Integratie van elektroporatie in de urologische praktijk: ontwerp en evaluatie van een nieuwe transurethrale elektrode
20 maart 2026
Het artikel presenteert een eenvoudige en reproduceerbare methode voor transurethrale calciumelektroporatie met behulp van een nieuw ontwikkelde endoscopische elektrode die compatibel is met standaard urologische apparatuur. De studie is een belangrijke vooruitgang in transurethrale toepassing van elektroporatie en effent de weg voor de uitbreiding van innovatieve en minimaal invasieve behandeling van urinetumoren.
Deze studie evalueert een transurethrale elektrode voor elektroporatie in de varkensblaas, waarbij bruikbaarheid, prestaties en compatibiliteit met standaard urologische technieken worden beoordeeld. Het ontbreken van geschikte instrumenten heeft beperkte elektroporatie in de blaas. Dit protocol introduceert een compatibele, gebruiksvriendelijke elektrode voor transurethrale toepassing.
Verzamel om te beginnen de benodigde apparatuur voor de procedure. Steek de telescoop in een brug met een werkkanaal en plaats de instrumenten in de mantel. Voor zoutoplossing sluit je het irrigatiesysteem op de schede aan met een intraveneuze buisset.
Nadat je de buis hebt gevuld met zoutoplossing en de lucht hebt verdrongen, bevestig je de camerakop en verlichtingskabel aan de telescoopvoet. Verbind de steriele geïsoleerde kabel bij de elektrodehendel met de schoon geïsoleerde kabel bij de externe pulsgenerator. Stel acht pulsen van 100 microseconden in.
Stel de frequentie in op 5.000 hertz en de spanning op 400 volt, wat correleert met de verhouding van 1000 volt per centimeter tussen spanning en elektrodeafstand in de aangewezen velden op het scherm. Haal de cystoscopienaald uit het steriele pakket en stel de lengte van de naaldtip aan op twee millimeter. Koop een fles met 100 milligram per milliliter calciumgluconaat en vul een of meer spuiten met calciumgluconaat indien nodig.
Verbind de spuit, bij voorkeur een lure lock-spuit, aan het distale uiteinde van de cystoscopienaald. Plaats het varken op de operatietafel en bereid het voor op de procedure. Open het irrigatiesysteem op de resectoscoop en bevestig de zoutwaterstroom.
Plaats de resectoscoop, visueel geleid via de plasbuis, in de urineblaas. Steek de cystoscopienaald door het werkkanaal van de brug en visualiseer de punt van de naald. Voer een cystoscopie uit bij het dier en inspecteer de urineblaas.
Vervolgens injecteer je 0,3 milliliter 100 milligram per milliliter calciumgluconaat in de blaaswand, om een blaasje in de blaaswand te produceren, en herhaal je de calciuminjectie indien nodig. Verwijder de telescoop en laat de buitenste beschermmantel in de plasbuis. Verwijder vervolgens de brug en plaats de telescoop in de transurethrale elektrode.
Steek de telescoop en de elektrode in de omhulsel van de blaas, onder visuele begeleiding. Plaats de elektrodenaald in het weefsel dat het gebied bedekt dat met calciumgluconaat is geïnjecteerd. Vervolgens pas je de elektrische pulsen toe met het voetpedaal of laat je een niet-steriele assistent de externe pulsgenerator bedienen om de pulsen toe te passen.
Tijdens de polsaanlevering kunnen milde spiercontracties optreden. Bevestig de voltooiing van de elektrische pulsen en succesvolle pulsaflevering door de pulsen die zijn gegenereerd en afgeleverd op de externe pulsgenerator af te lezen. Verwijder tenslotte de telescoop en elektrode wanneer elk gebied dat met calciumgluconaat is geïnjecteerd is elektroporeerd en bied postprocedurele zorg aan het dier.
Het protocol stelt onderzoekers in staat om de bruikbaarheid, veiligheid en prestaties van transurethrale calciumelektroporatie in een klinisch relevant model te bestuderen. Tijdens de behandeling is nauwkeurige plaatsing van elektroden en duidelijke visualisatie belangrijk om een nauwkeurige pulsaflevering en effectieve behandeling te garanderen. Toekomstig onderzoek zal de eerste studies bij mensen omvatten om de klinische veiligheid, haalbaarheid en therapeutische effectiviteit van calciumelektroporatie voor de behandeling van urineblaastumoren te evalueren.
Overview
This study addresses the challenge of treating bladder tumors by introducing a novel transurethral electrode designed for calcium electroporation. The research evaluates the electrode's technical performance and clinical usability in a porcine model, aiming to facilitate seamless integration into existing urological procedures.
Key Study Components
Area of Science
- Uro-oncology
- Medical device engineering
- Electroporation technology
Background
- Bladder tumors remain a significant health concern with limited recent therapeutic advances.
- Electroporation uses electric pulses to permeabilize cell membranes for cytotoxic effects or drug/gene delivery.
- Calcium electroporation is a specific approach using calcium ions to induce cell death.
- Adoption in uro-oncology has been limited by the lack of suitable instruments.
Purpose of Study
- To design a new transurethral electrode compatible with standard urological instruments.
- To assess the electrode's technical performance and usability in a porcine bladder model.
- To demonstrate the feasibility of calcium electroporation using this device.
Methods Used
- Design of a fixed-geometry electrode with two opposing arrays of three needles each.
- Integration with a transurethral resectoscope for endoscopic procedures.
- Calcium injection into the porcine bladder wall followed by electrode placement.
- Application of electric pulses (8 pulses, 100 μs, 5000 Hz, 400 V; 1000 V/cm voltage to electrode distance ratio).
Main Results
- The electrode was successfully inserted and positioned using standard urological techniques.
- Electric pulses were delivered effectively to the targeted bladder area.
- The device's handling and operation closely mirrored established procedures.
- Performance in the porcine model suggests compatibility with human urological practice.
Conclusions
- The new transurethral electrode enables effective calcium electroporation in the bladder.
- Its design allows seamless adaptation by urologists familiar with standard instruments.
- This innovation may facilitate broader adoption of electroporation therapies in uro-oncology.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
Integrating electroporation into urological practice addresses a longstanding gap in bladder tumor intervention by enabling precise, localized delivery of cytotoxic or therapeutic agents. The development of a transurethral electrode compatible with standard urological instruments supports seamless adoption and operational continuity. This innovation enhances predictive confidence at the device-therapy interface, directly impacting early translational and preclinical evaluation in uro-oncology portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of electroporation-mediated cytotoxicity and drug delivery in disease-relevant tissue.
- Supports mechanistic de-risking by providing controlled, reproducible electric field exposure in preclinical models.
- Facilitates functional validation of electroporation as a modality for bladder tumor intervention.
Screening & Assay Development
- Prepares validated biological systems for downstream evaluation of electroporation parameters and therapeutic payloads.
- Standardizes electrode placement and pulse delivery, supporting reproducibility and quantitative assessment.
- Enables scalable, platform-based screening of electroporation protocols in urological tissues.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant porcine models to bridge discovery and preclinical validation phases.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by demonstrating technical feasibility and procedural compatibility.
- Provides a foundation for translational biomarker development and therapy optimization in bladder cancer research.
Pipeline & Workflow Integration
This electrode design positions electroporation as a modular capability from early discovery through preclinical validation in uro-oncology workflows.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing of electroporation-mediated effects in anatomically relevant models.
- Screening: Delivers standardized, reproducible electric pulses for comparative protocol evaluation.
- Analytics: Supports quantitative measurement of tissue response and procedural endpoints.
- Translational Research: Bridges device feasibility in animal models to potential human application.
- Enterprise Reuse: Provides a reusable platform for iterative protocol development and cross-study standardization.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in electroporation-based interventions.
- Operational Value: Promotes standardization, reproducibility, and seamless integration with existing urological workflows.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient advancement of device-enabled therapies.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of electroporation modalities in uro-oncology pipelines.
Implementation Considerations
- Requires expertise in urological instrumentation and electroporation protocols.
- Depends on access to compatible resectoscopes and external pulse generators.
- Necessitates cross-team standardization for device assembly and procedural alignment.
- Adaptable to porcine and potentially human bladder models with similar instrumentation.
- Limited to preclinical feasibility until further clinical validation is achieved.
