Ocena biomateriałów do augmentacji pęcherza moczowego z wykorzystaniem analiz cystometrycznych w różnych modelach gryzoni
9 sierpnia 2012
Etapy chirurgiczne powiększania pęcherza są opisane za pomocą rusztowań 3D w modelach mysich i szczurzych. Aby przetestować skuteczność konfiguracji biomateriałów do stosowania w augmentacji pęcherza moczowego, przedstawiono techniki cystometrii zarówno w stanie czuwania, jak i w znieczuleniu.
Celem tej procedury jest ocena zastosowania biomateriałów do powiększania pęcherza moczowego poprzez uzyskanie danych funkcjonalnych za pomocą cytometrii. Osiąga się to za pomocą pierwszego aner mosin, rusztowania do ubytku powstałego w pęcherzu moczowym. Drugim etapem zabiegu jest tunelowanie rurki cystostomijnej do jamy brzusznej.
Trzecim krokiem jest umieszczenie rurki cystostomijnej w powiększonym pęcherzu moczowym i zamocowanie jej na grzbiecie zwierzęcia. Ostatnim krokiem jest wykonanie cytometrii w celu oceny powiększonego pęcherza moczowego z funkcjonalnego punktu widzenia. Ostatecznie wyniki mogą wykazać zmiany w pojemności pęcherza moczowego i podatności, ciśnieniu mikcji, czasie cyklu odżywiania i objętościach zalegających po mikcji za pomocą świadomej cytometrii.
Implikacje tej techniki rozciągają się na terapię wrodzonych i nabytych anomalii pęcherza moczowego lub cewki moczowej, które prowadzą do upośledzenia pojemności pęcherza, podatności i ogólnej funkcji. Ponieważ nowe biomateriały stosowane do powiększania pęcherza moczowego muszą być oceniane pod względem funkcjonalnym. Po przygotowaniu zwierzęcia do operacji jamy brzusznej należy za pomocą skalpela wykonać dolne nacięcie w linii środkowej skóry.
Za pomocą kleszczy zębatych podnieś mięsień prosty i wypreparuj tylną powierzchnię mięśnia za pomocą drobnych metalizów i nożyczek do balsamu, aby zmniejszyć pozostałą część mięśnia w linii środkowej na całej długości, na której nacięcie skóry dostarcza pęcherz przez miejsce rany ciętej. Raz dziennie zszyj przez tylną ścianę pęcherza, a następnie przez przednią ścianę pęcherza. Dodatkowe szwy boczne na pęcherzu moczowym nie wiążą tych szwów.
Kiedy szwy są trzymane na kwadle, pęcherz będzie miał kwadratową konfigurację o wielkości około jednego centymetra kwadratowego, pęcherz moczowy wzdłużnie przez przednią ścianę pęcherza, tuż poniżej kopuły pęcherza wzdłuż linii środkowej. Uważaj, aby nie mieć zbyt dużego napięcia na tych szwach, ponieważ można je łatwo przeciągnąć przez tkankę pęcherza moczowego Na tym etapie preferowane jest powiększenie pętlowe w przypadku zespolenia rusztowania. Za pomocą cienkich nożyczek przytnij rusztowanie jedwabne do przybliżonego obszaru ubytku pęcherza moczowego.
Zacznij od jednego rogu rusztowania i przyszyj go do pęcherza w sposób ciągły w ruchu. Aby stworzyć wodoszczelne uszczelnienie na całej długości ubytku, bardzo ważne jest, aby chirurg wykonał beznapięciowe wodoszczelne zespolenie rusztowania z pęcherzem moczowym. Zapewni to zatrzymanie całego moczu w pęcherzu, ponieważ każdy przeciek dootrzewnowy prawdopodobnie spowoduje śmiertelność zwierząt.
Jako test użyj igły podskórnej o rozmiarze 30, aby napełnić pęcherz wodą. Jeśli zostanie stwierdzona nieszczelność, zamknij ją dodatkowym przerwanym szwem. Następnie zredukuj zrekonstruowany pęcherz z powrotem do jamy brzusznej przed zamknięciem ściany brzucha.
Wstrzyknąć do mięśnia prostego i tkanki podskórnej bupiwakainę w celu znieczulenia miejscowego i zamknąć nacięcie. Następnie użyj ciągłego szwu biegowego, aby zbliżyć mięsień prosty i zamknąć skórę ciągłym szwem biegowym. Po oczyszczeniu i wysuszeniu nacięcia przenieś zwierzę do ciepłej, czystej klatki w celu wybudzenia się ze znieczulenia.
Przed rozpoczęciem wykonaj kotwicę na końcu 10-centymetrowej rurki PE 50, aby nie wyślizgnęła się z pęcherza. Zrób to, rozszerzając koniec rurki, delikatnie wystawiając ją na działanie płomienia. Po drugie, sprawdź, czy rurka nie została zamknięta.
Wstrzyknąć nierozszerzony koniec solą fizjologiczną i upewnić się, że płynie. Po przygotowaniu zwierzęcia do operacji, przed odsłonięciem pęcherza moczowego, należy wykonać jednocentymetrowe nacięcie na grzbiecie między łopatką. Używając nożyczek z balsamem metson, rozwiń płaszczyznę między skórą a leżącym pod nią mięśniem.
Następnie umieść końcówki nożyczek w płaszczyźnie i rozłóż je, aby utworzyć podskórny tunel do brzusznego brzucha. Następnie odwróć zwierzę. Odsłoń pęcherz i zwróć go do brzucha.
Wracając do nacięcia grzbietowego, umieść mały zacisk w tunelu podskórnym. Użyj palców, aby chronić zawartość wewnątrzbrzuszną, a następnie użyj końcówek zacisku, aby przebić ścianę brzucha. Teraz chwyć zaciskiem gładki koniec rozszerzonej rurki i przeciągnij ją z powrotem przez nacięcie grzbietowe.
Nie przeciągaj rozszerzonego końca kotwy poza ścianę brzucha rurką przez nacięcie. Umieść ścieg sznurkowy do torebki na kopule pęcherza. Pozostaw mały zacisk na luźnym końcu szwu, aby nie został przypadkowo przeciągnięty przez ścieg.
Nie naciągaj również szwu. Teraz igła o rozmiarze UE 18 do przebicia ściany pęcherza moczowego w środku szwu sznurka torebki na tyle, aby była śródświetlna. Następnie umieść cienkie kleszcze w otworze i delikatnie je rozprowadź, aby poszerzyć otwór.
Wprowadzić rozszerzony koniec cewnika do ubytku w pęcherzu moczowym, aż stanie się on wewnątrzświetlny. Mocniej pociągnij szew sznurka torebki wokół cewnika i zawiąż go. Następnie owiń wolny szew wokół cewnika raz i zwiąż go.
Teraz przetestuj pęcherz, powoli wstrzykując do niego sól fizjologiczną przez rurkę. Jeśli występuje przepływ z cewki moczowej, odessać sól fizjologiczną, aby odbarczyć pęcherz. Znów. Jeśli zostanie znaleziony wyciek, należy go naprawić za pomocą szwu, wyciek moczu może spowodować śmierć.
Zamknij nacięcie brzucha, jak pokazano wcześniej. Następnie przystąp do zamykania nacięcia grzbietowego. Procedura zamykania nacięcia grzbietowego jest inna dla szczurów i myszy.
W przypadku szczurów użyj nożyczek, aby przeciąć rurkę cewnika na poziomie skóry. Następnie włóż igłę z końcówką w rozmiarze 22 do rurki. Użyj szwów biegowych, aby zamknąć skórę nad rurką, pozostawiając wytłoczoną piastę igły.
Teraz umieść nasadkę z podaniem dożylnym na igle i przymocuj końcówkę cewnika do skóry. Następnie oczyść nacięcie i pozwól zwierzęciu dojść do siebie w ciepłym otoczeniu. U myszy cewnik należy zabezpieczyć w następujący sposób, pozostawić cewnik długi i zatkać koniec cewnika, topiąc go płomieniem.
Zwiń koniec rurki i pozostaw ją w woreczku podskórnym na grzbiecie zwierzęcia. Zamknij skórę nad rurką w sposób ciągły. Przed analizą cykliczną należy odczekać co najmniej pięć do siedmiu dni rekonwalescencji pooperacyjnej w przypadku szczurów lub myszy.
Po rekonwalescencji w dniu cytometrii. W przypadku myszy należy najpierw otworzyć nacięcie grzbietowe w znieczuleniu i wyjąć zwiniętą rurkę z torebki podskórnej. Po usunięciu rurki zamknij to nacięcie i poczekaj, aż mysz całkowicie obudzi się ze znieczulenia, zanim wykonasz cytometrię, zacznij od umieszczenia zwierząt w klatkach metabolicznych zawieszonych nad wagą.
Teraz uzyskaj dostęp do cewników nadłonowych za pomocą igły o rozmiarze 27 podłączonej za pomocą ttu do przetwornika ciśnienia i pompy infuzyjnej. Rozpocznij napar soli fizjologicznej. Poczekaj, aż śledzenie wzoru mikcji ustabilizuje się.
W ciągu następnych 10 do 20 minut najpierw wzrasta ciśnienie w pęcherzu, a następnie następuje pustka. Następnie rejestruj cykle mikcji przez 15 do 120 minut lub co najmniej trzy lub cztery cykle mikcji podczas zabiegu. Uważaj na załamanie cewnika i inne powikłania.
Śledzenie urodynamiczne może być następnie analizowane w celu uzyskania parametrów, takich jak objętości mikcji, podatność, szczytowe ciśnienie mikcji w skurczu, interwał, czas cyklu mikcji i objętości resztkowe po mikcji. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak powiększyć pęcherz moczowy za pomocą dowolnego biomateriału. Dowiesz się również, jak ocenić funkcję każdego pęcherza gryzonia za pomocą świadomej, nieskrępowanej cytometrii.
Przegląd
Ten artykuł opisuje chirurgiczne etapy zwiększania pęcherza z wykorzystaniem 3-D szkieletów w modelach mysich i szczurzych. Skuteczność konfiguracji biomateriałów do zwiększania pęcherza jest testowana za pomocą technik cystometrii u świadomych i znieczulonych zwierząt.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki
- Biomateriały
- Techniki chirurgiczne
Tło
- Zwiększanie pęcherza to procedura chirurgiczna mająca na celu poprawę funkcji pęcherza.
- Biomateriały są coraz częściej stosowane w celu poprawy wyników operacji.
- Dane funkcjonalne z cystometrii są kluczowe dla oceny działania pęcherza po operacji.
- Rozumienie implikacji tych technik może pomóc w leczeniu anomalii pęcherza.
Cel badania
- Ocenić zastosowanie biomateriałów do zwiększania pęcherza.
- Zdobyć dane funkcjonalne za pomocą cystometrii.
- Ocenić zmiany pojemności i rozciągliwości pęcherza po zwiększeniu.
Stosowane metody
- Przygotowanie zwierzęcia do operacji jamy brzusznej.
- Stworzenie defektu pęcherza i anastomoza szkieletu.
- Umieszczenie cewnika cystostomijnego do drenażu moczu.
- Przeprowadzenie cystometrii w celu oceny funkcji pęcherza.
Główne wyniki
- Oceny funkcjonalne wykazały zmiany w pojemności i rozciągliwości pęcherza.
- Zmierzono ciśnienie opróżniania i objętości resztkowe po opróżnieniu.
- Wyniki wskazały na skuteczność zastosowanych biomateriałów.
- Omówiono potencjalne zastosowania wrodzonych i nabytych anomalii pęcherza.
Wnioski
- Badanie wykazuje wykonalność stosowania 3-D szkieletów do zwiększania pęcherza.
- Dane funkcjonalne wspierają zastosowanie biomateriałów w zastosowaniach chirurgicznych.
- Wymagane są dalsze badania w celu optymalizacji technik i materiałów.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Functional evaluation of biomaterials for bladder augmentation requires standardized animal models and cystometric analysis to assess capacity, compliance, and voiding dynamics. This approach enables preclinical de-risking of scaffold designs by linking structural properties to functional outcomes prior to large animal or clinical studies. The methodology supports target validation in urological regenerative medicine by providing quantitative, translatable readouts for go/no-go decisions in biomaterial development pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by correlating scaffold-mediated tissue regeneration with functional urodynamic improvements.
- Operational Value: Enables biological de-risking through histologic and cystometric validation of implant performance in vivo.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream screening by establishing baseline functional parameters in augmented bladders.
- Operational Value: Supports assay standardization and reproducibility via conscious cystometry in rodent models, enabling reliable comparative evaluation of biomaterial configurations.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Demonstrates translational continuity from discovery through preclinical validation by linking scaffold properties to restored voiding characteristics.
- Operational Value: Informs risk-adjusted advancement decisions by quantifying changes in bladder capacity, compliance, and post-void residual volumes as functional endpoints.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from early biomaterial screening through lead identification to preclinical validation, providing functional data that informs progression decisions.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by evaluating how scaffold properties influence tissue regeneration and bladder function.
- Screening: Delivers assay readiness and quantitative outputs through cystometric measurements of compliance, capacity, and voiding pressures.
- Analytics: Generates statistical outputs such as voided volumes, peak pressures, and micturition cycle time to enable cross-condition comparison.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by establishing in vivo feasibility of biomaterials prior to large animal studies.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for evaluating diverse biomaterial configurations in bladder augmentation models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in biomaterial efficacy, reduction of mechanistic ambiguity in tissue regeneration outcomes.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability of functional assessment across rodent models.
- Strategic Value: Improved go/no-go decisions, capital efficiency in biomaterial development, and reduced late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Risk-based prioritization of scaffold candidates based on functional urodynamic performance.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent urological surgery, scaffold handling, and cystometric technique.
- Dependent on infusion pumps, pressure transducers, and metabolic cages for conscious cystometry.
- Necessitates cross-team standardization of surgical and analytical protocols between urology, biomaterials, and pharmacology teams.
- Involves adaptation considerations for varying bladder sizes and anatomical differences between mice and rats.
- Limited by postoperative recovery time requirements and potential for catheter-related complications affecting data quality.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
1:25
Incision and Exposure of the Bladder
2:43
Anastomosis of the Scaffold
4:21
Cystostomy Surgery Part 1
7:08
Cystostomy Surgery Part 2: Closing the Dorsal Incision
8:43
Cystometric Analysis in Alert Animals
9:35
Urodynamic Tracing Analysis
9:56
Conclusion
