이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

홀뮴: 쥐 모델에서 방광 목 수축의 YAG 레이저 보조 유도

495 조회수

⸱

DOI:

10.3791/71646

⸱

2026년 7월 28일

 ,  ,  , 
1Department of Urology, Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine, Capital Medical University, 2Center of Nephrology and Rheumatology, Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine, Capital Medical University, 3Beijing Institute of Chinese Medicine

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

이 프로토콜은 열손상으로 인한 섬유화 재형성 및 치료 중재를 연구하기 위한 방광 경부 섬유증의 재현 가능한 쥐 모델을 만들기 위해 경광성 Ho:YAG 레이저 소작을 시연합니다.

초록

방광 목 수축증(BNC)은 방광 출구의 섬유화된 협착과 전립선 절제술(TURP) 후 발생하는 어려운 합병증입니다. 기존 동물 모델은 종종 방광외 결찰술이나 화학적 소작술에 의존하는데, 이는 내시경 수술 후 발생하는 열손상에 의한 섬유증을 충분히 재현하지 못하고 재현성이 제한적일 수 있습니다. 여기서는 방광경 경광 홀름:YAG 레이저(Ho:YAG 레이저) 소작에 의해 유도된 방광 경 섬유증의 쥐 모델을 설명합니다. 소규모 하부 정중 복강 절개술과 방광 절개술 후, 200 μm Ho:YAG 레이저 섬유를 방광 내강에 직접 시각화하여 삽입합니다. 레이저 에너지는 접촉 모드에서 1.0 J와 10 Hz로 각각 5초씩 방광 목의 3시 및 9시 방향 위치에서 전달되며, 이는 각 점당 50 J, 동물당 100 J에 해당합니다. 4주 후, 치료 동물들은 방광 비대, 방광 목 좁아짐, 방광벽 두꺼워짐, 그리고 콜라겐 침착 증가와 콜라겐 I 및 III 발현 증가 등 섬유화 재형성의 조직학적 증거가 나타납니다. 이 프로토콜은 방광 출구에 국소적으로 발생하는 열손상 유발 흉터를 모방하는 실용적인 모델을 제공합니다. 암컷 쥐를 사용하고 본 연구에서는 기능적 요역학 검사가 수행되지 않았기 때문에, 이 모델은 남성 전립선 수술 후 BNC를 완전히 재현하기보다는 방광경 섬유화와 구조 재형성을 연구하는 데 가장 적합합니다. 이 모델은 BNC의 섬유화 기전 연구와 항섬유화 또는 재건 중재의 전임상 평가에 유용할 수 있습니다.

서론

방광 목 축약(BNC)은 특히 TURP 1,2,3 경요도 수술 후 흔히 발생하는 방광 목의 섬유화된 협착입니다. 병리학적 기원은 조직 손상 후 과도한 흉터 형성과 콜라겐 침착, 그리고 비정상적인 상처 치유 4,5,6입니다. BNC는 지속적인 배출 기능 장애, 반복적인 개입, 상당한 이환율을 초래할 수 있으므로, 그 발병 기전과 치료를 조사하기 위해 재현 가능한 실험 모델이 필요합니다7.

여러 동물 모델이 방광 출구 폐색 또는 요도 주변 섬유증을 연구하기 위해 사용되었으며, 근위 요도의 방광외 결찰술 및 기타 개방 수술 접근법9. 이 모델들은 요로 폐색과 비대근 비대를 유도할 수 있지만, 내시경 수술 후 BNC를 유발하는 국소적인 열손상을 특이적으로 재현하지는 않습니다. 또한, 해부학적 목표와 손상 정도는 표준화가 어려워 동물 간 변동성을 높일 수 있습니다.

이상적인 BNC 관련 모델은 세 가지 기준을 충족해야 합니다: 해부학적 방광 목을 표적으로 삼고, 내시경 에너지 장치로 발생하는 것과 유사한 통제된 열 손상을 재현하며, 허용 가능한 수술적 복잡성으로 섬유성 협착을 신뢰성 있게 생성할 것. 이러한 요구를 해결하기 위해 암컷 쥐에서 경광성 Ho:YAG 레이저 기반 프로토콜을 개발했습니다. 여성 동물은 수술적 노출을 촉진하고 전립선 조직과의 간섭 없이 방광 목 특이적 열 손상과 섬유성 재형성을 격리하기 위해 선별되었습니다. 직접 방광 내 시각화를 통해 이 방법은 레이저 에너지를 방광 목 점막과 점막하에 정확하게 전달할 수 있게 하며, 방광 배출구의 섬유화 협착을 재현 가능하게 만듭니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

모든 동물 실험은 베이징 중의학원 실험동물복지윤리위원회 산하 기관동물 관리 및 이용 위원회(승인 번호)에서 승인한 프로토콜에 따라 수행되었습니다. BJTCM-R-2025-03-02). 동물들은 표준 환경에서 사육되었으며, 자유롭게 음식과 물을 이용할 수 있었습니다. 현재 프로토콜에서는 총 16마리의 쥐가 사용되었으며, 이 중 8마리는 무수술군, 8마리는 Ho:YAG 레이저 처리군에 포함되었습니다. Ho:YAG 레이저 처리 그룹의 두 동물이 수술 후 사망했습니다. 천공, 심한 출혈, 모델 유도 실패로 인해 추가 동물은 제외되지 않았습니다.

1. 수술 전 준비

  1. 수술 전후 진통을 위한 제약용 멜록시캄(그림 1A), 소동물 흡입 마취 시스템(그림 1B), 200 μm 레이저 섬유를 사용하는 Ho:YAG 레이저 시스템(그림 1C), 멸균 미세수술 기구(그림 1D), 8-0 방광절개술 봉합에는 흡수성 땋은 봉합사(코팅된 폴리글리콜산, PGA), 피부 봉합에는 4-0 흡수성 땋은 폴리글락틴 910 봉합사, 멸균 식염수, 멸균 커튼, 멸균 면봉, 멸균 윤활제가 사용되었습니다(그림 1E).
  2. 유도 챔버에서 산소 내 3%–4% 이소플루란으로 마취를 유도하고, 수술 중에는 코 콘을 통해 1.5%–2.5% 이소플루란으로 마취를 유지합니다.
  3. 호흡 수와 승인된 기관 동물 프로토콜에 따라 농도를 조정하세요. 절개 전 발가락 집는 반사가 없으면 적절한 마취 깊이를 확인하고, 시술 중 마취 깊이를 재평가하세요.
  4. 하복부 털을 넓게 잘라서 드레이프가 남은 털을 덮고 기구와 머리카락 사이의 접촉을 막아주세요.
  5. 수술 부위를 포비돈-요오딘과 70% 이소프로필 알코올 스크럽으로 번갈아 소독합니다; 드레이핑 전에 각 용액을 세 번 적용하세요.
  6. 동물을 37°C로 설정된 온열 패드 위에 누운 상태로 눕히고, 시술 내내 멸균 상태를 유지하세요.
  7. 방광 충전이나 수술 중 방광 목 확인이 필요한 경우, 소멸성 요도 카테터 또는 캐뉼라에 무균 윤활제를 발라주고, 요도마를 통해 방광으로 부드럽게 삽입한 후 천천히 멸균 생리식염수를 주입하세요. 강제로 삽입하거나 과도하게 채우는 것을 피하세요. 계획된 수술 노출에 따라 카테터를 제거하거나 고정하세요.

2. 방광 노출

  1. 멸균 조건에서 3–4cm 아래쪽 정중 피부 절개를 합니다(그림 2A).
  2. 가늘게 잘린 겸자와 현미 가위를 사용해 피하 조직을 나누고 백선을 벌려 복강 안으로 들어갑니다.
  3. 무외상 겸자로 방광을 부드럽게 외부에 덮어주세요(그림 2B).
  4. 방광 목을 방광 기저부와 근위 요도의 접합부로 식별하세요.
  5. 방광 목 아래에 둔한 탐침을 넣어 부드럽게 지지하고 목표 부위를 안정시키세요(그림 2C).

3. 경광 Ho:YAG 레이저 절제

  1. 방광을 살균 생리식염수로 방광벽이 중간 정도 긴장할 때까지 확장하세요. 과도한 팽창은 해부학적 랜드마크를 가리거나 방광 절개 부위의 긴장을 증가시킬 수 있으므로 피하세요.
  2. 미세한 가위를 사용해 전방 방광 돔에 0.5cm 크기의 종방향 방광 절개술을 만듭니다(그림 2D).
  3. 준비된 200 μm Ho:YAG 레이저 섬유를 방광 절개술을 통해 방광 내강에 주입합니다.
  4. 섬유를 방광 목까지 직접 관찰하면서도 진행하세요.
  5. 섬유 끝을 방광 목 점막에 부드럽게 닿게 하세요. 조직의 눈에 띄는 움푹 들어간 부분 없이 접촉 모드를 유지하세요; 에너지 전달 전반에 걸쳐 팁과 조직 간 거리를 대략 0 mm로 유지하세요.
  6. 9시 방향에서 1.0 J와 10 Hz의 레이저 에너지를 5초간 전달하고(그림 3A), 3시 방향에서 반복합니다(그림 3B). 이 설정은 점당 50 J, 동물당 100 J를 공급하며, 동물 전체에 10 W로 전력이 고정됩니다.
    참고: 성공적인 소작술은 점막이 균일하게 백색되고 탄화가 없는 점막에서 점막에서 점막하 분화구로 형성되는 것으로 나타난다.
  7. 5초 도포 동안 섬유를 안정적으로 유지하고, 섬유를 벽으로 밀어 넣지 않도록 하세요. 깊은 분화구 형성이나 전층 천공은 피하세요. 섬유를 요관 구멍이나 원위 요도로 향하지 마세요.
  8. 섬유질을 제거하고 방광 내강을 멸균 식염수로 세척하여 이물질을 제거하고 지혈을 확인하세요.
  9. 2–3 중단 8-0으로 방광 절제술을 마감 흡수성 꼬임 봉합선(코팅된 PGA)을 방수 처리했습니다.
  10. 폐쇄선에서 누출이 없음을 확인하기 위해 0.5–1.0 mL 멸균 식염수로 방광을 다시 채웁니다(그림 3C).
  11. 복벽과 피부를 층층이 닫아야 합니다(그림 3D).

4. 수술 후 관리

  1. 쥐가 마취에서 완전히 회복할 때까지 온열 패드를 유지하세요.
  2. 수술 후 진통을 위해 멜록시캄을 1 mg/kg의 피하 투여 후 하루 1회, 1–3일간 또는 승인된 동물 프로토콜에 따라 계속 투여합니다.
  3. 최소 7일 동안 매일 동물을 관찰하여 통증, 고통, 혈뇨, 요정, 상처 열열 또는 감염 등의 징후를 관찰하세요.
  4. 회복 초기 기간 동안 필요에 따라 수분 보완과 부드러운 사료를 제공하세요.

5. 방광 목 축축 평가

  1. 수술 후 4주간 동물이 회복할 시간을 두어 방광 목의 섬유화 재형성을 허용하세요.
  2. 실험적 종점에서 동물을 안락사시키고, 나트륨 펜토바르비탈 과다복용(150 mg/kg, 복강 내 투여) 또는 기관 동물 프로토콜에서 승인한 다른 방법으로 안락사시키고, 조직 채취 전에 사망을 확인한다. 방광, 방광 목, 근위 요도를 한 덩어리 채취하세요.
  3. 표본을 세로 열어 방광 목을 촬영해 심한 좁아짐을 기록하세요.
  4. 조직을 4% 파라포름알데히드에 4°C에서 24시간 고정하고, 등급 에탄올로 탈수한 후 자일렌에 투명하게 넣고, 파라핀에 박힌 후 방광 목 부위를 통해 4μm 단면을 연속적으로 얻습니다.
  5. 표준 조직학 프로토콜이나 제조사의 지침에 따라 헤마톡실린과 에오신, 마손 트리크롬, 피크로시리우스 레드로 염색하여 내강 좁힘, 방광 목벽 두꺼움, 콜라겐 침착을 평가합니다.
  6. 면역조직화학을 위해서는 절편을 탈파라핀화하고, 항원 회출을 수행하며, 내인성 과산화효소 및 비특이적 결합을 차단하고, 콜라겐 I형 및 III형에 대한 항체로 절편을 인큐베이팅하고, 적절한 2차 항체를 도포하며, 염색원으로 배양하고, 헤마톡실린으로 변색합니다.
    참고: 항체는 제조사 권장사항에 따라 희석됩니다.
  7. ImageJ/Fiji 또는 동등한 영상 분석 소프트웨어를 사용하여 내강 면적과 콜라겐 양성 면적을 정량화합니다.
    1. 현미경 스케일 바를 사용해 픽셀에서 마이크로미터 스케일을 보정하고, 방광 목 내강과 관심 있는 조직 영역을 수동으로 정의하며, 내강 면적을 측정합니다.
    2. 매슨의 트리크롬 염색 검사에서는 관심 영역 내에서 블루 콜라겐 양성 픽셀을 식별하기 위해 일관된 색상 임계값을 적용합니다.
    3. 콜라겐 양성 면적의 비율을 콜라겐 양성 면적으로 전체 조직 면적으로 나눈 것으로 계산합니다.
    4. 각 동물의 유사한 단면과 필드에서 측정을 수행하고, 이미지를 맹목적으로 분석합니다.
      참고: 성공적인 모델 유도는 대용량 방광 출구 좁힘과 동심 섬유증 및 병변 부위의 콜라겐 침착 증가에 대한 조직학적 증거로 뒷받침됩니다. Ho:YAG 레이저 처리 그룹에서 예상 총세포 및 조직학적 표현형의 발달을 기준으로 수술 성공률은 6/8이었습니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

수술 4주 후, Ho:YAG 레이저를 받은 쥐들은 방광 목 섬유화 협착과 일치하는 대수적 및 조직학적 변화를 재현 가능하게 보였습니다. 이 연구에서 무수술군에는 8마리의 쥐가, Ho:YAG 레이저 처리군에는 8마리의 쥐가 포함되었습니다. 처리된 동물 중 6마리가 예상 표현형을 발달시켰고; 이산은 Ho:YAG 레이저 치료 그룹에서 2명의 수술 후 사망으로 구성되었으며, 추가 제외 사례는 없었습니다. 대조군 방광은 정상 크기와 매끄러운 외관을 보였고(그림 4A), 세로 열린 방광은 얇은 방광벽과 넓게 개통한 방광 목을 보였다(그림 4B). Ho:YAG 레이저 처리 방광은 더 커지고 더 구형이었으며(그림 4C), 종방향으로 개방된 방광은 방광벽 두꺼워짐, 트라베클라블, 점막 과혈증, 방광 목 쪽 동심원 좁아짐을 보였...

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

본 연구에서는 경광성 Ho:YAG 레이저 절제술을 사용하여 방광 경 섬유화 협착의 쥐 모델을 확립하였습니다. 이 방법의 주요 장점은 해부학적 방광 목부에 통제된 열 손상을 유발하고, 이어서 점진적인 섬유성 재형성을 촉진한다는 점입니다. 이는 주로 외부 압박을 통해 폐색을 일으키는 전통적인 방광외 결찰 모델과다릅니다. 임상 실무에서 수술 후 BNC는 조직 손상 및 내시경 수술 후 섬유화와 밀접하게 연관되어 있기 때문에, 열손상 기반 모델이 질병의 중요한 시작 기전 중 하나를 더 잘 반영할 수 있습니다.

이 프로토콜에서 중요한 단계는 레이저 투여 전에 방광 목을 정확히 식별하고 안정화하는 것입니다. 부드러운 방광 팽창은 시각 확보를 개선하며, 둔한 프로브는 소작술 중 목표 위치를 유지하는 데 도움을 줍니다. 원하는 종착점은 점막 백색과 3...

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

저자들은 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

이 연구는 중국 국가자연과학기금(H.R.82474255호)과 허베이성 중의학 행정부 연구 프로그램(B2025018 H.R.)의 지원금으로 지원받았습니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

```html
이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Absorbable braided suture (coated PGA), 8-0상하이 푸동 진환 의료 제품 유한 공사, 상하이, 중국R831
Anti-collagen I 항체, 마우스 단일 클론Proteintech Group, Inc., 우한, 중국66761-1-Ig
Anti-collagen III 항체, 마우스 단일 클론Proteintech Group, Inc., 우한, 중국68320-1-Ig
Coated Vicryl Plus 바늘 (polyglactin 910), 4-0Ethicon, Inc. (Johnson & Johnson)VCP773DSH 26 mm ½-circle taper 바늘; 보라색 꼬임; 흡수 가능; 로트: RLMCJX
헤마톡실린과 에오신 (HE) 염색 키트Servicebio, 우한, 중국2310005
Holmium-YAG 레이저 시스템 (LITHO)Quanta System S.p.A, 이탈리아https://www.quantasystem.com/laser/litho/1 J, 10 Hz, 10 W, 200 μm 파이버
HRP-결합 염소 항-마우스 IgG 이차 항체Boster, 우한, 중국BA1050
이소플루란RWD2025010601
Masson의 삼색 염색 키트주해 바소 생물 기술 유한 공사, 주해, 광동, 중국BA4079B
멜옥시캄 주사기루 동물 건강, 산동, 중국E135H003
파라포름알데히드 (4%)Servicebio, 우한, 중국2510H0070148
Picrosirius 적색 염색 키트난징 센베이지아 생물 기술 유한 공사, 난징, 장쑤, 중국20250228
안전 정맥 주사 카테터, 24 G광동 릴리 의료 기술 유한 공사, 포산, 광동, 중국AD4-240827
소형 동물 흡입 마취 시스템RWD 생명 과학, 선전, 중국https://www.rwdstco.com/inhalation-anesthesia-solutions/산소에 3%–4% 이소플루란으로 유도
```

참고문헌

  1. Wu Y, et al. Analysis of risk factors for bladder neck contracture after transurethral endoscopic surgery for benign prostatic hyperplasia. Aging Male. 2024;27(1):2429456.
  2. Rassweiler J, et al. Complications of transurethral resection of the prostate (TURP)--incidence, management, and prevention. Eur Urol. 2006;50(5):969-79; discussion 980.
  3. Simhan J, et al. Bladder neck contracture. Transl Androl Urol. 2014;3(2):214-20.
  4. Browne BM, Vanni AJ. Management of urethral stricture and bladder neck contracture following primary and salvage treatment of prostate cancer. Curr Urol Rep. 2017;18(10):76.
  5. Pakshir P, Hinz B. The big five in fibrosis: macrophages, myofibroblasts, matrix, mechanics, and miscommunication. Matrix Biol. 2018;68-69:81-93.
  6. Li L, Zhao Q, Kong W. Extracellular matrix remodeling and cardiac fibrosis. Matrix Biol. 2018;68-69:490-506.
  7. Ren Y, et al. Bladder neck contracture: incidence, mechanisms, and therapeutic advances. Ann Med Surg (Lond). 2025;87(11):7378-7389.
  8. Mattiasson A, Uvelius B. Changes in contractile properties in hypertrophic rat urinary bladder. J Urol. 1982;128(6):1340-2.
  9. Igawa Y, et al. A rat model for investigation of spinal mechanisms in detrusor instability associated with infravesical outflow obstruction. Urol Res. 1993;21(4):239-44.
  10. Varkarakis IM, et al. Comparison of erbium:yttrium-aluminum-garnet and holmium:yttrium-aluminum-garnet lasers for incision of urethra and bladder neck in an in vivo porcine model. Urology. 2005;65(1):191-5.
  11. Hu X, et al. Clinical comparison of TURP, PVP and HoLEP for small volume BPH. Sci Rep. 2025;15(1):34751.
  12. Kang D, et al. Morphological characterization of tissue destruction according to the distance between holmium:YAG laser tip and tissue surface. Int Neurourol J. 2024;28(3):196-206.
  13. Zhang SL, Wong AW. A novel technique for atraumatic transurethral catheterisation of male rats. Biol Open. 2024;13(9).
  14. Kendall RT, Feghali-Bostwick CA. Fibroblasts in fibrosis: novel roles and mediators. Front Pharmacol. 2014;5:123.
  15. Kitta T, et al. Benefits and limitations of animal models in partial bladder outlet obstruction for translational research. Int J Urol. 2018;25(1):36-44.
  16. Wang Y, et al. Urethral orifice hyaluronic acid injections: a novel animal model of bladder outlet obstruction. BMC Urol. 2015;15:8.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

태그

의학233호233호빈 값호Holmium:YAG 레이저동물 모델쥐섬유화I형 콜라겐III형 콜라겐방광경부 폐쇄
홀뮴: 쥐 모델에서 방광 목 수축의 YAG 레이저 보조 유도
문의하기
도서관에 추천하기

개인정보 처리방침

이용 약관

정책

저작권 © 2026 MyJoVE Corporation. 모든 권리 보유.