Ex Vivo Modello del rene suino per la valutazione della dinamica flusso-pressione e del prelievo di calcoli nella chirurgia intrarenale retrograda assistita da aspirazione

Sommario

Questo protocollo stabilisce una piattaforma renale suinia ex vivo per la quantificazione controllata e ripetibile della pressione intrarenale e del tempo di estrazione dei calcoli attraverso diverse pressioni di irrigazione, pressioni di aspirazione e rapporti tra diametro endoscopico-guaina.

Abstract

La chirurgia intrarenale retrograda (RIRS) utilizzando una guaina di accesso ureterale a aspirazione (UAS) è diventata un approccio efficace per la gestione dei calcoli renali. Tuttavia, i modelli sperimentali standardizzati in grado di controllare e valutare simultaneamente parametri rilevanti, inclusa la pressione di irrigazione, la pressione di aspirazione e il rapporto tra diametro endoscopico-guaina (RESD), rimangono limitati. L'obiettivo di questo studio è proporre un modello di rene suino ex vivo progettato per consentire una valutazione controllata e ripetibile delle condizioni di flusso-pressione con UAS di aspirazione. Il protocollo utilizzava reni suini cadaverici freschi inseriti in un sistema di contenitori fissi, con l'UAS a aspirazione posizionato sul calice del polo superiore, e pietre artificiali che imitavano il monoidrato di ossalato di calcio introdotte nel sistema di raccolta. Un sistema di pompa a controllo della pressione automatizzato permetteva una regolazione precisa delle pressioni di irrigazione e aspirazione. La pressione intrarenale (IRP) è stata registrata continuamente per 1 minuto, e il tempo di ritiro (POT) è stato misurato ripetutamente sotto ogni RESD e impostazione di pressione. Il coefficiente di variazione (CV) e il coefficiente di correlazione intraclasse (ICC) sono stati calcolati per valutare la variabilità e l'affidabilità della misura. Il modello ha dimostrato risposte IRP distinte in diverse condizioni di RESD e pressione, inclusi valori superiori a 40 mmHg. Le misurazioni POT variavano in base alle impostazioni di pressione, riflettendo la sensibilità alle variazioni delle condizioni di flusso-pressione. L'analisi CV ha mostrato una variabilità relativamente ristretta nella maggior parte delle condizioni, mentre l'analisi ICC ha mostrato affidabilità moderata per singole misurazioni e alta per misurazioni ripetute medie. Nel complesso , questo modello ex vivo di rene suino fornisce un riferimento ex vivo standardizzato per il RIRS, presentando dati oggettivi e affidabili di misurazioni ripetute utilizzando un UAS a aspirazione e un ureteroscopio flessibile.

Introduzione

La Chirurgia Intrarenale Retrograda (RIRS) rappresenta un approccio primario e minimamente invasivo per la gestione dei calcoli ^{renali 1,2,3}. Un recente progresso tecnico nel RIRS è lo sviluppo della guaina di accesso ureterale a aspirazione (UAS), che ha introdotto un approccio aggiuntivo al recupero delle pietre basato su irrigazione controllata e ^aspirazione 4,5,6,7.

La sfida principale nell'utilizzo dell'UAS per aspirazione è bilanciare la velocità di estrazione dei calcoli con il rischio di pressione intrarenale (IRP) ^elevata8,9. IRP superiore a 30–40 mmHg può scatenare un riflusso di pyelovenous, potenzialmente portando a infezioni sistemiche e sepsi 10,11,12. I fattori coinvolti nella regolazione di questo equilibrio includono irrigazione, aspirazione e il rapporto tra diametro endoscopico-guaina (RESD).

Sebbene numerosi studi clinici abbiano studiato UAS per aspirazione e IRP 13,14,15, metodologie sperimentali standardizzate e modelli validati che consentono il controllo, la misurazione e l'analisi simultanea dei fattori rilevanti rimangono limitati.

Questo protocollo fornisce una guida passo dopo passo per stabilire un modello di rene suino ex vivo con accettabile riproducibilità, specificamente progettato per standardizzare la valutazione della fluidodinamica e del prelievo di calcoli nelle RIRS assistite da aspirazione.

Protocollo

Questo protocollo sperimentale che utilizza un rene cadaverico di maiale è stato dichiarato esente dal Comitato Istituzionale per la Cura e l'Uso degli Animali (IACUC) dell'Ospedale Universitario Nazionale di Seoul. I reagenti e le attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.

1. Preparazione del modello del rene suino

NOTA: Vedi Figura 1.

1. Ottieni reni freschi dai maiali deceduti in un mattatoio autorizzato entro 6 ore dalla morte. Trasporta e conserva i reni a temperatura ambiente fino all'esperimento.
   NOTA: I reni cadaverici di suini devono essere utilizzati entro 24 ore dalla morte per evitare corruzione e ulteriore diminuzione della perfusione renale.
2. Seleziona i reni con un uretere parzialmente rimasto per consentire una fissazione stabile dell'UAS.
   NOTA: La lunghezza dell'uretere deve consentire una sutura di fissazione per immobilizzare l'UAS, e si dovrebbero preferire i reni contenenti un uretere residuo più lungo.
3. Riempi delicatamente il sistema di raccolta renale con soluzione salina normale usando una siringa in modo senza tensione. Determinare il volume caliciceo quando si verifica il reflusso e si osserva una perdita salina all'esterno dell'uretere. Escludere i reni suini con un volume caliceo inferiore a 10 mL.
4. Prepara pietre artificiali che imitino i calci ossilato monoidrato.
5. Schiaccia le pietre in frammenti di dimensioni appropriate da 2 mm a 2,5 mm usando un pestello. Usa una pinza digitale per selezionare pietre di dimensioni adeguate.
   NOTA: La dimensione della pietra deve essere sufficientemente grande da prevenire una aspirazione diretta all'interno dell'ambito o la fuga spontanea attraverso lo spazio tra il telescopio e la guaina.
6. Inserire un frammento di pietra artificiale nel calice del polo superiore del rene suino. Usa soluzione salina per spingere la pietra nell'UAS e posizionarla nel sistema di raccolta.
   NOTA: Utilizzare un endoscopio per verificare visivamente che l'UAS sia costantemente fissato nella posizione corretta durante l'esperimento.
7. Metti il rene di maiale in una scatola di metallo di dimensioni appropriate e metti la scatola in un contenitore di plastica.
8. Fissare il lungo tubo di plastica all'uretere utilizzando suture di poliglattina 3-0 per garantire che il sistema rimanga stabile senza movimenti durante l'esperimento.
9. Inserire l'UAS di aspirazione all'interno del tubo e posizionare la punta distale al calice del polo superiore, all'ingresso del bacino renale.

2. Configurazione del sistema sperimentale

1. Seleziona un ureteroscopio flessibile appropriato (diametro esterno con 7,5 F, 9,0 F o 9,5 F) e abbinalo a un UAS a aspirazione da 50 cm di una dimensione specifica (diametro interno/esterno con 10/12 F, 11/13 F o 12/14 F).
2. Misura il diametro esterno dell'ureteroscopio flessibile utilizzando un calibro digitale all'estremità distale e a metà dell'albero. Calcola la RESD basandosi sui dati misurati (0,68, 0,75, 0,86 o 0,95).
3. Collega la linea di irrigazione da un sistema di pompa automatico a controllo della pressione all'ureteroscopio flessibile.
4. Collega la linea di aspirazione da un sistema di pompa di controllo della pressione automatico alla porta laterale di aspirazione dell'UAS.
5. Collega il sensore di pressione all'interno dell'UAS a un sistema automatico di pompa di controllo della pressione.
6. Calibra il sensore di pressione alla pressione atmosferica senza innesco, secondo le linee guida del produttore.
7. Inserire una fibra laser da 200 μm nel canale di lavoro dell'ureteroscopio per imitare l'ambiente reale della chirurgia intrarenale retrograda.

3. Raccolta dati sulla pressione intrarenale (IRP)

1. Metti l'ureteroscopio flessibile all'interno dell'UAS. Confermare che l'endoscopio sia passato oltre l'estremità distale dell'UAS e abbia raggiunto il rene suino.
2. Entra in modalità endoscopia flessibile sul dispositivo di pompa automatica.
3. Seleziona le specifiche impostazioni di pressione per irrigazione e aspirazione.
4. Assicurati che le altre impostazioni siano controllate e mantenute costanti. Fissa il flusso di irrigazione alla regolazione di base del dispositivo di 200 mL/min.
5. Registra i valori IRP ogni 5 secondi per una durata continua di 1 minuto sotto ogni impostazione di pressione designata.

4. Misurazione del tempo di estrazione (POT)

1. Imposta la pressione di irrigazione (100 mmHg, 200 mmHg o 300 mmHg) e la pressione di aspirazione (100 mmHg, 200 mmHg, 300 mmHg o 400 mmHg) sull'unità di controllo.
   NOTA: Un periodo d'attesa fisso di 3 s dovrebbe essere mantenuto dopo ogni aggiustamento dei parametri per permettere alla pressione di stabilizzarsi prima di registrare qualsiasi misurazione.
2. Visualizza il frammento di calcolo usando l'ureteroscopio flessibile e portalo all'apertura distale dell'UAS.
3. Avvia la suzione e inizia a registrare il POT esattamente quando il calcolo entra nella punta distale della guaina.
   NOTA: Quando un frammento di calcolo viene recuperato tramite l'UAS, deve essere sempre visibile nella visuale endoscopica.
4. Ferma il timer quando il frammento di pietra viene completamente evacuato attraverso il sideport prossimale dell'UAS. Annota il POT misurato.
5. Ripeti questa misura 10 volte per ogni impostazione di pressione e RESD.
   NOTA: La misurazione del tempo deve essere eseguita alla cieca per evitare il bias dell'operatore.

5. Analisi statistica

1. Tutti i dati sperimentali raccolti in un pacchetto software statistico specializzato.
2. Presenta tutti i dati temporali misurati come la deviazione media ± standard per ogni setting.
3. Usa il test di correlazione dei rangi di Spearman per identificare la tendenza tra i contesti. Verificare il coefficiente di variazione e il coefficiente di correlazione intraclasse per l'analisi della ripetibilità.
4. Stabilire la soglia di significatività statistica a un p-valore inferiore a 0,05 per tutte le analisi comparative.

Risultati

Il diametro esterno dell'ureteroscopio flessibile è stato misurato sia alla punta distale che all'albero centrale utilizzando una pinza digitale. I diametri esterni misurati erano rispettivamente 7,5 F, 9,0 F e 9,5 F, coerenti con il catalogo dei prodotti. Non è stata osservata alcuna differenza tra le misurazioni della punta distale e dell'albero medio, confermando che le dimensioni dello strumento erano uniformi e adatte al calcolo affidabile della RESD (vedi Figur...

Discussione

Questo protocollo è stato progettato per stabilire una piattaforma sperimentale controllata per valutare le condizioni di flusso-pressione durante il RIRS utilizzando un UAS a aspirazione. Questo studio ha fornito un modello ex vivo di rene suinino in grado di controllare sistematicamente la pressione di irrigazione, la pressione di aspirazione e le impostazioni RESD, consentendo al contempo una misurazione coerente di IRP e POT con validazione statistica.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Flexible-Y Type Negative Suction Sheath	ZSR System Biomedical Technology Co.	ZSR-UAY-1035 ZSR-UAY-1134 ZSR-UAY-1235	Sheath di accesso ureterale a suzione
FLEX-XC1	KARL STORZ SE & Co.	091271-06	Ureteroscopio flessibile
HM30S	HugeMed Medical Technical Development Co.	HM30S	Ureteroscopio flessibile
i-MIMER-sys	ZSR System Biomedical Technology Co.	ZSR-ISP100	Pompa automatizzata
JW Digital Calipers	Jongwon Tooling Co.	404-200	Calibro digitale
URUS	Dyne Medical Group Inc.	URUS SU 100R	Ureteroscopio flessibile