אינטגרציה של אלקטרופורציה בפרקטיקה אורולוגית: תכנון והערכה של אלקטרודה טרנס-שופכה חדשה
20 במרץ 2026
המאמר מציג שיטה פשוטה וניתנת לשחזור לאלקטרופורציה של סידן דרך השופכה באמצעות אלקטרודה אנדוסקופית חדשה התואמת לציוד אורולוגי סטנדרטי. המחקר מהווה התקדמות משמעותית לקראת יישום אלקטרופורציה דרך השופכה וסולל את הדרך להרחבת הטיפול החדשני והמינימלי פולשני בגידולי שתן.
מחקר זה מעריך אלקטרודה טרנס-שופכה לאלקטרופורציה בשלפוחית החזיר, ומעריך שימושיות, ביצועים ותאימות לטכניקות אורולוגיות סטנדרטיות. היעדר מכשירים מתאימים גורם לאלקטרופורציה מוגבלת בשלפוחית. פרוטוקול זה מציג אלקטרודה תואמת וידידותית למשתמש ליישום דרך השופכה.
כדי להתחיל, אספו את הציוד הנדרש להליך. הכנס את הטלסקופ לגשר עם תעלה עובדת, והכנס את המכשירים למעטפת. למי מלח, יש לחבר למערכת ההשקיה על המעטפת באמצעות מערכת צינורות תוך-ורידיים.
לאחר מילוי הצינור במי מלח והעברת האוויר, חבר את ראש המצלמה וכבל התאורה לבסיס הטלסקופ. חבר את הכבל המבודד הסטרילי בידית האלקטרודה לכבל המבודד הנקי בגנרטור הפולסים החיצוני. הגדר שמונה פולסים של 100 מיקרושניות.
הגדר תדר ל-5,000 הרץ ומתח ל-400 וולט, בהתאמה ליחס 1000 וולט לסנטימטר למרחק אלקטרודות בשדות המיועדים על המסך. הסר את מחט הציסטוסקופיה מהחבילה הסטרילית והתאם את אורך קצה המחט לשני מילימטרים. רכשו בקבוק של 100 מיליגרם למיליליטר סידן גלוקונאט, ומלאו מזרק אחד או יותר בסידן גלוקונאט לפי הצורך.
חבר את המזרק, רצוי מזרק נעילת פיתוי, לקצה הדיסטלי של מחט הציסטוסקופיה. מקם את החזיר על שולחן הניתוחים והכין אותו להליך. פתח את מערכת ההשקיה ברסקטוסקופ ואשר זרימת מלח.
הכנס את הרסקטוסקופ, מונחה ויזואלית דרך השופכה אל שלפוחית השתן. הכנס את מחט הציסטוסקופיה דרך תעלת העבודה של הגשר ודמיין את קצה המחט. בצע ציסטוסקופיה על החיה ובדקו את שלפוחית השתן.
לאחר מכן, מזריקים 0.3 מיליליטר של 100 מיליגרם סידן גלוקונאט למיליליטר לדופן השלפוחית, כדי ליצור ווסיקולה בדופן השלפוחית, וחזרו על הזרקת הסידן לפי הצורך. הסר את הטלסקופ, והשאר את המעטפת החיצונית בתוך השופכה. לאחר מכן, הסר את הגשר והכנס את הטלסקופ לאלקטרודה הדרך השופכה.
הכנס את הטלסקופ ואת האלקטרודה למעטפת לשלפוחית, בהכוונה ויזואלית. הנח את מחט האלקטרודה ברקמה המכסה את האזור שהוזרק בסידן גלוקונאט. לאחר מכן, הפעילו את הפולסים החשמליים באמצעות דוושת הרגל או תנו לעוזר לא סטרילי להפעיל את מחולל הפולסים החיצוני כדי להפעיל את הפולסים.
במהלך לידת הדופק עלולות להופיע התכווצויות שרירים קלות. אשר את השלמת הפולסים החשמליים ואת העברת הפולסים המוצלחת על ידי קריאת הפולסים שנוצרו ומועברים על מחולל הפולסים החיצוני. לבסוף, הסר את הטלסקופ והאלקטרודה כאשר כל אזור שהוזרק בסידן גלוקונאט עבר אלקטרופורציה ולספק טיפול לאחר פרוצדורל לבעל החיים.
הפרוטוקול מאפשר לחוקרים לחקור שימושיות, בטיחות וביצועים של אלקטרופורציה של סידן טרנס-שופכה במודל קליני רלוונטי. במהלך הטיפול, מיקום מדויק של האלקטרודות והדמיה ברורה חשובים להבטחת העברת דופק מדויקת וטיפול יעיל. מחקרים עתידיים יכללו מחקרים ראשונים בבני אדם להערכת הבטיחות הקלינית, ההיתכנות והיעילות הטיפולית של אלקטרופורציה של סידן לטיפול בגידולים בשלפוחית השתן.
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.
