Indução de estenose uretral seguida de uretroplastia de enxerto de mucosa bucal em modelo de rato

Resumo

No presente protocolo, foi desenvolvida indução de estenose uretral em ratos Wistar, seguida de reconstrução uretral com enxerto de mucosa bucal. Foi realizado uretrograma retrógrado e avaliação com laser Doppler, validando a reconstrução uretral (após a formação de estenose) e a colocação do enxerto.

Resumo

A reconstrução uretral é uma importante área de atuação dos urologistas. A mucosa bucal é considerada a melhor opção quando o enxerto uretral é necessário, embora, em alguns casos, seja inadequado ou precise ser otimizado para reparar uma determinada estenose. Portanto, desenvolver procedimentos inovadores e avaliar seu suposto sucesso em modelos experimentais é crucial para atender à necessidade clínica. Com esse objetivo, este estudo descreve um protocolo no qual a estenose uretral foi induzida por eletrocautério em ratos Wistar. A reconstrução uretral foi realizada 1 semana após com enxerto de mucosa bucal, retirado do lábio inferior e colocado de forma onlay ventral. O uretrograma retrógrado mostrou melhora significativa do diâmetro uretral após a uretroplastia em relação ao respectivo valor após a indução da estenose. Além disso, a colocação do enxerto foi avaliada pela análise da perfusão sanguínea com laser Doppler. Como esperado, uma área azul-escura correspondeu ao enxerto de mucosa bucal não vascularizado. Este procedimento pode simular com sucesso o processo fisiopatológico normal da lesão uretral e modulação tecidual, bem como a reconstrução uretral utilizando enxerto de mucosa bucal de forma reprodutível, e servir de base para futuras pesquisas baseadas em engenharia tecidual ou enxertos uretrais.

Introdução

A reconstrução uretral é um grande desafio para os cirurgiões urológicos no manejo da lesão uretral no contexto de estenoses, traumas ou defeitos congênitos¹. Com intenção curativa, a uretroplastia é o tratamento de escolha para a maioria dos pacientes, com defeitos uretrais longos (>2 cm) e anteriores que requerem alguma forma de uretroplastia de substituição². Muitos tecidos têm sido usados como substitutos uretrais, incluindo enxertos de pele de espessura total ou dividida de áreas genitais ou extragenitais, mucosa da parede vesical ou mucosa bucal disseminada². Os enxertos de mucosa bucal apresentam várias vantagens, como provêm de ambiente úmido e sem pelos, são de fácil contenção, são resistentes a infecções, epitélio espesso, menor probabilidade de formação de pseudodivertículos e lâmina fina, permitindo embebição e inosculação^precoces3. Ao contrário dos retalhos, os enxertos não têm suprimento sanguíneo, dependendo do leito vascular do receptor para sobreviver⁴.

Modelos animais de enxertos ou retalhos têm sido amplamente utilizados para desenvolver ou refinar técnicas cirúrgicas, estudar e entender a fisiologia tecidual, os mecanismos subjacentes e as causas de falha e avaliar estratégias inovadoras de tratamento ^5,6. Embora animais de maior porte facilitem a execução técnica, os roedores, nomeadamente ratos e camundongos, são mais fáceis de manusear e manter, resistentes a doenças, mais custo-efetivos e, principalmente, com ferramentas para investigar mecanismos moleculares, cruciais para testar terapias inovadoras ^5,6. Vários modelos de retalhos e enxertos têm sido descritos em ratos utilizando diferentes tecidos, nomeadamente pele, osso,^{músculo6, vasos5} e até órgãos^sólidos7. No entanto, há escassa investigação em modelos murinos sobre enxertos para reconstrução uretral ou engenharia tecidual.

No entanto, os avanços da ciência translacional dependem de modelos animais que mimetizam doenças. Até o momento, o ambiente fisiopatológico local não foi abordado, uma vez que a reconstrução uretral é realizada imediatamente após sua estenose. Neste trabalho, este estudo tem como objetivo realizar uma reconstrução uretral com enxerto de mucosa bucal em ambiente fisiopatológico local. Com esse objetivo, a estenose uretral foi induzida 1 semana antes de sua reconstrução. Este modelo experimental, realizado em ratos, permite testar terapias inovadoras e investigar seus mecanismos moleculares e vantagens clínicas no futuro.

Protocolo

Todos os procedimentos com animais foram realizados de acordo com a Diretiva 2010/63/UE. Os procedimentos foram aprovados pelo Organismo de Bem-Estar Animal institucional, licenciado pela DGAV, a autoridade portuguesa competente para a proteção animal (licença n.º 0421/000/000/2021). Ratos machos Wistar Han IGS (Crl:WI(Han) (400-500 g) com 12-14 semanas de idade foram utilizados para o presente estudo. Os animais foram obtidos de fonte comercial (ver Tabela de Materiais).

1. Preparação das soluções

1. Solução anestésica
   1. Encher uma seringa de 3 mL com 2,3 mL de medetomidina (1 mg/mL; 0,715 mg/kg de peso corporal) e transferir para um tubo de centrífuga de 15 mL.
   2. Encher uma seringa de 3 mL com 1,55 mL de fentanil (0,05 mg/mL; 0,02 mg/kg de peso corporal) e transferir para o mesmo tubo centrífugo de 15 mL.
   3. Preencher uma seringa de 10 mL com 6,15 mL de midazolam (5 mg/mL; 9,5 mg/kg de peso corporal) e transferir para o mesmo tubo centrífugo de 15 mL, formando assim uma solução anestésica de 10 mL.
   4. Rotular o tubo e guardá-lo a 4 °C no escuro.
      NOTA: Esta combinação anestésica (medetomidina, fentanil e midazolam) proporciona uma janela cirúrgica anestésica de até 3 horas. A administração de atipamezol e flumazenil pode reverter o efeito.
2. Solução anti-sedativa
   1. Encher uma seringa de 1 mL com 0,7 mL de atipamezol (5 mg/mL; 3,72 mg/kg de peso corporal) e transferir para um tubo centrífugo de 15 mL.
   2. Preencher uma seringa de 10 mL com 9,3 mL de flumazenil (0,1 mg/mL; 1,56 mg/kg de peso corporal) e transferir para o mesmo tubo centrífugo de 15 mL, formando assim uma solução antissedativa de 10 mL.
   3. Rotular o tubo e guardá-lo a 4 °C no escuro.
3. Soluções para analgesia pós-operatória
   1. Encher uma seringa de 1 mL com 0,5 mL de carprofeno (50 mg/mL; 5 mg/kg de peso corporal) e transferir para um tubo centrífugo de 15 mL.
   2. Adicionar 9,5 mL de solução de NaCl (0,9%), obtendo-se 10 mL de solução de carprofeno.
   3. Encher uma seringa de 1 mL com 1 mL de buprenorfina (0,3 mg/mL; 0,01-0,05 mg/kg de peso corporal) e transferir para um tubo de centrífuga de 15 mL.
   4. Adicionar 9 mL de solução de NaCl (0,9%), obtendo-se 10 mL de solução de buprenorfina.
   5. Rotular os tubos e guardá-los a 4 °C no escuro.
4. Antibioticoterapia perioperatória
   1. Encher uma seringa de 2,5 mL com 2,5 mL de enrofloxacina (25 mg/mL; 10 mg/kg de peso corporal) e transferir para um tubo centrífugo de 15 mL.
   2. Adicionar 7,5 mL de solução de NaCl (0,9%), obtendo-se 10 mL de solução de enrofloxacina.
   3. Rotular o tubo e guardá-lo a 4 °C no escuro.
      NOTA: Os detalhes de todos os reagentes para preparar as soluções acima estão listados na Tabela de Materiais.

2. Indução cirúrgica de estenose uretral

OBS: Os procedimentos cirúrgicos foram realizados utilizando-se estereomicroscópio (10x) (vide Tabela de Materiais).

1. Esterilizar todos os instrumentos cirúrgicos antes do uso: lâmina de bisturi (número 11), pinça pontiaguda, tesoura de mola, pinça cirúrgica, porta-agulha oftálmica, tesoura cirúrgica e porta-agulha. Use bolas de algodão estéreis para limpar o campo cirúrgico.
2. Coloque a seringa com a solução anestésica antes de segurar o rato.
3. Conter o animal usando um tubo ou uma toalha e elevar a cauda para expor o abdômen.
4. Manter o animal contido e realizar uma injeção intraperitoneal da solução anestésica (preparada no passo 1.1).
5. Teste os reflexos de retirada do pedal do rato para avaliar a anestesia.
6. Aplicar gel protetor ocular em ambos os olhos do animal. Realizar uma injeção subcutânea da solução antibiótica (preparada na etapa 1.1), a 10 mg/kg de peso corporal.
7. Colocar o rato em decúbito dorsal sobre coxim aquecido e utilizar microscópio de dissecção com aumento de 10x ou 20x para realizar o procedimento cirúrgico.
8. Limpar o pénis e a pele abdominal circundante com iodopovidona (100 mg/ml).
9. Retrair manualmente o prepúcio e colocar uma sutura superficial (sutura 7.0; ver Tabela de Materiais) na face dorsal da glande peniana para tracionar o pênis, deixando o porta-agulha no lugar para manter o pênis retraído.
10. Coloque um cateter venoso 22G na uretra para cateterismo usando um gel lubrificante.
11. Com lâmina de bisturi cirúrgico (número 11), realizar incisão ventral longitudinal de 1 cm na pele peniana.
12. Com pinça pontiaguda e tesoura de mola, disseque as camadas de tecido peniano até expor a uretra ao nível médio da diáfise.
13. Com um aparelho de eletrocautério (ver Tabela de Materiais), aplique uma corrente com 10 W, por 1 s, nas faces laterais da uretra (em um local de cada lado), ventralmente ao nível da diáfise média do pênis.
14. Fechar a incisão com uma sutura contínua absorvível 6.0 (ver Tabela de Materiais).
15. Remova o cateter uretral. Remova a sutura de tração peniana.
16. Realizar a injeção subcutânea de analgesia: Carprofeno a 5 mg/kg de peso corporal e buprenorfina a 0,03 mg/kg de peso corporal.
17. Carregar a seringa com a solução anti-sedativa (preparada no passo 1.2) e, com o animal em decúbito ventral, tendar a pele solta para administrar uma injeção subcutânea da solução anti-sedativa.

3. Procedimento cirúrgico de uretroplastia com enxerto de mucosa bucal

OBS: Os procedimentos cirúrgicos foram realizados utilizando-se estereomicroscópio (10x) (vide Tabela de Materiais).

1. Esterilizar todos os instrumentos cirúrgicos necessários para esta intervenção: pinça pontiaguda, tesoura de mola, porta-agulha oftálmico, tesoura cirúrgica, porta-agulha, três pinças de mosquito e uma lâmina de bisturi (número 11). Use pequenas esponjas para limpar o campo cirúrgico.
2. Administrar o anestésico, o antibiótico, a contenção e colocar o animal conforme descrito anteriormente (passos 2.2-2.8).
3. Limpar a mucosa bucal do lábio inferior, do pênis e da pele abdominal circundante com iodopovidona (100 mg/mL).
4. Coloque três pontos de permanência (7,0 suturas) no lábio inferior, em ambos os lados e no meio, e deixe um mosquito em cada um para retrair o lábio inferior e expor a mucosa interna.
5. Com tesoura de mola e pinça pontiaguda, retirar um enxerto de 4 mm de diâmetro da mucosa bucal interna do lábio inferior e colocá-lo em um recipiente pequeno com solução salina estéril (NaCl 0,9%).
6. Aplicar compressão na área doadora com uma esponja para hemostasia.
7. Remova as suturas de permanência do lábio inferior previamente colocadas.
8. Expor o pénis conforme descrito anteriormente (passo 2.9).
9. Coloque um cateter venoso 22G na uretra para cateterismo usando um gel lubrificante.
10. Com tesoura de mola, realizar uma incisão circunferencial subcoronal e degrelar o pênis até a base.
11. Com a pinça pontiaguda e a tesoura de mola, disseque as camadas restantes e exponha a uretra.
12. Com lâmina de bisturi cirúrgico (número 11) e tesoura de mola, realizar incisão ventral longitudinal, iniciando 3 mm distal ao sulco coronal em extensão de 4 mm, espatulando a uretra ao nível da estenose previamente induzida (passo 2).
13. Coloque duas suturas de permanência de material 7.0, uma de cada lado da espatulação, e deixe um mosquito em cada uma para retrair a uretra.
14. Colocar dois pontos inabsorvíveis 7.0, um em cada extremidade da espatulação.
15. Colocar o enxerto de mucosa bucal de forma onlay ventral com o lado da mucosa voltado para a luz uretral.
16. Passe uma das suturas pela extremidade do enxerto e realize uma meia elipse com uma sutura contínua.
17. Repetir o passo 3.15 e o passo 3.16 com a outra sutura do outro lado do enxerto.
18. Remova o cateter uretral. Reposicione a pele peniana.
19. Fechar a incisão circunferencial subcoronal com sutura interrompida absorvível 6.0.
20. Remova a sutura de tração peniana.
21. Administrar a analgesia seguida da solução anti-sedativa, conforme descrito nos passos 2.16-2.17.

4. Monitorização pós-operatória

1. Observar os ratos de três a quatro vezes a cada hora, confirmando sua recuperação da anestesia. Monitore a respiração e avalie os reflexos do pedal e do olho.
2. Injetar analgesia por via subcutânea a cada 12 h por 48 h.
   NOTA: O carprofeno foi administrado a 1 mL/500 mg de peso corporal e a buprenorfina a 0,5 mL/500 mg de peso corporal (ver Tabela de Materiais).
3. Fornecer alimentos macios por 48 h após cada procedimento e água ad libitum.
4. Monitorar os ratos diariamente após a cirurgia e registrar seu estado de saúde e aparência no local da cirurgia. Os sinais avaliados incluem expressão facial, vocalização, estado de atividade, qualquer sinal de dor, ingestão de alimentos e bebidas, micção e sangramento.

5. Avaliação da perfusão sanguínea

NOTA: O fluxo sanguíneo é medido imediatamente antes da indução da estenose, imediatamente antes da uretroplastia e imediatamente após a uretróstia.

1. Realizar cintilografia de perfusão com laser Doppler.
   1. Anestesiar os ratos com a solução anestésica (passo 1.1).
   2. Colocar o rato em decúbito dorsal numa almofada de aquecimento a 37 °C com tracção peniana, conforme descrito no passo 2.9.
   3. Inicie o imageador de perfusão laser Doppler (ver Tabela de Materiais) para obter os dados. Pré-defina a área de interesse a ser lida pelo feixe de laser.
   4. Aplicar a solução anti-sedativa (passo 1.2) para reverter a anestesia.
   5. Usando o software de análise de imagens, desenhe a região de interesse (ROI) ao redor da área do pênis e registre os valores de fluxo ao longo do tempo.

6. Avaliação radiográfica

NOTA: A confirmação da indução da estenose e a resolução da estenose após a uretroplastia são confirmadas com um uretrograma retrógrado. Essa avaliação é realizada 1 semana após a indução da estenose (antes da uretroplastia) e 2 semanas após a uretroplastia.

1. Realizar um uretrograma retrógrado usando um sistema de angiografia monoplanar (consulte a Tabela de Materiais).
   1. Anestesiar os ratos com solução anestésica.
   2. Colocar o animal no colchão da angiografia em decúbito oblíquo direito, com tração peniana, conforme descrito no passo 2.9.
   3. Focalize o feixe cônico na área pélvica do animal, incluindo o pênis.
   4. Coloque um cateter venoso 22G avançado 2 mm na uretra distal.
   5. Iniciar a instilação de 1 mL de contraste radiográfico iodado (proporção de 1:1 de solução de iopromida 623 mg/mL e NaCl a 0,9%) na uretra.
   6. Simultaneamente, realizar radiografia simples para identificar o contraste radiográfico que preenche a luz uretral e avaliar o diâmetro uretral.
   7. Ao término da aquisição de imagem, reverter a anestesia com a solução antissedativa.

7. Eutanásia

OBS: A eutanásia é realizada 3 semanas após a uretroplastia (4 semanas após a indução da estenose), imediatamente após a última avaliação da perfusão.

1. Encher uma seringa de 2,5 mL com 2 mL/kg de pentobarbital sódico (400 mg/mL).
2. Realizar uma injeção intraperitoneal da solução para eutanásia do animal.

Resultados

Um total de 12 ratos Wistar machos, pesando 400-500 g e 12-14 semanas de idade, foram utilizados para indução de estenose uretral. Um uretrograma retrógrado (RUG1) foi realizado 1 semana após⁸, confirmando o sucesso da técnica. O diâmetro uretral foi medido em milímetros ao nível da indução da estenose. Em seguida, foi realizada uretroplastia com enxerto de mucosa bucal na face ventral da uretra de ratos. Os mesmos ratos foram submetidos a um segundo uretrograma retrógrado (RUG2) 14 dias após a ur...

Discussão

A uretroplastia com enxertos de mucosa bucal é um dos principais pilares da reconstrução uretral. No entanto, procedimentos inovadores devem ser desenvolvidos para otimizar os já descritos e estabelecer novos, como materiais de engenharia tecidual e enxertos biológicos, para reduzir complicações e morbidade. Vários procedimentos têm sido publicados para estabelecer modelos pré-clínicos e definir técnicas cirúrgicas. Souza et ^al.1 realizaram um estudo com 12 coelhos da raça Nova Zelândia. Uma incis...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Atipamezole	OrionPharma		ANTISEDAN (atipamezol) é indicado para reverter os efeitos sedativos e analgésicos.
Buprenorfina	RichterPharma		A buprenorfina é um derivado do alcaloide tebaína opioide, que é um analgésico mais potente (25-40 vezes) e de maior duração do que a morfina.
Carl Zeiss Opmi-1 FC Microscópio Estereoscópico Cirúrgico	Microscopia Carl Zeiss, Alemanha		OPMI 1 FC da ZEISS simboliza qualidade, precisão e confiabilidade. O sistema manual é fácil de usar e entrega imagens de alta fidelidade com a lendária óptica ZEISS.
Carprofeno	Zoetis		O carprofeno é um anti-inflamatório não esteroide (AINE) da classe do ácido propiônico.
Cateter 22 G. x 1''	B Braun	Segurança Introcan	Cateter IV de etileno propileno fluorado (FEP) com construção mais firme para acesso arterial.
Enrofloxacina	Bayer		Enrofloxacina é um antibiótico fluoroquinolona.
Fentanil	Braun	3644960	O fentanil é um potente analgésico opioide sintético.
Flumazenil	Fresenius Kabi		O antagonista benzodiazepino é usado para a reversão total ou parcial dos efeitos sedativos causados pelas benzodiazepinas.
Cauterização de alta temperatura	Fiab	F7244	Cauterização descartável, estéril, alta temperatura (1200 °C; C), ponta fina de 28 mm.
Gel Instillagel	Farco-farmacêutica		Lubrificante à base de celulose com propriedades anestésicas locais e desinfetantes.
Iopromida	Bayer		Meio contrastante injetável não iônico, com iodo.
Sistema de imagem Doppler a laser (imager de perfusão moorLDI2-HIR e software dedicado)	MoorLDI-V6.0, Moor Instruments Ltd, Axminster, Reino Unido	5710	Os modelos de angiogênese utilizam imagem Doppler a laser para avaliar a perfusão sanguínea nos membros posteriores, sendo que um deles é ligado cirurgicamente. Software dedicado de medição e comparação permite definir regiões de interesse para avaliação do fluxo sanguíneo no membro isquêmico versus não isquêmico, estabelecendo uma "razão de reperfusão" que pode ser avaliada quantas vezes e ao longo de vários dias no mesmo sujeito.
Gel Lubrithal para Olhos	Dechra		Gel para os olhos usado em animais para prevenção de olhos secos durante anestesia. Ação lubrificante e hidratante na córnea e conjuntiva.
Ratos Wistar Han Machos IGS (Crl:WI(Han))	Laboratórios Charles River, Espanha		De doze a quatorze semanas
Metedomidina	Virbac	037/01/07RFVPT	Medetomidina é um medicamento sintético usado como anestésico cirúrgico.
Midazolam	Labesfal		A medicação benzodiazepina é usada para anestesia e sedação procedimental.
Sistema de Angiografia Monoplan	Philips Medical Systems	Azurion 7 M20	Um sistema fixo de raios-x fluoroscópico diagnóstico, projetado especificamente para otimizar a capacidade dos usuários de avaliar visual e quantitativamente a anatomia e a função dos vasos sanguíneos do coração, cérebro e outros órgãos, bem como do sistema linfático.
Pinças para mosquitos	Henry Schein	102-4346	Pinça Hemostática Hartman-Mosquito de aço inoxidável curva de 3-1/2"
Suporte de agulha	Henry Schein	100-2570	Suporte de agulhas Mayo-Hegar, aço inoxidável, 14 cm
Suporte de Agulha Ophtalmic	Asico	AE-6143	Suporte de agulha barranquer mais delicado sem trava
Sódio Pentobarbital	Ecuphar		O sódio pentobarbital é o sal de sódio do pentobarbital usado para a eutanásia.
Pinça Pontiaguda	Esculapa	BD335R	Microfórceps, ponta de 0,30 mm
Polysorb 6.0	Medtronic (Covidien)	UL-101	Sutura Sintética Absorvível Revestida tinha como objetivo reduzir a reação inflamatória nos tecidos, seguida por encapsulamento gradual da sutura pelo tecido conjuntivo fibroso.
Providona-Iodo	Mylan		Povidona-iodo 10% é um medicamento antisséptico, usado como desinfetante antes e após a cirurgia.
Lâmina de Bisturi nº 11	B Braun	BB511	Aço carbono, estéril
Tesoura de Mola	Henry Schein	600-4826	Tesoura cirúrgica 31 castroviejo
Pinças cirúrgicas	Esculapa	BD33R	Microfórceps, ponta de 0,20mm
Tesoura Cirúrgica	Esculapa	MA873R	Tesoura Micro Iris, pontas curvas de estilhaços
SurgiPro 7.0	Medtronic (Coviden)	VP-702-X	Sutura de Polipropileno Monofilamento Não Absorvível indicada para uso em ligadura geral de tecidos moles.