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Medicine

쥐 모델에서 협측 점막 이식편 요도 성형술에 이은 요도 협착 유도

Published: April 28, 2023 doi: 10.3791/65094

Summary

본 프로토콜에서는 Wistar 쥐에서 요도 협착 유도가 개발되었고, 협측 점막 이식편을 통한 요도 재건이 뒤따랐습니다. 역행성 요도 조영술 및 레이저 도플러 평가를 수행하여 요도 재건(협착 형성 후) 및 이식편 배치를 검증했습니다.

Abstract

요도 재건술은 비뇨기과 전문의에게 중요한 전문 분야입니다. 협측 점막은 요도 이식이 필요할 때 최선의 선택으로 간주되지만, 경우에 따라 부적절하거나 주어진 협착을 복구하기 위해 최적화해야 합니다. 따라서 혁신적인 절차를 개발하고 실험 모델에서 예상 성공을 평가하는 것은 임상적 요구에 부합하는 데 매우 중요합니다. 이를 위해 본 연구는 Wistar 쥐에서 전기 소작에 의해 요도 협착이 유도된 프로토콜을 설명합니다. 요도 재건술은 1주일 후 협측 점막 이식편을 사용하여 아랫입술에서 채취하고 복부 온레이 방식으로 배치했습니다. 역행성 요도 조영술은 협착 유도 후 각각의 값에 비해 요도 치환술 후 요도 직경이 유의하게 개선되었음을 보여주었습니다. 또한, 이식편 배치는 레이저 도플러를 이용한 혈액 관류 분석으로 평가하였다. 예상대로, 짙은 파란색 영역은 혈관이 없는 협측 점막 이식편에 해당합니다. 이 시술은 협측 점막 이식편을 이용한 요도 재건뿐만 아니라 요도 손상 및 조직 조절의 정상적인 병태생리학적 과정을 재현 가능한 방식으로 성공적으로 시뮬레이션할 수 있으며, 조직 공학 또는 요도 이식편을 기반으로 한 향후 연구의 기초가 될 수 있습니다.

Introduction

요도 재건술은 협착, 외상 또는 선천적 결함 환경에서 요도 손상을 관리하는 비뇨기과 의사에게 중요한 과제입니다1. 요도 치환술은 요도 치환술이 필요한 대부분의 환자에게 선택되는 치료법으로, 요도 전방 결손이 길고(>2cm) 요도 치환술이 필요하다2. 생식기 또는 생식기 외 부위의 전체 또는 분할 두께의 피부 이식편, 방광 벽 점막 또는 광범위한 협측 점막을 포함한 많은 조직이 요도 대용품으로 사용되어 왔다2. 협측 점막 이식편은 습하고 털이 없는 환경에서 자라며, 수확하기 쉽고, 감염에 강하고, 상피가 두껍고, 가성 게실 형성 가능성이 낮고, 얇은 층판으로 조기 흡수 및 접종이 가능하다는 등 여러 가지 장점이 있다3. 피판과 달리 이식편은 혈액 공급이 없으며, 수혜자의 혈관 침대에 따라 생존4.

이식편 또는 피판의 동물 모델은 수술 기법을 개발 또는 개선하고, 조직 생리학, 기저 메커니즘 및 실패 원인을 연구 및 이해하고, 혁신적인 치료 전략을 평가하는 데 광범위하게 사용되었습니다 5,6. 더 큰 동물은 기술적 실행을 용이하게 하지만, 설치류, 즉 쥐와 생쥐는 취급 및 유지 관리가 더 쉽고, 질병에 강하고, 비용 효율적이며, 중요한 것은 분자 메커니즘을 조사하는 도구를 사용하여 혁신적인 치료법을 테스트하는 데 중요합니다 5,6. 피판과 이식편은 피부, 뼈, 근육6, 혈관5, 심지어 고형 장기7 등 다양한 조직을 사용하는 쥐에서 기술되었다. 그러나 요도 재건이나 조직 공학을 위한 이식편에 대한 쥐 모델에 대한 연구는 거의 없습니다.

그럼에도 불구하고 중개 과학의 발전은 질병을 모방하는 동물 모델에 의존합니다. 지금까지 국소 병태생리학 환경은 협착 직후 요도 재건술을 시행하기 때문에 다루어지지 않았습니다. 본 연구는 국소 병태생리학 환경에서 협측 점막 이식편을 이용한 요도 재건술을 시행하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 요도 협착을 재건하기 1주일 전에 유도했다. 쥐에서 수행된 이 실험 모델을 통해 혁신적인 치료법을 테스트하고 향후 분자 메커니즘과 임상적 이점을 조사할 수 있습니다.

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Protocol

모든 동물 시술은 지침 2010/63/EU에 따라 수행되었습니다. 이 절차는 포르투갈 동물 보호 관할 기관인 DGAV의 허가를 받은 기관 동물 복지 기관의 승인을 받았습니다(면허 번호 0421/000/000/2021). 본 연구에서는 생후 12-14주령의 수컷 Wistar Han IGS(Crl:WI(Han) 랫트(400-500g)를 사용하였다. 동물은 상업적 출처에서 얻었다( 자료표 참조).

1. 용액 준비

  1. 마취액
    1. 3mL 주사기에 2.3mL의 메데토미딘(1mg/mL, 체중 0.715mg/kg)을 채우고 15mL 원심분리 튜브로 옮깁니다.
    2. 3mL 주사기에 펜타닐 1.55mL(0.05mg/mL, 체중 0.02mg/kg)를 채우고 동일한 15mL 원심분리 튜브로 옮깁니다.
    3. 10mL 주사기에 6.15mL의 미다졸람(5mg/mL, 체중 9.5mg/kg)을 채우고 동일한 15mL 원심분리 튜브로 옮겨 10mL 마취액을 만듭니다.
    4. 튜브에 라벨을 붙이고 어두운 곳에서 4 °C로 보관하십시오.
      참고: 이 마취제 조합(메데토미딘, 펜타닐 및 미다졸람)은 최대 3시간의 마취 수술 기간을 제공합니다. 아티파메졸과 플루마제닐의 투여는 효과를 되돌릴 수 있다.
  2. 진정 방지 솔루션
    1. 1mL 주사기에 0.7mL의 아티파메졸(5mg/mL, 체중 3.72mg/kg)을 채우고 15mL 원심분리 튜브로 옮깁니다.
    2. 10mL 주사기에 9.3mL의 플루마제닐(0.1mg/mL, 체중 1.56mg/kg)을 채우고 동일한 15mL 원심분리 튜브로 옮겨 10mL 항진정 용액을 만듭니다.
    3. 튜브에 라벨을 붙이고 어두운 곳에서 4 °C로 보관하십시오.
  3. 수술 후 진통 솔루션
    1. 1mL 주사기에 0.5mL의 카프로펜(50mg/mL, 체중 5mg/kg)을 채우고 15mL 원심분리 튜브로 옮깁니다.
    2. 9.5mL의 NaCl 용액(0.9%)을 첨가하여 10mL의 카프로펜 용액을 얻습니다.
    3. 1mL 주사기에 1mL의 부프레노르핀(0.3mg/mL, 체중 0.01-0.05mg/kg)을 채우고 15mL 원심분리 튜브로 옮깁니다.
    4. 9mL의 NaCl 용액(0.9%)을 첨가하여 10mL의 부프레노르핀 용액을 얻습니다.
    5. 튜브에 라벨을 붙이고 어두운 곳에서 4°C에 보관하십시오.
  4. 수술 전후 항생제
    1. 2.5mL 주사기에 2.5mL의 엔로플록사신(25mg/mL, 체중 10mg/kg)을 채우고 15mL 원심분리 튜브로 옮깁니다.
    2. 7.5mL의 NaCl 용액(0.9%)을 첨가하여 10mL의 엔로플록사신 용액을 얻습니다.
    3. 튜브에 라벨을 붙이고 어두운 곳에서 4 °C로 보관하십시오.
      알림: 위의 용액을 준비하기 위한 모든 시약의 세부 정보는 재료 표에 나열되어 있습니다.

2. 요도 협착의 외과적 유도

참고: 수술 절차는 실체 현미경(10x)을 사용하여 수행되었습니다( 재료 표 참조).

  1. 메스 블레이드(11번), 뾰족한 집게, 스프링 가위, 수술용 집게, 안과 바늘 홀더, 수술용 가위 및 바늘 홀더와 같은 모든 수술 도구를 사용하기 전에 소독하십시오. 멸균 면봉을 사용하여 수술 부위를 청소하십시오.
  2. 쥐를 잡기 전에 주사기에 마취액을 넣으십시오.
  3. 튜브나 수건을 사용하여 동물을 제지하고 꼬리를 들어 올려 복부를 노출시킵니다.
  4. 동물을 구속하고 마취액의 복강 내 주사를 수행합니다(1.1단계에서 준비).
  5. 쥐의 페달 인출 반사를 테스트하여 마취를 평가합니다.
  6. 동물의 양쪽 눈에 보호 눈 젤을 바릅니다. 체중 10mg/kg에서 항생제 용액(1.1단계에서 준비)을 피하 주사합니다.
  7. 가열된 패드에 쥐를 등쪽 욕창 위치에 놓고 10배 또는 20배 배율의 해부 현미경을 사용하여 수술을 수행합니다.
  8. 포비돈 요오드(100mg/mL)로 음경과 주변 복부 피부를 청소합니다.
  9. 수동으로 포피를 집어넣고 음경 귀두의 등쪽에 표재성 스테이 봉합사(7.0 봉합사, 재료 표 참조)를 배치하여 음경에 견인을 가하고 바늘 홀더를 제자리에 두어 음경을 수축된 상태로 유지합니다.
  10. 윤활제 젤을 사용하여 카테터 삽입을 위해 22G 정맥 카테터를 요도에 삽입합니다.
  11. 수술용 메스 칼날(11번)을 사용하여 음경 피부에 1cm 세로 복부 절개를 수행합니다.
  12. 뾰족한 집게와 스프링 가위를 사용하여 축도 중간 수준에서 요도가 노출될 때까지 음경 조직층을 절개합니다.
  13. 전기 소작 장치 ( 재료 표 참조)를 사용하여 10W의 전류를 1 초 동안 요도의 측면 (양쪽의 한 위치)에 음경의 중간 샤프트 수준에서 복부에 적용합니다.
  14. 6.0 흡수성 러닝 봉합사로 절개 부위를 봉합합니다( 재료 표 참조).
  15. 요도 카테터를 제거합니다. 음경 견인 봉합사를 제거합니다.
  16. 진통의 피하 주사를 실시합니다: 카프로펜은 체중 5mg/kg, 부프레노르핀은 체중 0.03mg/kg입니다.
  17. 주사기에 항진정제(1.2단계에서 준비)를 넣고, 복부 욕창 상태에 있는 동물과 함께 느슨한 피부를 천막으로 덮어 항진정제 용액을 피하 주사합니다.

3. 협측 점막 이식편을 이용한 요도 성형술의 수술

참고: 수술 절차는 실체 현미경(10x)을 사용하여 수행되었습니다( 재료 표 참조).

  1. 뾰족한 집게, 스프링 가위, 안과 바늘 홀더, 수술용 가위, 바늘 홀더, 모기 집게 3개, 메스 칼날(11번) 등 이 개입에 필요한 모든 수술 도구를 소독합니다. 작은 스폰지를 사용하여 수술 부위를 청소하십시오.
  2. 마취제, 항생제, 제지를 투여하고 앞에서 설명한대로 동물을 배치하십시오 (2.2-2.8 단계).
  3. 아랫입술의 협측 점막, 음경, 주변 복부 피부를 포비돈 요오드(100mg/mL)로 청소합니다.
  4. 아랫입술, 양쪽 및 중간에 3개의 스테이 봉합사(7.0 봉합사)를 배치하고 각 봉합사에 모기를 남겨 아랫입술을 수축시키고 내부 점막을 노출시킵니다.
  5. 스프링 가위와 뾰족한 집게를 사용하여 아랫입술 안쪽 협측 점막의 직경 4mm 이식편을 채취하여 멸균 식염수(0.9% NaCl)가 있는 작은 수용체에 넣습니다.
  6. 지혈을 위해 스펀지로 기증자 부위를 압박합니다.
  7. 이전에 삽입한 아랫입술의 스테이 봉합사를 제거합니다.
  8. 앞에서 설명한 대로 음경을 노출합니다(2.9단계).
  9. 윤활제 젤을 사용하여 카테터 삽입을 위해 22G 정맥 카테터를 요도에 삽입합니다.
  10. 스프링 가위를 사용하여 원주, 관상하 절개를 수행하고 음경을 바닥까지 제거합니다.
  11. 뾰족한 집게와 스프링 가위를 사용하여 나머지 층을 해부하고 요도를 노출시킵니다.
  12. 수술용 메스 칼날(11번)과 스프링 가위를 사용하여 관상 고랑에서 3mm 원위부에서 시작하여 4mm 연장으로 세로 복부 절개를 수행하고 이전에 유도된 협착 수준에서 요도를 주걱으로 만듭니다(2단계).
  13. 주걱의 양쪽에 하나씩 7.0 재질의 스테이 봉합사 2개를 놓고 요도를 수축시키기 위해 각각에 모기를 남겨둡니다.
  14. 주걱의 양쪽 끝에 하나씩 두 개의 7.0 비흡수성 봉합사를 놓습니다.
  15. 협측 점막 이식편을 복부 온레이 방식으로 배치하고 점막 쪽이 요도 내강을 향하도록 합니다.
  16. 이식편 끝을 통해 봉합사 중 하나를 통과시키고 러닝 봉합사로 반타원을 수행합니다.
  17. 이식편의 반대쪽에 있는 다른 봉합사로 3.15단계와 3.16단계를 반복합니다.
  18. 요도 카테터를 제거합니다. 음경 피부의 위치를 변경합니다.
  19. 6.0 흡수성 중단 봉합사로 원주 관상하 절개 부위를 봉합합니다.
  20. 음경 견인 봉합사를 제거합니다.
  21. 진통제를 투여한 후 2.16-2.17단계에 설명된 대로 항진정제를 투여합니다.

4. 수술 후 모니터링

  1. 매시간 3-4회 쥐를 관찰하여 마취에서 회복되었는지 확인합니다. 호흡을 모니터링하고 페달 및 눈 반사를 평가합니다.
  2. 48시간 동안 12시간마다 진통제를 피하 주사합니다.
    참고: 카프로펜은 체중 1mL/500mg으로 투여되었고, 부프레노르핀은 체중 0.5mL/500mg으로 투여되었습니다( 재료 표 참조).
  3. 각 시술 후 48시간 동안 부드러운 음식을 제공하고 즉시 물을 제공합니다.
  4. 수술 후 매일 쥐를 모니터링하고 건강 상태와 수술 부위 모양을 등록합니다. 평가된 징후에는 얼굴 표정, 발성, 활동 상태, 통증 징후, 음식 및 음료 섭취, 배뇨 및 출혈이 포함됩니다.

5. 혈액 관류 평가

알림: 혈류는 협착 유도 직전, 요도 치환술 직전, 요도 치환술 직후에 측정됩니다.

  1. 레이저 도플러 관류 이미징을 수행합니다.
    1. 마취액을 사용하여 쥐를 마취합니다(1.1단계).
    2. 2.9단계에서 설명한 대로 음경 견인이 있는 37°C 가열 패드에 쥐를 올려놓습니다.
    3. 레이저 도플러 관류 이미저( 재료 표 참조)를 시작하여 데이터를 얻습니다. 레이저 빔이 읽을 관심 영역을 미리 설정합니다.
    4. 진정 방지액(1.2단계)을 도포하여 마취를 되돌립니다.
    5. 영상 분석 소프트웨어를 사용하여 음경 영역 주위에 관심 영역(ROI)을 그리고 시간 경과에 따른 플럭스 값을 정합합니다.

6. 방사선 사진 평가

참고: 요도 치환술 후 협착 유도 확인 및 협착 해결은 역행성 요도 조영술로 확인됩니다. 이 평가는 협착 유도 후 1주일(요도 치환술 전)과 요도 치환술 후 2주 후에 수행됩니다.

  1. 모노플랜 혈관 조영술 시스템을 사용하여 역행성 요도 조영술을 수행합니다( 재료 표 참조).
    1. 마취액을 사용하여 쥐를 마취하십시오.
    2. 2.9단계에서 설명한 대로 음경 견인이 있는 오른쪽 비스듬한 욕창 상태의 혈관 조영술 매트리스에 동물을 놓습니다.
    3. 원뿔 빔을 음경을 포함한 동물의 골반 부위에 초점을 맞춥니다.
    4. 22G 정맥 카테터를 원위 요도에 2mm 전진시킵니다.
    5. 요오드 방사선 조영제 1mL(623mg/mL 요오프로미드 용액과 0.9% NaCl의 1:1 비율)를 요도에 주입하기 시작합니다.
    6. 동시에 일반 방사선 촬영을 수행하여 요도 내강을 충족하는 방사선 조영제를 식별하고 요도 직경을 평가합니다.
    7. 영상이 완료되면 진정 방지 용액으로 마취를 되돌립니다.

7. 안락사

참고: 안락사는 요도 성형술 후 3주(협착 유도 후 4주), 마지막 관류 평가 직후에 수행됩니다.

  1. 2.5mL 주사기에 2mL/kg 펜토바르비탈 나트륨(400mg/mL)을 채웁니다.
  2. 동물을 안락사시키기 위해 용액의 복강 내 주사를 수행합니다.

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Representative Results

체중 400-500g, 생후 12-14주 된 총 12마리의 수컷 Wistar 쥐를 요도 협착 유도에 사용했습니다. 1주일 후8일에 역행성 요도 조영술(RUG1)을 시행하여 이 기술의 성공을 확인했다. 요도 직경은 협착 유도 수준에서 밀리미터 단위로 측정되었습니다. 그 후, 협측 점막 이식편을 이용한 요도 성형술을 쥐 요도의 복측 얼굴에 시행하였다. 동일한 쥐를 요도 치환술 14일 후 두 번째 역행성 요도 조영술(RUG2)에 제출하고 이식편 배치 수준에서 요도 직경을 밀리미터 단위로 측정했습니다. 평균 RUG1 및 RUG2 직경은 각각 1.04mm 및 1.52mm로 요도 투과성이 크게 개선(p < 0,0001)되어 (그림 1) 외과적 개입의 성공과 측정 간의 양호한 일관성을 확인했습니다.

국소 관류는 또한 조직 미세 순환 환경을 모니터링하기 위한 비침습적 방법으로 요도 성형술 직전과 직후에 레이저 도플러로 평가되었습니다. 조직 관류는 색상으로 구분된 이미지로 표시되며, 관류가 낮거나 없는 경우 진한 파란색이고 가장 높은 관류 수준은 빨간색입니다. 평균 플럭스 값은 Moor LDI V5.3 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 구합니다( 재료 표 참조).

쥐 개체군의 변동성을 고려하여 35마리의 수컷 Wistar 쥐를 사용했습니다. 요도 치환술 전과 직후의 평균 혈류량은 각각 603.4 및 137.6 임의 단위(AU)였습니다. 예상대로, 국소 혈류의 현저한 감소(p < 0,0001)를 보이는 부위(파란색)는 비혈관 이식편에 해당합니다(그림 2).

마취 절차에 대한 양호한 내성은 모든 연구 동물에서 발견되었습니다. 그러나 실험실에서 얻은 이전 결과(데이터는 표시되지 않음)는 마취 시간이 45분을 초과하지 않는 것이 바람직한 전체 동물 회복을 허용하는 데 중요할 수 있음을 보여주었습니다. 수술 후, 쥐들은 또한 큰 합병증에서 벗어났다.

Figure 1
그림 1: 역행성 요도(RUG) 분석. (A) 요도 치환술 전(RUG1) 및 14일 후(RUG2)의 역행성 요도 조영술의 대표 이미지. (B) 밀리미터 단위로 표시된 직경의 정량적 평가는 요도 성형술 후 14일 후에 유의한 개선을 보여주었습니다. 약어: RUG1 = 요도 성형술 전 역행성 요도 조영술; RUG2 = 요도 성형술 14일 후 역행성 요도 조영술. 그룹 간 변화는 양측 쌍체 t-검정(n=12)을 사용하여 평가되었습니다. 척도 막대: 10mm. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
그림 2: 레이저 도플러 분석. (A) 요도 성형술 전후 레이저 도플러 흐름의 대표 이미지. (B) 혈류의 정량적 평가는 요도 치환술 후 혈액 관류가 현저히 감소했음을 보여주었습니다. 그룹 간 변화는 양측 Wilcoxon 일치 쌍 부호 순위 검정(n = 35)으로 평가되었습니다. 눈금 막대: 0.5cm. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Discussion

협측 점막 이식편을 이용한 요도 성형술은 요도 재건술의 중요한 초석입니다. 그러나 합병증과 이환율을 줄이기 위해 이미 설명된 것을 최적화하고 조직 공학 재료 및 생물학적 이식편과 같은 새로운 절차를 확립하기 위해 혁신적인 절차를 개발해야 합니다. 전임상 모델을 확립하고 수술 기법을 정의하기 위한 몇 가지 절차가 발표되었습니다. Souza et al.1 은 12마리의 뉴질랜드 토끼를 포함한 연구를 수행했습니다. 복부 세로 피부 절개를 시행하고 요도를 알부기네아에서 동원한 후 요도의 등쪽 부분을 절제하여 결손을 만들었습니다. 동시에 협측 점막 이식편을 뺨에서 채취하여 7-0 흡수성 봉합사로 등쪽 상감으로 배치했습니다. 본 연구에서는 수컷 Wistar 쥐를 사용합니다. 크기가 작기 때문에 기술적으로 더 까다롭지만 다루기는 더 쉽습니다. 요도 협착의 병태생리학과 이식편의 생리학을 모방하기 위해, 이 모델에서는 요도 치환술과 동일한 수술 시간에 수행된 요도 결손과 달리 이전에 요도 협착과 유사한 질환이 유발되었습니다. Souza et al.과 마찬가지로 이식편으로 요도를 봉합하기 위한 러닝 봉합사도 사용되었습니다1. 그럼에도 불구하고, 비흡수성 봉합사는 조직학적 연구와 같은 추가 연구에서 이식편 둘레를 식별할 수 있기 때문에 사용되었습니다. Martín-Cano et al.9 은 Wistar 쥐를 사용하여 모델을 개발했습니다. 관상하 원주 절개를 한 후 음경 탈구를 시행하여 요도를 잘 노출시킬 수 있었습니다. 이식편은 아랫입술에서 채취하고, 요도는 세로 복부 정중선 절개를 통해 열고, 이식편은 흡수되지 않는 러닝 봉합사와 함께 복부 온레이 방식으로 배치되었습니다. 시술 중에 요도 특허를 유지하기 위해 요도 카테터를 삽입했습니다. 본원에 기술된 이 기술은 음경 탈구와 동일한 접근법을 사용하였는데, 이는 요도의 양호한 노출 및 시술 동안 요도 특허를 유지하기 위한 카테터의 배치를 허용한다. 그러나 Martín-Cano 등은 조직이 더 건강했기 때문에 자연 이식편에 영향을 미쳤을 수 있는 절차에서 이전의 요도 손상을 수행하지 않았습니다.

실제로, 단순한 요도 손상 및 치유는 Hofer et al.10과 같은 다른 사람들에 의해 평가되었는데, 그는 Wistar 쥐를 사용하여 관상하 원주 절개, 음경 탈구, 요도를 손상시키기 위한 종방향 복부 정중선 절개, 달리기 봉합사로 봉합하는 것으로 구성된 쥐 모델을 개발했습니다. 결론은 진피 치유와 유사한 염증, 증식, 성숙 및 리모델링 단계에서 요도의 치유가 일어난다는 것입니다. 이것은 부상 부위에만 국한되지 않고 대부분의 요도 주위 조직과 해면체에도 적용됩니다. Tavucku et al.[11]은 또한 Sprague-Dawley 쥐를 대상으로 음음낭 복부 정중선 피부 절개를 수행하여 요도를 노출시킨 다음 전기 소작 전류를 가하여 요도 손상을 유도하는 요도 손상 모델을 설명했습니다. 그들의 데이터는 섬유증의 강력한 지표인 콜라겐 유형 I 대 콜라겐 유형 III 비율이 증가했음을 보여주었습니다. 이러한 이론적 근거에 따르면, 손상된 조직은 건강한 조직보다 섬유화가 더 많으며, 이식편은 두 조직에서 동일하지 않을 것으로 예상됩니다. 요도 치환술이 손상된 조직에서 수행된다고 가정할 때, 이 모델의 주요 장점은 정상적인 병태생리학적 과정을 더 잘 모방한다는 것입니다. 또 다른 주요 장점은 협착 유도를 확인하고 나중에 요도 직경을 기반으로 요도 치환술의 성공을 확인하기 위해 역행성 요도 조영술을 실현한다는 것입니다. 실제로 모든 동물은 요도 성형술 후 요도 직경이 개선되어 시술의 성공을 보여주었습니다. Souza et al.1도 역행성 요도 조영술을 수행했지만 연구가 끝날 때만 수행되었습니다. 본 연구와 Tavukcu et al.11에서는 두 요도 조영술을 모두 시행하여 요도 조영술 분석을 통해 시술의 효과를 결론지었습니다. 또한 요도 치환술 전후에 관류 평가를 수행하여 협측 점막 이식편에 해당하는 전체 비혈관화(파란색) 영역을 확인했습니다.

그럼에도 불구하고 이 절차에는 쥐의 요도 크기로 인해 까다로운 수술 기술, 수술 기간, 휘발성 마취의 부재 등 몇 가지 한계가 있습니다. 그러나 동물이 클수록 기술적 실행이 더 쉬워지지만 설치류에 비해 사용할 수 있는 분자 도구가 적기 때문에 혁신적인 치료법의 분자 메커니즘을 조사하는 데 한계가 있을 수 있다는 점을 고려하는 것이 중요합니다. 또 다른 한계는 요도 협착을 유도하기 위해 단일 방법을 사용하는 것인데, 이는 외상, 감염 또는 선천적 결함을 포함한 다른 많은 원인으로 인해 발생할 수 있으며, 이는 다른 병태생리학적 표현형으로 이어질 수 있습니다. 그러나 전기 소작법은 일관된 결과로 간단하고 쉽고 재현 가능한 접근 방식을 허용하기 때문에 사용되었습니다.

우리가 아는 한, 이것은 다음과 같은 첫 번째 쥐 절차입니다 : (1) 협측 점막 이식 1 주일 전에 요도 협착을 유도하여 이식 전의 국소 병태 생리 학적 환경을 모방합니다. (2) 역행성 요도 조영술로 요도 협착과 그 해결을 확인합니다. (3) 레이저 도플러로 이식편 위치를 확인하는 단계; (4) 실험 모델이 이식편의 사용을 최적화하고 예를 들어 분자 메커니즘을 조사할 수 있는 조직 공학 재료를 기반으로 새로운 치료 전략을 개발할 수 있도록 하여 임상 요구에 맞는 중개 과학에 영향을 미칠 수 있습니다.

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Disclosures

저자는 공개할 것이 없습니다.

Acknowledgments

요도 조영술 구현에 협력해 주신 Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte의 방사선과 과장인 João Leitão와 Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte의 방사선과 기술자인 Catia Fernandes에게 감사드립니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Atipamezole OrionPharma ANTISEDAN (atipamezole) is indicated for the reversal of the sedative and analgesic effects.
Buprenorphine RichterPharma Buprenorphine is a derivative of the opioid alkaloid thebaine that is a more potent (25-40 times) and longer lasting analgesic than morphine.
Carl Zeiss Opmi-1 FC Surgical Stereo Microscope Carl Zeiss Microscopy, Germany OPMI 1 FC from ZEISS symbolizes quality, precision and reliability. The manual system is easy to use and delivers high fidelity images with the legendary ZEISS optics.
Carprofen Zoetis Carprofen is a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) of the propionic acid class.
Catheter 22 G. x 1'' B Braun Introcan Safety IV Catheter of fluorinated ethylene propylene (FEP) with firmer construction for
arterial access.
Enrofloxacin Bayer Enrofloxacin is a fluoroquinolone antibiotic.
Fentanyl Braun 3644960 Fentanyl is a powerful synthetic opioid analgesic.
Flumazenil Fresenius Kabi Benzodiazepine antagonist is used for the complete or partial reversal of the sedative effects caused by benzodiazepines.
High temperature cautery Fiab F7244 Disposable cautery, sterile, high temperature (1200 °C), 28 mm fine tip.
Instillagel gel Farco-pharma Cellulose-based lubricant with local anaesthetic and disinfecting properties.
Iopromide Bayer Non-ionic injectable contrast medium, with iodine.
Laser Doppler imaging system (perfusion imager moorLDI2-HIR and dedicated software) MoorLDI-V6.0, Moor Instruments Ltd, Axminster, UK 5710 The angiogenesis models uses Laser Doppler imaging to assess blood perfusion in the hind limbs, one of which is ligated surgically. Dedicated measurement and comparison software allows the definition of regions of interest for blood flow assessment on the ischaemic versus non-ischaemic limb to establish a "reperfusion ratio" which can be assessed as often as needed and over a number of days on the same subject.
Lubrithal Eye Gel Dechra Eye gel used in animals for prevention of dry eyes during anaesthesia. Lubricating and moisturising action on cornea and conjunctiva.
Male Wistar Han IGS (Crl:WI(Han) rats Charles River Laboratories, Spain Twelve to fourteen-week-old
Metedomidin Virbac 037/01/07RFVPT Medetomidine is a synthetic drug used as surgical anesthetic.
Midazolam Labesfal Benzodiazepine medication is used for anesthesia and procedural sedation.
Monoplan Angiography System Philips Medical Systems Azurion 7 M20 A stationary diagnostic fluoroscopic x-ray system specifically designed to optimize the capability of users to visually and quantitatively evaluate the anatomy and function of blood vessels of the heart, brain and other organs, as well as the lymphatic system.
Mosquito forceps Henry Schein 102-4346 Hartman-Mosquito Hemostatic Forcep Curved 3-1/2" Stainless Steel
Needle Holder Henry Schein 100-2570 Needle holder Mayo-Hegar, stainless steel, 14 cm
Ophtalmic Needle Holder Asico AE-6143 Needle holder barranquer most delicate without lock
Pentobarbital Sodium Ecuphar Pentobarbital Sodium is the sodium salt of pentobarbital used for euthanasia.
Pointed Forceps Aesculap BD335R Microforceps, 0.30 mm tip
Polysorb 6.0 Medtronic (Covidien) UL-101 Coated Synthetic Absorbable Suture aimed to reduce the inflammatory reaction in tissues, followed by gradual encapsulation of the suture by fibrous connective tissue.
Providone-Iodine Mylan Povidone-iodine 10% is an antiseptic drug, used as a disinfectant before and after surgery.
Scalpel Blade nº11 B Braun BB511 Carbon steel, sterile
Spring Scissor Henry Schein 600-4826 Surgical scissors 31 castroviejo
Surgical Forceps Aesculap BD33R Microforceps, 0.20mm tip
Surgical Scissor Aesculap MA873R Micro Iris Scissor, curved shrap tips
SurgiPro 7.0 Medtronic (Coviden) VP-702-X Non-Absorbable Monofilament Polypropylene Suture indicated for use in general soft tissue ligation.

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References

  1. Souza, G. F., Calado, A. A., Delcelo, R., Ortiz, V., Macedo, A. Histopathological evaluation of urethroplasty with dorsal buccal mucosa: an experimental study in rabbits. International Brazilian Journal of Urology. 34 (3), 345-354 (2008).
  2. Andrich, D. E., Mundy, A. R. Urethral strictures and their surgical treatment. BJU International. 86 (5), 571-580 (2000).
  3. Bhargava, S., Chapple, C. R., Bullock, A. J., Layton, C., MacNeil, S. Tissue-engineered buccal mucosa for substitution urethroplasty. BJU International. 93 (6), 807-811 (2004).
  4. Fu, Q., et al. Substitution urethroplasty for anterior urethral stricture repair: comparison between lingual mucosa graft and pedicled skin flap. Scandinavian Journal of Urology. 51 (6), 479-483 (2017).
  5. Blain, B., et al. Vascular grafts in the rat model: an anatomic study. Microsurgery. 21 (3), 80-83 (2001).
  6. Schmauss, D., Weinzierl, A., Schmauss, V., Harder, Y. Common rodent flap models in experimental surgery. European Surgical Research. 59 (3-4), 255-264 (2018).
  7. You, H., et al. A rat orthotopic renal transplantation model for renal allograft rejection. Journal of Visualized Experiments. (180), e63464 (2022).
  8. Park, J. H., et al. Balloon-expandable biodegradable stents versus self-expandable metallic stents: a comparison study of stent-induced tissue hyperplasia in the rat urethra. Cardiovascular and Interventional Radiology. 42 (9), 1343-1351 (2019).
  9. Martín-Cano, F., et al. Histological and immunohistochemical changes in the rat oral mucosa used as an autologous urethral graft. Journal of Pediatric Surgery. 48 (7), 1557-1564 (2013).
  10. Hofer, M. D., et al. Analysis of primary urethral wound healing in the rat. Urology. 84 (1), e1-7 (2014).
  11. Tavukcu, H. H., et al. Protective effect of platelet-rich plasma on urethral injury model of male rats. Neurourology and Urodynamics. 37 (4), 1286-1293 (2018).

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쥐 모델에서 협측 점막 이식편 요도 성형술에 이은 요도 협착 유도
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de Oliveira, P. S., Rocha, F., Vala, I. S., de Oliveira, P., Ministro, A., Santos, S. C. R. Urethral Stricture Induction Followed by Buccal Mucosa Graft Urethroplasty in a Rat Model. J. Vis. Exp. (194), e65094, doi:10.3791/65094 (2023).

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