en la punta distal y en el eje medio. Calcular la RESD en función de los datos medidos (0,68, 0,75, 0,86 o 0,95).
3. Conecta la línea de riego de un sistema automatizado de bomba de control de presión al ureteroscopio flexible.
4. Conecta la línea de succión de un sistema automatizado de bomba de control de presión al puerto lateral de succión del UAS.
5. Conecta el sensor de presión dentro del UAS a un sistema automatizado de bomba de control de presión.
6. Calibra el sensor de presión a presión atmosférica sin cebar, según las directrices del fabricante.
7. Inserta una fibra láser de 200 μm en el canal de trabajo del ureteroscopio para imitar el entorno real de la cirugía intrarrenal retrógrada.

3. Recogida de datos de presión intrarrenal (PII)

1. Coloca el ureteroscopio flexible dentro del UAS. Confirma que el endoscopio ha pasado más allá del extremo distal del UAS y ha llegado al riñón porco.
2. Entra en modo endoscopia flexible en el dispositivo de bomba automatizada.
3. Selecciona los ajustes de presión específicos de riego y succión.
4. Asegúrate de que los demás ajustes estén controlados y manteniéndose constantes. Fija el caudal de riego en la configuración base del dispositivo de 200 mL/min.
5. Registrar los valores de IRP cada 5 s durante una duración continua de 1 minuto bajo cada ajuste de presión designado.

4. Medición del tiempo de extracción (POT)

1. Ajusta la presión de riego (100 mmHg, 200 mmHg o 300 mmHg) y la presión de succión (100 mmHg, 200 mmHg, 300 mmHg o 400 mmHg) en la unidad de control.
   NOTA: Se debe mantener un periodo de espera fijo de 3 s tras cada ajuste de parámetro para permitir que la presión se estabilice antes de registrar cualquier medición.
2. Visualiza el fragmento de piedra usando el ureteroscopio flexible y llévalo a la abertura distal del UAS.
3. Inicia la succión y comienza a registrar el POT exactamente cuando la piedra entre en la punta distal de la vaina.
   NOTA: Cuando un fragmento de piedra se recupera a través del UAS, debe ser siempre visible en la vista endoscópica.
4. Detén el temporizador cuando el fragmento de piedra sea completamente evacuado por el puerto lateral proximal del UAS. Registra el POT medido.
5. Repite esta medición 10 veces para cada presión y ajuste de RESD.
   NOTA: La medición del tiempo debe realizarse a ciegas para evitar el sesgo del operador.

5. Análisis estadístico

1. Introducir todos los datos experimentales recogidos en un paquete de software estadístico especializado.
2. Presenta todos los datos de tiempo medidos como la desviación media ± estándar para cada configuración.
3. Utiliza la prueba de correlación de rangos de Spearman para identificar la tendencia entre diferentes contextos. Comprobar el coeficiente de variación y el coeficiente de correlación intraclase para el análisis de repetibilidad.
4. Establecer el umbral de significación estadística en un valor p inferior a 0,05 para todos los análisis comparativos.

Resultados

El diámetro exterior del ureteroscopio flexible se midió tanto en la punta distal como en el eje medio usando un calibrador digital. Los diámetros exteriores medidos fueron 7,5 F, 9,0 F y 9,5 F, respectivamente, consistentes con el catálogo de productos. No se observó diferencia entre las mediciones de la punta distal y del eje medio, lo que confirma que las dimensiones del instrumento eran uniformes y adecuadas para un cálculo fiable de la RESD (véase la Figura 2

Discusión

Este protocolo fue diseñado para establecer una plataforma experimental controlada para evaluar las condiciones de flujo-presión durante el RIRS utilizando un UAS de succión. Este estudio proporcionó un modelo de riñón porcino ex vivo capaz de controlar sistemáticamente la presión de riego, la presión de succión y los ajustes de RESD, permitiendo a la vez una medición consistente de IRP y POT con validación estadística.

El paso más crítico de este pro...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Flexible-Y Type Negative Suction Sheath	ZSR System Biomedical Technology Co.	ZSR-UAY-1035 ZSR-UAY-1134 ZSR-UAY-1235	Cabestro de succión ureteral de acceso
FLEX-XC1	KARL STORZ SE & Co.	091271-06	Uretroscopio flexible
HM30S	HugeMed Medical Technical Development Co.	HM30S	Uretroscopio flexible
i-MIMER-sys	ZSR System Biomedical Technology Co.	ZSR-ISP100	Bomba automatizada
JW Digital Calipers	Jongwon Tooling Co.	404-200	Compás digital
URUS	Dyne Medical Group Inc.	URUS SU 100R	Uretroscopio flexible