To badanie opisuje procedury chirurgiczne i techniki eksperymentalne do wykonywania cystometrii na jawie u swobodnie poruszającej się myszy. Ponadto dostarcza dowodów eksperymentalnych wspierających jego optymalizację i standaryzację.
Method Article
To badanie opisuje procedury chirurgiczne i techniki eksperymentalne do wykonywania cystometrii na jawie u swobodnie poruszającej się myszy. Ponadto dostarcza dowodów eksperymentalnych wspierających jego optymalizację i standaryzację.
Cystometria wypełnienia Awake jest używana od dawna do oceny funkcji pęcherza moczowego u swobodnie poruszających się myszy, jednak konkretne stosowane metody różnią się w zależności od laboratorium. Celem pracy było opisanie procedury mikrochirurgicznej zastosowanej do wszczepienia rurki dopęcherzowej oraz eksperymentalnej techniki rejestrowania ciśnienia w pęcherzu moczowym u przytomnej, swobodnie poruszającej się myszy. Ponadto przedstawiono dane eksperymentalne, aby pokazać, w jaki sposób operacja, a także rodzaj i rozmiar rurki, wpływają na funkcję dolnych dróg moczowych i czułość zapisu. Wpływ średnicy rury na zapis ciśnienia oceniano zarówno w rurach polietylenowych, jak i poliuretanowych o różnych średnicach wewnętrznych. Następnie, najlepiej działająca rurka z obu materiałów została chirurgicznie wszczepiona do kopuły pęcherza moczowego samców myszy C57BL/6. Dwunastogodzinną, nocną częstotliwość oddawania moczu odnotowano u zdrowych, nienaruszonych zwierząt oraz zwierząt 2, 3, 5 i 7 dni po operacji. Podczas zbiorów pęcherze oceniano pod kątem oznak obrzęku za pomocą obserwacji ogólnej, a następnie przetwarzano je do analizy patologicznej. Największy zakres obrzęku pęcherza zaobserwowano w 2. i 3. dniu, co korelowało z danymi dotyczącymi behawioralnego oddawania moczu wykazującymi znaczne upośledzenie funkcji pęcherza. Do 5 dnia histologia pęcherza moczowego i częstotliwość oddawania moczu unormowały się. Opierając się na literaturze i dowodach dostarczonych przez nasze badania, proponujemy następujące kroki w celu zarejestrowania in vivo ciśnienia dopęcherzowego i objętości mikcji u wybudzonej myszy: 1) Wykonaj operację przy użyciu mikroskopu operacyjnego i narzędzi mikrochirurgicznych, 2) Użyj rurki z polietylenu-10, aby zminimalizować artefakty ruchowe, oraz 3) Wykonaj cystometrię w 5. dniu po operacji, gdy obrzęk pęcherza ustępuje.
Cystometria wypełniająca (FC) to metoda diagnostyczna, która polega na umieszczeniu cewnika w pęcherzu moczowym w celu zarejestrowania ciśnienia podczas powolnego napełniania pęcherza. Po raz pierwszy wprowadzony w 1927 roku jako kliniczna metoda diagnostyczna do oceny funkcji dolnych dróg moczowych, pozostaje szeroko stosowany. 1 W zastosowaniach badawczych, FC może być używany do testowania funkcji pęcherza moczowego w zdrowych i chorych modelach zwierzęcych oraz do badania efektów działania środków farmakologicznych. Modele gryzoni są powszechnie używane do badania funkcji dolnych dróg moczowych. 2 W tej grupie ssaków, FC został po raz pierwszy opracowany do stosowania u szczurów. 3 Tutaj metodologia wszczepienia rurki do pęcherza moczowego i wykonania FC została dobrze opisana i stosowana przez wielu badaczy z akceptowalnym poziomem odtwarzalności. 4 Dostępność szczepów transgenicznych i knock out sprawia, że myszy są cennym gatunkiem dla wielu obszarów badawczych, w tym w dziedzinie dysfunkcji dolnych dróg moczowych. Metodologia stosowana do wykonywania cystometrii myszy różni się znacznie w zależności od laboratorium, co utrudnia porównywanie wyników. 5
W porównaniu do modeli ex vivo, FC zachowuje anatomię dolnych dróg moczowych, umożliwiając ocenę skoordynowanej funkcji między pęcherzem a jego ujściem podczas faz przechowywania i mikcji cyklu mikcji. Wcześniejsze badania pokazują, że liczne, powszechnie stosowane środki znieczulające hamują skurcze mikcji. Środki utrzymujące skurcz mięśni gładkich pęcherza moczowego (uretan, α-chloraloza, ketamina i ksylazyna), umożliwiające zwierzęciu oddawanie moczu, nadal znacznie zmniejszają funkcjonalną pojemność pęcherza moczowego i hamują neuroprzekaźnictwo. 6,7,8,9 Chociaż technicznie trudniejszy, FC wykonywany u obudzonych zwierząt poruszających się zachowuje funkcjonalną integralność odruchu mikcji.
Na funkcjonowanie dolnych dróg moczowych wpływa wiele czynników, w tym pooperacyjny obrzęk ściany pęcherza, stres spowodowany bólem i dyskomfortem oraz wpływy środowiska. Stosowanie techniki chirurgicznej, która minimalizuje uszkodzenia tkanek podczas implantacji rurki, oraz metody rejestracji, które zmniejszają ruch rurki, jednocześnie umożliwiając zwierzęciu swobodne poruszanie się, są niezbędne do uzyskania dokładnych i powtarzalnych zapisów.
Jeśli zostanie przeprowadzone odpowiednio, FC in vivo u swobodnie poruszających się zwierząt może dostarczyć danych, które wiarygodnie odzwierciedlają fizjologiczną funkcję pęcherza. 10 FC w swobodnie poruszających się zwierzętach może dostarczyć danych o następujących parametrach; Ciśnienie podstawowe lub podstawowe: Minimalne ciśnienie między dwoma mikcjacjami. Ciśnienie mikkcji: Średnie ciśnienie między dwoma mikcjami. Ciśnienie progowe: Ciśnienie śródpęcherzowe bezpośrednio przed mikcją. Maksymalne ciśnienie: Maksymalne ciśnienie w pęcherzu podczas cyklu mikcji. Spontaniczna aktywność (lub średnie ciśnienie oscylacyjne intermikcji): Ciśnienie intermikturcji minus ciśnienie podstawowe. Skurcze bez mikcji: Wzrost ciśnienia śródpęcherzowego podczas fazy napełniania, niezwiązany z uwalnianiem płynu. Podatność pęcherza: Pojemność pęcherza podzielona przez ciśnienie progowe minus ciśnienie podstawowe. Częstotliwość oddawania moczu: Liczba mikcji w jednostce czasu. Intermikturcja: Okres między dwoma maksymalnymi ciśnieniami mikcji. Pojemność pęcherza: Objętość wlewu podzielona przez liczbę mikcji. Szczegółowy opis tych parametrów i ujednolicona terminologia zostały wcześniej opublikowane. 11
FC może być wykonywane metodą ciągłego lub jednocyklowego wlewu dopęcherzowego. Cystometria ciągła pozwala na rejestrację wielu cykli mikcji i wybór reprezentatywnych danych na podstawie odtwarzalności. Jego dokładność w pomiarze pojemności pęcherza moczowego jest ograniczona ze względu na nieznaną objętość resztkową. Ponadto trudno jest zebrać małe objętości mikcji (które w zależności od szczepu i płci wahają się od 30 do 184 μl) u swobodnie poruszających się myszy. Stosowanie tej metody do rejestrowania objętości mikcji jest mniej dokładne w porównaniu z preparatem znieczulonym, ale jest lepsze, ponieważ pozwala uniknąć tłumiącego wpływu środków znieczulających na czynność pęcherza. Do oceny pojemności pęcherza moczowego należy zastosować cystometrię jednocyklową. W tej metodzie pęcherz jest opróżniany przez aspirację przed infuzją, a pojemność jest obliczana jako funkcja szybkości infuzji pomnożonej przez czas do maksymalnego ciśnienia.
Chociaż technika wykonywania cystometrii u małych gryzoni została opublikowana, opisała ona operację wykonywaną na szczurach i zalecała, aby cystometria myszy była wykonywana w znieczuleniu uretanowym. 10 Celem tej komunikacji jest opisanie zarówno technik mikrochirurgicznych używanych do wszczepienia rurki dopęcherzowej do kopuły pęcherza moczowego, jak i eksperymentalnego zestawu używanego do rejestrowania funkcji dolnych dróg moczowych, in vivo, podczas ciągłego napełniania pęcherza moczowego i oddawania moczu u swobodnie poruszającej się myszy. Ponadto przeprowadzono eksperymenty mające na celu ustalenie, w jaki sposób długość, średnica i materiał rurek, a także metodologia wykonywania FC in vivo, wpływają na nagranie. Ten protokół eksperymentalny podsumowuje wcześniej opublikowane techniki i proponuje szereg modyfikacji w oparciu o wyniki eksperymentalne.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Zwierzęta były trzymane w Ośrodku Opieki nad Zwierzętami Uniwersytetu Vermont zgodnie z wytycznymi instytucji. Wszystkie doświadczenia na zwierzętach przeprowadzono zgodnie z przewodnikiem National Institutes of Health dotyczącym opieki i wykorzystania zwierząt laboratoryjnych.
1. Implantacja rurki dopęcherzowej
2. Zapis cystometrii na jawie
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Nie było znaczącej różnicy między materiałami i średnicami przewodów w konsystencji wzrostu i spadku ciśnienia w systemie podczas niedrożności rury. Obrzęk ściany pęcherza moczowego po implantacji rurki dopęcherzowej był istotny zarówno dla materiałów polietylenowych (PE), jak i poliuretanowych (PU). W 2 dniu rozwinął się silny obrzęk podśluzówkowy. Zajmował on połowę przekroju pęcherza moczowego, co prowadziło do niedrożności światła. W 5 dniu obrzęk ustąpił całkowicie, pozostawiając obs...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Optymalny materiał i rozmiar rurki wewnątrzpęcherzowej
Aby określić wpływ średnicy rurki na zapisy ciśnienia, przetestowaliśmy różne rurki mikroprzepływowe; PE50 (średnica wewnętrzna 0,58 mm), poliuretan PU027 (średnica wewnętrzna 0,4 mm), PE25 (średnica wewnętrzna 0,46 mm) i PE10 (średnica wewnętrzna 0,28 mm). Dla każdej probówki rejestrowano ciśnienie przy pompie infuzyjnej pracującej z prędkością 1 ml/h, przy jednoczesnym szybkim przesuwaniu rurki w pionie od 0 do 30 cm. Początkowe eksperyment...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
To badanie zostało sfinansowane przez Departament Chirurgii Uniwersytetu Vermont, Duńską Radę Niezależnych Badań oraz przez Szpital Uniwersytecki w Odense.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Rurka z polietylenu (PE) 10 | Instech | BTPE-10 | Pasuje do złączy/wtyczek 30G |
| Rurka z polietylenu (PE) 50 | Instech | BTPE-50 | Pasuje do złączy/wtyczek 22G |
| Jednokanałowy krętlik ze stali nierdzewnej 22 G | Instech | 375/22 | |
| Sprężyna naciągowa ze stali wysokowęglowej (9/64" OD) | Grainger | 1NAH1 | Chroni rurki PE50 - Przycięte na długość |
| Złącze 22 G | Instech | SP22/12 | |
| Yutaoz Profesjonalny pistolet do klejenia klejem topliwym | Yutaoz | Użyj ustawienia niskiej temperatury (100 & deg; C) - Sprawdzi się każdy pistolet do klejenia na gorąco z regulowanym zakresem temperatur | |
| Surebonder DT-2010 uniwersalny klej w sztyfcie | Surebonder | Każdy uniwersalny klej na gorąco będzie działał | |
| Mikrokleszcze zakrzywione Dumont #5 | World Precision Instruments | 500232 | |
| Mikrokleszcze zakrzywione Dumont #7 | World Precision Instruments | 14188 | |
| Mini nożyczki preparacyjne - proste | World Precision Instruments | 503240 | |
| Mikro kleszczyki do komarów (12,5 cm) | World Precision Instruments | 500451 | |
| Nożyczki preparacyjne - proste | World Precision Instruments | 14393 | |
| Castroviejo Uchwyt na igły | World Precision Instruments | 503258 | |
| Izofluran, USP | Phoenix | 2%, przepływ 1 l/min | |
| Buprenorfina | 0,05 mg/kg | ||
| 0,9% Irygacja chlorkiem sodu, USP | Baxter | ||
| 6-0 Ethilon żyłka, niewchłanialny szew | Ethicon | Krawat do pęcherza | |
| moczowego 6-0 Vicryl fioletowy pleciony, wchłanialny szew | Ethicon | Szew mięśniowy, biegowy | |
| 6-0 Żyłka Prolene niebieska, szew niewchłanialny | Ethicon | Szew skórny, materac pionowy, zakopany przerwany | |
| Pompa zaparzająca/wycofująca KD Legato 210 | KD Scientific | 1,5 mL/h | |
| Jednorazowy przetwornik ciśnienia | Digitimer | NL108T2 | |
| Wzmacniacz ciśnienia | Digitimer | NL108A | |
| Power1401-3 interfejs akwizycji danych | Digitimer | ||
| Spike2 | Oprogramowanie do rejestracji ciśnienia | na komputerze Cambridge Electronic Design Limited | |
| Chirurgiczny mikroskop operacyjny Leica MZ6 (3,2 - 20x) | Powiększenie Leica Microsystems |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission