Summary

Un nouveau modèle Ex Vivo pour l’évaluation des performances matérielles Injection sous-muqueuse endoscopique

Published: October 19, 2018
doi:

Summary

Nous avons développé un nouveau ex vivo modèle auquel s’applique une tension constante le spécimen gastrique porcin. Cette évolution a permis d’évaluer le rendement (la hauteur et la durée de l’élévation sous-muqueux) de divers SIMs avec précision.  La méthodologie détaillée d’installation de ce nouveau modèle est expliquée.

Abstract

Accroître les performances du matériel d’injection sous-muqueuse (SIMs) est important pour le traitement endoscopique des cancers gastro-intestinaux au début. Il est essentiel d’établir un modèle ex vivo qui peut être évaluée performance SIM avec précision, pour développer des SIMs de haute performance. Dans notre étude précédente, nous avons développé un nouveau ex vivo modèle qui peut être utilisé pour évaluer la performance des différents SIMs en détail en appliquant une tension constante aux extrémités de l’échantillon. On a également confirmé que le nouveau modèle ex vivo proposé permet de mesure de la hauteur (SEH) élévation sous-muqueux précis dans des conditions uniformes et des comparaisons détaillées des performances des différents types de SIMs. Nous décrivons ici la nouvelle ex vivo modéliser et expliquer la méthode d’installation détaillée de ce modèle. Étant donné que toutes les parties du nouveau modèle étaient faciles à obtenir, l’installation du nouveau modèle pourrait être achevée rapidement. SEH de SIMs différents pouvait être mesuré avec plus de précision à l’aide du nouveau modèle. Le facteur crucial qui détermine les performances de la carte SIM peut être identifié à l’aide du nouveau modèle. SIM développement vitesse augmente considérablement après que le facteur a été identifié.

Introduction

Tant dissection sous-muqueuse endoscopique (ESD) et résection muqueuse endoscopique (EMR) sont des traitements courants actuellement pour le stade précoce de cancer gastro-intestinal1,2. Injection d’un matériau d’injection sous-muqueuse (SIM) dans la sous-muqueuse est l’une des étapes plus importantes pour les EMR et ESD procédures2,3. Haute altitude sous-muqueux et maintien d’altitude sous-muqueux sont des critères essentiels pour la conduite en toute sécurité les EMR/ESD.

Bien que le sérum physiologique (NS) a été utilisé comme une carte SIM depuis l’invention du traitement endoscopique4,5, hyaluronate de sodium (HA) a été présenté comme un traitement au cours des dernières années6,7. HA est devenu largement utilisé dans les traitements endoscopiques comme un SIM supérieure en raison de sa haute performance8,9,10,11. Actuellement, une comparaison des performances entre les SIMs existants a été réalisée, et SIMs performants ont été développés pour identifier un autre supérieur SIM5,12,13,14, 15,16,17,18.

Le modèle ex vivo à l’aide d’un spécimen d’estomac de porc a été utilisé pour évaluer la performance de la carte SIM, car l’estimation de la performance de la carte SIM dans le tube digestif humain est très difficile de19,20,21 , 22. Toutefois, ce modèle classique ex vivo est extrêmement simple et a les possibilités d’amélioration. Reproduire un environnement plus proche de la muqueuse gastro-intestinale humaine permettra une évaluation précise de la performance de la carte SIM.

Dans notre étude précédente, nous avons développé un nouveau ex vivo modèle qui peut être utilisé pour évaluer la performance des différents SIMs en détail en appliquant une tension constante aux extrémités de l’échantillon. On a également confirmé que le nouveau modèle proposé de ex vivo , permet des mesures de SHE exactes dans des conditions uniformes et une comparaison détaillée des performances de différents types de SIMs23.

Dans cette étude, nous présentons un aspect complet de ce nouveau modèle ex vivo et la méthodologie détaillée d’installation du nouveau modèle ex vivo est expliquée en détail à l’aide de vidéos et chiffres. Le nouveau modèle ex vivo est composé de parties qui sont facilement disponibles et peut être rapidement mis en place. Description de la méthodologie détaillée d’installation contribuera à la diffusion du nouveau modèle.

Protocol

Le protocole suivant suit les directives de protection des animaux de la Kyoto Prefectural University of Medicine. 1. préparation des échantillons à l’aide d’un estomac de porc Remarque : La première étape consiste à préparer des échantillons pour être utilisé dans le modèle ex vivo (Figure 1). L’épaisseur de la paroi gastrique porcine varie dans les différentes zones de l’estomac. Utilisez le tiers supérie…

Representative Results

SEH a été mesurée au fil du temps dans le nouveau modèle ex vivo ou conventionnelles ex vivo modèle. Les valeurs de SEH (NS), mesurée à l’aide du modèle classique [NS a été injecté dans la sous-muqueuse du spécimen fixé avec des épingles (0,0 N)] ont été 5,7 mm (0 min), 3.6 mm (5 min), 3. 0 mm (10 min) et 2,2 mm (30 min). De cette façon, les valeurs de la SEH diminuent avec l’augmentation des temps d’injection de post. Une analyse similaire a été…

Discussion

L’estomac de porc utilisé pour le nouveau modèle devrait être conservé dans un congélateur immédiatement après la résection et être utilisé dans quelques mois après la congélation, car la fraîcheur de l’estomac de porc est essentielle pour la mesure de la SEH. (Nous mesuré SEH à l’aide de spécimens gastriques surgelés et congelés et a confirmé qu’il n’existe aucune différence dans le résultat de mesure SEH.)

La qualité des spécimens gastriques est grandement in…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par Kyoto innovantes Medical Technology Research & Development Support System et par le programme de recherche translationnelle ; Stratégiques de PRomotion pour l’application pratique des technologies médicales innovantes (TR-SPRINT) de l’Agence japonaise pour la recherche médicale et le développement (AMED).

Materials

weight (153.1 g)
fixed type pulley H.H.H. MANUFACTURING VS25
stainless steel wire with a diameter of 0.45 mm Nissa Chain Cut wire Y-5
stainless steel clip of width 147 mm KOKUYO none
stainless steel key wire with a length of 12 cm Nissa Chain P-702
stainless steel S shaped hook TRUSCO NAKAYAMA TCS1.2
lockable stainless steel S-shaped hook Mizumoto Machine Mfg B2054
rectangular wooden base (45 x 60 cm) none none
rubber plate (5 x 5 cm) none none
digital height gage Mitutoyo HDS-20C
2.5-mL syringe Terumo SS-02SZ
23-gauge needle Terumo NN-2332R
MucoUp Boston Scientific none 0.4% sodium hyaluronate (HA)
saline (20 mL) Otsuka Pharmaceutical none normal saline (NS)
GraphPad Prism 7 software GraphPad Inc none

References

  1. Ono, H., et al. Endoscopic mucosal resection for treatment of early gastric cancer. Gut. 48 (2), 225-229 (2001).
  2. Conio, M., Ponchon, T., Blanchi, S., Filiberti, R. Endoscopic mucosal resection. The American journal of gastroenterology. 101 (3), 653-663 (2006).
  3. Soetikno, R. M., Gotoda, T., Nakanishi, Y., Soehendra, N. Endoscopic mucosal resection. Gastrointestinal endoscopy. 57 (4), 567-579 (2003).
  4. Iishi, H., et al. Endoscopic resection of large sessile colorectal polyps using a submucosal saline injection technique. Hepato-gastroenterology. 44 (15), 698-702 (1997).
  5. Katsinelos, P., et al. A comparative study of 50% dextrose and normal saline solution on their ability to create submucosal fluid cushions for endoscopic resection of sessile rectosigmoid polyps. Gastrointestinal endoscopy. 68 (4), 692-698 (2008).
  6. Yamamoto, H., et al. A novel method of endoscopic mucosal resection using sodium hyaluronate. Gastrointestinal endoscopy. 50 (2), 251-256 (1999).
  7. Yamamoto, H., et al. A successful single-step endoscopic resection of a 40 millimeter flat-elevated tumor in the rectum: endoscopic mucosal resection using sodium hyaluronate. Gastrointestinal endoscopy. 50 (5), 701-704 (1999).
  8. Yamamoto, H., et al. Usefulness and safety of 0.4% sodium hyaluronate solution as a submucosal fluid "cushion" in endoscopic resection for gastric neoplasms: a prospective multicenter trial. Gastrointestinal endoscopy. 67 (6), 830-839 (2008).
  9. Yamamoto, H., et al. Successful en-bloc resection of large superficial tumors in the stomach and colon using sodium hyaluronate and small-caliber-tip transparent hood. Endoscopy. 35 (8), 690-694 (2003).
  10. Kishihara, T., et al. Usefulness of sodium hyaluronate solution in colorectal endoscopic mucosal resection. Digestive endoscopy. 24 (5), 348-352 (2012).
  11. Yoshida, N., et al. Endoscopic mucosal resection with 0.13% hyaluronic acid solution for colorectal polyps less than 20 mm: a randomized controlled trial. Journal of gastroenterology and hepatology. 27 (8), 1377-1383 (2012).
  12. Uraoka, T., et al. Effectiveness of glycerol as a submucosal injection for EMR. Gastrointestinal endoscopy. 61 (6), 736-740 (2005).
  13. Conio, M., et al. Comparative performance in the porcine esophagus of different solutions used for submucosal injection. Gastrointestinal endoscopy. 56 (4), 513-516 (2002).
  14. Moss, A., Bourke, M. J., Metz, A. J. A randomized, double-blind trial of succinylated gelatin submucosal injection for endoscopic resection of large sessile polyps of the colon. The American journal of gastroenterology. 105 (11), 2375-2382 (2010).
  15. Lee, S. H., et al. A new method of EMR: submucosal injection of a fibrinogen mixture. Gastrointestinal endoscopy. 59 (2), 220-224 (2004).
  16. Hurlstone, D. P., et al. EMR using dextrose solution versus sodium hyaluronate for colorectal Paris type I and 0-II lesions: a randomized endoscopist-blinded study. Endoscopy. 40 (2), 110-114 (2008).
  17. Huai, Z. Y., Feng Xian, W., Chang Jiang, L., Xi Chen, W. Submucosal injection solution for endoscopic resection in gastrointestinal tract: a traditional and network meta-analysis. Gastroenterology research and practice. 2015, 702768 (2015).
  18. Yandrapu, H., et al. Normal saline solution versus other viscous solutions for submucosal injection during endoscopic mucosal resection: a systematic review and meta-analysis. Gastrointestinal endoscopy. , (2016).
  19. Fernandez-Esparrach, G., Shaikh, S. N., Cohen, A., Ryan, M. B., Thompson, C. C. Efficacy of a reverse-phase polymer as a submucosal injection solution for EMR: a comparative study (with video). Gastrointestinal endoscopy. 69 (6), 1135-1139 (2009).
  20. Tran, R. T., Palmer, M., Tang, S. J., Abell, T. L., Yang, J. Injectable drug-eluting elastomeric polymer: a novel submucosal injection material. Gastrointestinal endoscopy. 75 (5), 1092-1097 (2012).
  21. Akagi, T., et al. Sodium alginate as an ideal submucosal injection material for endoscopic submucosal resection: preliminary experimental and clinical study. Gastrointestinal endoscopy. 74 (5), 1026-1032 (2011).
  22. Eun, S. H., et al. Effectiveness of sodium alginate as a submucosal injection material for endoscopic mucosal resection in animal. Gut and Liver. 1 (1), 27-32 (2007).
  23. Hirose, R., et al. Development of a new ex vivo model for evaluation of endoscopic submucosal injection materials performance. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 79, 219-225 (2018).

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Cite This Article
Hirose, R., Daidoji, T., Naito, Y., Dohi, O., Yoshida, N., Yasuda, H., Konishi, H., Nakaya, T., Itoh, Y. A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance. J. Vis. Exp. (140), e58029, doi:10.3791/58029 (2018).

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