פרוטוקול זה מספק מדריך לאיטום העור עם ציאנואקרילט למניעת ספיגת שתן על ידי פרווה ועור. הוא כולל הוראות למריחת הדבק על העור, השתלת קטטר שלפוחית השתן ואלקטרודות לציסטומטריה ורישום אלקטרומיוגרפיה של סוגר שופכה חיצוני בעכברים ערים.
Method Article
פרוטוקול זה מספק מדריך לאיטום העור עם ציאנואקרילט למניעת ספיגת שתן על ידי פרווה ועור. הוא כולל הוראות למריחת הדבק על העור, השתלת קטטר שלפוחית השתן ואלקטרודות לציסטומטריה ורישום אלקטרומיוגרפיה של סוגר שופכה חיצוני בעכברים ערים.
מדידה מדויקת של פרמטרים במתן שתן בעכברים ערים חיונית להבנת תפקוד לקוי של דרכי השתן התחתונות (LUT), במיוחד במצבים כמו שלפוחית נוירוגנית ופגיעה פוסט-טראומטית בחוט השדרה (SCI). עם זאת, ביצוע רישומי ציסטומטריה בעכברים מציב אתגרים בולטים. כאשר עכברים נמצאים במצב נוטה ומוגבל במהלך מפגשי הקלטה, השתן נוטה להיספג על ידי הפרווה והעור, מה שמוביל להערכת חסר של נפח מבוטל (VV). מטרת מחקר זה הייתה לשפר את הדיוק של רישומי ציסטומטריה ואלקטרומיוגרפיה של סוגר שופכה חיצוני (EUS-EMG) בעכברים ערים. פיתחנו שיטה ייחודית המשתמשת בדבק ציאנואקרילט ליצירת מחסום עור עמיד למים סביב בשר השופכה והבטן, מניעת ספיגת שתן והקפדה על מדידות מדויקות. התוצאות מראות כי לאחר מריחת הציאנואקרילט, הסכום של VV ו- RV נשאר עקבי עם נפח המלח המוחדר, ולא נצפו אזורים רטובים לאחר הניסוי, מה שמצביע על מניעה מוצלחת של ספיגת השתן. בנוסף, השיטה ייצבה בו זמנית את האלקטרודות המחוברות לסוגר השופכה החיצוני (EUS), הבטיחה אותות אלקטרומיוגרפיה יציבים (EMG) ומזערה ממצאים שנגרמו על ידי תנועת העכבר המתעורר ומניפולציה של הנסיין. נדונים פרטים מתודולוגיים, תוצאות והשלכות, המדגישים את החשיבות של שיפור טכניקות אורודינמיות במחקר פרה-קליני.
אחסון ושחרור השתן תלויים בפעילות המתואמת של שלפוחית השתן וסוגר השופכה החיצוני (EUS). בפתולוגיות מסוימות, כגון שלפוחית נוירוגנית, הן שרירי השלפוחית והן הסוגר עלולים להפוך לבלתי מתפקדים, מה שמוביל לבעיות משמעותיות בשלפוחית השתן, במיוחד לאחר פגיעה טראומטית בחוט השדרה (SCI)1.
מכרסמים קטנים משמשים בדרך כלל כמודל ניסיוני לחקר התפקוד הפרה-קליני של דרכי השתן התחתונות (LUT)2. טכניקות הקלטה של מילוי ציסטומטריה (FC) ואלקטרומיוגרפיה של EUS (EUS-EMG) יכולות לספק מידע אובייקטיבי מדויק בהתאם לבחירת השיטות, מדידה מדויקת ופרשנות התוצאות3. בדיקות אורודינמיות משמשות בדרך כלל להערכת נפח ההתרוקנות (VV), יעילות ההתרוקנות (VE) וקיבולת שלפוחית השתן4. VE מודד באיזו יעילות שלפוחית השתן יכולה לרוקן את עצמה. הוא מחושב על ידי חלוקת אמצעי האחסון המבוטל בסכום של אמצעי אחסון מבוטלים ואמצעי אחסון שיוריים (VV+RV). מצד שני, קיבולת שלפוחית השתן מחושבת על ידי הוספת VV (כמות השתן הנפלטת במהלך השתנה) ל- RV (כמות השתן שנותרה בשלפוחית השתן לאחר השתנה)5. לכן, מדידת VV ו- RV הם המפתחות להסקת פרמטרים אחרים.
מדידה מדויקת של VV בעכברים במהלך בדיקות אורודינמיות מציבה אתגרים שונים. השתן של מכרסמים, כאשר מרוסן פיזית במצב נוטה, נוטה להימשך כלפי מטה דרך דופן הבטן הגחון בשל השפעת כוח המשיכה6. תופעה זו יכולה להוביל לספיגת שתן על ידי פרוות הבטן והעור, אשר, בתורו, מעריך את נפח השתן המופרש. בהתחשב בכמות הקטנה של שתן המיוצר על ידי עכבר, ההשפעה של ספיגה זו על דיוק התוצאות בולטת עוד יותר7. יתר על כן, במודלים של SCI, VV הוא לעתים קרובות נמוך יותר מאשר בעכברים רגילים בשל ההשפעה של dyssynergia סוגר detrusor (DSD), אשר מגביר את הסיכון של לחצים נקודת דליפה וספיגת שתן על ידי פרווה8. לגורמים אלה יש השפעה משמעותית על התוצאות. לכן, מדידה מדויקת של VV ו-RV במהלך מחקרים אורודינמיים סופניים בעכברים היא קריטית9. נכון לעכשיו, חסרים פרטים במתודולוגיות שסופקו בספרות שפורסמה כיצד למדוד את נפח השתן בצורה מדויקת במודלים של עכברים.
דבק ציאנואקרילט הוא סוג של דבק המשמש בדרך כלל בהליכים כירורגיים במודלים של בני אדם ובעלי חיים בשל תכונות ההדבקה המהירות והיעילות שלו 10,11,12. דבק זה שימושי במיוחד לסגירת פצעים וחתכים, שכן הוא יוצר קשר חזק וגמיש כאשר מוחל על העור13. יתר על כן, זה יכול להיות מחסום גדול נגד שתן ורטיבות שעלולים לבוא במגע עם פרווה ופצעים11.
במאמר זה פיתחנו טכניקה חדשנית וחסכונית המשתמשת בדבק ציאנואקרילט להשגת תוצאות מדויקות בציסטומטריה וברישומי EUS-EMG בעכברים ערים. שיטה זו תועיל בהבנת הגורמים הבסיסיים לתפקוד לקוי של שלפוחית השתן ובמציאת טיפולים יעילים יותר להפרעות LUT.
פרוטוקול המחקר בבעלי חיים אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בית הספר לרפואה של אוניברסיטת אינדיאנה. קוד אישור: 21098MD/R/MSS/HZ תאריך אישור: 29 בספטמבר 2021.
1. הכנת קטטר
2. הכנת אלקטרודות
3. הכנת בעלי חיים
4. הרדמה במהלך הניתוח
5. הכנה כירורגית
6. הליך כירורגי
7. הכנת הקלטה לציסטומטריה ו-EUS-EMG
ציסטומטריה ומעקב פעילות EUS-EMG שימשו לניתוח הנתונים. שיטת הציסטומטריה הרציפה כוללת עירוי של מי מלח לשלפוחית השתן ובו זמנית מדידת שינויי הלחץ והנפח בשלפוחית השתן. כדי למדוד VV, 0.4 מ"ל של מי מלח הוחדרו במהירות של 0.01 מ"ל לדקה, והשתן נאסף במשך 40 דקות בכובע. ניתן לקבל את השארית שלאחר הריק (PVR) על ידי שאיפת המלח דרך הצנתר. בעכברים רגילים ללא דבק, הסכום של VV ו- RV היה לעתים קרובות פחות מ -0.4 מ"ל. לאחר הניסוי, הפרווה בבטן ומסביב לבשר הייתה רטובה עקב ספיגת שתן (איור 3A). לאחר מריחת שכבה דקה של דבק כדי לכסות פרוות קטנות, הסכום של VV ו-RV נראה כ-0.4 מ"ל, ולא היה אזור רטוב (איור 3B,C).
מעקב הציסטומטריה שהתקבל סיפק ניתוח מפורט של פרמטרים שונים, כולל לחץ התכווצות שלפוחית השתן המתרוקן המרבי (27.2 ס"מ ג2O), משך ההתכווצות (16.26 שניות) ומרווח בין התכווצות (4.48 דקות). באותו הזמן, הייתה לנו הקלטה טובה של לחץ תוך-שלפוחית ואותות EUS-EMG בעכברים, כפי שמוצג באיור 4.
מדידות אורודינמיות רבות של עכברים מבוצעות בהרדמה14. למרות שזה אולי נראה כמו שיטה נוחה כדי להפחית את הרעש של אותות חשמליים ואובדן שתן כתוצאה מהתנועה של החיה, חיוני לקחת בחשבון כי תרופות הרדמה יכול להשפיע על זרימת השתן, אשר עלול להוביל לתוצאות לא מדויקות או לא אמינות15. לכן, רישום אורודינמי בבעלי חיים ערים פופולרי יותר להשגת תוצאות קרובות יותר למצב הפיזיולוגי. הרישום האורודינמי בבעלי חיים ערים מתחיל בדרך כלל לאחר פרק זמן של 40-50 דקות של התאוששות מאיזופלורן16. תהליך זה כרוך במעקב צמוד אחר העכברים כדי להבטיח שהם רגועים ונוחים ללא צורך בהרדמה. באמצעות מספר ניסויים נצפה כי תנועה של עכבר מודע יכולה להשפיע על אותות אורודינמיים 5,14, מה שמוביל למדידות לא מדויקות של פרמטרים ספציפיים כגון לחץ נקודת דליפה, VV, ו VE17. כתוצאה מכך, יישמנו שיטה על ידי ריסון חלקי של עכברים מודעים כדי להבטיח תוצאות אורודינמיות אמינות יותר. עם זאת, אפילו עם ריסון מוגבל, העכברים המודעים עדיין נאבקים כאשר הם מתעוררים מיד מההרדמה, מה שיכול גם לגרום לניתוק או מגע לא יציב בין וו האלקטרודה לבין EUS וליצור רעש משמעותי באותות EUS-EMG. כפי שניתן לראות באיור 3B, כדי למזער את הממצאים האלה, נקטנו בגישה של קיבוע האלקטרודות באמצעות דבק בנקודת היציאה מהעור. שיטה זו הוכחה כיעילה במזעור התנועה של אלקטרודות ואת הממצאים הבאים שהם יכולים לייצר.

איור 1: תזוזה של אלקטרודות אלקטרומיוגרפיה. השתלת אלקטרודות (כוכבית צהובה) דו-צדדית לשריר השופכה החיצוני (EUS; חיצים שחורים). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: ריסון העכבר הער. לאחר השתלת קטטר ואלקטרודות, העכבר היה מרוסן על הצלחת ליציבות במהלך ההקלטה האורודינמית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: אזורי בטן ובשר לאחר רישום אורודינמי. (A) אזור רטוב גדול (בקווי מתאר אדומים) נצפה באזור הבטן ואיברי המין. (B) אזורי בטן ואיברי מין יבשים ועמידים למים נוצרו עם דבק ציאנואקרילט (קווי מתאר בקו מקף אדום) לאחר ההקלטה. (C) טיפת שתן (חץ צהוב) שנוצרה במיטוס במהלך הרישום האורודינמי ונשארה כטיפה במשך זמן רב מבלי להיספג על ידי העור והפרווה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: עקבות מייצגים של ציסטומטריה ואלקטרומיוגרפיה של סוגר שופכה חיצוני (EUS-EMG) בעכברה ערה ומרוסנת. (A) עקבות A: הקלטות סימולטניות של ציסטומטרוגרמה רציפה (CMG) ו-EUS-EMG (עקבות עליונות ותחתונות, בהתאמה). (B) עקבה B היא החלק המורחב של עקבה A, המסומן על ידי תיבה מלבנית עם סקאלות זמן שונות. במהלך שלב ההתרוקנות, התרוקנות לסירוגין התרחשה במקביל לירידה בלחץ התוך-שלפוחית ברישום CMG (עקבה עליונה; חצים), שהתרחשה במהלך תקופות טוניק נמוך והפחתה של פעילות EUS-EMG (עקבה תחתונה; חצים). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
טכניקה אורודינמית זו מתארת הליך משופר למדידת נפח השתן ואות EUS-EMG בעכברים ערים ומרוסנים. נוכחות של פרווה סביב בשר השופכה ואזור הבטן יכול להפריע לדיוק של מדידת VV על ידי ספיגת שתן. למרות שהפרווה סביב בשר השופכה והבטן גולחה בקפידה לפני הניתוח, הפרוות הקטנות שנותרו באזורים אלה והעור עדיין ספגו שתן, בדרך כלל השאירו אזור רטוב בבטן לאחר ההקלטה. בעיה זו בולטת במיוחד אצל נקבות מכרסמים בשל המרחק הקצר ביותר בין בשר השופכה לעור שמסביב18. בטכניקה זו, דבק ציאנואקרילט נמרח על עור הבטן והשופכה שמסביב כדי ליצור משטח עור עמיד למים ולספק הערכה מדויקת של נפח השתן במהלך הרישום האורודינמי, המאפשר הבנה טובה יותר של תפקוד שלפוחית השתן. הדבק נמרח בדייקנות, והבטיח שהוא יכסה את העור שמסביב לבשר ובסמוך לו. מטרת מריחת הדבק הייתה ליצור מחסום עמיד למים שימנע מהפרוות לספוג שתן. הדבק פוזר באופן שווה, תוך הקפדה על מניעת התגבשות או חסימה של בשר השופכה. התוצאות המתועדות של ההליך אישרו כי מטרתנו הושגה לחלוטין, שכן סכום ה- VV וה- RV נשאר קבוע בנפח העירוי, ולא נצפו אזורים רטובים נוספים. כדי לוודא את דיוק המדידות בדקנו את שלפוחית השתן לאחר הניסוי, והיא נמצאה ריקה. שלב נוסף זה של בדיקת שלפוחית השתן הוא קריטי מכיוון שהוא מבטל כל אפשרות של אצירת שתן, וגורם לפער בין הכמות שמשכנו באמצעות מזרק לבין כמות RV בפועל.
לשיטה זו יש מגבלות: 1) היא אינה מתאימה למחקרי אורך ורב-נקודות זמן. 2) לא ניתן להחיל אותו על עכבר הנע בחופשיות. 3) אם ניתוק האלקטרודות מ- EUS מתרחש, קשה לפתוח את הבטן ולהתקין אותן מחדש. 4) בעוד דבקי ציאנואקרילט הם כלי רב ערך במסגרות כירורגיות רבות בשל קלות השימוש והיעילות שלהם, חשוב להשתמש בהם בזהירות ולעקוב אחר פרוטוקולי בטיחות נאותים כדי למזער סיכונים פוטנציאליים. ציאנואקרילט הוא בדרך כלל בטוח לעור, אך יש להימנע ממגע תכוף איתו, ועל החוקרים לנקוט באמצעי הגנה אישיים מתאימים. דבקי ציאנואקרילט יכולים לשחרר אדים רעילים בשאיפה. כדי למזער את הסיכון לשאיפת אדים אלה, החוקרים צריכים לשמור על רמות גבוהות יותר של לחות ולמטב את אוורור החדר בסביבת העבודה19. ניתן להשתמש גם במסנני מיזוג אוויר מיוחדים כדי להפחית עוד יותר את רעילות האדים.
בסך הכל, ניסוי זה סיפק תובנות חשובות לגבי הדיוק של מדידת שתן ריק במהלך ההקלטה האורודינמית ועזר לזהות מקורות פוטנציאליים של טעות שיכלו להוביל לפערים בכמות הכוללת של VV ו- RV לאחר העירוי.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי NIH-NINDS (R21NS130241), IND DEPT HLTH (55051, 74247, 74244) וצבא ארה"ב (HT94252310700).
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| מאיץ | BOB SMITH INDUSTRIES | BSI-152 | |
| ציאנואקרילט | TED PELLA, Inc | 14478 | |
| עובש בסיס חד פעמי | TED PELLA, Inc | 27147-4 | |
| משאבת עירוי | מכשיר הרווארד PHD ULTRA | 70-3006 | |
| Isoflurane | Henry Schein Inc | 1182097 | |
| PIN | World Precision Instruments | 5482 | |
| צינורות פוליאתילן 30 | Braintree Scientific Inc | PE30 | |
| סירת שקילה סטרילית | HEATHROW SCIENTIFIC | 797CK2 | |
| Windaq/Lite | מכשירי DATAQ | 249022 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission