Integração da Eletroporação na Prática Urológica: Projeto e Avaliação de um Novo Eletrodo Transuretral
20 de março de 2026
O artigo apresenta um método fácil e reproduzível para eletroporação transuretral do cálcio usando um eletrodo endoscópico recém-desenvolvido, compatível com equipamentos urológicos padrão. O estudo representa um avanço significativo na aplicação transuretral da eletroporação e abre caminho para a expansão do tratamento inovador e minimamente invasivo de tumores urinários.
Este estudo avalia um eletrodo transuretral para eletroporação na bexiga suína, avaliando a usabilidade, desempenho e compatibilidade com técnicas urológicas padrão. A falta de instrumentos adequados limita a eletroporação na bexiga. Esse protocolo introduz um eletrodo compatível e amigável para aplicação transuretral.
Para começar, reúna os equipamentos necessários para o procedimento. Insira o telescópio em uma ponte com um canal de trabalho e insira os instrumentos na bainha. Para soro, conecte-se ao sistema de irrigação na bainha com um conjunto de tubos intravenosos.
Após encher o tubo com soro e deslocar o ar, prenda a cabeça da câmera e o cabo de iluminação à base do telescópio. Conecte o cabo isolado estéril na alça do eletrodo ao cabo isolado limpo no gerador de pulsos externo. Configure oito pulsos de 100 microssegundos.
Ajuste a frequência para 5.000 hertz e a voltagem para 400 volts, correlacionando com a relação entre 1000 volts por centímetro e distância entre a tensão e o eletrodo nos campos designados na tela. Retire a agulha da cistoscopia do pacote estéril e ajuste o comprimento da ponta da agulha para dois milímetros. Adquira um frasco de 100 miligramas por mililitro de gluconato de cálcio e encha uma ou mais seringas com gluconato de cálcio conforme necessário.
Conecte a seringa, de preferência uma seringa lure lock, na extremidade distal da agulha da cistoscopia. Posicione o porco na mesa de cirurgia e prepare-o para o procedimento. Abra o sistema de irrigação do resectoscópio e confirme o fluxo salino.
Insira o resectoscópio, guiado visualmente pela uretra até a bexiga urinária. Insira a agulha de cistoscopia pelo canal de trabalho da ponte e visualize a ponta da agulha. Realize uma cistoscopia no animal e inspecione a bexiga urinária.
Em seguida, injetar 0,3 mililitros de 100 miligramas por mililitro de gluconato de cálcio na parede da bexiga, para produzir uma vesícula na parede da bexiga, e repetir a injeção de cálcio conforme necessário. Remova o telescópio, deixando a bainha protetora externa na uretra. Em seguida, remova a ponte e insira o telescópio no eletrodo transuretral.
Insira o telescópio e o eletrodo na bainha da bexiga, sob orientação visual. Coloque a agulha do eletrodo no tecido que cobre a área injetada com gluconato de cálcio. Depois, aplique os pulsos elétricos usando o pedal ou deixe um assistente não estéril operar o gerador de pulsos externo para aplicar os pulsos.
Durante o parto do pulso, contrações musculares leves podem aparecer. Confirme a conclusão dos pulsos elétricos e a entrega bem-sucedida dos pulsos lendo os pulsos gerados e entregues no gerador de pulsos externo. Por fim, remova o telescópio e o eletrodo quando todas as áreas injetadas com gluconato de cálcio estiverem eletroporadas e ofereça cuidados pós-procedimentais ao animal.
O protocolo permite que pesquisadores estudem a usabilidade, segurança e desempenho da eletroporação transuretral do cálcio em um modelo clinicamente relevante. Durante o tratamento, a colocação precisa dos eletrodos e a visualização clara são importantes para garantir a entrega precisa do pulso e o tratamento eficaz. Pesquisas futuras incluirão estudos iniciais em humanos para avaliar a segurança clínica, viabilidade e eficácia terapêutica da eletroporação de cálcio no tratamento de tumores urinários.
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.
