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Bioengineering

内視鏡的粘膜下注入材料の性能の評価のための新しいEx Vivoモデル

doi: 10.3791/58029 Published: October 19, 2018

Summary

ブタ胃試験片に一定のテンションを適用する新しい体外モデルを開発しました。この開発は、様々 なシムズのパフォーマンス (高さと粘膜下の標高の期間) を正確に評価することが可能。 この新しいモデルの詳細な設定方法を説明します。

Abstract

粘膜下注入材料 (SIMs) のパフォーマンスの向上は、早期消化管癌の内視鏡的治療にとって重要です。高性能シムズを開発するため SIM のパフォーマンスを正確に評価できる前のヴィヴォモデルを確立することが不可欠です。私たちの以前の研究では試験片の両端に一定のテンションを適用することによって詳細に様々 なシムズのパフォーマンスを評価する使用できる新しい前のヴィヴォモデルを開発しました。また提案新しいex vivoモデルに制服条件とシムズの各種公演の詳細な比較の下で正確な粘膜下標高高さ (SEH) 測定ができることを確認しました。ここは前のヴィヴォ新しい説明モデル、このモデルの詳細な設定方法を説明します。新しいモデルのすべての部分は簡単に入手したので、新しいモデルの設定はすぐに完了でした。様々 なシムズの SEH は、新しいモデルの使用によってより正確に測定できます。SIM のパフォーマンスを決定する重要な要因は、新しいモデルを使用して識別できます。要因を識別した後、SIM 開発スピードが大幅に増加します。

Introduction

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内視鏡的粘膜下層剥離術 (ESD)、内視鏡的粘膜切除術 (EMR) は、早期消化管癌1,2のため現在一般的な治療法です。粘膜下注入材料 (SIM) を粘膜下層に注入は、EMR と ESD の両方の手順2,3の最も重要な手順の 1 つです。粘膜下標高の高い粘膜の高度の維持は、EMR ・ ESD を安全に実施するための重要な基準。

ただし、(NS) は、内視鏡的治療45、ヒアルロン酸 na (HA) の発明以来、SIM として使用されている食塩は、近年67の治療として紹介されました。ハその高性能8,9,10,11による優れた SIM として内視鏡的治療で広くなった。現在、既存のシムズの性能比較を実施し、別優れた SIM5,12,13,14を識別するために開発された高性能シムズ 15,16,17,18

人間の消化管における SIM 特性の評価が非常に難しい19,20,21 のためブタの胃の標本を使用して、前のヴィヴォモデルは SIM のパフォーマンスを評価する使用されています,22します。 ただし、この前のヴィヴォ従来モデルは非常に単純で、および改善のためスコープを持ちます。人間の消化管の粘膜に近い環境を再現すると、SIM のパフォーマンスの正確な評価が可能になります。

私たちの以前の研究では試験片の両端に一定のテンションを適用することによって詳細に様々 なシムズのパフォーマンスを評価する使用できる新しい前のヴィヴォモデルを開発しました。また均一条件とシムズ23の各種性能の詳細な比較の下で正確に彼女測定を提案された新しいex vivoモデルにできますを確認しました。

本研究では新しい前のヴィヴォモデルの完全な外観を提案する、新しい前のヴィヴォモデルの詳細なセットアップ方法の動画と数字を使用して詳細を説明しました。新型前のヴィヴォは容易に利用できる部品から成りをすばやく設定できます。詳細な設定方法の説明は、新しいモデルの普及に貢献します。

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Protocol

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次のプロトコル京都府立医科大学の動物のケアのガイドラインに従います。

1. 豚の胃を使用して標本の準備

注: 最初の手順は、前のヴィヴォモデル (図 1) で使用される標本の作製です。豚の胃の壁の厚さは、胃のさまざまな分野で異なります。人間の胃に比較的似ているブタの胃の上部 3 分の 1 を使用します。線維症のため粘膜下標高の見つからない不適切な標本を除外します。

  1. 胃標本をおおよその寸法 6 × 6 cm の正方形に切る。
  2. -30 ° c. の温度ですぐに胃の標本を格納します。
  3. 制服の測定条件を確保するため測定プロシージャの前に凍結胃標本を解凍します。

2. 詳細なセットアップ新しいEx Vivoモデル論

注: は、2 つの異なる方法でボードに解凍試験片を伸ばします。前のヴィヴォ従来モデルのピン (図 1 a)19,20,21,22で試料を固定します。その一方で、新しい前のヴィヴォモデルで修正または一定のテンション (図 1 bC) を生成するクリップ付き試験片の両端を伸ばします。新しいモデルのすべての部分が容易に入手して、新しいモデルのセットアップを迅速に完了することができます (図 2)。新しいモデルの手順のとおりです (図 3)。

  1. S 字フック (図 3 a) とキー ワイヤー ステンレス鋼クリップを接続します。
  2. 重量 (図 3 a) と S 字フック、ワイヤを接続します。
  3. ワイヤのもう一方の端にフックを接続します。上記のプロセス (図 3 b) に牽引装置を完成します。
  4. (図 3) ベースの両端プーリー (図 2 b) を修正します。
  5. (図 3) ベースの中央にゴム板 (6 × 6 cm) を配置します。
  6. ゴム板と試料がトラクション デバイスのクリップで終わるピンチに胃の標本を配置します。
  7. プーリー (両側) を介して重量を掛けます。これにより、一定の緊張感は、供試体 (図 4) に適用できます。
  8. SEH の測定を開始新しいモデルのセットアップが完全に終了した後 (を参照してくださいステップ 3 以下)。

3. SIM のパフォーマンスの評価

注意: この研究を使用して食塩 (NS) と 0.4% ナトリウム ヒアルロン酸 (HA) シムズとしてテストされ、2 つのシムズの SEH を測定します。3 つの独立した測定が実行されます。得られたデータは、平均と標準偏差 (標準偏差) として表されます。統計解析ソフトウェア (グラフパッド プリズム 7) を使用して統計分析を行った。連続変数 (SEH) を行ったスチューデントの t 検定と P の大きさ < 0.05 は重要な考慮されました。SEH の測定 (図 5) のとおりです。

  1. 粘膜挙上術前に粘膜の高さに基づいて、高さゲージのゼロ点調整を実行します。詳しくは、粘膜の表面の高さで罫書き針を修正した後のプリセットボタンを押してゼロ点調整を実行します。
  2. 2.5 mL シリンジ、23 ゲージ針を使用して粘膜挙上術 (図 5 a・ C) を実行する試験片の余白から粘膜下組織に水平方向に各溶液 2.0 mL を注入します。
  3. メジャー SEH 0、2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20、30、45、および 60 分でデジタルハイト ゲージを使用して速やかに投与 (図 5)。詳しくは、固定では粘膜下の標高の上に罫書き針高さゲージに表示高さを記録します。
  4. 3 つの独立した測定を行い、平均と標準偏差として得られた結果を表現します。
  5. 適切な統計解析ソフトウェアを使用して得られたデータを分析し、(パフォーマンスは各 SIM 間比較できます)。 シムズの性能評価

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Representative Results

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SEH は、新しい前のヴィヴォモデルまたは前のヴィヴォ従来モデルの時間をかけて測定しました。値の SEH (NS) [NS はピン (0.0 N) と固定標本の粘膜下層に注入された] 従来モデルを使用して測定された 5.7 mm (0 分)、3.6 mm (5 分)、3.0 mm (10 分)、2.2 mm (30 分)。これにより、SEH の値はポスト噴射時間の増加とともに減少。0.4% を用いて同様の分析を行った NS ではなく HA。SEH の値 (0.4 %ha) が 6.5 mm (0 分) 5.2 mm (5 分)、4.8 mm (10 分)、4.1 mm (30 分)。0.4% の結果 SEHs HA より高かった NS のポスト噴射時間に関係なく。SEHs (NS および 0.4 %ha) 比較的大規模なバリエーションの展示 (適用される張力の不在) の従来モデルを用いて (つまり、それぞれの標準偏差だった高) (図 6 a)。

次に、値の SEH (NS) [NS は一定のテンション (1.5 N) で伸ばして標本の粘膜下層に注入された] 従来モデルを使用して測定された 4.8 mm (0 分)、3.0 mm (5 分)、2.4 mm (10 分) と 1.8 ミリメートル (30 分)。緊張が同じ条件下で 3.0 N に増加、SEH (NS) の値が 4.5 mm (0 分)、2.3 mm (5 分)、1.5 mm (10 分)、1.3 mm (30 分)。SEH は、張力の増加とともに減少した様々 なポスト噴射時に測定。新しいモデルを展示した小さなバリエーションを用いて SEHs (言い換えれば、それぞれの標準偏差が低い) (図 6 bC)。

SEH と試料へ適用される張力の関係を評価するため異方張力測定 SEH を比較した (0.0 3.0 N)。新しいモデルを用いた解析、3.0 N の張力で得られた SEH は 1.5 N の張力で得られた SEH に比べて有意に低かった (すべてのケースで条件 P < 0.001 満足していた)。対照的に、ので従来モデル (0.0 N) を使用して得られた SEHs の標準偏差が高ければ、なかった従来モデル (0.0 N) および新しいモデル (1.5 N) を使用して得られた SEHs 間に有意差 (図 6, E)。

Figure 1
図 1。新しいex vivoモデルと従来前のヴィヴォモデル。前のヴィヴォ従来モデルでブタの標本はピン(A)で修正されました。その一方で、新しい前のヴィヴォモデル、試験片の両端は一定のテンション(B)を生成するクリップと伸ばされました。このモデルは、重みを使用して均一にテンションが、重量(C)を変更することによって緊張を手配できます。各 SIM は、粘膜下標高(D)につながる、標本の粘膜下層に注入されました。この図は、広瀬から変更されています。23.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 2
図 2。新しいモデルに使用されるすべての部品です。新しい前のヴィヴォモデルは、簡単に入手できる部品で構成されます。新しいex vivoモデルに使用されるすべての部品: (a)約 50-300 g の重量 (重量を変更する適切な応用張力によって);(b)固定型プーリー プーリー直径 25 mm;(c)ステンレス鋼線直径 0.45 mm;(d)ステンレス鋼クリップ幅 147 mm(e)ステンレス キー線長さ 12 cm;(f)ステンレス S 型フック。(g)ロック ステンレス S 字フック。(この図に広瀬から変更されています。23).この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 3
図 3。新しいex vivoモデルの詳細なセットアップ方法。を新しい体外モデルをすばやく設定できます。ステンレス鋼クリップ (図 2 d) およびキーのワイヤー (図 2 e) および S 形(A)の接続では、(図 2 g) をフックします。次に、接続 (図 2 c) 線、S 字フック (図 2 f) と重量 (図 2 a)。最後に、 (B)はフック (図 2 g) を (図 2 c) ワイヤのもう一方の端に接続します。上記のプロセスに牽引装置を完成します。(C)は、ベース [モデルを組み立てるための長方形木製ベース (45 × 60 cm)] の両端プーリー (図 2 b) を修正します。次に、ベースの中心にゴム板 (6 × 6 cm) を配置します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 4
図 4。新しいex vivoモデルの完全な外観。SEH の正確な測定を実行することができます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 5
図 5。新しいex vivoモデルを用いた測定手順。デジタルハイト ゲージ(A)によって SIM のパフォーマンスを評価する SEH の大きさを測定しました。23 g 針、2.5 mL の注射器を使用して、各 SIM の 2.0 mL は(B, C)粘膜下の立面図を作成する標本余白から粘膜下層に注入されました。デジタルハイト ゲージを用いて粘膜下の標高の高さの測定 (すなわち。、SEH の値) (D)この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

Figure 6
図 6。新しいまたは従来モデルのいずれかを使用して SEH の測定。注入の NS または 0.4% 標本の粘膜下組織に HA 固定ピン (0.0 N) (A)または (1.5 N または 3.0 N) 一定のテンションで伸ばした後(B, C)、SEH を高さゲージを用いて測定しました。次に、SEH NS (D)または 0.4% の粘膜下注入後異方張力 (0.0, 1.5, および 3.0 N) で測定した値を比較した HA (E)。データは、以上の 3 つの独立実験の平均 ± 標準偏差で表されます。(この図に広瀬から変更されています。23)この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

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Discussion

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新しいモデルに使用されるブタの胃切除後すぐに冷凍庫に保存すべきし、豚胃の鮮度は SEH 測定に不可欠なので、凍結後数ヶ月以内に使用します。(冷凍と固定されていない胃の標本を使用して SEH を測定し、SEH 測定結果の違いがなかったことを確認した.)

胃の標本の品質はブタの胃の個人差に大きく左右します。したがって、明らかに厚い標本や試料測定前に多くのひだを除外することをお勧めします。さらに、いくつかの標本では、不適切な標本による線維化 SEH 測定の可能性があります。線維症のため粘膜下標高の見つからない不適切な標本を除外することをお勧めします。

以来、内視鏡治療、消化管を展開すると、いくつかの緊張、消化管粘膜に適用されます。標本に適用される張力の値を増やすと (SEH の値を測定することにより評価) SIM のパフォーマンスが低下したことが分かった。したがって、緊張された SIM のパフォーマンスに影響を与える重要な要因 (すなわち。、SEH の値)23。1.5 3.0 N の張力のアプリケーションは、人間の消化管の粘膜に近い環境を再現できます。ただし、このメソッドの制限は最適の張力は解析に使用される標本の違いが決まるかもしれないです。

従来のモデルでは、各試験片試験片固定の程度によって異なりますに緊張が適用されるので、測定 SEH のバリエーションが多い (SEH の高い標準偏差に対応する)。したがって、これらの高い標準偏差を使用すると、詳細にそれぞれの SEH を比較し、統計分析を実行することは困難に。その一方で、おかげで新しいモデルで測定した SEH の小さな変化は、SIM のパフォーマンス比較できる正確に前のヴィヴォと正確な統計解析が実行されます。

結論としては、新しい前のヴィヴォモデルは SEH の正確な測定および SIM のパフォーマンスの詳細な比較できます。詳細な設定方法の説明は、新しいモデルの普及と高機能材料の開発に貢献します。

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Disclosures

著者が明らかに何もありません。

Acknowledgments

この作品が京都革新的な医療技術の研究・開発支援システム、橋渡し研究プログラムに支えられました。医療の研究と開発 (アメッド) の日本代理店から革新的な医療技術 (TR スプリント) の実用的なアプリケーションの戦略的な推進。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
weight (153.1 g)
fixed type pulley H.H.H. MANUFACTURING VS25
stainless steel wire with a diameter of 0.45 mm Nissa Chain Cut wire Y-5
stainless steel clip of width 147 mm KOKUYO none
stainless steel key wire with a length of 12 cm Nissa Chain P-702
stainless steel S shaped hook TRUSCO NAKAYAMA TCS1.2
lockable stainless steel S-shaped hook Mizumoto Machine Mfg B2054
rectangular wooden base (45 x 60 cm) none none
rubber plate (5 x 5 cm) none none
digital height gage Mitutoyo HDS-20C
2.5-mL syringe Terumo SS-02SZ
23-gauge needle Terumo NN-2332R
MucoUp Boston Scientific none 0.4% sodium hyaluronate (HA)
saline (20 mL) Otsuka Pharmaceutical none normal saline (NS)
GraphPad Prism 7 software GraphPad Inc none

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References

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内視鏡的粘膜下注入材料の性能の評価のための新しい<em>Ex Vivo</em>モデル
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Hirose, R., Daidoji, T., Naito, Y., Dohi, O., Yoshida, N., Yasuda, H., Konishi, H., Nakaya, T., Itoh, Y. A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance. J. Vis. Exp. (140), e58029, doi:10.3791/58029 (2018).More

Hirose, R., Daidoji, T., Naito, Y., Dohi, O., Yoshida, N., Yasuda, H., Konishi, H., Nakaya, T., Itoh, Y. A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance. J. Vis. Exp. (140), e58029, doi:10.3791/58029 (2018).

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