Artykuł metodologiczny

Nowy model ex vivo do oceny właściwości endoskopowego materiału do iniekcji podśluzówkowej

5.9K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/58029

⸱

19 października 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Molecular Gastroenterology and Hepatology, Graduate School of Medical Science, Kyoto Prefectural University of Medicine, 2Department of Infectious Diseases, Graduate School of Medical Science, Kyoto Prefectural University of Medicine

W tym artykule

Podsumowanie

Opracowaliśmy nowy model ex vivo, który stosuje stałe napięcie do próbki żołądka świni. Rozwój ten umożliwił dokładną ocenę wydajności (wysokości i czasu trwania uniesienia podśluzówkowego) różnych kart SIM. Wyjaśniono szczegółową metodologię konfiguracji tego nowego modelu.

Streszczenie

Zwiększenie wydajności materiałów do iniekcji podśluzówkowych (SIM) jest ważne dla endoskopowej terapii wczesnego raka przewodu pokarmowego. Niezbędne jest ustanowienie modelu ex vivo, który może dokładnie ocenić wydajność karty SIM w celu opracowania wysokowydajnych kart SIM. W naszym poprzednim badaniu opracowaliśmy nowy model ex vivo, który można wykorzystać do szczegółowej oceny wydajności różnych kart SIM poprzez zastosowanie stałego naprężenia końców próbki. Potwierdziliśmy również, że proponowany nowy model ex vivo umożliwia dokładny pomiar wysokości uniesienia podśluzówkowego (SEH) w jednolitych warunkach oraz szczegółowe porównania wydajności różnych typów kart SIM. W tym miejscu opisujemy nowy model ex vivo i wyjaśniamy szczegółową metodologię konfiguracji tego modelu. Ponieważ wszystkie części nowego modelu były łatwe do zdobycia, konfiguracja nowego modelu mogła zostać szybko zakończona. Dzięki nowemu modelowi można by dokładniej zmierzyć SEH różnych kart SIM. Krytyczny czynnik, który decyduje o wydajności karty SIM, można zidentyfikować za pomocą nowego modelu. Szybkość rozwoju karty SIM drastycznie wzrośnie po zidentyfikowaniu tego czynnika.

Wprowadzenie

Zarówno endoskopowa dyssekcja podśluzówkowa (ESD), jak i endoskopowa resekcja błony śluzowej (EMR) są obecnie powszechnie stosowanymi metodami leczenia wczesnego stadium raka przewodu pokarmowego1,2. Wstrzyknięcie materiału do iniekcji podśluzówkowej (SIM) do błony podśluzówkowej jest jednym z najważniejszych kroków zarówno w procedurach EMR, jak i ESD2,3. Wysokie uniesienie błony podśluzówkowej i utrzymanie uniesienia błony podśluzówkowej są kluczowymi kryteriami bezpiecznego przeprowadzenia EMR/ESD.

Chociaż sól fizjologiczna (NS) jest używana jako SIM od czasu wynalezienia terapii endoskopowej4,5, hialuronian sodu (HA) został wprowadzony jako leczenie w ostatnich latach6,7. Kwas hialuronowy stał się szeroko stosowany w zabiegach endoskopowych jako lepsza karta SIM ze względu na swoją wysoką wydajność8,9,10,11. Obecnie przeprowadzono porównanie wydajności między istniejącymi kartami SIM i opracowano karty SIM o wysokiej wydajności, aby zidentyfikować inną lepszą kartę SIM5,12,13,14,15,16,17,18.

Model ex vivo wykorzystujący próbkę żołądka świni został użyty do oceny wydajności karty SIM, ponieważ oszacowanie wydajności karty SIM w ludzkim przewodzie pokarmowym jest bardzo trudne19,20,21,22. Jednak ten konwencjonalny model ex vivo jest niezwykle prosty i można go ulepszyć. Odtworzenie środowiska bliższego błonie śluzowej przewodu pokarmowego człowieka umożliwi dokładną ocenę wydajności karty SIM.

W naszym poprzednim badaniu opracowaliśmy nowy model ex vivo, który może być używany do szczegółowej oceny wydajności różnych kart SIM poprzez ciągłe naprężanie końcówek próbki. Potwierdziliśmy również, że proponowany nowy model ex vivo pozwala na dokładny pomiar SHE w jednolitych warunkach i szczegółowe porównanie wydajności różnych typów kart SIM23.

W tym badaniu prezentujemy kompletny wygląd nowego modelu ex vivo, a szczegółowa metodologia konfiguracji nowego modelu ex vivo jest szczegółowo wyjaśniona za pomocą filmów i rysunków. Nowy model ex vivo składa się z części, które są łatwo dostępne i można je szybko ustawić. Opisy szczegółowej metodologii konfiguracji przyczynią się do rozpowszechnienia nowego modelu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Poniższy protokół jest zgodny z wytycznymi Uniwersytetu Medycznego Prefektury Kioto dotyczącymi opieki nad zwierzętami.

1. Przygotowanie próbek za pomocą żołądka świni

UWAGA: Pierwszym krokiem jest przygotowanie próbek do użycia w modelu ex vivo (Rysunek 1). Grubość ściany żołądka świni różni się w różnych obszarach żołądka. Użyj górnej jednej trzeciej żołądka świni, która jest stosunkowo podobna do ludzkiego żołądka. Wyklucz nieodpowiednie próbki, w których nie stwierdzono uniesienia podśluzówkowego z powodu zwłóknienia.

  1. Pokrój próbki żołądkowe na kwadraty o przybliżonych wymiarach 6 × 6 cm.
  2. Próbki żołądkowe należy natychmiast przechowywać w temperaturze -30 °C.
  3. Zamrożone próbki żołądkowe należy rozmrozić tuż przed procedurą pomiaru, aby zapewnić jednolite warunki pomiaru.

2. Szczegółowa metodologia konfiguracji nowego modelu ex vivo

UWAGA: Rozłóż rozmrożony okaz na planszy na dwa różne sposoby. W konwencjonalnym modelu ex vivo przymocuj próbkę za pomocą szpilek (Rysunek 1A)19,20,21,22. Z drugiej strony, w nowym modelu ex vivo, przymocuj lub rozciągnij oba końce próbki za pomocą klipsów, aby uzyskać stałe napięcie (Rysunek 1B, C). Wszystkie części nowego modelu są łatwe do zdobycia, a konfiguracja nowego modelu może być szybko zakończona (Rysunek 2). Procedura nowego modelu jest następująca (Rysunek 3):

  1. Połącz klips ze stali nierdzewnej i drut klucza oraz haczyk w kształcie litery S (Rysunek 3A).
  2. Połącz drut i hak w kształcie litery S oraz obciążnik ( Rysunek 3A).
  3. Podłącz hak do drugiego końca przewodu. Urządzenie trakcyjne jest kompletowane w powyższym procesie (Rysunek 3B).
  4. Zamocuj koła pasowe (Rysunek 2b) na obu końcach podstawy (Rysunek 3C).
  5. Umieść gumową płytkę (6 x 6 cm) na środku podstawy (Rysunek 3C).
  6. Umieść próbkę żołądkową na gumowej płytce i ściśnij końce próbki klipsem urządzenia trakcyjnego.
  7. Zawieś ciężar przez koło pasowe (po obu stronach). W ten sposób można przyłożyć stałe napięcie do próbki (Rysunek 4).
  8. Rozpocznij pomiar SEH, ponieważ po ustawieniu nowego modelu jest całkowicie zakończony (patrz krok 3 poniżej).

3. Ocena wydajności karty SIM

UWAGA: W tym badaniu użyliśmy zwykłej soli fizjologicznej (NS) i 0,4% hialuronianu sodu (HA) jako kart SIM do testów i zmierzyliśmy SEH dwóch kart SIM. Wykonywane są trzy niezależne pomiary. Uzyskane dane są wyrażone jako średnia i odchylenie standardowe (S.D.). Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu oprogramowania do analizy statystycznej (GraphPad Prism 7). Przeanalizowaliśmy zmienne ciągłe (SEH) za pomocą testu t-Studenta, a wielkości o P < 0,05 uznano za istotne. Pomiar SEH jest następujący (Rysunek 5).

  1. Wykonaj regulację wysokości w punkcie zerowym w oparciu o wysokość błony śluzowej przed zabiegiem uniesienia błony śluzowej. Szczegółowo wykonaj regulację punktu zerowego, naciskając przycisk PRESET po zamocowaniu rysika na wysokości powierzchni błony śluzowej.
  2. Wstrzyknąć 2,0 ml każdego roztworu poziomo do błony podśluzowej z brzegów próbki za pomocą strzykawki o pojemności 2,5 ml i igły o rozmiarze 23, aby wykonać procedurę podniesienia błony podśluzówkowej (Rysunek 5A-C).
  3. Zmierz SEH natychmiast za pomocą cyfrowego wysokościomierza przy 0, 2,5, 5, 7,5, 10, 12,5, 15, 17,5, 20, 30, 45 i 60 minutach po wstrzyknięciu (Rysunek 5D). Szczegółowo zapisz wysokość wyświetlaną na wysokościomierzu podczas mocowania rysika do górnej części wzniesienia podśluzówkowego.
  4. Wykonaj trzy niezależne pomiary i wyraź uzyskane wyniki jako średnią i odchylenie standardowe.
  5. Przeanalizuj uzyskane dane za pomocą odpowiedniego oprogramowania statystycznego i oceń wydajność kart SIM (wydajność można porównać między każdą kartą SIM).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Wartość SEH mierzono w czasie w nowym modelu ex vivo oraz w konwencjonalnym modelu ex vivo. Wartości SEH (NS) zmierzone przy użyciu modelu konwencjonalnego [NS wstrzyknięto do podśluzówki preparatu unieruchomionego szpilkami (0,0 N)] wynosiły 5,7 mm (0 min), 3,6 mm (5 min), 3,0 mm (10 min) oraz 2,2 mm (30 min). W ten sposób wartości SEH spadały wraz z wydłużeniem czasu po wstrzyknięciu. Analogiczną analizę przeprowadzono, stosując 0,4% HA zamiast NS. Wartości SEH (0,4% H...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Żołądek wieprzowy wykorzystany w nowym modelu powinien być przechowywany w zamrażarce natychmiast po resekcji i powinien być zużyty w ciągu kilku miesięcy po zamrożeniu, ponieważ świeżość żołądka świni ma zasadnicze znaczenie dla pomiaru SEH. (Zmierzyliśmy SEH przy użyciu zarówno mrożonych, jak i niemrożonych próbek żołądka i potwierdziliśmy, że nie było różnicy w wyniku pomiaru SEH).

Na jakość próbek żołądkowych duży wpływ mają indywidualne różnice żołądków świń. Dlatego zaleca się wykluczeni...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez System Wsparcia Badań i Rozwoju Innowacyjnych Technologii Medycznych w Kioto oraz przez program Translational Research; Strategiczny PRomotion na rzecz praktycznego zastosowania INnovative medical Technology (TR-SPRINT) od Japońskiej Agencji Badań i Rozwoju Medycznego (AMED).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
waga (153,1 g)
koło pasoweH.H.H. PRODUKCJAVS25
o średnicy 0,45 mmNissa ChainCut wire Klips ze stali nierdzewnej Y-5
o szerokości 147 mmKOKUYObrak
drut kluczowy ze stali nierdzewnej o długości 12 cmŁańcuch NissaP-702
stal nierdzewna hak w kształcie litery STRUSCO NAKAYAMATCS1.2
zamykany hak w kształcie litery S ze stali nierdzewnejMizumoto Machine MfgB2054
prostokątna drewniana podstawa (45 x 60 cm)brakbrak
gumowa płyta (5 x 5 cm)brakbrak
cyfrowy wysokościomierzMitutoyoHDS-20C
2,5 ml strzykawkaIgła TerumoSS-02SZ
o rozmiarze 23TerumoNN-2332R
MucoUpBoston Scientificbrak0,4% hialuronian sodu (HA)
sól fizjologiczna (20 ml)Otsuka Pharmaceuticalbraksól fizjologiczna (NS)
Oprogramowanie GraphPad Prism 7GraphPad Incbrak
stałe DRUTU ZE STALI NIERDZEWNEJ

Bibliografia

  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).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Terapia endoskopowasta e napi ciewysoko uniesienia pod luz wkowegoo dek wi skiurz dzenie do trakcjicyfrowy pomiarwstrzykni cie hialuronianuocena wyrobu medycznego

Powiązane artykuły