פרוטוקול זה מתאר מודל אנטרוציסטופלסטי סטנדרטי לעכברים, המשתמש בטלאי איאלי פדיקולרי, וסקולרי ומנותק עם סטיית שתן חיצונית זמנית באמצעות צינור קנולה להשגת הגדלת שלפוחית השתן הניתנת לשחזור.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר מודל אנטרוציסטופלסטי סטנדרטי לעכברים, המשתמש בטלאי איאלי פדיקולרי, וסקולרי ומנותק עם סטיית שתן חיצונית זמנית באמצעות צינור קנולה להשגת הגדלת שלפוחית השתן הניתנת לשחזור.
הגדלת שלפוחית השתן באמצעות מקטעי מעיים נותרה הליך שחזורי יסוד עבור מטופלים עם שלפוחית עם קיבולת נמוכה או תואמת לקויה כאשר טיפולים שמרניים נכשלים. למרות הרלוונטיות הקלינית שלה, ההתקדמות הניסיונית והמחקר המעמיק מוגבלים בשל היעדר פרוטוקולים סטנדרטיים וניתנים לשחזור שמדגימים באופן אמין עקרונות כירורגיים בסביבה מבוקרת לפני קליני. כאן, אנו מציגים פרוטוקול אנטרוציסטופלסטי של חולדות שלב אחר שלב, המשתמש בטלאי אילאל וסקולרי ומנותק כפלף פדיקלי להגדלת שלפוחית השתן הטבעית. ההליך כולל לפרוטומיה של קו האמצע, חשיפה מבוקרת, וייצוב שלפוחית השתן באמצעות תפרים מחזיקים, הסחת שתן באמצעות צינור קנולה חיצוני מסוג פולי, בידוד קטע אילי קצר עם פדיקלה מזנטרית שלמה, הסרת צינורות, ואנסטומוזה ללא מתח עם דופן השלפוחית. הדגש מושם על שמירה על פרפוזיה מזנטרית, מניעת פיתול בפדיקולה, הבטחת תפירה אטומה למים, והבטחת פטנטיות קטטר, שהם קריטיים להצלחה פרוצדורלית ולשחזור. אימות ייצוגי תוך ניתוחי באמצעות הדמיה היפרספקטרלית (HSI) בשמונה חולדות שאינן שורדות הדגים חמצון רקמתי שמור ופרפוזיה של מקטע המעי לאחר שלבים מרכזיים בניתוח, ותמך בחיוניות הרקמה בסיום ההליך. לכן, פרוטוקול זה מספק גישה ניסויים סטנדרטית ליישום ניתוחי שכפול של אנטרוציסטופלסטליה בעכברים. יישומים פוטנציאליים בהמשך של המודל כוללים חקירת שינויים מטבוליים ואלקטרוליטים, רגישות לזיהום, ייצור ריר והשראת דיספלזיה או ממאיריות, ועדיין יש לטפל בהם בחקירות הישרדות עתידיות.
תפקוד פיזיולוגי של שלפוחית השתן הוא חיוני לשמירה על איכות חיים גבוהה, שכן אגירת שתן יעילה וריקון הם קריטיים לשליטה בשתן, רווחה חברתית ובריאות כללית. הפרעות המשפיעות על תפקוד שלפוחית השתן עלולות לגרום לתחלואה משמעותית, כולל אי שליטה בשתן, זיהומים חוזרים, פגיעה בכליות והשפעה שלילית עמוקה על חיי היומיום.
גם פתולוגיות מולדות וגם נרכשות בשלפוחית השתן עלולות לגרום לפגיעה תפקודית משמעותית, שלעיתים מחייבת התערבות ניתוחית כאשר טיפולים שמרניים ופרמקולוגיים אינם מספקים בהתאם. אנומליות מולדות כמו מסתמי שופכה אחוריים1, שלפוחית השתן ואקסטורפיה קלואקלית, ואפיספדיות 2,3 קשורות לעיתים קרובות לשלפוחית השתן בעלת קיבולת נמוכה וגמישות בצורה לקויה, ובכך מגבירה את הסיכון להידרדרות בדרכי השתן העליונות. באופן דומה, מצבים נוירולוגיים, כולל מיאלודיספלזיה4, טרשת נפוצה5, ופגיעת חוט השדרה6, מובילים לעיתים קרובות לתפקוד לקוי של שלפוחית השתן הנוירוגנית, הפוגעת הן במנגנוני האחסון והן במנגנוני הריקון. בנוסף, אתיולוגיות זיהומיות כמו שחפת7 ושיסטוזומיאזיס8 עלולות לגרום לפיברוזיס בדופן השתן, להפחית את הציות ולגרום לסיבוכים משניים. במקרים עמידים, הגדלת שלפוחית השתן משמשת כאסטרטגיה יעילה לשיפור קיבולת האגירה, הפחתת לחץ תוך-כלי ושימור תפקוד הכליה, ובסופו של דבר משפרת את איכות החיים ומפחתת סיבוכים ארוכי טווח.
על פי הנחיות האגודה האורולוגית האמריקאית (AUA) לגבי שלפוחית יתר פעילה, הגדלת שלפוחית השתן (אנטרוציסטופלסטיה) מיועדת למטופלים עם קיבולת שלפוחית ירודה, ציות לקוי או פעילות יתר של דטרוזר עמידה לניהול שמרני9. תוארה במקור על ידי Tizzoni ו-Foggi בשנת 1888 באמצעות דגם כלבי10 ובהמשך הותאמה לשימוש אנושי על ידי פון מיקוליץ' ב-1899-11, ואנטרוציסטופלסטיה נותרה הגישה הכירורגית הסטנדרטית להפחתת לחצים באגירת השתן ולהפחתת הסיכונים לנזק כלייתי ואי-שליטה הקשורים לתפקודים שונים של שלפוחית השתן, כולל שלפוחית נוירוגנית, אקסטרופיה של שלפוחית השתן ומסתמי שופכה אחוריים 12. 13.
טכניקת האנטרוציסטופלסטיה הקונבנציונלית כוללת חיתוך שלפוחית השתן במישור הקורונלי או הסגיטלי עד לטריגונה, ואחר כך שילוב של מעי מסובך12 שדה-צינורית. האיליאום הוא המקטע הנפוץ ביותר במעיים, בדרך כלל נקטף במרחק 25-40 ס"מ פרוקסימלי לשסתום האילאוסקלי12. כאשר האילאום אינו מתאים, המעי הסיגמואידי משמש כחלופההמועדפת 12.
בעוד שההליך מציע עמידות ארוכת טווח ושיעורי שביעות רצון גבוהים של מטופלים14, הכנסת רקמת מערכת העיכול למערכת השתן מציבה חסרונות בולטים, כולל הפרעות מטבוליות, היווצרות אבנים בשלפוחית וסיכון מוגבר לממארות 15,16,17.
בהינתן הסיבוכים הפוטנציאליים הללו, יש צורך קריטי במחקרים מבוקרים לחקור את המנגנונים הבסיסיים, לחדד טכניקות ניתוח ולהעריך חומרי הגדלה חלופיים. מודל מכרסמים מספק סביבה מובנית וניתנת לשחזור לחקר היבטים אלו, ומאפשר לחוקרים לנתח התאמות מטבוליות לאחר הגדלה, כולל איזון חומצה-בסיס והפרעות אלקטרוליטים. יתרה מזאת, היא מאפשרת בחינה של שיפוץ רקמת שלפוחית השתן לאורך זמן, ומספקת תובנות לגבי פיברוזיס, התחדשות האורותליאלית ואינטגרציה של מקטעים מוגברים. בנוסף, לאור הסיכון המוגבר לממארות הקשורה לאנטרוציסטופלסטיה, מודל מכרסמים מציע הזדמנות לחקור שינויים היסטופתולוגיים לאורך זמן ולזהות סימנים מוקדמים לקרצינוגנזה. חשוב לציין שמודל כזה גם מסייע במחקר ביישומי ביומטריה והנדסת רקמות, ועשוי לסלול את הדרך לחומרים מעשירים חלופיים עם סיכונים מסרטנים ואימונוגניים נמוכיםיותר 12.
למרות שדווחו מודלים ניסיוניים להגדלת שלפוחית השתן במכרסמים ומינים אחרים, חסר פרוטוקול סטנדרטי וסטנדרטי שלב אחר שלב לניתוח אנטרוציסטופלסטי איליאלי בעכברים באמצעות לפרוטומיה בקו האמצע. מחקרים מוקדמים של עכברים קבעו את מודל ניסויי של ציסטופלסטיה עם הגברה קלאסית ותיארו וריאנטים כמו אנטרוציסטופלסטיה סרומוסקולרית וסיוע לייזר 18,19,20. עבודות מאוחרות יותר עסקו בשינויים היסטופתולוגיים ובקטריולוגיים ארוכי טווח, התפתחות גידול, פיזיולוגיה של הובלה ותוצאות פונקציונליות, בעוד שגם שינויים שחזוריים נוספים כגון השתלת שלפוחית חלקית והחלפה פוטודינמית של רירית המעי באורוטליום נבדקוגם הם 21,22,23,24,25,26,27 . יחד, מחקרים אלו מראים כי קיימים מודלים להגדלת חולדות, אך בהיקפו הטרוגני ומתמקדים בעיקר בהיתכנות, השלכות ביולוגיות, פיזיולוגיה או שינויים שחזוריים ספציפיים 18,19,20,21,22,23,24,25,26,27. לכן, מטרת העבודה הזו היא להציג מדריך פרוצדורלי מפורט לביצוע אנטרוציסטופלסטיה סטנדרטית באמצעות לפרוטומיה בקו האמצע בעכברים. הפרוטוקול הוקם בסביבה שאינה הישרדות. יישומים שדורשים תצפית ארוכת טווח אפשריים, אך עשויים לדרוש התאמת פרוטוקול זה לסביבת מחקר הישרדות עם החלמה לאחר הניתוח ומעקב לאורך זמן. אלה יכולים לכלול הערכת תוצאות פונקציונליות, מנגנוני כשל לאחר הניתוח, התחדשות רקמה לאורך זמן, או אינטגרציה של הנדסת רקמות.
המודל הנוכחי תוכנן לשחזר עקרונות טכניים מרכזיים של אנטרוציסטופלסטליה קלינית בסביבה מבוקרת של עכברים, תוך שמירה על יישום ניסויי סטנדרטי. נבחר טלאי אילאל מפורק משום שהדה-טובולריזציה מפחיתה את ההתכווצות הפנימית של המעי ומשקפת טוב יותר את העיקרון השחזורי הנפוץ בהגדלה קלינית. שימוש במקטע פדיקלי וכלי דם מאפשר שימור הפרפוזיה המזנטרית ומאפשר הערכה ישירה של חיוניות הרקמה במהלך ואחרי הכנת השתל. סטיית שתן חיצונית באמצעות צינור קנולה פולי שולבה כדי לספק ניקוז מבוקר של שלפוחית השתן במהלך ההליך ולהקל על הערכה סטנדרטית תוך ניתוחית של הקטע המשוחזר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים המפורטים במסמך זה בוצעו במסגרת מתקנים מוסמכים וקיבלו אישור מוועדת טיפול ושימוש בבעלי חיים מוסדית (IACUC) של המועצה האזורית באדן-וירטמברג בקרלסרוהה, גרמניה (35-9185.81/G-62/23). בעלי החיים הניסיוניים טופלו בהתאם לפרוטוקולים מוסדיים ובהתאם לחקיקה הגרמנית המסדירה את רווחת בעלי החיים, וכן בהתאם להנחיות שנקבעו על ידי מועצת הקהילה האירופית (2010/63/EU) והנחיות ARRIVE. זכרים של חולדות ספרג-דולי (n = 8), בגילאי 8–12 שבועות ומשקל 400 גרם, שהושגו ממעבדות Janvier, שימשו לאחר תקופת הסתגלות של שבוע.
1. הרדמה ומשכך כאבים
2. אתר הפעלה והכנת מכשירים
3. גישה כירורגית באמצעות לפרוטומיה בקו האמצע
4. זיהוי והכנה של המעי הדק ושלפוחית השתן (איור 1)
5. מיקום וקיבוע צינור הקנולה פולי להסחת שתן חיצונית (איור 1)

איור 1: הכנת המעי הדק ושלפוחית השתן עם מיקום צינור קנולה להסטת שתן חיצונית פולי. (א) זיהוי והערכה של המעי הדק ושלפוחית השתן (א.1–א.2). (ב) הנעת שלפוחית השתן על ידי כריתה של הפריטונאום (B.1–B.4). (ג) מיקום התפרים בכיפת השלפוחית (C.1–C.5). (D) כריתת דופן השלפוחית (ציסטוטומיה) (D.1–D.2). (ה) החלפת תפרים (E.1–E.6). (ו) מיקום הקנולה להסחת שתן חיצונית דרך הציסטוטומיה (F.1–F.5). (G) קיבוע קטע צינור הקנולה החיצוני בדופן הבטן (G.1–G.9). (H) קיבוע ומיקום תוך-כלי סופי של קצה צינור הקנולה (H.1–H.9). (I) איור סכמטי המסכם את ההכנה המתוארת ומיקום צינור הקנולה כפולי. הקו המקוקד העבה מתאר את המעי הדק. הקו הדק והמקוקד מציג את שלפוחית השתן. ריבועים שחורים מציגים את קטע התמונה המוגדל בתמונה הבאה. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
6. בידוד מקטע המעי הדק (איור 2)

איור 2: זיהוי ובידוד של קטע מעי דק להגדלת שלפוחית השתן. (א) מוביליזציה וזיהוי קטע מעי דק מתאים להגדלת שלפוחית השתן (A.1–A.4). (B) חתך של מקטע המעי הדק שנבחר מהלולאה שנותרה במעי (B.1–B.4). (ג) פינוי תכולת לומינל שארית (C.1–C.4). (ד) הפרדה ומיקום של קצות הפה והאבור של לולאת המעי הדק שנותרה. (ה) קטע מעי דק מבודד שהוכן להרחבה נוספת. (ו) איור סכמטי המסכם את בחירת המקטעים ובידודם. הקו המקווקד העבה מציג את קטע המעי הדק המבודד. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
7. הכנת מקטע המעי והגדלת שלפוחית השתן (איור 3)

איור 3: בניית טלאי המעי הדק והאנסטומוזה ההיקפית של שלפוחית השתן. (א) כריתה והכנת קטע המעי הדק (הכנת השתל) (א.1–א.3). (B) כריתת קצוות הפינה של השתל (B.1–B.3). (ג) התחלת האנסטומוזה על ידי הנחת תפר העיגון בין השתל לפתח השלפוחית (C.1–C.4). (D) קיבוע נקודת העיגון ליישור שולי השתל והציסטוטומיה (D.1–D.2). (ה) אנסטומוזה היקפית של כתם ההגדלה של שלפוחית השתן לדופן השלפוחית (E.1–E.15). (ו) סגירת רקמת המקטע הדק שנותרה בתצורה חרוטית עם כובע מחודד (F.1–F.6). (ז) מיקום מחדש של האיברים למיקומם האנטומי (G.1–G.2). (ח) איור סכמטי המסכם את הכנת השתל והגדלת שלפוחית האנסטומוזה. הקו המקווקו העבה מתאר את קטע המעי הדק. הקו המקוקד הדק מתאר את פתיחת קיר השלפוחית. החץ הלבן מציג את המחט. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
8. אנסטומוזה של המעי הדק מקצה לקצה (איור 4)

איור 4: אנסטומוזה של המעי הדק מקצה לקצה וסגירת פגם מזנטרי. (א) מיקום תפרי היישור בגבולות האנימסנטריים והמזנטריים (A.1–A.10). (B) מיקום שני תפרי קירוב הקדמיים (B.1–B.4). (ג) חשיפת הקיר האחורי ומיקום שני תפרי קירוב דופן אחורי (C.1–C.4). (D) קשירה רציפה של כל ששת התפרים להשלמת האנסטומוזה (D.1–D.6). (ה) אנסטומוזה מקצה לקצה מוגדלת (E.1–E.2). (ו) סגירת הפגם המזנטרי עם תפרים מופרעים למניעת פריצת פנים (F.1–F.8). (G) איור סכמטי של אנסטומוזה המעי הדק מקצה לקצה. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
9. שלבים סופיים ושיקולים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כדי לאשר את חיוניות הרקמה לאחר פרוטוקול זה, הוערכו חמצון רקמתי והזרזת במהלך ההליך בשמונה חולדות (טבלה 1). לפני אנטרוציסטופלסטיה, בוצעה הדמיה היפרספקטרלית (HSI) של המעי הדק כדי להמחיש את רוויית החמצן ברקמות (StO₂) ואת הפרפוזיה (NIR) (איור 5A.1). כבקרה שלילית, היפופרפוזיה מקסימלית נגרמה על ידי הידוק האאורטה (איור 5A.2). HSI של אזורי רקמה מייצגים חזר על עצמו לאחר שלבים ניתוחיים מרכזיים להערכת פרפוזיה מתמשכת (
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עבודה זו מספקת פרוטוקול ניתוחי לשחזור לאנטרוציסטופלסטיה בעכברים באמצעות לפרוטומיה אמצעית הקו, קנולציה חוץ-גופית ושילוב מקטע איאלי מנותק מהצינורות. הטכניקה פועלת לפי העקרונות שתיארו טיזוני ופוג'י להגדלת שלפוחית השתן ומותאמת אותם למודל מכרסמים על ידי שילוב של הרדמה מדויקת, הכנה אספטית, קנולציה חיצונית להסחת שתן, ואיסוף כתם מעי דק וסקולרי.
פרוטוקול זה בוצע ואומת לסביבה שאינה הישרדות. עם זאת, היא הקימה פלטפורמה תרגומית להגדלת שלפוחית השתן שהחוקרים אמורים להיות מסו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לא הוכרזו ניגודי עניינים.
המחברים מודים בהכרת תודה על שירות אחסון הנתונים SDS@hd הנתמך על ידי משרד המדע, המחקר והאמנויות של באדן-וירטמברג (MWK) וקרן המחקר הגרמנית (DFG) באמצעות מענקים INST 35/1314-1 FUGG ו-INST 35/1503-1 FUGG. יתרה מזאת, המחברים מודים בהכרת תודה על התמיכה של NCT (המרכז הלאומי למחלות גידול בהיידלברג, גרמניה) דרך תוכנית הפוסט-דוקטורט המובנית ותוכנית האונקולוגיה הכירורגית. אנו גם מכירים בתמיכה באמצעות כספי המדינה שאושרה על ידי הפרלמנט המדינתי של באדן-וירטמברג לברית החדשנות בקמפוס בריאות + מדעי החיים היידלברג מנהיים מתוכנית הפוסט-דוקטורט המובנית לאלכסנדר סטודייה-פישר: בינה מלאכותית בבריאות (AIH) - שיתוף פעולה של DKFZ, EMBL, אוניברסיטת היידלברג, בית החולים האוניברסיטאי של מאניים, המכון המרכזי לבריאות הנפש, ומכון מקס פלאנק למחקר רפואי. בנוסף, אנו מודים על התמיכה דרך מכון הסרטן הקטור DKFZ במרכז הרפואי האוניברסיטאי במנהיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מלקטות הכנה אטראומטיות | Aesculap | FB395R | DE BAKEY ATRAUMATA מלקטות אטראומטיות, ישרות |
| מלחצימי overholt קהים | Aesculap | BJ012R | מלחצימי הכנה וקשירה BABY-MIXTER, כפופים, 180 מ"מ |
| צינור קנולה פולי לשטיפה והסטה | Mdk Mart | 23-CA-CD-UL-CD | צינור קנולה G18 (רק הצינור משמש לשטיפת קנולה להסטה) |
| קרפרופן | cp pharma | 115 | Carprofen 0,5% (5% עם 50 מ"ג/מ"ל מדולל 1:10) (Carprosol) |
| מקלות צמר גפן | Amazon | ASIN: B0FPDB8ZGS | מקלות צמר גפן לא סטריליים (אוטוקלב לניסויי הישרדות) |
| תפרי פוליפילמנט מהירי ספיגה 4-0 | COVIDIEN | SV-494 | תפר כירורגי פוליפילמנט חד-זרועי מפוליגלקטין מספיג פלסטיק עם מחט P-13 אחת |
| מוטות קיבוע | legefirm | 500343896 | מזלגות מתכת המשמשים כמוטות קיבוע בצורת Y |
| קטטר פולי | B. Braun | 4242010-02 | קטטר Introcan Safety 2 50 מ"מ 20 גאוג' כקנולה להסטה |
| מקלות גזה | Medrull | ASIN: B09164D1JG | מקלות גזה סטריליים |
| משטח חימום | Royal Gardineer | IP67 | משטח חימום Royal Gardineer בגודל S, 20 וואט |
| מערכת מצלמת הדמיית היפר-ספקטרלית | Diaspective Vision | TIVITA Tissue Halogen | מערכת HSI לאימות |
| איזופלורן | Piramal Critical Care | PZN / EAN 09714675 / 4150097146757 | איזופלורן 100% 250 מ"ל |
| אדים איזופלורן | UNO ROESTVASTSTAAL BV | 180000002 | אדים איזופלורן |
| תמיסת נתרן כלוריד איזוטונית | B. Braun | ASIN: B007PZJOQ4 | תמיסת נתרן כלוריד 0,9% |
| קטמין | cp pharma | 1202 | קטמין 10% (100 מ"ג/מ"ל) |
| קנולה מתכתית | BD (Beckton, Dickinson) | 301300 | BD Microlance 3 קנולה 20 גאוג' כווכסני הכנה |
| מסכת פנים לתינוק | asia connection | ME03016-0 | מסכת פנים לתינוק גודל #0 |
| תפרי מונופילמנט לא מספיגים 4-0 | COVIDIEN | SP-670 | תפר כירורגי מונופילמנט חד-זרועי מפוליפרופילן לא מספיג עם מחט C-16 אחת |
| תפרי מונופילמנט לא מספיגים 6-0 | COVIDIEN | VP-733-X | תפר כירורגי מונופילמנט דו-זרועי מפוליפרופילן לא מספיג עם שתי מחטים CV-22 |
| משחה עיניים | Bayer Vital GmbH | 1578681 | 5% דקספנטנול |
| צינור פרפוזור פלסטי | M. Schilling GmbH | S702NC150 | צינור חיבור COEX 150 ס"מ |
| מספריים להכנה | Aesculap | BC177R | מספריים להכנה JAMESON, כפופים, דגם עדין, קהים/קהים, 150 מ"מ (6") |
| תא השראת עכברוש | wpiinc | EZ-1785 | תא השריה לנרקוזה |
| לוחית פלדה | Maschinenbau Feld GmbH | C010206 | לוחית גליון מגולוון, 40 על 50 ס"מ, עובי 4.0 מ"מ |
| קסילזין | cp pharma | 1206 | קסילזין 0,2% (2% עם 20 מ"ג/מ"ל מדולל 1:10) (Xylavet) |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה