Ex Vivo Modèle rénal porcine pour l’évaluation de la dynamique débit-pression et de la récupération de calculs lors de la chirurgie rétrograde rétrograde assistée par aspiration

Résumé

Ce protocole établit une plateforme rénale porcine ex vivo pour une quantification contrôlée et répétable de la pression intrarénale et du temps de retrait des calculs selon différentes pressions d’irrigation, pressions d’aspiration et rapports de diamètre endoscope-enveloppe.

Résumé

La chirurgie intrarénale rétrograde (RIRS) utilisant une baine d’accès urétéral par succion (UAS) est devenue une approche efficace pour la gestion des calculs rénaux. Cependant, les modèles expérimentaux standardisés capables de contrôler et d’évaluer simultanément des paramètres pertinents, notamment la pression d’irrigation, la pression d’aspiration et le rapport diamètre endoscope-gaine (RESD), restent limités. L’objectif de cette étude est de proposer un modèle rénal porcin ex vivo conçu pour permettre une évaluation contrôlée et répétable des conditions débit-pression grâce aux UAS par aspiration. Le protocole utilisait des reins porcins cadavériques frais placés dans un système de contenants fixes, avec l’UAS à aspiration positionné au calice du pôle supérieur, et des pierres artificielles imitant le monohydrate d’oxalate de calcium introduites dans le système de collecte. Un système automatisé de pompe à contrôle de pression permettait une régulation précise des pressions d’irrigation et d’aspiration. La pression intra-rénale (IRP) a été enregistrée en continu pendant 1 minute, et le temps de retrait (POT) a été mesuré à plusieurs reprises sous chaque RESD et réglage de pression. Le coefficient de variation (CV) et le coefficient de corrélation intraclasse (ICC) ont été calculés pour évaluer la variabilité et la fiabilité de la mesure. Le modèle a démontré des réponses IRP distinctes à travers différentes conditions de RESD et de pression, incluant des valeurs dépassant 40 mmHg. Les mesures du POT variaient selon les réglages de pression, reflétant la sensibilité aux variations des conditions débit-pression. L’analyse CV a montré une variabilité relativement étroite dans la plupart des conditions, tandis que l’analyse ICC a démontré une fiabilité modérée pour des mesures individuelles et une grande fiabilité pour des mesures répétées moyennes. Dans l’ensemble, ce modèle rénal porcin ex vivo fournit une référence standardisée ex vivo pour le RIRS en présentant des données objectives et fiables de mesures répétées utilisant un UAS à aspiration et un uréteroscope flexible.

Introduction

La chirurgie intrarénale rétrograde (RIRS) constitue une approche minimalement invasive principale pour la gestion des calculs ^{rénaux 1,2,3}. Une avancée technique récente dans le RIRS est le développement de la gaine d’accès urétéral à succion (UAS), qui a introduit une approche complémentaire pour la récupération des pierres basée sur l’irrigation contrôlée et la succion 4,5,6,7.

Le principal défi dans l’utilisation des UAS par aspiration est de trouver un équilibre entre la vitesse d’extraction des calculs et le risque d’hypertension intrarénale (IRP^)8,9. Une IRP supérieure à 30–40 mmHg peut déclencher un reflux pyelovenous, pouvant entraîner une infection systémique et une septicémie 10,11,12. Les facteurs impliqués dans la régulation de cet équilibre incluent l’irrigation, la succion et le rapport entre le diamètre endoscope-gaine (RESD).

Bien que de nombreuses études cliniques aient étudié les UAS par aspiration et les IRP^{13, 14, 15}, les méthodologies expérimentales standardisées et les modèles validés permettant le contrôle, la mesure et l’analyse simultanés des facteurs pertinents restent limités.

Ce protocole fournit un guide étape par étape pour établir un modèle rénal porcin ex vivo avec une reproductibilité acceptable, spécifiquement conçu pour standardiser l’évaluation de la dynamique des fluides et de la récupération de calculs dans les RIRS assistés par aspiration.

Protocole

Ce protocole expérimental utilisant un rein porcine cadavérique a été jugé exempté du Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux (IACUC) de l’Hôpital universitaire national de Séoul. Les réactifs et l’équipement utilisés sont listés dans le tableau des matériaux.

1. Préparation du modèle du rein porcin

REMARQUE : Voir Figure 1.

1. Obtenir des reins frais sur des porcs décédés dans un abattoir autorisé dans les 6 heures suivant le décès. Transportez et stockez les reins à température ambiante jusqu’à l’expérience.
   REMARQUE : Les reins porcins cadavériques doivent être utilisés dans les 24 heures suivant le décès afin d’éviter la corruption et une diminution supplémentaire de la perfusion rénale.
2. Sélectionnez des reins dont l’uretère reste partiellement pour permettre une fixation stable de l’UAS.
   REMARQUE : La longueur de l’uretère doit permettre une suture de fixation pour immobiliser le UAS, et les reins contenant un uretère résiduel plus long doivent être préférés.
3. Remplissez doucement le système collecteur rénal avec du sérum physiologique normal à l’aide d’une seringue sans tension. Déterminer le volume calycéen lorsque le reflux survient, et une fuite de solution salée à l’extérieur de l’uretère. Excluez les reins porcins dont le volume calycéen est inférieur à 10 mL.
4. Préparez des calculs artificiels imitant les calculs monohydrates d’oxalate de calcium.
5. Écrasez les pierres en fragments d’une taille appropriée de 2 mm à 2,5 mm à l’aide d’un pilon. Utilisez un pied à coulisse numérique pour sélectionner des pierres de taille appropriée.
   REMARQUE : La taille de la pierre doit être suffisamment grande pour éviter une aspiration directe dans le scope ou une fuite spontanée par l’espace entre la lunette et la gaine.
6. Placez un fragment de pierre artificielle dans le calice du pôle supérieur du rein porcin. Utilisez du sérum physiologique pour pousser la pierre dans l’UAS et positionnez-la dans le système de collecte.
   REMARQUE : Utilisez un endoscope pour vérifier visuellement que le UAS est constamment fixé à la bonne position pendant l’expérience.
7. Placez le rein porcin dans une boîte métallique de taille appropriée et placez la boîte dans un contenant en plastique.
8. Fixez le long tuyau en plastique à l’uretère à l’aide de sutures polyglactines 3-0 pour garantir que le système reste stable sans mouvement pendant l’expérience.
9. Insérez le UAS d’aspiration à l’intérieur du tuyau et positionnez la pointe distale au calice du pôle supérieur, à l’entrée du bassin rénal.

2. Configuration du système expérimental

1. Sélectionnez un urétaroscope flexible approprié (diamètre extérieur avec 7,5 F, 9,0 F ou 9,5 F) et associez-le à un UAS à aspiration de 50 cm d’une taille spécifique (diamètre intérieur/extérieur avec 10/12 F, 11/13 F ou 12/14 F).
2. Mesurez le diamètre externe de l’urétéroscope flexible à l’aide d’un pied à coulisse numérique à l’extrémité distale et au milieu de l’hélice. Calculez la RESD en fonction des données mesurées (0,68, 0,75, 0,86 ou 0,95).
3. Reliez la conduite d’irrigation d’un système de pompe automatisée à commande de pression à l’urétéroscope flexible.
4. Connectez la conduite d’aspiration d’un système automatisé de pompe de contrôle de pression au port latéral d’aspiration de l’UAS.
5. Connectez le capteur de pression à l’intérieur de l’UAS à un système automatisé de pompe de contrôle de pression.
6. Calibrez le capteur de pression à la pression atmosphérique sans amorcer, conformément aux directives du fabricant.
7. Insérez une fibre laser de 200 μm dans le canal de travail de l’urétéroscope pour imiter l’environnement réel de la chirurgie intrarénale rétrograde.

3. Collecte de données sur la pression intrarénale (IRP)

1. Placez l’urétéroscope flexible à l’intérieur du UAS. Confirmez que l’endoscope a dépassé l’extrémité distale de l’UAS et atteint le rein porcin.
2. Entrez en mode endoscopie flexible sur le dispositif de pompe automatisée.
3. Sélectionnez les réglages de pression spécifiques pour l’irrigation et l’aspiration.
4. Assurez-vous que les autres réglages sont contrôlés et maintenus constants. Fixez le débit d’irrigation au réglage de base de l’appareil à 200 mL/min.
5. Notez les valeurs IRP toutes les 5 secondes pendant une durée continue de 1 minute sous chaque réglage de pression désigné.

4. Mesure du temps de retrait (POT)

1. Réglez la pression d’irrigation (100 mmHg, 200 mmHg ou 300 mmHg) et la pression d’aspiration (100 mmHg, 200 mmHg, 300 mmHg ou 400 mmHg) sur l’unité de commande.
   REMARQUE : Une période d’attente fixe de 3 s doit être maintenue après chaque ajustement des paramètres afin de permettre à la pression de se stabiliser avant d’enregistrer toute mesure.
2. Visualisez le fragment de pierre à l’aide de l’urétéroscope flexible et amenez-le à l’ouverture distale de l’UAS.
3. Initiez la succion et commencez à enregistrer le POT exactement au moment où la pierre entre dans la pointe distale de la gaine.
   REMARQUE : Lorsqu’un fragment de pierre est récupéré via l’UAS, il doit toujours être visible en vue endoscopique.
4. Arrêtez le minuteur lorsque le fragment de pierre est complètement évacué par le port latéral proximal de l’UAS. Notez le POT mesuré.
5. Répétez cette mesure 10 fois pour chaque pression et réglage de RESD.
   REMARQUE : La mesure du temps doit être effectuée à l’aveugle pour éviter le biais de l’opérateur.

5. Analyse statistique

1. Les données d’entrée collectaient toutes les données expérimentales dans un logiciel statistique spécialisé.
2. Présentez toutes les données de temps mesuré comme la moyenne ± l’écart-type pour chaque réglage.
3. Utilisez le test de corrélation de rang de Spearman pour identifier la tendance à travers les contextes. Vérifier le coefficient de variation et le coefficient de corrélation intraclasse pour une analyse de répétabilité.
4. Établir le seuil de signification statistique à une valeur p inférieure à 0,05 pour toutes les analyses comparatives.

Résultats

Le diamètre extérieur de l’urétéroscope flexible a été mesuré à la fois à la pointe distale et à l’axe médian à l’aide d’un pied à coulisse numérique. Les diamètres extérieurs mesurés étaient respectivement de 7,5 F, 9,0 F et 9,5 F, conformément au catalogue des produits. Aucune différence n’a été observée entre les mesures de la pointe distale et de l’arbre médian, confirmant que les dimensions de l’instrument étaient uniformes et adaptées au calcul fiable de la RESD (voir

Discussion

Ce protocole a été conçu pour établir une plateforme expérimentale contrôlée pour évaluer les conditions débit-pression pendant les RIRS à l’aide d’un UAS à aspiration. Cette étude a fourni un modèle rénal porcin ex vivo capable de contrôler systématiquement la pression d’irrigation, la pression d’aspiration et les réglages RESD, tout en permettant une mesure cohérente de l’IRP et du POT avec validation statistique.

L’étape la plus critique de ce prot...

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Flexible-Y Type Negative Suction Sheath	ZSR System Biomedical Technology Co.	ZSR-UAY-1035 ZSR-UAY-1134 ZSR-UAY-1235	Gaine d'accès urétéral avec aspiration négative souple de type Y
FLEX-XC1	KARL STORZ SE & Co.	091271-06	Urétéroscope flexible
HM30S	HugeMed Medical Technical Development Co.	HM30S	Urétéroscope flexible
i-MIMER-sys	ZSR System Biomedical Technology Co.	ZSR-ISP100	Pompe automatisée
JW Digital Calipers	Jongwon Tooling Co.	404-200	Pied à coulisse numérique
URUS	Dyne Medical Group Inc.	URUS SU 100R	Urétéroscope flexible