Registrazione di pressione intracavernosa per valutare la funzione erettile in roditori
6 giugno 2018
Registrazione di pressione intracavernosa (ICP) è un metodo importante per valutare la funzione erettile di animali da esperimento. Qui, un protocollo dettagliato è dimostrato per la procedura di registrazione di ICP cateterismo pene crura e quindi elettricamente stimolando i nervi cavernosi in ratti.
L'obiettivo generale di questa procedura è testare la funzione erettile dei ratti cateterizzando il crus corpus cavernoso e registrando la pressione intracavernosa dopo la stimolazione dei nervi cavernosi. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della disfunzione erettile maschile, come ad esempio per valutare le terapie e i farmaci per la disfunzione erettile. Quindi un vantaggio di questa tecnica è che fornisce una valutazione più accurata della funzione erettile e dei riflessi, il cambiamento dinamico del flusso sanguigno associato alla risposta erettile.
La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale in quanto il cateterismo è difficile da imparare perché la piccola area della tunica albuginea bianca del crus corpus cavernoso rende difficile l'inserimento dell'ago nel pene crura. Per prepararsi all'intervento chirurgico, realizzare un paio di elettrodi bipolari per le registrazioni della pressione intracavernosa. Piegare leggermente le estremità degli elettrodi e regolare la distanza tra loro a uno o due millimetri.
Quindi collegare gli elettrodi allo stimolatore utilizzando due pinze a coccodrillo. Quindi, assemblare il sistema di catetere. Innanzitutto, utilizzare un tubo per collegare un ago ipodermico calibro 23 a un rubinetto a tre vie.
Quindi collegare il rubinetto a un trasduttore di pressione. Quindi collegare una siringa da 10 millilitri caricata con soluzione salina di eparina nella terza posizione del rubinetto. Quindi riempire l'intero sistema con soluzione salina di eparina e verificare la presenza di perdite.
Quindi, solleva l'ago di 20 centimetri e calibra il sistema di registrazione a 20 centimetri di acqua. Dopo la calibrazione, regolare l'altezza dell'ago e verificare la precisione del sistema di registrazione. Se necessario, ripetere la calibrazione fino a quando l'accuratezza non viene confermata.
Quindi, trasferisci i ratti dalla struttura per animali alla sala operatoria e lasciali acclimatare alla stanza per almeno 30 minuti. Nel frattempo, sterilizzare gli strumenti chirurgici con etanolo al 70% e preparare i materiali chirurgici necessari. Dopo 30 minuti preparare il primo ratto per l'intervento chirurgico.
Anestetizzarlo con pentobarbital sodico e attendere da cinque a 10 minuti. Quindi pizzicare le dita dei piedi dei ratti e verificare l'assenza di riflessi per confermare una corretta anestesia. Quindi, radere il pelo dall'addome e dal collo e posizionare il ratto supino su una tavola chirurgica.
Ora strofina la pelle esposta con tre scrub alternati con il 10% di iodio povidone seguito da etanolo al 70%. Inoltre, applica un unguento oftalmico per evitare che gli occhi si secchino. Quindi procedi con l'intervento chirurgico.
Prima di isolare il nervo cavernoso, cateterizzare l'arteria carotide sinistra secondo il protocollo di testo. Inizia l'isolamento dei nervi sollevando la pelle e i muscoli dell'addome con un paio di pinze. Quindi, con le forbici, praticare un'incisione sulla linea mediana dal basso addome al pene.
Quindi, sposta delicatamente l'intestino nella parte superiore della cavità addominale. Quindi afferrare la vescica con un paio di pinze ed estrarla dalla cavità addominale. Ora trova i lobi ventrali della prostata che si trovano sulla porzione ventrale dell'uretra.
Successivamente, esporre il lobo dorsale della prostata estraendo i lobi ventrali, la vescicola seminale e il dotto deferente. Ora trova il punto di adesione del dotto deferente e della prostata. Quindi separare lo spazio tra la prostata e il dotto deferente.
Procedere esponendo con cura la capsula fibrosa situata posteriormente al punto di giunzione della prostata e dei dotti deferenti. Quindi trova il principale ganglio pelvico e i nervi cavernosi situati sulla superficie della prostata. Ora asciuga accuratamente l'area dei nervi cavernosi con un tampone o carta velina, quindi isola e aggancia accuratamente il nervo cavernoso destro con gli elettrodi bipolari.
Per continuare l'intervento, praticare una piccola incisione nella pelle del pene con le forbici da dissezione e poi denudare accuratamente la pelle dell'asta del pene. Quindi esporre abbastanza tessuto per sezionare la muscolatura striata del pene. Ora trova il ramo superiore dell'osso del pube.
Quindi esporre il muscolo bulbospongioso che copre il bulbo spongioso. Successivamente, utilizzando una pinza curva, dividere il muscolo bulbospongioso dal muscolo ischiocavernoso. Procedere isolando accuratamente il muscolo ischiocavernoso.
Quindi tagliare il muscolo ischiocavernoso per esporre la tunica albuginea bianca del crus corpus cavernoso. Ora eseguire il cateterismo. Seguire attentamente la direzione anatomica del crus corpus cavernosum e inserire delicatamente l'ago attraverso la tunica albuginea bianca nel cavernoso.
La posizione dell'ago è fondamentale per il successo dell'operazione, quindi come test, iniettare una piccola quantità di soluzione salina eparinizzato. Ciò dovrebbe provocare una leggera tumescenza del pene se l'ago è stato inserito correttamente. Quindi, senza riposizionare l'ago o interrompere il tubo di collegamento, rilasciare con cautela l'ago.
Quindi ispezionare l'area per eventuali perdite. Se non ne viene trovato nessuno, procedere con la stimolazione del nervo e l'analisi dei dati. Il test di registrazione ICP descritto è stato utilizzato per distinguere ratti anziani con disfunzione erettile per aiutare a quantificare l'effetto di potenziali trattamenti o farmaci sulla funzione erettile.
Una tipica curva di risposta ICP del gruppo con disfunzione erettile era molto più bassa della curva del gruppo di controllo. Di solito per l'analisi statistica veniva scelto l'ICP più alto. Dopo aver calcolato il rapporto tra ICP e pressione arteriosa media, i dati aggregati di cinque ratti hanno mostrato che il rapporto nel gruppo di età è diminuito significativamente rispetto a quello dei gruppi di controllo.
Oltre a questi due parametri chiave, l'ICP di picco, l'ICP di plateau, il tempo di detumescenza, la durata della risposta e l'area sotto la curva, sono tutti significativamente diminuiti nei ratti anziani, quindi i dati sono pieni di misurazioni quantitative che riflettono la funzione erettile. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire in modo efficiente la registrazione ICP sugli animali. Non dimenticare che durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordarsi di utilizzare l'eparina per garantire che il tubo della cannula rimanga libero.
Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in circa due ore se eseguita correttamente.
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Panoramica
Questo articolo presenta un protocollo dettagliato per la misurazione della pressione intracavernosa (ICP) nei ratti per valutare la funzione erettile. Il metodo prevede la cateterizzazione del crus corpus cavernosum e la stimolazione elettrica dei nervi cavernosi.
Componenti principali dello studio
Area di scienza
- Neuroscienze
- Urologia
- Fisiologia
Contesto
- La registrazione della pressione intracavernosa è fondamentale per valutare la funzione erettile nei modelli sperimentali.
- La tecnica aiuta a comprendere la disfunzione erettile maschile e a valutare potenziali terapie.
- La cateterizzazione delle crura del pene è impegnativa a causa dei vincoli anatomici.
- Una misurazione accurata dell'ICP riflette i cambiamenti dinamici del flusso sanguigno durante l'erezione.
Obiettivo dello studio
- Fornire un metodo affidabile per testare la funzione erettile nei ratti.
- Facilitare la ricerca nel campo della disfunzione erettile maschile.
- Migliorare la comprensione dei meccanismi di risposta erettile.
Metodi utilizzati
- Cateterizzazione del crus corpus cavernosum.
- Stimolazione elettrica dei nervi cavernosi.
- Registrazione della pressione intracavernosa.
- Preparazione di elettrodi bipolari per misurazioni accurate.
Principali risultati
- Il protocollo consente una valutazione precisa della funzione erettile.
- La dimostrazione visiva migliora l'apprendimento delle tecniche di cateterizzazione.
- I cambiamenti dinamici dell'ICP forniscono informazioni sulla fisiologia erettile.
- Il metodo può essere utilizzato per valutare l'efficacia dei trattamenti per la disfunzione erettile.
Conclusioni
- Questa tecnica di registrazione dell'ICP è essenziale per la ricerca sulla disfunzione erettile.
- Una cateterizzazione accurata è fondamentale per una raccolta dati affidabile.
- Lo studio contribuisce alla comprensione dei meccanismi erettili nei ratti maschili.
Domande frequenti
Executive Industry Relevance
Intracavernosal pressure (ICP) recording in rodents provides a quantitative, physiologically relevant assessment of erectile function, enabling mechanistic evaluation of therapeutic candidates in preclinical ED research. This method supports target validation and lead identification by delivering dynamic hemodynamic data that reflect erectile response mechanisms, reducing reliance on surrogate endpoints. Its integration into discovery workflows enhances predictive confidence in de-risking erectile dysfunction therapeutics before advancing to later-stage studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by measuring ICP responses to cavernous nerve stimulation, clarifying pathway-specific contributions to erectile function.
- Operational Value: Provides reproducible hemodynamic readouts that support biological de-risking of targets involved in nitric oxide signaling and smooth muscle relaxation.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage by quantifying treatment effects on peak ICP, ICP-to-MAP ratio, and detumescence time, offering early efficacy signals.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates standardized, quantitative ICP curves suitable for high-fidelity compound screening in validated rodent models.
- Reproducibility: Requires precise catheterization and calibration protocols to ensure consistent pressure transducer outputs across experiments.
- Scalability: Supports platform reuse for longitudinal studies and cross-treatment comparisons once surgical proficiency is established.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Aged rat models demonstrate significantly reduced ICP parameters, mirroring clinical ED phenotypes and enabling translational biomarker alignment.
- Preclinical Continuity: Supports risk-adjusted advancement decisions by linking ICP-derived efficacy data to mechanism-based target modulation.
- Mechanistic De-risking: Isolates cavernous nerve-mediated responses, distinguishing neurogenic from vascular contributions to erectile function.
Pipeline & Workflow Integration
ICP recording fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, providing hemodynamic phenotyping that informs go/no-go decisions in ED therapeutic development.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of neurogenic and vascular pathways via electrically evoked ICP responses following cavernous nerve stimulation.
- Screening: Delivers assay-ready, quantitative outputs including peak ICP, plateau ICP, and area under the curve for compound evaluation.
- Analytics: Enables statistical comparison of ICP-to-mean arterial pressure ratios and response duration across treatment groups.
- Translational Research: Connects to preclinical validity through age-dependent ICP deficits that parallel human ED pathophysiology.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable hemodynamic phenotyping capability for iterative screening of ED therapeutic candidates.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Delivers predictive confidence in target validation by quantifying dynamic blood flow changes associated with erectile reflexes.
- Operational Value: Ensures standardization through heparinized saline calibration and leak-check protocols, enhancing reproducibility across sites.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by reducing late-stage attrition through early mechanistic de-risking of ED mechanisms.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization based on quantitative hemodynamic efficacy thresholds.
Implementation Considerations
- Requires microsurgical expertise in rodent vascular and neural dissection, particularly for cavernous nerve isolation and crus corpus cavernosum catheterization.
- Dependent on pressure transducer systems, bipolar stimulators, and heparinized saline preparation for anticoagulation and system integrity.
- Necessitates cross-team standardization of surgical technique, calibration procedures, and ICP curve analysis criteria.
- Adaptation considerations include model-specific anatomy (e.g., rat vs. mouse) and anesthesia protocols affecting neural responsiveness.
- Practical limitations include the technical challenge of needle insertion into the tunica albuginea and the need for procedural proficiency to avoid vascular leakage.
