Artykuł metodologiczny

Integracja elektroporacji w praktyce urologicznej: projektowanie i ocena nowej elektrody transurethralnej

DOI:

10.3791/69908

⸱

20 marca 2026

 ,  ,  ,  , 
1Department of Urology, Copenhagen University Hospital - Zealand University Hospital Roskilde, 2Department of Clinical Medicine, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, 3Department of Veterinary Clinical Sciences, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, 4Department of Clinical Oncology and Palliative Care, Copenhagen University Hospital - Zealand University Hospital Roskilde

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Artykuł przedstawia łatwą i powtarzalną metodę transcetralnej elektroporacji wapnia z wykorzystaniem nowo opracowanej elektrody endoskopowej kompatybilnej ze standardowym sprzętem urologicznym. Badanie to stanowi istotny krok naprzód w kierunku zastosowania elektroporacji w transuretre i toruje drogę do rozszerzenia innowacyjnego i minimalnie inwazyjnego leczenia guzów moczowych.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Guzy pęcherza moczowego stanowią poważne wyzwanie zdrowotne, jednak postępy w leczeniu były niewielkie. Elektroporacja to zastosowanie krótkich impulsów elektrycznych, które przepuszczają błony komórkowe w celu wywołania bezpośredniego efektu cytotoksycznego (nieodwracalna elektroporacja) lub dostarczania leków i genów do komórek (odwracalna elektroporacja). W tym badaniu zastosowano wapń (elektroporację wapnia). Zastosowanie elektroporacji w uroonkologii było ograniczone z powodu braku odpowiednich narzędzi. Badanie koncentruje się na projektowaniu i klinicznej użyteczności nowej elektrody transurethralnej oraz jej technicznej wydajności u świń. Ta elektroda o stałej geometrii składa się z dwóch przeciwstawnych matryc po trzy igły każda. Środkowa igła jest przesunięta względem wyimaginowanej linii między dwoma najbardziej zewnętrznymi igłami. Zapewnia to równomierny, kwadratowy rozkład pola elektrycznego. Elektroda jest kompatybilna z transurethralnym resektoskopem i stanowi wymienny element roboczy, przez który wkłada się teleskop. Zewnętrzny generator impulsów jest podłączony do uchwytu. Mechanizmy blokujące zapewniają ustawienie sprzętu podczas montażu. Oceniono przydatność w zdrowych pęcherzach wieprzowych, które przypominają ludzkie i umożliwiają użycie podobnych narzędzi. W znieczuleniu ogólnym resektoskop był wprowadzany przeciwkowo. Wapń był wstrzykiwany do ściany pęcherza za pomocą igły endoskopowej, elektroda była wprowadzana, a igły umieszczano w miejscu wstrzykiwanym wapniem. Zastosowano impulsy elektryczne (8 impulsów, 100 μs, 5000 Hz i 400 V, odpowiadające stosunkowi napięcia do odległości elektrod 1000 V/cm). Później instrumenty zostały wycofane. Obsługa instrumentów bardzo odzwierciedla ustalone techniki urologiczne. Pozycjonowanie elektrody było kontrolowane wizualnie, a podanie impulsu odpowiadało standardowym procedurom transurethralnym. Impulsy zostały dostarczone pomyślnie. Zastosowanie i działanie nowej elektrody w pęcherzu transcetrale jest zgodne z istniejącymi instrumentami urologicznymi i technikami, umożliwiając płynną adaptację urologom.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Guzy pęcherza moczowego stanowią znaczące globalne obciążenie zdrowotne. Wysoka częstość występowania i tendencja do nawrotów plasują nowotwory wśród najdroższych typów nowotworów 1,2. Ponadto oczekuje się, że do 2040 roku liczba zachorowań wzrośnie o około 70%. Pomimo rosnących wyzwań, innowacje terapeutyczne pozostawały nieliczne aż do niedawna4.

Jedną z nowych i obiecujących metod leczenia jest elektroporacja, która obejmuje zastosowanie krótkich impulsów elektrycznych do celowania w tkanki5. Impulsy tymczasowo lub trwale przepuszczają błony komórkowe, umożliwiając dwa odrębne mechanizmy terapeutyczne. Nieodwracalna elektroporacja (IRE), która bezpośrednio indukuje cytotoksyczność6, oraz odwracalna elektroporacja ułatwiająca intrakomórkowe dostarczanie leków lub genów7. Elektroporacja została już uznana jako metoda leczenia w innych dziedzinach medycyny, takich jak ablacja serca w chorobach arytmicznych serca8 oraz elektrochemioterapia (ECT) w różnych typach nowotworów 9,10,11. Jednak zastosowanie elektroporacji w uroonkologii jest ograniczone.

Najnowsze postępy w terapii elektroporacyjnej obejmują elektroporację wapnia (CaEP). CaEP wykorzystuje nietoksyczny wapń jako czynnik cytotoksyczny i wcześniej wykazano, że usuwa guzy o różnych histologiach12, 13, 14. W guzach skórnych często stosuje się elektrody igiełkowe lub płytki o stałej geometrii 14,15,16. W obserwacyjnym badaniu fazy I CaEP na nawracających guzach błony śluzowej głowy i szyi zastosowano elastyczną elektrodę palcową z liniowymi igłami, elektrodę sześciokątną lub liniową na uchwytie17. W badaniach raka jelita grubego i przełyku CaEP wykonywano przy użyciu elektrod kompatybilnych z endoskopami (kolonoskopią lub gastroskopem)13,18,19. Jednak CaEP wewnątrzpęcherkowy był utrudniony przez brak odpowiednich narzędzi do podejścia transuretralnego, a do tej pory tylko jeden raport dokumentuje wpływ leczenia CaEP na przerzuty z raków urotelialnych u ludzi20.

Obecne leczenie guzów pęcherza moczowego w rakach komórek przejściowych (urothelialnych) primis polega na resekcji przezcewki (TURBT), która polega na zastosowaniu resektoskopu wprowadzanego przez cewkę moczową pod nadzorem wzroku, płukaniem i wymianą narzędzi, ułatwianym przez ochronną ochowkę umieszczoną w cewce moczowej. Guzy usuwa się za pomocą pętli resekcji dwubiegunowej, która umożliwia cięcie i krzepnięcie tkanki. Biorąc pod uwagę podobieństwa proceduralne między TURBT a elektroporacją elektrodą transcetralną, CaEP byłby dużym krokiem naprzód jako wykonalne i minimalnie inwazyjne podejście do leczenia raka pęcherza moczowego.

Nowa "Elektroda OpField" (Rysunek 1) naszego zespołu została zaprojektowana tak, aby zintegrować znane z TURBT z elektroporacją bezpośrednio w pęcherzu moczowym i umożliwia prostą i innowacyjną opcję terapeutyczną zarówno dla guzów pęcherza nieinwazyjnego, jak i mięśniowo-inwazyjnego. W niniejszym artykule opisujemy projektowanie, montaż i manipulację in vivo pierwszej elektrody transceretralnej do elektroporacji w pęcherzu moczowym z bezpośrednią wizualizacją endoskopową.

Elektroda jest jednorazową elektrodą o stałej geometrii, składającą się z dwóch przeciwległych układów po trzy igły. Druty mają długość 4 mm, a środkowa igła jest przesunięta ~0,8 mm względem wyimaginowanej linii między dwoma najbardziej zewnętrznymi drutami. Przesunięta środkowa igła zapewnia jednolite, kwadratowe pole elektryczne (Rysunek 2). Zespół matrycy elektrod składa się z dalszego końca o konstrukcji bipolarnej, z dwoma elektrodami przypominającymi widelec wyciętymi laserowo, każda z trzema końcówkami igieł. Każdy słup elektrody jest zamontowany w precyzyjnej rurze ze stali nierdzewnej i przelewany medycznym klejem UV. Każda noga elektrody jest izolowana medyczną termokurczliwą na bazie poliolefin. Uchwyt urządzenia jest drukowany w technologii 3D za pomocą żywicy medycznej. Ten podzespół przechodzi 100% inspekcję wizualną oraz jest czyszczony i dezynfekowany przed wejściem do końcowego montażu w pomieszczeniu czystym. W pełni złożone urządzenie jest pakowane w termicznie uszczelnianą torebkę Tyvek i sterylizowane za pomocą promieniowania E-beam. Elektroda jest kompatybilna z transurethralnym resektoskopem używanym w TURBT i działa jako wymienny element roboczy, przez który wkłada się teleskop. Zewnętrzny generator impulsów jest połączony z uchwytem, a mechanizmy blokujące zapewniają ustawienie urządzenia podczas montażu.

Kolejną bardzo ważną zaletą CaEP w porównaniu z ECT jest zastosowanie nietoksycznego wapnia jako środka terapeutycznego, co przynosi korzyści zarówno pacjentom, jak i personelowi medycznemu21.

In vivo oceniane są potencjalne zastosowania kliniczne, doświadczenia użytkownika oraz praktyczne właściwości elektrody, a także oceniane są jej kompatybilność i wydajność ze standardowymi instrumentami urologicznymi do zastosowań transuretretalnych i endoskopowych. Ta część jest wykonywana u świń o podobnych rozmiarach do ludzi, dlatego te same instrumenty będą użyteczne. Schematyczny diagram procedury pokazano na Rysunku 3.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Używaj zdrowych świń w wieku czterech do pięciu miesięcy ważących 50–80 kg (Sus scrofa domesticus, samice), ponieważ ich pęcherze moczowe przypominają ludzkie. Rozmiar świń pozwala na użycie tych samych przyrządów endoskopowych transceretralnych co u ludzi. Znieczulać świnie zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi (np. ketamina (7-10 mg·kg -1), deksmedetomidyna (20-40 μg·kg -1) i butorfanol (0,1-0,2 mg·kg -1) jako środek znieczulający, a dożylnie propofol (0,3-0,5 mg·kg -1) i sewofluran w 60% tlenu dla objętości pływowej 10 mL·kg -1 Jako znieczulenie. Przed rozpoczęciem zabiegu należy sprawdzić odpowiednią głębokość znieczulenia. Stosuj lubrykant do oczu, zapewnij wsparcie termiczne i monitoruj parametry życiowe w okolicach operacyjnych przez cały czas zabiegu.

Oświadczenie etyczne
Badania na zwierzętach prowadzone są zgodnie z upoważnieniem Inspektoratu Eksperymentów na Zwierzętach (nr pozwolenia 2024-15-0201-01759) i zgodnie z wytycznymi Europejskiej Konwencji o Ochronie Kręgowców wykorzystywanych do celów eksperymentalnych i innych naukowych.

1. Przygotowanie instrumentów i sprzętu

UWAGA: Sterylny resektoskop składany jest przez personel ubrany w sterylne fartuchy i rękawiczki na stole z sterylnymi zasłonami. Do leczenia obecnych jest dwóch lekarzy specjalnych w procedurach przezcewkowych. Jeden zajmuje się wstawianiem i manipulacją instrumentami w świni; drugi pełni rolę asystenta.

  1. Włóż teleskop w mostek z działającym kanałem.
  2. Włóż instrumenty do pochwy.
  3. Podłącz sól fizjologiczną do systemu irygacyjnego na pochwie za pomocą zestawu rurek dożylnych.
  4. Otwórz zestaw rurek, napełnij tubkę solą fizjologiczną i wypchnij powietrze.
  5. Podłącz głowicę kamery i kabel oświetleniowy do podstawy teleskopu.
  6. Połącz sterylny sprzęt przecionkowy z platformą wizualizacji czystej, aby uzyskać obraz w czasie rzeczywistym na podłączonym ekranie.
    UWAGA: Odbywa się to przy wsparciu personelu niesterylnego. Przed zabiegiem obraz jest wyważony na biel, aby zapewnić, że białe obiekty zarejestrowane przez aparat wyglądają na białe. Wszystkie mechanizmy blokujące muszą być w pełni zabezpieczone, aby zapobiec nieprawidłowemu ustawieniu lub rozłączeniu oraz zapewnić prawidłowe nawadnianie podczas zabiegu.

2. Przygotowanie elektrody transceretralnej

  1. Wyjmij elektrodę z jej sterylnego opakowania.
  2. Podłącz elektrodę do zewnętrznego generatora impulsów, łącząc sterylnie izolowany kabel na uchwytie elektrody z czystym izolowanym kablem przy zewnętrznym generatorze impulsów.

3. Zewnętrzny generator impulsów

  1. Wybierz ustawienie elektrody w konfiguracji liniowej na wyświetlaczu, ponieważ jest ono kompatybilne z elektrodą transurethralną.
  2. Ustaw 8 impulsów o częstotliwości 100 μs, częstotliwości 5000 Hz i napięciu 400 V, co odpowiada stosunkowi napięcia do odległości elektrody 1000 V/cm w wyznaczonych polach na ekranie.

4. Igła do wstrzykiwania i glukonian wapnia

UWAGA: Obchodzić się z glukonianem wapnia zgodnie z instytucjonalnymi przepisami bezpieczeństwa. Pozbywaj się glukonianu wapnia jako niebezpiecznych odpadów.

  1. Wyjmij igłę cystoskopiczną z sterylnego opakowania i dostosuj długość końcówki igły do 2 mm.
  2. Zdobądź butelkę glukonianu wapnia 100 mg·mL-1.
  3. Napełnij jedną lub więcej strzykawek odpowiednią dawką glukonianu wapnia.
  4. Podłącz strzykawkę (najlepiej strzykawką typu luer-lock) do dalszego końca igły cystoskopowej.
    UWAGA: 2.2.-4.2. są przeprowadzane przy pomocy personelu niesterylnego. Możliwe jest stosowanie innych związków wapnia o tej samej trzonowości co wapń22.

5. Przygotowanie świni

  1. Umieść świnkę w pozycji litotomii grzbietowej i pośladki ustawione z krawędzią stołu operacyjnego.
  2. Pod świnią zabezpiecz woreczek do zbierania płynów z drenażem używanym do zabiegów transcetralnych.
  3. Umyj srom wodą i mydłem. Załóż żel w cewce moczowej w celu dezynfekcji i przeciwbólu.

6. Procedura elektroporacji wapnia

  1. Otwórz system nawadniania na resektoskopie i potwierdź przepływ soli fizjologicznej.
  2. Wprowadź resektoskop, który jest wizualnie prowadzony przez cewkę moczową do pęcherza moczowego.
  3. Zatrzymaj przepływ soli fizjologicznej, gdy resektoskop jest już na miejscu. Opróżnij pęcherz z resztek moczu.
  4. Wznowić dopływ soli fizjologicznej, aż pęcherz moczowy zostanie napełniony.
  5. Wykonaj cystoskopię i sprawdź cały pęcherz.
  6. Włóż igłę cystoskopiczną przez kanał roboczy mostka i wyobraź sobie końcówkę igły.
  7. Wstrzyknąć 0,3 mL glukonianu wapnia 100 mg·mL -1 do ściany pęcherza, aby utworzyć pęcherzyk w ścianie pęcherza.
    UWAGA: Podawanie wapnia powtarza się w razie potrzeby, aby zapewnić pełne pokrycie obszaru elektroporacji. Przez cały zabieg nawadnianie jest stale regulowane, aby zapewnić optymalny widok na ścianę pęcherza.
  8. Usuń igłę cystoskopiczną.
  9. Usuń teleskop. Zewnętrzną osłonę ochronną pozostawić w cewce moczowej.
  10. Usuń most.
  11. Włóż teleskop do elektrody przeciwkowej.
  12. Umieść teleskop i elektrodę w otulce przy pęcherzu pod kontrolą wzroku.
  13. Umieść igły elektrody w tkance pokrywającej obszary wstrzyknięte glukonianem wapnia.
  14. Impulsy elektryczne należy stosować przez chirurga za pomocą pedału nożnego lub przez niesterylnego asystenta obsługującego zewnętrzny generator impulsów. Najpierw użyj przycisku "ładowanie", a następnie przycisku "pulse".
  15. Potwierdzenie zakończenia impulsów elektrycznych i pomyślnego przekazania impulsu, odczytując impulsy generowane przez instrument (napięcie) oraz impulsy dostarczone do tkanki (prąd) pokazane na zewnętrznym generatorze impulsów.
    UWAGA: Podczas podawania impulsu mogą pojawić się łagodne skurcze mięśni. Dla bezpieczeństwa podczas zabiegu można podawać środki rozluźniające mięśnie. Elektroporację należy wykonać bezpośrednio po wstrzyknięciu wapnia. Podczas leczenia wielu lub większych guzów zaleca się naprzemienne podawanie wstrzyków wapnia i elektroporacji. Teoretycznie protokół można przerwać po leczeniu CaEP, ale nie jest to zalecane, ponieważ leczenie odbywa się w znieczuleniu ogólnym.

7. Reżum po zabiegu

  1. Usuń teleskop i elektrodę, gdy każda powierzchnia wstrzykiwana glukonianem wapnia zostanie elektroporowana.
  2. Opróżnij pęcherz.
  3. Ostrożnie usuń resektoskop zewnętrzną ochowką za pomocą zaturatora.
  4. Zakończ znieczulenie ogólne i leki.
  5. Pozwól świnii obudzić się zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi.
  6. Lecz ból po zabiegu, gdy jest to potrzebne, zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi (np. meloksykam, 0,4 mg/kg, dożylnie).
  7. Pozbądź się elektrody jako ostrych odpadów.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wstępne badanie na 3 świniach ważących 30-40 kg zakończyło się udaną elektroporacją, jednak dwie świnie musiały zostać uśpione po operacji: jedna z powodu krwawienia cewki moczowej, a druga z powodu niezamierzonego wstrzyknięcia tuszu wewnątrzotrzewnowego mające oznaczać miejsca leczenia. Dlatego w głównym badaniu użyto większych świń ważących około 80 kg, a wstrzykiwanie tuszu uznano za niekonieczne. Łącznie leczono 27 obszarów u 7 świń, w tym 5 zmian wstrzykniętych glukonianem wapnia bez elektroporacji oraz 5 zmian wyłącznie elektroporacji. Łącznie podano 176 impulsów. Napięcie przyłożone wynosiło 400 V, a prąd mieścił się w zakresie 3–4 A.

Leczenie przeprowadził konsultant urolog specjalizujący się w chirurgii przezcewkowej. Wprowadzenie i manipulacja elektrodą blisko lustrzanym odbiciem ustanowiły techniki urologiczne. Konkretnie, manipulacja instrumentami była intuicyjna dla zespołu chirurgicznego i odzwierciedlała znajomość ruchów wymaganych podczas procedur takich jak TURBT. Elektroda była umieszczona w ścianie pęcherza pod ciągłym wzrokowym nadzorem, aby zapewnić dokładne umieszczenie w tkance. Dostarczanie impulsów i prądu (8 impulsów o napięciu 100 μs, 5000 Hz i 400 V korelującej z stosunkiem napięcia do odległości elektrody 1000 V/cm) było udane, stałe i stabilne we wszystkich przypadkach zgodnie z odczytami z zewnętrznego generatora impulsów; a procedura była analogiczna do konwencjonalnych pętli resekcyjnych. Badanie potwierdziło wysoki poziom znajomości i łatwość adopcji urologów do integracji klinicznej.

Badania cystoskopowe pęcherza 5 i 7 dni po CaEP wykazały pogrubienie błony śluzowej z obrzękiem, rumianiem i niewielkimi krwotokami. We wszystkich przypadkach ściana pęcherza była nienaruszona, bez perforacji. Po eutanazji i wypatrzeniu pęcherze wypełniano płynem, ściany były nadal nienaruszone, a przez przezroczyste ściany można było zobaczyć zwapnienia. Podobne zmiany zaobserwowano w pęcherzu leczonym wyłącznie wstrzykami wapnia, podczas gdy sama elektroporacja wykazała minimalne krwawienie i brak innych zmian. Wszystkie pozostałe narządy jamy brzusznej były prawidłowe.

PODSUMOWANIE:
Zastosowanie nowej elektrody transceretralnej w pęcherzu moczowym wykazuje zgodność z ugruntowanymi instrumentami i technikami urologicznymi. Podobieństwo proceduralne do konwencjonalnej chirurgii przezuretrowej oraz stabilność pulsu i prądu sprzyjają szybkiemu i płynnemu przejściu do urologii klinicznej. Planowane jest wdrożenie kliniczne od pierwszego badania na ludziach, w którym CaEP i elektroda transceretalna zostaną ocenione u pacjentów z zaawansowanym rakiem pęcherza.

figure-results-1
Rysunek 1. Prototyp elektrody przeciętnej. Elektroda jest kompatybilna z transurethralnym resektoskopem używanym do TURBT. Elektroda jest wymiennym elementem roboczym. Teleskop jest wsuwany do elektrody, co pozwala na wizualne umieszczenie igieł w ścianie pęcherza. Zewnętrzny generator impulsów jest podłączony do uchwytu elektrody. Mechanizmy blokujące zapewniają ustawienie urządzenia podczas montażu. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-2
Rysunek 2. (A) Schematyczna ilustracja aktywnej części elektrody. Elektroda o stałej geometrii składa się z dwóch przeciwstawnych matryc po trzy igły każda. Środkowa igła w każdej tablicy jest przesunięta względem wyimaginowanej linii między dwoma najbardziej zewnętrznymi igłami. Układ igieł zapewnia równomierny, kwadratowy rozkład pola elektrycznego. Pomiary są w mm. (B) Aktywna część elektrody. W konfiguracji podkowy dwie tablice drutów umieszcza się z przesuniętą środkową igłą. Kanał teleskopu jest widoczny u góry zdjęcia. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

figure-results-3
Rysunek 3. Schematyczna ilustracja procedury CaEP, podkreślająca główne fazy proceduralne. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokół szczegółowo opisuje zastosowanie nowej elektrody operacyjnej przezuretralnej dla CaEP w pęcherzu moczowym wieprzu i stanowi istotny postęp w zastosowaniu elektroporacji w urologii23. Jedną z zalet metody jest jej płynna integracja ze standardowym sprzętem urologicznym. Kompatybilność pozwala na bliskie porównanie do TURBT i wspiera natychmiastowe wdrożenie w środowisku klinicznym ze względu na podobieństwo proceduralne. Czas trwania CaEP i TURBT zależy od wielkości guza, ale długość zabiegów jest podobna. Konstrukcja elektrody o stałej geometrii zapewnia jednorodny rozkład pola elektrycznego, co jest niezbędne dla spójnej skuteczności elektroporacji.

Kilka etapów protokołu jest istotnych, aby zapewnić pomyślne wykonanie. Obejmuje to odpowiednie nawadnianie, aby zapewnić optymalną widoczność podczas zabiegu. Prawidłowe złożenie i zablokowanie elementów resektoskopu i elektrody jest kluczowe dla stabilności i bezpieczeństwa. Słaba widoczność, ewentualne niewyrównanie lub rozłączenie mogłyby ograniczyć dokładność umieszczania igły i dostarczania impulsów. Skuteczne leczenie zależy również od precyzyjnego wizualnego umieszczenia igieł elektrod w miejscu wstrzykiwanym wapniem. W zależności od wielkości guza i cech pęcherza mogą być konieczne zmiany w protokole. Zmiany objętości wapnia mogą być konieczne do pełnego pokrycia guzów. System nawadniania może zostać dostosowany, jeśli widoczność jest słaba. W przypadku nieudanych impulsów system sprzężenia zwrotnego zewnętrznego generatora zapewnia natychmiastowe powiadomienie i umożliwia szybkie zidentyfikowanie problemów z połączeniem, kontaktem lub rozmieszczeniem. Jeśli dostarczenie impulsu nie zawiedzie, należy zapewnić prawidłowe połączenie kabli i wystarczający kontakt elektrody z tkanką. W razie potrzeby ponownie podłącz kable elektrody do zewnętrznego generatora impulsów lub przesuń igły w tkance.

Stosowanie środków rozluźniających mięśnie u ludzi uważa się za istotne, aby zapobiec silnym skurczom miednicy podczas podawania impulsu, a ich pominięcie może powodować skurcze mięśni, potencjalne przebicie ściany pęcherza, ból pooperacyjny oraz niepotrzebne trudności proceduralne24,25. W niniejszym badaniu świnie nie wykazywały żadnych oznak dyskomfortu w układzie moczowym; a perforacja, efekty termiczne, krwawienia czy uraz cewki moczowej nie były wynikiem elektroporacji.

Co więcej, w przeciwieństwie do ECT, które wymaga toksycznych leków, CaEP wykorzystuje nietoksyczny i łatwo dostępny środek, a unika się złożoności obsługi chemiopeutyków podczas operacji. W przypadku, gdy powikłania chirurgiczne, takie jak krwawienia czy perforacje, będą podobne do tych występujących w TURBT i zostaną odpowiednio rozwiązane25.

Pomimo wielu zalet, metoda ta ma pewne ograniczenia. Umieszczenie elektrody może być problematyczne w trudno dostępnych guzach w trudnych obszarach anatomicznych. W badaniu świnskim tylna ściana może być trudna do osiągnięcia ze względu na podłużny kształt pęcherza wieprzowego. Stało się to dwukrotnie podczas badania i zostało złagodzone przez opróżnienie pęcherza, zmniejszenie rozdęcia oraz naciskanie ręką na odwłok świni (przez chirurga). Elektroda dostarcza impulsy tylko do tkanki bezpośrednio przenikniętej przez igły, a duże lub wieloogniskowe guzy mogą wymagać przesunięcia i/lub wielokrotnego wkłucania.

Oprócz zastosowania w CaEP, nowa elektroda mogłaby być adaptowana do innych metod, takich jak IRE, terapia genowa oraz ECT16,23. Może być także alternatywą dla rozległych operacji, takich jak cystektomia.

CaEP może być też opłacalny. Pojedyncze leczenie CaEP może być wystarczające i oszczędzić powtarzające się stosowania chemioterapii lub immunoterapii 1,26. Wreszcie, elektroda może stanowić średnią dla badań translacyjnych dotyczących terapii immunogennych komórek elektroporacji, śmierci komórki oraz systemowej pamięci immunologicznej – być może w połączeniu z immunoterapiami 11,12,20.

Podsumowując, protokół wprowadza nową, powtarzalną i klinicznie adaptowalną metodę endoskopowej elektroporacji pęcherza moczowego. Nowo zaprojektowana elektroda rozwiązuje długoletnie bariery, oferując narzędzie technicznie dopasowane do standardowego sprzętu i łatwe w użyciu. Choć pewne ograniczenia pozostają, projekt ten oferuje szeroki potencjał kliniczny w minimalnie inwazyjnych terapiach onkologicznych, a wyniki torują drogę do pierwszego badania klinicznego na ludziach, planowanego na ocenie bezpieczeństwa i efektu CaEP przezuretralnego u pacjentów z zaawansowanym rakiem pęcherza.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy ujawniają następujące konflikty interesów. JLV zasiada w radach doradczych AMBU, Lina Medical, Photocure, MSD, Janssen i Olympus, a także był zapraszanym prelegentem dla Olympus i Medac. JLV i JG są współwynalazcami opatentowanej elektrody OpField: Zespół elektrod do ulepszonego rozkładu pola elektrycznego (PCT/EP2019/080198). JG posiada patent dotyczący elektroporacji wapnia: terapeutyczne zastosowania elektroporacji wapnia w skutecznym wywołaniu martwicy nowotworów (PCT/DK2012/050496). Żaden inny autor nie ma konfliktu interesów do zgłoszenia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badanie jest finansowane z grantów Innoexplorer (Grant nr 5287-00042B) oraz Beta. Zdrowie (ID: 2023-1486 i ID: 2024-1834), a także przez Region Sjællands Forskningsfond, Agnethe Løvgreens Fond i Christian Larsen oraz Dommer Ellen Larsens Legat.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Glukonian wapnia 100 mg/mLB. Braun (Niemcy)  
Żel cewnikowyMedac (Faxe, Dania)Instillagel
Oczyść izolowany kabel do zewnętrznego generatora impulsówIGEA (Carpi, Włochy)
Igła cystoskopowaLaborie (NH, USA)InjeTAK
Jednorazowa plastikowa sterylna obudowa aparatu
Zasłony do zabiegów przezcetrowych z woreczkiem do zbierania płynów z drenażem
Zewnętrzny generator impulsówIGEA (Carpi, Włochy)Cliniporator EPS01; IGEA, w tym pedał nożny, jeśli jest taka potrzeba 
Zestaw rurek dożylnych
Element roboczy resekcji pętliOlympus (Tokio, Japonia)
Resektoskop rozdział 27Olympus (Tokio, Japonia)Wraz z teleskopem, mostkiem z działającym kanałem, wewnętrzną i zewnętrzną osłoną, obturatorem
Sól fizjologiczna w woreczku 3 L
Sterylne zasłony do stołu
Rękawice sterylne
Sterylna fartucha chirurgiczna dla asystenta
StrzykawkaNajlepiej z Luer-Lock
Elektroda OpFieldSoltech (Må lø przeciwko Danii)Elektroda endoskopowa
Sterylny fartuch chirurga urologa
Platforma wizualizacjiOlympus (Tokio, Japonia)W tym kabel oświetleniowy, głowica kamery

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Scilipoti, P., et al. The financial burden of localized and metastatic bladder cancer. Eur Urol. 87 (5), 536-550 (2025).
  2. Cookson, M. S. The economics of bladder cancer in the us: Increasing costs and unsustainable patterns. Urol Times. 53 (02), 37(2025).
  3. Zhang, Y., et al. The global landscape of bladder cancer incidence and mortality in 2020 and projections to 2040. J Glob Health. 13, 04109(2023).
  4. Patel, V. G., Oh, W. K., Galsky, M. D. Treatment of muscle-invasive and advanced bladder cancer in 2020. CA Cancer J Clin. 70 (5), 404-423 (2020).
  5. Hoejholt, K. L., et al. Calcium electroporation and electrochemotherapy for cancer treatment: Importance of cell membrane composition investigated by lipidomics, calorimetry and in vitro efficacy. Sci Rep. 9 (1), 4758(2019).
  6. Tasu, J. P., Tougeron, D., Rols, M. P. Irreversible electroporation and electrochemotherapy in oncology: State of the art. Diagn Interv Imaging. 103 (11), 499-509 (2022).
  7. Campana, L. G., et al. Pulsed electric fields in oncology: A snapshot of current clinical practices and research directions from the 4th world congress of electroporation. Cancers (Basel). 15 (13), (2023).
  8. Jacobs, E. J., Rubinsky, B., Davalos, R. V. Pulsed field ablation in medicine: Irreversible electroporation and electropermeabilization theory and applications. Radiol Oncol. 59 (1), 1-22 (2025).
  9. Bastrup, F. A., Vissing, M., Gehl, J. Electrochemotherapy with intravenous bleomycin for patients with cutaneous malignancies, across tumour histology: A systematic review. Acta Oncol. 61 (9), 1093-1104 (2022).
  10. Bertino, G., et al. Electrochemotherapy for the treatment of cutaneous squamous cell carcinoma: The inspect experience (2008-2020). Front Oncol. 12, 951662(2022).
  11. Falk, H., et al. Electrochemotherapy and calcium electroporation inducing a systemic immune response with local and distant remission of tumors in a patient with malignant melanoma - a case report. Acta Oncol. 56 (8), 1126-1131 (2017).
  12. Falk, H., et al. Calcium electroporation induces tumor eradication, long-lasting immunity and cytokine responses in the ct26 colon cancer mouse model. Oncoimmunology. 6 (5), e1301332(2017).
  13. Broholm, M., et al. Endoscopic calcium electroporation for colorectal cancer: A phase i study. Endosc Int Open. 11 (5), E451-E459 (2023).
  14. Falk, H., Matthiessen, L. W., Wooler, G., Gehl, J. Calcium electroporation for treatment of cutaneous metastases; a randomized double-blinded phase ii study, comparing the effect of calcium electroporation with electrochemotherapy. Acta Oncol. 57 (3), 311-319 (2018).
  15. Frandsen, S. K., Vissing, M., Gehl, J. A comprehensive review of calcium electroporation -a novel cancer treatment modality. Cancers (Basel). 12 (2), (2020).
  16. Gehl, J., et al. Updated standard operating procedures for electrochemotherapy of cutaneous tumours and skin metastases. Acta Oncol. 57 (7), 874-882 (2018).
  17. Plaschke, C. C., et al. Calcium electroporation for recurrent head and neck cancer: A clinical phase i study. Laryngoscope Investig Otolaryngol. 4 (1), 49-56 (2019).
  18. Broholm, M., et al. Neoadjuvant calcium electroporation for potentially curable colorectal cancer. Surg Endosc. 38 (2), 697-705 (2024).
  19. Egeland, C., Baeksgaard, L., Gehl, J., Gogenur, I., Achiam, M. P. Palliative treatment of esophageal cancer using calcium electroporation. Cancers (Basel). 14 (21), (2022).
  20. Vissing, M., et al. Calcium electroporation as an adjunct therapy for pembrolizumab-resistant bladder cancer: A case report. Acta Oncol. 62 (6), 614-620 (2023).
  21. Shiwani, T., Singh Dhesi, S., Wah, T. M. Reversible electroporation for cancer therapy. Br J Radiol. 98 (1167), 313-320 (2025).
  22. Frandsen, S. K., Gissel, H., Hojman, P., Eriksen, J., Gehl, J. Calcium electroporation in three cell lines: A comparison of bleomycin and calcium, calcium compounds, and pulsing conditions. Biochim Biophys Acta. 1840 (3), 1204-1208 (2014).
  23. Kielbik, A., Szlasa, W., Saczko, J., Kulbacka, J. Electroporation-based treatments in urology. Cancers (Basel). 12 (8), 2208(2020).
  24. Panagoda, P. I., Vasdev, N., Gowrie-Mohan, S. Avoiding the obturator jerk during TURBT. Curr Urol. 12 (1), 1-5 (2018).
  25. Osman, Y., et al. Bladder perforation as a complication of transurethral resection of bladder tumors: The predictors, management, and its impact in a series of 1570 at a tertiary urology institute. Int Urol Nephrol. 55 (9), 2161-2167 (2023).
  26. Szewczyk, A., et al. Advancing cancer therapy: Mechanisms, efficacy, and limitations of calcium electroporation. Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 1880 (3), 189319(2025).

Przedruki i uprawnienia

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

Poproś o pozwolenie

Tagi

ElectroporationBladder TumorsTransurethral ElectrodeUro OncologyCalcium ElectroporationIrreversible ElectroporationReversible ElectroporationPorcine Bladder ModelElectric Pulse DeliveryUrological Instruments

Powiązane artykuły