Integracja elektroporacji w praktyce urologicznej: projektowanie i ocena nowej elektrody transurethralnej
20 marca 2026
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.
Badanie to ocenia elektrodę transurethralną do elektroporacji w pęcherzu wieprzowym, oceniając użyteczność, wydajność oraz kompatybilność ze standardowymi technikami urologicznymi. Brak odpowiednich narzędzi ogranicza elektroporację w pęcherzu. Protokół ten wprowadza kompatybilną, przyjazną dla użytkownika elektrodę do zastosowań transcetralnych.
Na początek zbierz niezbędny sprzęt do zabiegu. Włóż teleskop do mostka z działającym kanałem i włóż instrumenty do pochwy. W przypadku soli fizjologicznej podłącz się do systemu irygacyjnego na pochewce za pomocą zestawu rurek dożylnych.
Po napełnieniu rurki solą fizjologiczną i wypchnięciu powietrza, podłącz głowicę kamery i kabel oświetleniowy do podstawy teleskopu. Podłącz sterylnie izolowany kabel przy uchwytie elektrody do czystego izolowanego kabla przy zewnętrznym generatorze impulsów. Ustaw osiem impulsów po 100 mikrosekund.
Ustaw częstotliwość na 5 000 herców, a napięcie na 400 woltów, co odpowiada stosunkowi napięcia do odległości elektrod 1000 woltów na centymetr w wyznaczonych polach na ekranie. Wyjmij igłę cystoskopową ze sterylnego opakowania i dostosuj długość końcówki igły do dwóch milimetrów. Zdobądź butelkę 100 miligramów glukonianu wapnia na mililitr i napełnij jedną lub więcej strzykawek glukozianem wapnia w razie potrzeby.
Podłącz strzykawkę, najlepiej strzykawkę z blokadą przynęty, do dalszego końca igły cystoskopowej. Umieść świnkę na stole operacyjnym i przygotuj ją do zabiegu. Otwórz system nawadniania na resektoskopie i potwierdź przepływ soli fizjologicznej.
Wprowadź resektoskop, który jest wizualnie prowadzony przez cewkę moczową do pęcherza moczowego. Włóż igłę cystoskopiczną przez kanał roboczy mostka i wyobraź sobie końcówkę igły. Wykonaj cystoskopię zwierzęcia i sprawdź pęcherz moczowy.
Następnie wstrzyknij 0,3 mililitra 100 miligramów na mililitr glukonianu wapnia do ściany pęcherza, aby utworzyć pęcherzyk w ścianie pęcherza, i powtórz wstrzyk wapnia w razie potrzeby. Usuń teleskop, pozostawiając zewnętrzną osłonę ochronną w cewce moczowej. Następnie zdejmij mostek i włóż teleskop do elektrody transurethralnej.
Włóż teleskop i elektrodę do pochwy pęcherza, pod kontrolą wzroku. Włóż igłę elektrody w tkankę pokrywającą obszar wstrzyknięty glukonianem wapnia. Następnie należy podłączyć impulsy elektryczne za pomocą pedału nożnego lub pozwól niesterylnemu asystentowi obsługiwać zewnętrzny generator impulsów, aby je zastosować.
Podczas podawania impulsu mogą pojawić się łagodne skurcze mięśni. Powierdź zakończenie impulsów elektrycznych i pomyślne dostarczenie impulsów, odczytując impulsy generowane i dostarczone na zewnętrznym generatorze impulsów. Na koniec usuń teleskop i elektrodę, gdy wszystkie obszary wstrzyknięte glikonianem wapnia zostaną zelektryzowane i zapewnij zwierzęciu opiekę po zabiegu.
Protokół pozwala badaczom badać użyteczność, bezpieczeństwo i wydajność transcetralnej elektroporacji wapnia w modelu klinicznym. Podczas zabiegu ważne jest precyzyjne umieszczenie elektrod i wyraźna wizualizacja, aby zapewnić dokładne podanie impulsu i skuteczne leczenie. Przyszłe badania obejmą pierwsze badania na ludziach, mające na celu ocenę bezpieczeństwa klinicznego, wykonalności i skuteczności terapeutycznej elektroporacji wapnia w leczeniu guzów pęcherza moczowego.
Overview
This study addresses the challenge of treating bladder tumors by introducing a novel transurethral electrode designed for calcium electroporation. The research evaluates the electrode's technical performance and clinical usability in a porcine model, aiming to facilitate seamless integration into existing urological procedures.
Key Study Components
Area of Science
- Uro-oncology
- Medical device engineering
- Electroporation technology
Background
- Bladder tumors remain a significant health concern with limited recent therapeutic advances.
- Electroporation uses electric pulses to permeabilize cell membranes for cytotoxic effects or drug/gene delivery.
- Calcium electroporation is a specific approach using calcium ions to induce cell death.
- Adoption in uro-oncology has been limited by the lack of suitable instruments.
Purpose of Study
- To design a new transurethral electrode compatible with standard urological instruments.
- To assess the electrode's technical performance and usability in a porcine bladder model.
- To demonstrate the feasibility of calcium electroporation using this device.
Methods Used
- Design of a fixed-geometry electrode with two opposing arrays of three needles each.
- Integration with a transurethral resectoscope for endoscopic procedures.
- Calcium injection into the porcine bladder wall followed by electrode placement.
- Application of electric pulses (8 pulses, 100 μs, 5000 Hz, 400 V; 1000 V/cm voltage to electrode distance ratio).
Main Results
- The electrode was successfully inserted and positioned using standard urological techniques.
- Electric pulses were delivered effectively to the targeted bladder area.
- The device's handling and operation closely mirrored established procedures.
- Performance in the porcine model suggests compatibility with human urological practice.
Conclusions
- The new transurethral electrode enables effective calcium electroporation in the bladder.
- Its design allows seamless adaptation by urologists familiar with standard instruments.
- This innovation may facilitate broader adoption of electroporation therapies in uro-oncology.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
Integrating electroporation into urological practice addresses a longstanding gap in bladder tumor intervention by enabling precise, localized delivery of cytotoxic or therapeutic agents. The development of a transurethral electrode compatible with standard urological instruments supports seamless adoption and operational continuity. This innovation enhances predictive confidence at the device-therapy interface, directly impacting early translational and preclinical evaluation in uro-oncology portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of electroporation-mediated cytotoxicity and drug delivery in disease-relevant tissue.
- Supports mechanistic de-risking by providing controlled, reproducible electric field exposure in preclinical models.
- Facilitates functional validation of electroporation as a modality for bladder tumor intervention.
Screening & Assay Development
- Prepares validated biological systems for downstream evaluation of electroporation parameters and therapeutic payloads.
- Standardizes electrode placement and pulse delivery, supporting reproducibility and quantitative assessment.
- Enables scalable, platform-based screening of electroporation protocols in urological tissues.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant porcine models to bridge discovery and preclinical validation phases.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by demonstrating technical feasibility and procedural compatibility.
- Provides a foundation for translational biomarker development and therapy optimization in bladder cancer research.
Pipeline & Workflow Integration
This electrode design positions electroporation as a modular capability from early discovery through preclinical validation in uro-oncology workflows.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing of electroporation-mediated effects in anatomically relevant models.
- Screening: Delivers standardized, reproducible electric pulses for comparative protocol evaluation.
- Analytics: Supports quantitative measurement of tissue response and procedural endpoints.
- Translational Research: Bridges device feasibility in animal models to potential human application.
- Enterprise Reuse: Provides a reusable platform for iterative protocol development and cross-study standardization.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in electroporation-based interventions.
- Operational Value: Promotes standardization, reproducibility, and seamless integration with existing urological workflows.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient advancement of device-enabled therapies.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of electroporation modalities in uro-oncology pipelines.
Implementation Considerations
- Requires expertise in urological instrumentation and electroporation protocols.
- Depends on access to compatible resectoscopes and external pulse generators.
- Necessitates cross-team standardization for device assembly and procedural alignment.
- Adaptable to porcine and potentially human bladder models with similar instrumentation.
- Limited to preclinical feasibility until further clinical validation is achieved.
