尿道下移植のためのヒツジモデルにおける新しい外科的技術

サマリー

この記事では、尿道下移植材料の試験用に設計された新しい動物モデルについて説明します。このモデルでは、雌羊の膣切開部にメッシュテープを埋め込み、3ヶ月間にわたって観察します。このモデルは、グラフトの実験的研究の基礎を築くため、不可欠です。

要約

女性用の尿道下ポリプロピレンメッシュテープは、適切な動物モデルでテストされることなく、ストレス性尿失禁の治療のために最初に臨床診療に導入されました。この研究の目標は、尿道下テープグラフトの評価に適した動物モデルを確立し、評価することでした。雌羊と女性の解剖学的類似性を考慮し、姿勢の避けられない違いを認識しながらも、先行研究を認識しながら、このレポートは、女性のストレス性尿失禁を治療するための支持材料の移植をシミュレートする動物モデルに関与する手術の段階的な説明を提示します。平均体重27.7 SD 5.1 kgの7頭の雌羊が手術を受けました。結石切開術の位置では、腹側膣壁切開が行われました。5匹の動物で、イントロデューサーを使用して、ポリウレタンインプラントを尿道の下に埋め込み、吸収性縫合糸で固定しました。切開部を閉じ、24時間後にベタジン膣パックを留置した。2匹の動物は、同様の外科的手順を使用して経膣ポリプロピレンメッシュを受け取りましたが、固定縫合糸は受けませんでした。手術後、すべての動物は自由に排尿し、定期的な排便をしました。3カ月間の追跡期間中に、膣びらんや移植片感染の徴候を示した動物はいませんでした。この大型動物モデルは、女性に用いられる手術技術を正確に再現しており、ストレス性尿失禁治療のための新材料を評価するための貴重なプラットフォームを提供します。

概要

腹圧性尿失禁 (SUI) は、米国の有病率研究で女性の 26% が罹患しています。さらに、ストレス性尿失禁と切迫性尿失禁の両方を患っている女性は16%多く^{なっています1。}テンションフリー膣テープは、ゴールドスタンダードのコルポサスペンション^2,3に匹敵する成功率と迅速な回復に関連するSUIの病的でない外科的治療として進化しました。しかし、尿道下ポリプロピレン(PP)メッシュテープは、関連する動物モデルでテストせずに導入され、有害な反応をもたらしました^4,5。近年、外科的技術には関連しないポリプロピレンの使用による重大な合併症の報告があり、膣を介したメッシュ侵食、慢性的な痛み、感染など、材料自体に対する組織反応に関連している可能性があると考えられています⁶。最も一般的に報告された外科的合併症には、膀胱穿孔、尿閉、および出血が含まれていました^6,7。

泌尿生殖器外科^{移植アプリケーション8}のために、約100の製品が開発されています。骨盤臓器脱の治療のためのメッシュの移植に関して主要な懸念が特定されています ^6,7。雌羊では自発的な骨盤底脱出の発生率が高く、これに基づいて、女性の骨盤臓器脱のヒツジモデルが提唱され、移植片の侵食が実証されています^9,10,11。最近の基礎科学研究は、ポリプロピレンに対する組織反応がこの材料による不都合な合併症の発症に重要な役割を果たす可能性があるという提案を支持しています¹²。一般的な動物実験では、移植後のPPメッシュに対する小動物の腹壁の組織反応が調査されています^13,14。これらのモデルは、ヒトの手術におけるメッシュ移植の解剖学的環境を再現していないため、ヒトの手術と解剖学的に類似したヒツジモデルが評価されました。このモデルは、骨盤臓器脱手術のための新しいインプラント材料を評価するのに効果的であることが証明されており、直腸と膣の間に移植片を配置します^9,10,11。

最近では、ヒトSUI手術で使用された経膣恥骨後技術を再現した同時期の研究で、3頭の雌羊¹⁵のテープ挿入に対するトップダウンアプローチが報告されました。本著者らからの最近の報告では、このモデルの汎用性が強調されており、TVTデバイスを使用した逆行性(ボトムアップ)挿入アプローチと、TVTデバイスおよびポリウレタン¹⁶から製造された新規材料を使用したポリプロピレンの挿入に対するトップダウンアプローチの両方に適していることが実証されています。このビデオで拡張された記事では、TVTデバイスを使用したポリプロピレンの挿入と、ボトムアップアプローチを使用した新しい新素材の両方を挿入するためのこのヒツジモデルの準備と使用について詳しく説明します。TVT挿入技術は、以前に報告されたとおり^です3。ポリウレタンは、針イントロデューサーに取り付けられて挿入され、前膣壁の切開部から上向きに恥骨後腔に通過し、TVTの挿入に使用される下から上への経路を再現します。

モデルを検証するために、尿道と膣の間に手術面を作成する可能性を評価し、どちらの構造にも損傷を与えないように細心の注意を払いました。針ガイド付きテープ通過に関連する骨盤内および腹腔内合併症の可能性も評価されました。さらに、この研究では、これまで尿道下移植についてテストされていなかった新しいエレクトロスピニング ポリウレタン移植片を調べ、その組織応答と生体適合性を従来のポリプロピレン メッシュのそれと比較します 術後 3 か月。

プロトコル

病院の治験審査委員会(IRB)と動物管理・使用委員会が審査し、このプロトコルを承認しました(倫理承認番号:2230017)。この承認は、国際的に認められた人道的な実験技術の原則に準拠しています。すべての処置と術後ケアは、Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care(AAALAC)の認定を受けた施設で行われました。

資格のある獣医師が常に医学的管理と麻酔を行うようにしてください。

1.動物の準備と麻酔

1. 術前の部屋で、麻酔の導入のために羊に硫酸アトロピン0.02-0.05 mg / kgを1回与えます。
2. 鎮痛剤カルプロフェンを2〜5 mg / kg SCの投与量で投与します。.
3. バリカンを使って下腹部と内腿の周りの皮膚を剃ります。
4. 必要に応じてプロポフォール 2-4 mg/kg IV を使用し、ケタミン 10-12 mg/kg I.M. を 1 回使用して麻酔を誘発します。
5. 喉頭鏡を使用して直視下で直径7mmの気管内チューブを挿入し、チューブを人工呼吸器に接続します。酸素とイソフルランの吸入麻酔を使用し、導入には5%、手順全体のメンテナンスには2〜3%を使用します。気管内チューブの適切な配置を確認し、吸入中に胸部と腹部を聴診し、胸壁の動きを観察します。
6. パルスオキシメータを舌の表面の下に置き、粘着テープで固定します。
7. 顎の緊張を観察して弛緩性を確認し、麻酔の深さを監視します。完全な弛緩は深い麻酔を意味し、顎の痙縮は動物が目覚めていることを意味します。麻酔器を監視して、ベースラインからの脈拍数と酸素飽和度の変化を確認します。
   注:脈拍数が10%増加したか、酸素飽和度が低下した場合は、動物が深い麻酔から復活していることを示唆しており、麻酔薬の投与量の調整が必要です。耳をつまむように15分ごとに深部反射をチェックします。深い麻酔から回復したら、麻酔薬の投与量を増やします。.

2.皮膚の準備とドレープ

1. すべての外科的処置は無菌条件下で実施してください。
2. 動物を仰臥位に置きます。下腹部壁、会陰、および膣の皮膚をポビドンヨードの7.5%溶液でこすります。.その後、滅菌済みの吸収性タオルで肌を乾かします。
3. 麻酔導入時にセファゾリンナトリウム25 mg / kg IVを投与します。.次に、動物を滅菌外科用ドレープで覆い、会陰を露出させます。
4. 膀胱ドレナージのために12フレンチ尿道フォーリーカテーテルを挿入します。(図1A)。

3.エレクトロスピニングポリウレタンメッシュの移植

1. 腹側膣壁を縦方向に切開します(図1B)。Metzenbaumハサミ¹⁶を使用して横方向の解剖で膣壁と尿道の間のスペースを広げます。
   1. 膣前壁切開部を通して、ハサミの刃を閉じた状態で挿入し、片側の骨盤側壁に向け、刃を開いてから引き出します。
   2. 作成されたスペースが人差し指を恥骨後腔に入れることができるまで、手順を数回繰り返します(図1C、D)。反対側¹⁶で解剖を繰り返します。
2. エレクトロスピニングポリウレタンインプラントを5匹の健康な成体多経産雌羊に使用します。(資料の表)。
   1. ポリプロピレン1モノフィラメント縫合糸を36mmのテーパーポイントの丸みを帯びた針に通し、インプラントの両端にある横方向の縫合穴に通します。
   2. 針イントロデューサーを使用して、縫合糸を恥骨後組織を介して頭蓋に通します(図1E)¹⁶。
   3. イントロデューサーの先端を前腹壁で特定し、5mmの横方向の前腹壁切開から引き出し、縫合糸を引き出します。
3. インプラントの2つの側面の穴に2つの追加の吸収性縫合糸を配置して、インプラントを所定の位置に固定します(図1F)¹⁶。ポリプロピレン縫合糸でインプラントを頭蓋骨に引っ張り、尿道の下に固定し、縫合糸を結びます(図1G)¹⁶。ポリプロピレン縫合糸の腹部の端を結び、3-0吸収性縫合糸を使用して端の皮膚を閉じます。
4. 2-0吸収性縫合糸で膣前壁を閉じます(図1H)¹⁶。中断された縫合糸と外科的結び目の技術を利用します。
5. カテーテルを取り外します。ベタジン膣パックを置き、24時間後に取り出します。

4.ポリプロピレンテープの埋め込み

1. 2匹の健康な成体の多産雌羊からなる動物の2番目のグループにポリプロピレン経膣テープインプラントを使用します(材料の表)。
2. 腹側膣壁を縦方向に切開します。膣壁と尿道との間の空間を、恥骨後的に外側解剖で形成します。
3. テープとその保護シースを製品専用のイントロデューサーに取り付けます。イントロデューサーを恥骨後組織を介して頭蓋に通します(図2A)。イントロデューサーの先端を前腹壁で特定し、5mmの横方向の前腹壁切開から引き出します。ポリプロピレンテープを配送します。
4. テープを頭蓋骨で引っ張り、尿道の下に置きます(図2B)。テープの中央のマーカーをカットして、保護シースを外します。腹部の端から保護シースを引き抜き、廃棄します。テープは自己固定するため、縫合糸で固定しないでください。テープの腹部の端を切り取り、スキンクロージャーで覆います。
5. 吸収性の2-0縫合糸で膣前壁を閉じます。中断された縫合糸と外科的結び目の技術を利用します。

5. 術後プロトコール

1. 術後、動物の痛みや合併症を観察し、水 と食物を自由に摂取できるようにします。
2. 術前投与の8時間後から鎮痛薬を投与します:カルプロフェン2-5 mg / kg SCを術後3日間、必要に応じて8〜12時間ごとに投与します。
3. 完全に回復したら、羊を一緒に飼い、自由に動けるようにします。動物を毎日観察し、痛みや苦痛の兆候を治療するか、安楽死を実施してください。

6. エンドポイント

1. 動物を3ヶ月間追跡し、全身麻酔下で組織病理学的分析のために組織採取を行います。
2. 全身麻酔下で自己保持リトラクターを使用して膣を検査し、びらんまたは肉眼的な解剖学的変形の証拠を探します。
3. 移植片を周囲の組織とともに同定して切除し、病理組織学的検査のために10%ホルマリンで保存します。
4. 全身麻酔下で、安楽死のために十分な量の IV 麻酔薬を投与するか、施設によって動物プロトコルで承認された安楽死方法に従ってください。

結果

平均体重27.7 SD 5.1 Kgの7頭の雌羊が手術を受けました(表1)。 図1-2 に手術の様子を示します。外科的処置に直接起因する合併症や罹患率はありませんでした。すべての動物は手術に耐え、術後数日間で正常な摂食行動、排便、排尿を示しました。パックを取り外した後、膣からの出血はありませんでした。すべての動物は最後まで生き残りました。追跡期間中、どの動物も、ヒトの手術における尿道下メッシュ移植に典型的に関連する合併症の症状や徴候を示さなかった。膀胱損傷、血尿、尿閉塞、異常な排尿行動、腸閉塞、臨床的創傷感染、創傷裂開、ヘルニアの証拠はありませんでした。自己保持型膣壁リトラクターを用いた全身麻酔下で行われた収穫時の膣の検査では、膣切開の良好な治癒が明らかになりました。組織の侵食や触知可能なメッシュは存在しませんでした。 図3 は、目に見える肉眼的病理のない膣、尿道、および移植片の採取されたばかりの標本を示しています。

ディスカッション

現在の研究の重要なステップは、膣と尿道の間の平面を解剖し、恥骨後通路を開発し、トロカールに取り付けられた移植片をこの平面に頭蓋状に誘導し、移植片を尿道下位置に置くことです。この動物モデルは、女性の尿道下メッシュの移植を効果的にシミュレートし、外科的実験のためのユニークなツールとなっています^2,16。PPメッシュをSUIの治療のための可能な合成グラフトとして評価する以前の実験がありましたが、これらの実験は腹壁を移植に使用しました。彼らはネズミやウサギのような小動物を使った ^13,14.これらの動物実験は、ポリプロピレンメッシュに対する組織反応を評価することを目的としていました。ただし、これらの実験の結果は、膣と尿道の間に埋め込まれたメッシュには当てはまらない場合があります。

本研究では...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
アドバンテージフィットブルーシステム(ポリプロピレンテープ)	ボストンサイエンティフィックコーポレーション300ボストンサイエンティフィックウェイマールボロ、マサチューセッツ州01752	M0068502120	針径:2.7mm、メッシュの厚さ:0.66 mm、細孔径:1182&μ;m、ファイバーサイズ(直径):0.15 mm
COVIDIEN Nellcor MAXA	Covidien Medtronic、運用本部 710 Medtronic Parkway、ミネアポリス、MN 55432-5640 USA		パルスオキシメーター
COVIDIEN Shiley Hi-Lo Oral/Nasal Tracheal Tube	Covidien Medtronic、運用本部 710 Medtronic Parkway、ミネアポリス、MN 55432-5640 USA		Endotriacheal tube 7 mm ID
Dräger Fabius	ドレーガー・アラビア Co.Ltd。私書箱365642リヤド 11393 サウジアラビア王国。		麻酔器とモニター、シーメンスSC 7000モニター、気化器、酸素、空気、亜酸化窒素用の流量計。
エレクトロスピニングポリウレタン筋膜模倣インプラント	フィールド大学、シェフィールド、英国。	NA	テープ状のグラフト材。
ポリプロピレン縫合糸	ジョンソン&ジョンソンJohnson Medical N.V., Belgium	V8015	丸い針の2.0縫合糸
菌処置パック	Arabian Medical Manufacturing Company , P.O. Box 355033, Riyadh, 11383, Saudi Arabia	CPT-01000-022	ポビドンヨウ素トレイ、ポビドンヨウ素7.5%120ml、ポビドンヨウ素10%120ml、アプリケータースポンジ、滅菌タオルが含まれています。

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