Optymalizacja technik urodynamicznych myszy w celu zwiększenia dokładności
June 7th, 2024
Ten protokół zawiera przewodnik do impregnacji skóry cyjanoakrylem, aby zapobiec wchłanianiu moczu przez sierść i skórę. Zawiera instrukcję nakładania kleju na skórę, wszczepiania cewnika do pęcherza moczowego oraz elektrody do cystometrii i zapisy elektromiografii zewnętrznego zwieracza cewki moczowej u obudzonych myszy.
Celem tego badania jest udoskonalenie technologii urodynamicznej w celu zwiększenia dokładności pomiaru moczu. Dokładny pomiar parametrów moczu po wybudzeniu ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia dysfunkcji dolnych dróg moczowych, szczególnie w stanach takich jak pęcherz neurogenny, pourazowy uraz kręgosłupa. Opracowaliśmy unikalną metodę wykorzystującą klej cyjanoakrylowy do stworzenia wodoodpornej bariery skórnej wokół ujścia cewki moczowej i brzucha, zapobiegając wchłanianiu moczu i zapewniając precyzyjne pomiary objętości mikcji.
Użyjemy tego dokładniejszego testu do oceny funkcji układu moczowego w modelach zwierzęcych urazów rdzenia kręgowego oraz w innych chorobach neurodegeneracyjnych. Aby rozpocząć, wytnij 30-centymetrową rurkę z polietylenu PE 30. Ostrożnie włóż około trzech czwartych igły o rozmiarze 25 do jednego końca rurki.
Po przygotowaniu strzykawki o pojemności jednego mililitra napełnij ją sterylnym 0,9% roztworem chlorku sodu i podłącz do igły o rozmiarze 25. Następnie delikatnie zaparz sól fizjologiczną, aby sprawdzić, czy okrągła końcówka jest prawidłowa i czy nie ma wycieku z końców igły. Przygotuj dwa stalowe druty o długości 20 centymetrów każdy.
Następnie włóż igłę o rozmiarze 25 po jednej stronie drutu. Użyj lutu, aby przymocować kołek do drugiego końca drutu w paski. Na początek przymocuj kończyny znieczulonego zwierzęcia taśmą.
Użyj elektrycznej maszynki do golenia, aby ogolić sierść w dolnej części brzucha i wokół ujścia cewki moczowej. Pod mikroskopem operacyjnym użyj prostych, nożyczek Metzenbaum, aby wykonać jedno- lub dwucentymetrowe nacięcie w linii środkowej skóry miednicy brzusznej. Naciąć powięź i mięśnie w linii środkowej, aby odsłonić pęcherz przez ranę po nacięciu.
Gdy pęcherz jest widoczny przez ranę, w razie potrzeby cofnij wszelkie otaczające narządy lub tkanki, aby uzyskać wyraźny widok pola operacyjnego. Następnie chwyć kopułę pęcherza moczowego i użyj niewchłanialnego szwu monofilamentowego 5/0 z igłą ze stożkową końcówką, aby umieścić sznurek do torebki. Za pomocą mikronożyczek wykonaj małą cystostomię w sznurku torebki i zrób dziurę, aż mocz wypłynie.
Teraz chwyć okrągły koniec końcówki cewnika i włóż go przez otwór. Gdy końcówka rurki przejdzie przez otwór, zszyj sznurek torebki wokół rurki. Następnie delikatnie pociągnij rurkę na zewnątrz, aż końcówka zostanie wyczuwalna pod szwem.
Następnie powoli wlej jeden mililitr soli fizjologicznej z drugiego końca rurki, aby rozciągnąć pęcherz i sprawdź, czy nie ma wycieków wokół cewnika. Gdy sól fizjologiczna wydostanie się z cewki moczowej, wycofaj sól fizjologiczną, aby odbarczyć pęcherz. Użyj nożyczek chirurgicznych, aby przedłużyć nacięcie brzucha aż do dna miednicy.
W linii z pęcherzem moczowym przenieś mięśnie i błony do kanałów sromowych i zlokalizuj cewkę moczową i mięsień zwieracza zewnętrznego. Za pomocą igły zawierającej elektrodę nakłuć skórę obustronnie w odległości jednego centymetra od ujścia cewki moczowej. Następnie ostrożnie chwyć końcówkę haczyka kleszczami i delikatnie odciągnij igłę od skóry Za pomocą końcówki elektrod ostrożnie zaczep obustronnie mięsień zwieracza cewki moczowej zewnętrznej.
Użyj niewchłanialnej żyłki 3/0 do zszycia mięśni miednicy i brzucha oraz skóry. Aby zamocować elektrody na miejscu, nałóż cienką warstwę kleju cyjanoakrylowego na skórę w miejscu, z którego wychodzą elektrody. Następnie użyj mikropipety o pojemności od 0,5 do 10 mikrolitrów, aby pobrać płyn przyspieszający w celu wysuszenia kleju.
Następnie dodaj płyn przyspieszający, aby zapewnić prawidłową reakcję adhezyjną. Przygotuj odwróconą łódź do ważenia polistyrenu o długości, szerokości i głębokości 4,5 centymetra. Pokrój go w kształt trójkąta o podstawie czterech centymetrów, aby umieścić ujście cewki moczowej myszy w tej przestrzeni.
Umieść jednorazową formę bazową pod przestrzenią do zbierania moczu. Następnie ustaw mysz w pozycji leżącej i ostrożnie przenieś ją na specjalnie wykonaną płytę, wyposażoną w maskę przeciwgazową. Upewnij się, że przewód moczowy jest prawidłowo umieszczony w rowku.
Delikatnie przymocuj głowę i kończyny myszy taśmą i umieść płytkę na poduszce grzewczej, aż mysz odzyska pełną świadomość. Aby rozpocząć, wszczepij cewnik do pęcherza moczowego i elektrodę EUS znieczulonej myszy. Po zaimpregnowaniu skóry myszy należy przygotować ją do zabiegu urodynamicznego.
Upewnij się, że mysz jest w pełni wyleczona ze znieczulenia, monitorując funkcję oddechową przez cały czas. Następnie weź 20-mililitrową strzykawkę i napełnij ją sterylnym 0,9% roztworem chlorku sodu o temperaturze pokojowej. Przymocować strzykawkę do pompy infuzyjnej i ustawić prędkość infuzji na 0,01 mililitra na minutę.
Teraz podłącz strzykawkę za rurkę PE 30 z jednej strony złącza trójdrożnego. Podłącz cewnik pęcherza moczowego na drugą stronę i do przetwornika ciśnienia. Zamocuj przetwornik ciśnienia na tym samym poziomie co pęcherz myszy.
Następnie przymocuj jeden haczyk do linii uziemiającej do skóry, a drugi do miejsc złącza elektrody. Zapisz ciśnienie w oprogramowaniu. Po uruchomieniu oprogramowania należy sprawdzić ciśnienie dopęcherzowe i sygnały elektromiografii zwieracza cewki moczowej zewnętrznej.
Zapisz nazwę próbki i ustaw czas. Na koniec uruchom infuzję pompy i nagraj sygnały.
Przegląd
To badanie opisuje nowy protokół do uszczelniania skóry budzących się myszy za pomocą kleju cyjanoakrylowego. Metoda ma na celu zapobieganie absorpcji moczu, zapewniając dokładne pomiary urodynamiczne podczas cewnikowania pęcherza i elektromiografii zewnętrznego zwieraча cewki moczowej.
Kluczowe elementy badania
Obszar nauki
- Neuronauki
- Urodynamika
- Badania na modelach zwierzęcych
Tło
- Rozumienie dysfunkcji dolnych dróg moczowych jest krytyczne w różnych stanach, takich jak neurgeniczny pęcherz i urazy kręgosłupa.
- Dokładne pomiary parametrów moczu są istotne dla badań w dziedzinie urodynamiki.
- Obecne metody mogą być niewystarczające w zapobieganiu absorpcji moczu podczas pomiarów.
- Proponowana wodoszczelna bariera skóry ma na celu poprawę dokładności pomiarów.
Cel badania
- Opracowanie bardziej dokładnego testu do oceny funkcji układu moczowego w modelach mysich z uszkodzeniem rdzenia kręgowego.
- Zapobieganie zanieczyszczeniu moczu podczas badań urodynamicznych.
- Poprawa rozumienia dynamiki dolnych dróg moczowych.
Stosowane metody
- Platforma obejmuje budzące się myszy poddające się cewnikowaniu i elektromiografii.
- Metoda obejmuje zabiegi chirurgiczne w celu implantacji cewnika do pęcherza i umieszczenia elektrod.
- W badaniu nie opisano żadnej analizy multiomicznej ani metabolicznej.
- Kluczowe kroki obejmują uszczelnienie skóry za pomocą cyjanoakrylatu i precyzyjne umieszczenie elektrod.
- Monitorowanie podczas i po operacji zapewnia powrót zwierzęcia do przytomności po znieczuleniu.
Główne wyniki
- Metoda z powodzeniem tworzy trwałą wodoodporną barierę, umożliwiając dokładne pomiary objętości oddanego moczu.
- Sygnały elektromiograficzne z zewnętrznego zwierača cewki moczowej były skutecznie rejestrowane podczas procedury.
- Podejście podkreśliło znaczenie interwencji w ocenie funkcji układu moczowego i zwieraczy w modelach zwierzęcych.
- Walidacja techniki wykazała jej potencjał w poprawie badań nad chorobami neurodegeneracyjnymi.
Wnioski
- To badanie pokazuje niezawodną metodę utrzymania sterylnego i dokładnego środowiska dla pomiarów urodynamicznych u myszy.
- Technika umożliwia lepszą ocenę funkcji układu moczowego, co jest ważne dla zrozumienia zaburzeń dolnych dróg moczowych.
- Wyniki mogą mieć szersze zastosowanie w rozwijaniu terapii dla neurogennych stanów pęcherza.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Accurate urodynamic measurement in awake mouse models is essential for translational research on lower urinary tract dysfunction, particularly in neurogenic bladder following spinal cord injury. This optimized technique addresses a critical gap in preclinical model fidelity by preventing urine absorption and stabilizing electrophysiological recordings. Enhanced measurement precision at this stage supports higher predictive confidence for downstream target validation and mechanistic de-risking in biopharma R&D portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous interrogation of urinary function hypotheses in disease-relevant mouse models.
- Reduces biological ambiguity by ensuring accurate voided volume and EMG data collection.
- Supports functional target validation for lower urinary tract and neurogenic bladder research.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized, reproducible platform for quantitative assessment of urinary parameters.
- Facilitates reliable evaluation of candidate interventions in preclinical screening workflows.
- Improves assay readiness by minimizing artifacts and measurement variability.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical outputs with translational biomarker requirements for urinary dysfunction.
- Ensures continuity of quantitative endpoints from discovery through preclinical validation.
- De-risks advancement decisions by providing robust, artifact-free physiological data.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates into the early discovery and preclinical continuum, bridging hypothesis-driven research and lead identification for urinary tract therapeutics.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and mechanistic clarification in neurogenic bladder models.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative readouts for compound evaluation.
- Analytics: Enables precise measurement of voided volume and EMG signals for comparative analysis.
- Translational Research: Provides data continuity for biomarker alignment in preclinical studies.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable, validated workflow for urinary function assessment across programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic uncertainty in urinary tract research.
- Operational Value: Standardizes measurement, enhances reproducibility, and minimizes experimental artifacts.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and improves capital allocation by reducing late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of urinary dysfunction targets and models.
Implementation Considerations
- Requires expertise in mouse surgery and urodynamic instrumentation.
- Demands access to precision infusion pumps, EMG recording systems, and pressure transducers.
- Necessitates cross-team standardization of surgical and measurement protocols.
- Adaptation to other small animal models may require protocol optimization.
- Potential limitations include surgical variability and animal welfare considerations.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:00
Introduction
0:53
Preparation of Catheter and Electrodes for Cystometry and External Urethral Sphincter Electromyography Recordings
1:40
Surgical Procedure for Bladder Catheter and EUS Electrode Implantation for External Urethral Sphincter Electromyography Recordings
5:17
Cystometry and EUS‐EMG Recording Preparation in Awake Mice
