Summary
בפרוטוקול הנוכחי פותחה אינדוקציה של היצרות שופכה בחולדות וויסטאר, ואחריה שחזור שופכה עם שתל רירית בוקאלית. בוצעה בדיקת אורתרוגרמה לאחור ובדיקת דופלר לייזר, המאמתת שחזור שופכה (לאחר היווצרות קשיחות) ומיקום השתל.
Abstract
שחזור שופכה הוא תחום התמחות חשוב עבור אורולוגים. רירית buccal נחשב האפשרות הטובה ביותר כאשר השתלת השופכה יש צורך, אם כי במקרים מסוימים, זה לא מתאים או צריך להיות אופטימיזציה כדי לתקן צרות נתונה. לכן, פיתוח הליכים חדשניים והערכת הצלחתם המשוערת במודלים ניסיוניים הוא חיוני כדי להתאים לצורך הקליני. עם מטרה זו, מחקר זה מתאר פרוטוקול שבו היצרות השופכה נגרמה על ידי electrocautery בחולדות Wistar. שחזור שופכה בוצע שבוע לאחר מכן עם שתל רירית buccal, שנקצר מהשפה התחתונה, והוכנס בצורה משובצת גחון. בדיקת אורתרוגרמה מדרדרית הראתה שיפור משמעותי בקוטר השופכה לאחר ניתוח שופכה בהשוואה לערך בהתאמה לאחר השראת היצרות. בנוסף, מיקום השתל הוערך על ידי ניתוח זילוח דם באמצעות דופלר לייזר. כצפוי, אזור כחול כהה התאים להשתלת רירית הבוקלית הלא וסקולרית. הליך זה יכול לדמות בהצלחה את התהליך הפתופיזיולוגי הרגיל של פגיעה בשופכה ומודולציה של רקמות, כמו גם שחזור שופכה באמצעות שתל רירית בוקאלית באופן הניתן לשחזור, ולשמש בסיס למחקר עתידי המבוסס על הנדסת רקמות או שתלי שופכה.
Introduction
שחזור שופכה הוא אתגר גדול עבור מנתחים אורולוגיים בניהול פגיעה בשופכה במצב של צרות, טראומה או מומים מולדים1. עם כוונה מרפאת, urethroplasty הוא הטיפול המועדף על רוב החולים, עם פגמים ארוכים (>2 ס"מ) ואת השופכה הקדמית הדורשים צורה כלשהי של החלפת urethroplasty2. רקמות רבות שימשו כתחליפי שופכה, כולל שתלי עור בעובי מלא או מפוצל של אזורים באברי המין או מחוץ לאיברי המין, רירית דופן שלפוחית השתן, או רירית buccal2 הנפוצה. לשתלי רירית בוקלית יש מספר יתרונות, כגון הגעה מסביבה רטובה וחסרת שיער, קלות לקציר, עמידות בפני זיהום, אפיתל עבה, סבירות מופחתת להיווצרות פסאודו-דיברטיקולום, ולמינה דקה, המאפשרת אימביציה מוקדמת וחיסון3. בניגוד לדשים, לשתלים אין אספקת דם, תלוי במיטת כלי הדם של המקבל כדי לשרוד4.
מודלים של בעלי חיים של שתלים או דשים שימשו באופן נרחב לפיתוח או שכלול טכניקות כירורגיות, לימוד והבנה של הפיזיולוגיה של הרקמות, המנגנונים הבסיסיים והסיבות לכישלון, והערכת אסטרטגיות טיפול חדשניות 5,6. למרות שבעלי חיים גדולים יותר מאפשרים ביצוע טכני, מכרסמים, כלומר חולדות ועכברים, קלים יותר לטיפול ותחזוקה, עמידים למחלות, חסכוניים יותר, וחשוב מכך, עם הכלים לחקור מנגנונים מולקולריים, החיוניים לבדיקת טיפולים חדשניים 5,6. מספר מודלים של דשים ושתלים תוארו בחולדות באמצעות רקמות שונות, כלומר עור, עצם, שריר6, כלי דם5, ואפילו איברים מוצקים7. עם זאת, יש מחקר נדיר במודלים של מורין לשתלים לשחזור שופכה או הנדסת רקמות.
אף על פי כן, ההתקדמות במדע התרגום תלויה במודלים של בעלי חיים המחקים מחלות. עד כה, הסביבה הפתופיזיולוגית המקומית לא טופלה, שכן שחזור השופכה מבוצע מיד לאחר הצרות שלה. מחקר זה נועד לבצע שחזור שופכה באמצעות השתלת רירית בוקאלית בסביבה פתופיזיולוגית מקומית. עם מטרה זו, היצרות השופכה הושרה 1 שבוע לפני השחזור שלה. מודל ניסיוני זה, המבוצע בחולדות, מאפשר לבחון טיפולים חדשניים ולחקור את המנגנונים המולקולריים שלהם ואת היתרונות הקליניים שלהם בעתיד.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל ההליכים בבעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיה 2010/63/EU. הנהלים אושרו על ידי הגוף המוסדי לרווחת בעלי חיים, המורשה על ידי DGAV, הרשות הפורטוגלית המוסמכת להגנה על בעלי חיים (מספר רישיון 0421/000/000/2021). זכר Wistar Han IGS (Crl:WI(Han) חולדות (400-500 גרם) בגיל 12-14 שבועות שימשו במחקר הנוכחי. בעלי החיים התקבלו ממקור מסחרי (ראו טבלת חומרים).
1. הכנת פתרונות
- פתרון הרדמה
- ממלאים מזרק 3 מ"ל ב-2.3 מ"ל מדטומידין (1 מ"ג/מ"ל; 0.715 מ"ג/ק"ג משקל גוף) ומעבירים לצינור צנטריפוגה 15 מ"ל.
- ממלאים מזרק 3 מ"ל בפנטניל במינון 1.55 מ"ל פנטניל (0.05 מ"ג/מ"ל; 0.02 מ"ג/ק"ג משקל גוף) ומעבירים לאותו צינור צנטריפוגה בנפח 15 מ"ל.
- ממלאים מזרק 10 מ"ל ב 6.15 מ"ל מידזולם (5 מ"ג / מ"ל; 9.5 מ"ג / ק"ג משקל גוף) ומעבירים לאותו צינור צנטריפוגה 15 מ"ל, ובכך יוצרים תמיסת הרדמה של 10 מ"ל.
- תייגו את הצינור ואחסנו אותו בטמפרטורה של 4°C בחושך.
הערה: שילוב הרדמה זה (מדטומידין, פנטניל ומידזולם) מספק חלון ניתוח להרדמה של עד 3 שעות. הממשל של atipamezole ו flumazenil עשוי להחזיר את האפקט.
- פתרון אנטי הרגעה
- ממלאים מזרק 1 מ"ל עם 0.7 מ"ל של atipamezole (5 מ"ג / מ"ל; 3.72 מ"ג / ק"ג משקל גוף) ומעבירים לצינור צנטריפוגה 15 מ"ל.
- מלא מזרק 10 מ"ל עם 9.3 מ"ל של flumazenil (0.1 מ"ג / מ"ל; 1.56 מ"ג / ק"ג משקל גוף) ולהעביר לאותו צינור צנטריפוגה 15 מ"ל, ובכך להפוך פתרון 10 מ"ל נגד הרגעה.
- תייגו את הצינור ואחסנו אותו בטמפרטורה של 4°C בחושך.
- פתרונות משככי כאבים לאחר הניתוח
- ממלאים מזרק 1 מ"ל עם 0.5 מ"ל קרפרופן (50 מ"ג / מ"ל; 5 מ"ג / ק"ג משקל גוף) ומעבירים לצינור צנטריפוגה 15 מ"ל.
- הוסף 9.5 מ"ל של תמיסת NaCl (0.9%), קבלת תמיסת קרפרופן 10 מ"ל.
- מלא מזרק 1 מ"ל עם 1 מ"ל של buprenorphine (0.3 מ"ג / מ"ל; 0.01-0.05 מ"ג / ק"ג משקל גוף) ולהעביר צינור צנטריפוגה 15 מ"ל.
- הוסף 9 מ"ל של תמיסת NaCl (0.9%), קבלת תמיסת בופרנורפין 10 מ"ל.
- תייגו את הצינורות ואחסנו אותם בטמפרטורה של 4°C בחושך.
- אנטיביוטיקה פרי-ניתוחית
- ממלאים מזרק 2.5 מ"ל ב-2.5 מ"ל אנרופלוקסצין (25 מ"ג/מ"ל; 10 מ"ג/ק"ג משקל גוף) ומעבירים לצינור צנטריפוגה בנפח 15 מ"ל.
- הוסף 7.5 מ"ל של תמיסת NaCl (0.9%), קבלת תמיסת אנרופלוקסצין 10 מ"ל.
- תייגו את הצינור ואחסנו אותו בטמפרטורה של 4°C בחושך.
הערה: הפרטים של כל הריאגנטים להכנת הפתרונות הנ"ל מפורטים בטבלת החומרים.
2. אינדוקציה כירורגית של היצרות השופכה
הערה: הניתוחים בוצעו באמצעות מיקרוסקופ סטריאו (10x) (ראה טבלת חומרים).
- יש לעקר את כל כלי הניתוח לפני השימוש: להב אזמל (מספר 11), מלקחיים מחודדים, מספריים קפיציים, מלקחיים כירורגיים, מחזיק מחט עיניים, מספריים כירורגיים ומחזיק מחט. השתמש בצמר גפן סטרילי כדי לנקות את שדה הניתוח.
- לטעון את המזרק עם פתרון הרדמה לפני מחזיק את החולדה.
- לרסן את בעל החיים באמצעות צינור או מגבת ולהרים את הזנב כדי לחשוף את הבטן.
- שמור על בעל החיים מרוסן ולבצע הזרקה intraperitoneal של פתרון הרדמה (מוכן בשלב 1.1).
- בדקו את רפלקסי הגמילה מדוושת החולדה כדי להעריך את מידת ההרדמה.
- יש למרוח ג'ל מגן על שתי עיני החיה. בצע הזרקה תת עורית של התמיסה האנטיביוטית (מוכנה בשלב 1.1), במשקל גוף של 10 מ"ג/ק"ג.
- הניחו את החולדה במצב דקוביטוס גבי על פד מחומם והשתמשו במיקרוסקופ דיסקציה בהגדלה של פי 10 או 20 כדי לבצע את ההליך הכירורגי.
- נקו את הפין ואת עור הבטן שמסביב עם פובידון-יוד (100 מ"ג/מ"ל).
- משכו ידנית את העורלה והניחו תפר שהייה שטחי (תפר 7.0; ראה טבלת חומרים) באספקט הגבי של העטרה הפינית כדי להפעיל מתיחה על הפין, תוך השארת מחזיק המחט במקומו כדי לשמור על הפין נסוג.
- הכניסו קטטר ורידי 22 G לתוך השופכה לצנתור באמצעות ג'ל סיכה.
- באמצעות להב אזמל כירורגי (מספר 11), לבצע חתך גחוני אורכי 1 ס"מ בעור הפין.
- בעזרת המלקחיים המחודדים והמספריים הקפיציים, מנתחים את שכבות רקמת הפין עד לחשיפת השופכה בגובה הפיר האמצעי.
- עם מכשיר electrocautery (ראה טבלה של חומרים), להחיל זרם עם 10 W, עבור 1 s, בהיבטים הרוחביים של השופכה (במיקום אחד בכל צד), הגחון ברמה של פיר האמצע של הפין.
- סגור את החתך בתפר ריצה נספג 6.0 (ראה טבלת חומרים).
- הסר את קטטר השופכה. הסר את תפר המתיחה הפין.
- בצע הזרקה תת עורית של שיכוך כאבים: Carprofen ב 5 מ"ג / ק"ג של משקל הגוף, buprenorphine ב 0.03 מ"ג / ק"ג של משקל הגוף.
- לטעון את המזרק עם פתרון אנטי הרגעה (מוכן בשלב 1.2), ועם החיה decubitus הגחון, אוהל העור רפוי לנהל זריקה תת עורית של פתרון אנטי הרגעה.
3. הליך כירורגי של urethroplasty עם השתלת רירית buccal
הערה: הניתוחים בוצעו באמצעות מיקרוסקופ סטריאו (10x) (ראה טבלת חומרים).
- יש לעקר את כל הכלים הכירורגיים הדרושים להתערבות זו: מלקחיים מחודדים, מספריים קפיציים, מחזיק מחט עיניים, מספריים כירורגיים, מחזיק מחט, שלושה מלקחיים נגד יתושים ולהב אזמל (מספר 11). השתמש בספוגים קטנים כדי לנקות את שדה הניתוח.
- לתת את חומר ההרדמה, את האנטיביוטיקה, לרסן ולהניח את בעל החיים כפי שתואר קודם לכן (שלבים 2.2-2.8).
- נקו את רירית הבוקאל של השפה התחתונה, הפין ועור הבטן שמסביב עם פובידון-יוד (100 מ"ג/מ"ל).
- מניחים שלושה תפרים (7.0 תפרים) בשפה התחתונה, משני הצדדים ובאמצע, ומשאירים יתוש בכל אחד מהם כדי למשוך את השפה התחתונה ולחשוף את הרירית הפנימית.
- בעזרת מספריים קפיציים ומלקחיים מחודדים, קוצרים שתל בקוטר 4 מ"מ של רירית השפה התחתונה הבוקאלית, ומניחים אותו בנמען קטן עם מי מלח סטריליים (0.9% NaCl).
- החל דחיסה באזור התורם עם ספוג עבור hemostasis.
- הסר את התפרים שהונחו בעבר של השפה התחתונה.
- חשוף את הפין כפי שתואר קודם לכן (שלב 2.9).
- הכניסו קטטר ורידי 22 G לתוך השופכה לצנתור באמצעות ג'ל סיכה.
- בעזרת מספריים קפיציים, לבצע חתך היקפי, sub-coronal ו deglove את הפין לבסיס.
- בעזרת המלקחיים המחודדים והמספריים הקפיציים, מנתחים את השכבות הנותרות וחושפים את השופכה.
- באמצעות להב אזמל כירורגי (מספר 11) ומספריים קפיציים, לבצע חתך גחוני אורכי, החל 3 מ"מ דיסטלי עד החריץ העטרתי בשלוחה של 4 מ"מ, מרווח את השופכה ברמה של היצרות שהושרה בעבר (שלב 2).
- מניחים שני תפרי שהייה של חומר 7.0, אחד בכל צד של המרית, ומשאירים יתוש בכל אחד מהם כדי למשוך את השופכה.
- מניחים שני תפרים 7.0 שאינם נספגים, אחד בכל קצה של המרית.
- הניחו את השתל הרירית הבוקאלית בצורה של שיבוץ גחוני כאשר צד הרירית פונה ללומן השופכה.
- מעבירים את אחד התפרים דרך קצה השתל ומבצעים חצי אליפסה עם תפר רץ.
- חזור על שלב 3.15 ושלב 3.16 עם התפר השני בצד השני של השתל.
- הסר את קטטר השופכה. מקם מחדש את עור הפין.
- סגור את החתך ההיקפי, התת-קורונלי, בתפר קטוע נספג 6.0.
- הסר את תפר המתיחה הפין.
- לנהל את משככי כאבים ואחריו פתרון נגד הרגעה, כמתואר בשלבים 2.16-2.17.
4. ניטור לאחר הניתוח
- התבוננו בחולדות שלוש עד ארבע פעמים בשעה, ואישרו את התאוששותן מהרדמה. עקוב אחר הנשימה והערך את רפלקסי הדוושה והעיניים.
- תת עורית להזריק שיכוך כאבים כל 12 שעות במשך 48 שעות.
הערה: Carprofen ניתן ב 1 מ"ל / 500 מ"ג של משקל הגוף, buprenorphine ניתן ב 0.5 מ"ל / 500 מ"ג של משקל הגוף (ראה טבלה של חומרים). - לספק מזון רך במשך 48 שעות לאחר כל הליך ומים ad libitum.
- יש לעקוב אחר החולדות מדי יום לאחר הניתוח ולרשום את מצבן הבריאותי ואת מראה אתר הניתוח. הסימנים המוערכים כוללים הבעת פנים, קול, מצב פעילות, כל סימן לכאב, בליעת מזון ושתייה, התרוקנות ודימום.
5. הערכת זילוח דם
הערה: זרימת הדם נמדדת מיד לפני השראת קשיחות, מיד לפני ניתוח שופכה, ומיד לאחר ניתוח שופכה.
- ביצוע הדמיית זילוח דופלר בלייזר.
- מרדימים את החולדות באמצעות תמיסת ההרדמה (שלב 1.1).
- הניחו את שכיבת החולדה על כרית חימום בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס עם מתיחת הפין, כמתואר בשלב 2.9.
- הפעל את מכונת ההדמיה של זילוח דופלר לייזר (ראה טבלת חומרים) כדי לקבל נתונים. הגדר מראש את אזור העניין לקריאה על ידי קרן הלייזר.
- החל את הפתרון נגד הרגעה (שלב 1.2) כדי להחזיר את ההרדמה.
- באמצעות תוכנת ניתוח התמונה, ציירו את אזור העניין (ROI) סביב אזור הפין ורושמים את ערכי השטף לאורך זמן.
6. הערכה רדיוגרפית
הערה: אישור אינדוקציה מחמירה ופתרון מחמיר לאחר ניתוח שופכה מאושרים עם אורתרוגרמה מדרדרת. הערכה זו מבוצעת שבוע לאחר אינדוקציה מחמירה (לפני urethroplasty) ו 2 שבועות לאחר urethroplasty.
- בצע אורתרוגרמה מדרדרית באמצעות מערכת אנגיוגרפיה מונופלנית (ראה טבלת חומרים).
- מרדימים את החולדות באמצעות תמיסת ההרדמה.
- הניחו את בעל החיים על מזרן האנגיוגרפיה בדקוביטוס אלכסוני ימני, עם מתיחת הפין, כמתואר בשלב 2.9.
- מקדו את קרן החרוט באזור האגן של החיה, כולל הפין.
- מניחים צנתר ורידי 22 G מתקדם 2 מ"מ לתוך השופכה הדיסטלית.
- התחל להחדיר 1 מ"ל של חומר ניגוד רדיוגרפי יוד (יחס 1:1 של 623 מ"ג / מ"ל תמיסת יופרומיד ו 0.9% NaCl) לתוך השופכה.
- במקביל, בצע רדיוגרפיה רגילה כדי לזהות את הניגוד הרדיוגרפי הממלא את לומן השופכה ולהעריך את קוטר השופכה.
- עם סיום ההדמיה, להחזיר את ההרדמה עם פתרון נגד הרגעה.
7. המתת חסד
הערה: המתת חסד מבוצעת 3 שבועות לאחר ניתוח השתנה (4 שבועות לאחר השראת קשיחות), מיד לאחר הערכת הזלוף האחרונה.
- ממלאים מזרק במינון 2.5 מ"ל ב-2 מ"ל/ק"ג נתרן פנטוברביטלי (400 מ"ג/מ"ל).
- בצע הזרקה intraperitoneal של הפתרון כדי להרדים את החיה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
בסך הכל 12 חולדות וויסטאר זכריות, במשקל 400-500 גרם ובנות 12-14 שבועות, שימשו להשראת היצרות שופכה. אורתרוגרמה מדרדרית (RUG1) בוצעה שבוע לאחר מכן8, ואישרה את הצלחת הטכניקה. קוטר השופכה נמדד במילימטרים ברמת השראת ההיקשות. לאחר מכן, urethroplasty עם השתלת רירית buccal בוצע בפנים הגחון של השופכה חולדה. אותן חולדות הוגשו לשופכה מדרדרית שנייה (RUG2) 14 יום לאחר ניתוח השתן, וקוטר השופכה נמדד במילימטרים ברמת מיקום השתל. הקטרים הממוצעים של RUG1 ו-RUG2 היו 1.04 מ"מ ו-1.52 מ"מ, בהתאמה, מה שמראה שיפור משמעותי (p < 0,0001) בחדירות השופכה (איור 1), ובכך מאשר את הצלחת ההתערבות הכירורגית ואת העקביות הטובה בין המדידות.
זילוח מקומי הוערך גם על ידי דופלר לייזר מיד לפני ואחרי urethroplasty כשיטה לא פולשנית כדי לפקח על הסביבה microcirculatory רקמות. זילוח רקמות מוצג בתמונות מקודדות בצבע, כאשר זילוח נמוך או ללא זילוח הוא כחול כהה, ורמות הזילוח הגבוהות ביותר הן אדומות. ערכי השטף הממוצע מתקבלים באמצעות תוכנת עיבוד התמונה Moor LDI V5.3 (ראה טבלת חומרים).
בהתחשב בשונות של אוכלוסיית החולדות, נעשה שימוש ב-35 חולדות וויסטאר זכרים. זרימת הדם הממוצעת לפני ומיד אחרי ניתוח השתנה הייתה 603.4 ו 137.6 יחידות שרירותיות (A.U.), בהתאמה. כצפוי, האזור שמראה ירידה משמעותית (p < 0,0001) בזרימת הדם המקומית (בכחול) מתאים לשתל הלא וסקולרי (איור 2).
סובלנות טובה להליך ההרדמה נמצאה בכל חיות המחקר; עם זאת, תוצאות קודמות שהתקבלו במעבדה (נתונים לא מוצגים) גילו כי זמן ההרדמה יכול להיות קריטי כדי לאפשר התאוששות מלאה של בעלי חיים, עדיף לא יעלה על 45 דקות. לאחר הניתוח, החולדות היו גם חופשיות מסיבוכים משמעותיים.
איור 1: ניתוח אורתרוגרמה מדרדרית (RUG). (A) תמונות מייצגות של אורתרוגרמה מדרדרית לפני (RUG1) ו-14 יום אחרי ניתוח שופכה (RUG2). (B) הערכה כמותית של הקוטר המתבטא במילימטרים הדגימה שיפור משמעותי 14 יום לאחר ניתוח שופכה. קיצורים: RUG1 = אורתרוגרמה מדרדרית לפני ניתוח שופכה; RUG2 = אורתרוגרמה מדרדרית 14 יום לאחר ניתוח שופכה. השינויים בין הקבוצות הוערכו באמצעות מבחן t זוגי דו-זנבי (n = 12). סרגל קנה מידה: 10 מ"מ. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: ניתוח דופלר לייזר. (A) תמונות מייצגות של זרימת דופלר לייזר לפני ומיד לאחר ניתוח שופכה. (B) הערכה כמותית של זרימת הדם הדגימה ירידה משמעותית בזילוח הדם לאחר ניתוח שופכה. השינויים בין הקבוצות הוערכו על ידי מבחן דירוג דו-זנבי של Wilcoxon matched-pairs signed test (n = 35). סרגל קנה מידה: 0.5 ס"מ. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Urethroplasty עם שתלי רירית buccal הוא אבן פינה מרכזית בשחזור השופכה. עם זאת, יש לפתח נהלים חדשניים כדי לייעל את אלה שכבר תוארו ולהקים חדשים, כגון חומרים מהונדסים רקמות ושתלים ביולוגיים, כדי להפחית סיבוכים ותחלואה. פורסמו מספר נהלים לביסוס מודלים פרה-קליניים ולהגדרת טכניקות כירורגיות. Souza et al.1 ערכו מחקר שכלל 12 ארנבים ניו זילנדים. בוצע חתך עור אורכי גחוני, והשופכה גויסה מהטוניקה אלבוגינאה, ואחריה כריתה של קטע גבי של השופכה, מה שיצר פגם. במקביל, השתלת רירית בוקאלית נלקחה מהלחי והושמה כשיבוץ גבי עם תפר נספג 7-0. במחקר הנוכחי נעשה שימוש בחולדות וויסטאר זכרים. בשל הגודל הקטן יותר, הם תובעניים יותר מבחינה טכנית, אם כי קל יותר לטפל. כדי לחקות את הפתופיזיולוגיה של הצרות השופכה ואת הפיזיולוגיה של השתל לוקח, במודל זה נגרמה בעבר מחלה דמוית היצרות שופכה, בניגוד לפגם בשופכה שבוצע באותו זמן ניתוחי כמו השופכה. כמו סוזה ואחרים, גם תפרי ריצה לסגירת השופכה עם השתל שימשו1. עם זאת, נעשה שימוש בתפר שאינו נספג מכיוון שהדבר מאפשר זיהוי היקף השתל במחקרים נוספים, כגון מחקרים היסטולוגיים. Martín-Cano et al.9 פיתחו מודל באמצעות חולדות Wistar. בוצע חתך היקפי תת-קורונלי, ואחריו הסרת כפפות הפין, מה שמאפשר חשיפה טובה לשופכה. השתל נקצר מהשפה התחתונה, השופכה נפתחה דרך חתך אורכי בקו האמצע הגחוני, והשתל הונח בצורת שיבוץ גחוני עם תפרים רצים שאינם נספגים. במהלך ההליך, הוכנס קטטר שופכה כדי לשמור על פטנט השופכה. טכניקה זו המתוארת כאן השתמשה באותה גישה של הסרת כפפות הפין, המאפשרת תצוגה טובה של השופכה ומיקום של קטטר כדי לשמור על פטנט השופכה במהלך ההליך. עם זאת, Martín-Cano et al. לא ביצעו כל פגיעה קודמת בשופכה בהליך, אשר עשוי היה להשפיע על השתל הטבעי, שכן הרקמות היו בריאות יותר.
למעשה, פגיעה פשוטה בשופכה וריפוי הוערכו על ידי אחרים, כמו הופר ועמיתיו 10, שפיתחו מודל חולדות עם חולדות וויסטאר המורכב מחתך היקפי תת-קורונלי, כפפת פין וחתך אורכי בקו האמצע הגחוני כדי לפגוע בשופכה, ולאחר מכן סגירה עם תפר רץ. המסקנה הייתה שבשלבים של דלקת, התפשטות, התבגרות ושיפוץ מחדש המקבילים לריפוי עורי, מתרחש ריפוי של השופכה. זה לא מוגבל לאתר הפציעה, אלא חל גם על הרוב המכריע של רקמת השופכה ואת קורפוס spongiosum. Tavucku et al.11תיארו גם מודל של פגיעה בשופכה עם חולדות Sprague-Dawley, ביצוע חתך עור בקו האמצע הגחוני כדי לחשוף את השופכה ולאחר מכן הפעלת זרם חשמלי כדי לגרום לפגיעה בשופכה. הנתונים שלהם הראו יחס מוגבר בין קולגן מסוג I לקולגן מסוג III, אינדיקטור חזק לפיברוזיס. בהתאם לרציונל זה, ברקמה פגועה יש יותר פיברוזיס מאשר ברקמה בריאה, וצפוי כי השתל אינו שווה בשתי הרקמות. בהנחה כי urethroplasties מבוצעים ברקמות פגועות, יתרון גדול של מודל זה הוא שהוא מחקה טוב יותר את התהליך הפתופיזיולוגי הרגיל. יתרון משמעותי נוסף הוא מימוש של אורתרוגרמה מדרדרית כדי לאשר אינדוקציה של היצרות ומאוחר יותר כדי לאשר את ההצלחה של urethroplasty מבוסס על קוטר השופכה. למעשה, לכל בעלי החיים היה קוטר שופכה משופר לאחר ניתוח שופכה, מה שמראה את הצלחת ההליך. Souza et al.1ביצעו גם urethrogram מדרדר, אבל רק בסוף המחקר. במחקר זה וב- Tavukcu et al.11 בוצעו שתי האורתרוגרמות, והגיעו למסקנה של יעילות ההליך על ידי ניתוח אורתרוגרמה. בנוסף, בוצעה הערכת זילוף, לפני ואחרי ניתוח השתן, אשר אישרה אזור לא וסקולרי כולל (כחול) המתאים להשתלת רירית buccal.
עם זאת, ישנן מספר מגבלות הקשורות להליך זה, כגון גודל השופכה של החולדות וכתוצאה מכך טכניקה כירורגית תובענית, משך הניתוח והיעדר הרדמה נדיפה. עם זאת, חשוב לקחת בחשבון שלמרות שבעלי חיים גדולים יותר מאפשרים ביצוע טכני קל יותר, פחות כלים מולקולריים זמינים בהשוואה למכרסמים, מה שיכול להוות מגבלה לחקר המנגנונים המולקולריים שמאחורי טיפולים חדשניים. מגבלה נוספת היא השימוש בשיטה אחת לגרימת היצרות השופכה, אשר יכולה לנבוע מסיבות רבות אחרות, כולל טראומה, זיהום או מומים מולדים, אשר עשויים להוביל לפנוטיפים פתופיזיולוגיים שונים. עם זאת, electrocautery שימש מאז זה מאפשר גישה פשוטה, קלה, לשחזור עם תוצאות עקביות.
למיטב ידיעתנו, זהו הליך החולדה הראשון אשר: (1) מחקה סביבה פתופיזיולוגית מקומית שקדמה להשתלה על ידי גרימת היצרות שופכה שבוע לפני מיקום השתל ברירית הבוקאלית; (2) מאשר את היצרות השופכה ואת פתרונה על ידי אורתרוגרמה מדרדרת; (3) מאשר את מיקום השתל באמצעות דופלר לייזר; ו-(4) מאפשר מודל ניסיוני לייעל את השימוש בשתלים ולפתח אסטרטגיות טיפוליות חדשות המבוססות, למשל, על חומרים מהונדסים רקמות, שבהן ניתן לחקור מנגנונים מולקולריים, עם השפעה על מדע התרגום כך שיתאים לצורך הקליני.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
אנו מודים לז'ואאו לייטאו, ראש מחלקת הרדיולוגיה של Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, ולקטיה פרננדס, טכנאית המחלקה לרדיולוגיה של Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, על שיתוף הפעולה במימוש אורתרוגרמות.
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. |
References
- 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).
- Andrich, D. E., Mundy, A. R. Urethral strictures and their surgical treatment. BJU International. 86 (5), 571-580 (2000).
- 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).
- 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).
- Blain, B., et al. Vascular grafts in the rat model: an anatomic study. Microsurgery. 21 (3), 80-83 (2001).
- Schmauss, D., Weinzierl, A., Schmauss, V., Harder, Y. Common rodent flap models in experimental surgery. European Surgical Research. 59 (3-4), 255-264 (2018).
- You, H., et al. A rat orthotopic renal transplantation model for renal allograft rejection. Journal of Visualized Experiments. (180), e63464 (2022).
- 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).
- 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).
- Hofer, M. D., et al. Analysis of primary urethral wound healing in the rat. Urology. 84 (1), e1-7 (2014).
- 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).
