Valutazione di Biomateriali per l'ampliamento vescicale con analisi cistometrici in modelli di roditori vari

* These authors contributed equally
Bioengineering
 

Summary

Fasi chirurgiche di aumento della vescica vengono descritte utilizzando 3-D scaffold in modelli murini e di ratto. Per verificare l'efficacia di configurazioni biomateriale per uso in aumento vescica, tecniche per cistometria sia sveglio e anestetizzati sono presentati.

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Tu, D. D., Seth, A., Gil, E. S., Kaplan, D. L., Mauney, J. R., Estrada Jr., C. R. Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models. J. Vis. Exp. (66), e3981, doi:10.3791/3981 (2012).

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Abstract

La funzione renale e la continenza delle urine dipende in modo cruciale il corretto funzionamento della vescica urinaria, che memorizza le urine a bassa pressione e la espelle con un proprio orchestrato contrazione. Un certo numero di anomalie urologiche congenite ed acquisite incluse le valvole uretrali posteriori, iperplasia prostatica benigna e della vescica neurogena secondaria a spina bifida / lesioni del midollo spinale può causare nel rimodellamento del tessuto patologico che porta al rispetto compromessa e ridotta capacità 1. Ostruzione anatomica o funzionale delle vie urinarie è frequentemente associata a queste condizioni, e può portare a incontinenza urinaria e danni renali dallo stoccaggio aumentata e le pressioni di svuotamento 2. Impianto chirurgico di segmenti gastrointestinali per espandere la capacità degli organi e ridurre la pressione intravescicale rappresenta la principale opzione di trattamento chirurgico per questi disturbi, quando il trattamento medico fallisce 3. Tuttavia, questo approccio è ostacolareed dalla limitazione di tessuto dei donatori disponibili, ed è associata a complicanze significative, comprese infezioni croniche delle vie urinarie, perturbazione metabolica, formazione di calcoli delle vie urinarie, e malignità secondaria 4,5.

La ricerca attuale nel campo dell'ingegneria dei tessuti della vescica è fortemente incentrato sull'identificazione di configurazioni biomateriale in grado di supportare la rigenerazione dei tessuti presso le sedi dei difetti. Convenzionale 3-D scaffold derivati ​​da polimeri naturali e sintetiche come piccolo submucosa intestinale e poli-acido glicolico hanno mostrato un certo successo a breve termine per sostenere la rigenerazione muscolare uroteliale e liscio, oltre a facilitare aumentata capacità di stoccaggio di organi sia in modelli animali e nella clinica 6,7. Tuttavia, le carenze di integrità impalcatura meccanica e biocompatibilità spesso sfociano in fibrosi deleterio 8, contrattura innesto 9, e calcificazione 10, aumentando così il rischio di fallimento dell'impianto e hanno bisogno di for procedure chirurgiche secondarie. Inoltre, il ripristino delle caratteristiche di svuotamento che utilizzano normali standard di costrutti biomateriale per cistoplastica aumento deve ancora essere raggiunto, e quindi ricerca e sviluppo di nuove matrici in grado di assumersi questo ruolo è necessario.

Al fine di sviluppare con successo e valutare biomateriali ottimali per l'ampliamento vescicale ricerca clinica, l'efficacia deve essere eseguita prima in modelli animali standardizzati dettagliati metodiche chirurgiche e valutazioni risultato funzionale. Abbiamo precedentemente riportato l'uso di un modello di aumento della vescica in topi per determinare il potenziale di seta fibroina basati su impalcature per mediare la rigenerazione dei tessuti e la minzione caratteristiche funzionali. 11,12 cistometrici analisi di questo modello hanno dimostrato che le variazioni nelle proprietà implantari strutturali e meccaniche possono influenzare le caratteristiche risultanti urodinamici delle vesciche di ingegneria tessutale 11,12. Correlazione positivazioni tra il grado di matrice mediata rigenerazione dei tessuti determinato istologicamente e compliance funzionale e capacità valutata cistometria sono state dimostrate in questo modello 11,12. Questi risultati suggeriscono quindi che le valutazioni funzionali di configurazioni biomateriale in sistemi di potenziamento della vescica roditori può essere un formato utile per la valutazione delle proprietà delle impalcature e stabilire la fattibilità in vivo prima di studi sugli animali di grandi dimensioni e distribuzione clinica. In questo studio, presenteremo varie fasi chirurgiche di aumento della vescica nei topi e nei ratti utilizzando impalcature di seta e dimostrare le tecniche per cistometria sveglio e anestetizzato.

Protocol

Metodi chirurgici

1. Preparazione chirurgica e anestesia

  1. Impostare il campo chirurgico sterile con gli strumenti chirurgici necessari per la rasatura: cesoie, pinze con denti, belle pinze atraumatiche, driver con ago sottile, garze, forbici, forbici Metzenbaum tenotomia, lama bisturi, ago ipodermico, 30 gauge, soluzione salina riempita siringa da 1 ml, quattro 6-0 suture in polipropilene, 7-0 poliglattina sutura, suture poliglattina 4-0.
  2. Anestetizzare la animale con isoflurano inalazione nella camera di induzione. Conferma induzione completa dell'animale prima del trasferimento al campo chirurgico. Assicurarsi che il tubo di anestesia per inalazione è in posizione adeguata per avere l'anestesia continua.
  3. Posizionare il supina animale sul telino sterile.
    [Per l'analisi cistometrica, vedere la sezione in tunnel sotto il catetere cistostomia.]
  4. Utilizzare le cesoie di rasatura per eliminare il pelo dal basso addome.
  5. Prep l'addome con esseretadine e il 70% di etanolo.
  6. Prima di incisione, un analgesico come buprenorfina (0,05-0,1 mg / kg) può essere iniettata per via sottocutanea per il controllo del dolore perioperatorio.

2. Incisione ed esposizione della vescica

  1. Fare un centimetro 1-2 (dipende dalla dimensione dell'animale e se ratto o mouse) un'incisione mediana inferiore, con il bisturi attraverso la pelle. Approfondire l'incisione nella parte inferiore della incisione attraverso il muscolo retto facendo attenzione a non danneggiare l'intestino o la vescica sottostante.
  2. Utilizzando pinze dentate, elevare il muscolo retto e sezionare libera la superficie posteriore del muscolo con belle forbici Metzenbaum.
  3. Incidere il resto del muscolo sulla linea mediana per tutta la lunghezza della incisione cutanea.
  4. Consegnare la vescica attraverso la ferita incisionale (Figura 1). La vescica è di solito l'organo più dipendenti nel bacino. (Nel maschio, la prostata è effettivamente più dipendente ed è maggiorevescica decompressa.)
  5. Mettere una sutura soggiorno attraverso la parete posteriore della vescica, e poi un altro attraverso la parete anteriore della vescica con sutura in polipropilene 6-0. Porre suture supplementari lateralmente. Non legare questi punti di sutura. Quando le suture sono teso, la vescica avrà una configurazione quadrata di circa 1 cm 2 (Figura 2). Fare attenzione a non avere troppa tensione su questi punti di sutura in quanto possono essere facilmente estratto attraverso il tessuto della vescica.
  6. Incidere la vescica longitudinalmente attraverso la parete anteriore della vescica (appena inferiore alla cupola della vescica) nella linea mediana di circa 1 cm (1,5-2 cm nella vescica ratto).

3. Anastomosi dell'impalcatura

  1. Utilizzando forbici sottili, tagliare il patibolo seta per l'area approssimativa del difetto vescicale.
  2. Utilizzando 7-0 sutura poliglattina, partono da un angolo del palco e suturare alla vescica in un continuo, in esecuzionemoda per creare una tenuta stagna tutto intorno al difetto (Figura 3).
  3. Verificare l'integrità della anastomosi riempiendo la vescica con soluzione salina sterile instillando attraverso la parete della vescica con un ago ipodermico 30 gauge. Se viene trovata una perdita, questo può essere chiuso con un ulteriore 7-0 interrotto poliglattina sutura per chiudere il gap.
  4. Ridurre la parte posteriore della vescica ricostruita nell'addome.

4. Chiusura incisionale

  1. Prima della chiusura della parete addominale, iniettare il muscolo retto e del tessuto sottocutaneo con bupivicaine per anestesia locale (<3 mg / kg di 0,25%).
  2. Reapproximate del muscolo retto con un continuo, sutura continua poliglattina 4-0.
  3. Chiudere la pelle con un continuo, sutura continua poliglattina 4-0.
  4. Pulire e asciugare l'incisione (Figura 4).
  5. Trasferire l'animale in un ambiente caldo, gabbia pulita per il risveglio dall'anestesia.
  6. I passaggi per il posizionamento del catetere cistostomia per l'analisi cistometrica sono i seguenti:

    5. Tunneling il catetere cistostomia

    1. Impostare il campo chirurgico sterile con gli strumenti chirurgici necessari: forbici da barba, pinze con i denti, belle pinze atraumatiche, driver con ago sottile, garze, forbici Metzenbaum, forbici tenotomia, piccola pinza curva, bisturi, polipropilene 6-0, 4-0 poliglattina sutura, 3-0 sutura di seta (seta sutura 4-0 per i topi), ago 18G, 22G la punta smussata, ago 25G, 1 ml di soluzione fisiologica siringa riempita, 50 tubi in polietilene (PE-50) tagliato per una lunghezza di ~ 10 cm.
    2. Flare l'estremità del tubo PE-50 delicatamente esponendolo a una fiamma. Attenzione a non fondere fine off o occludere il lume (questo può essere verificato iniettando salina attraverso un ago 25G collegato all'estremità "non-svasato" e garantendo un flusso). Questo serve come un'ancora per mantenere il tubo all'interno della vescica (Figura 5).
    3. Utilizzare le cesoie di rasatura per eliminare il pelo sia dal dorso dell'animale tra la scapola e il basso addome sul ventre.
    4. Prep le aree con betadine e il 70% di etanolo. Posizionare l'animale prona sul telo.
    5. Fai un 1 centimetro incisione sul dorso tra la scapola. Utilizzando il forbici Metzenbaum, sviluppare un piano tra la pelle e il muscolo sottostante ponendo le punte delle forbici nel piano e diffusione per creare un tunnel intorno al ventrale.
    6. Riposizionare il supina animale. Fai la tua incisione addominale ed esporre la vescica come sopra ai punti 2.1-2.4. Ridurre la vescica nuovamente dentro l'addome.
    7. Mettere una piccola pinza nella tua tunnel sottocutaneo creata in 5.6 passo a partire dalla incisione cutanea dorsale. Usando le dita per proteggere i contenuti intra-addominali, Pierce attraverso la parete addominale con le punte della pinza nell'addome.
    8. Afferrare la smooth fine del tubo PE-50 con il morsetto e tirare indietro attraverso l'incisione dorsale. Assicurarsi che la fine bulbed non è tirato oltre la parete addominale (Figura 6).

    6. Posizionamento del tubo cistostomia

    1. Consegnare la vescica attraverso l'incisione. Da questo punto in poi, la vescica deve essere maneggiato con pinze sottili per evitare traumi alla vescica che potrebbero causare danni o infiammazioni che possono inclinare i risultati cistometrici o provocare ulteriore disagio per l'animale nel post-operatorio.
    2. Prendere nota del sito proposto per il tubo cistostomia. Deve essere collocato alla cupola della vescica (superiore al segmento spessore di appoggio). Questo impedirà attorcigliamento o occlusione del tubo.
    3. Utilizzando il 6-0 sutura in polipropilene, posizionare un punto pursestring alla cupola della vescica nel modo seguente: posto il primo lancio attraverso la parete della vescica longitudinalmente, laterale al sito proposto per il tubo cistostomia. Lasciare un morsetto sulla estremità libera in modo che la sutura non viene inavvertitamente tirato fino in fondo. Posizionare la successiva rimessa in direzione trasversale, partendo entrando nella parete della vescica leggermente laterale per l'uscita del primo tiro.
    4. Non tirare la sutura tesa. Inserite il vostro prossimo parallelo di sutura per il primo (in senso longitudinale) che va nella vescica appena cranialmente al sito di uscita del tuo ultimo sutura trasversale. Il quarto tiro si avvia verso l'uscita laterale del l'ultimo punto e alla fine accanto all'ingresso per il lancio molto prima. Fatto correttamente, questo forma una piazza circolare intorno al sito del catetere proposto (Figura 7).
    5. Utilizzo di un ago 18G, perforare la parete della vescica nel centro della sutura pursestring. Fare attenzione a non forare troppo in profondità (quel tanto che basta per essere intraluminale). Inserire le punte delle vostre belle pinze in apertura e delicatamente si diffuse per allargare il foro.
    6. Inserire l'estremità bulbed del catetere nel difetto nellavescica finché è intraluminale. Tirare la sutura pursestring stretta intorno al catetere e cravatta verso il basso. Questo dovrebbe cinch parete della vescica attorno al catetere mantenendolo in posizione (Figura 8).
    7. Prendete una delle estremità della sutura e avvolgerlo intorno al catetere una volta e legare questo per fissare ulteriormente il catetere.

    7. Verifica del catetere e chiusura incisione addominale

    1. Con un ago siringa da 1 ml e 25G, inserire l'ago nel tubo e iniettare lentamente soluzione salina per distendere la vescica. Osservare la presenza di perdite intorno al catetere. Una volta che si vede perdite dall'uretra, aspirare la soluzione salina per decomprimere la vescica di nuovo.
    2. Chiudere l'incisione addominale come sopra ai punti 4.1-4.4.

    8. Chiusura della incisione dorsale e protezione del catetere (per ratti)

    1. Riposizionare l'animale prona.
    2. Tagliare il tubo del catetere, a livello della cute con le forbici. Inserire un blunt ti 22Gdell'ago nel tubo p.
    3. Chiudere la pelle sopra il tubo con poliglattina 4-0 in modo esecuzione. Lasciare il mozzo dell'ago estrusione dalla pelle.
    4. Inserire un tappo per via endovenosa on line l'ago. Utilizzo di sutura di seta 3-0, fissare la punta del catetere alla pelle (Figura 9).
    5. Pulire l'incisione. Trasferire il ratto in un ambiente caldo, gabbia pulita per il risveglio dall'anestesia.

    8. * Chiusura incisione dorsale e protezione del catetere (per topi o ratti)

    1. * Occludere l'estremità distale del catetere da piegature o utilizzando una fiamma per fondere la fine.
    2. Bobina * l'estremità del tubo e lasciare nella sacca sottocutanea sul dorso dell'animale (NON tagliare tubo per abbreviare) (Figura 10).
    3. * Chiudere la pelle sopra il tubo con poliglattina 4-0 in modo esecuzione (Figura 11).
    4. * Il giorno della cistometria, preparare l'incisione dorsale con Betadine e il 70% di etanolo. Aprire l'incisione dorsale in anestesia e rimuovere il tubo a spirale dal sacchetto per via sottocutanea. Chiudere l'incisione. Awaken l'animale dall'anestesia ed eseguire cistometria quando è completamente sveglio.

    9. Risultati rappresentativi - Metodi chirurgici

    La vescica deve essere ricostruito come stagna possibile, per evitare complicazioni legate ad una perdita urinaria significativa (Figura 3). Dolore o fastidio di solito si manifestano come brividi o graffi e rosicchia l'incisione addominale. Questo può essere gestito con il quotidiano iniezioni sottocutanee di una non-steroidei anti-infiammatori come il meloxicam (0.5-1.0 mg / kg per via sottocutanea). In genere, gli animali richiedono solo le iniezioni per i primi 3 giorni post-operatorio. Questo può essere integrato con un oppioide, come buprenorfina (0,05-0,1 mg / kg per via sottocutanea ogni 8-12 ore), se necessario. Gli animali devono essere controllati 3 volte al giorno per i primi 3 post-operatorio giorni, twdi ghiaccio al giorno per post-operatorie giorni 3-5 e poi giornalmente successivamente a valutare per il dolore, segni di infezione, di adeguata cicatrizzazione, attività, governare, e turgore della pelle. Antibiotici (Baytril, 5mg/kg sottocutanea ogni 24 ore in un volume non superiore a 0,1 mL) sono indicati per il primo intervento 72 ore di seguito, come profilassi contro l'infezione chirurgica. Segnali di ripresa normale sono deambulazione normale e livelli di attività, un'alimentazione adeguata e bere, l'assenza di dolore o disagio (senza vocalizzazione) e la socializzazione normale con cagemates. Un tempo di recupero di almeno 5-7 giorni deve essere somministrato prima dell'analisi cistometrica, per consentire la guarigione della vescica ed è diminuito l'infiammazione che potrebbe influire sui risultati.

    Analisi cistometrici

    10. Awake Analisi cistometrici

    1. Setup descritto con MLT844 ADInstruments con la cattura e analisi dei dati con LabChart v6 (ADInstruments) e con una pompa di infusione siringa 22 Harvard (Harvard apparecTus, Holliston, MA), anche se altri sistemi analoghi sono disponibili (Figura 12).
    2. Calibrare volume e pressione sulla base delle specifiche del sistema cistometrica utilizzato.
    3. Mettere gli animali in gabbie metaboliche (gabbie con un pavimento di rete metallica), che sono sospesi su un scala. La scala è collegato ad un trasduttore.
    4. Spurgare il sistema di eventuali bolle d'aria e garantire un flusso continuo dalla pompa di infusione.
    5. Collegare il sistema di acquisizione dati ad un computer e osservare per tracciati di dati. Regolare la scala di conseguenza. La pressione della vescica e del volume delle urine saranno registrati in continuazione.
    6. Accedere i cateteri soprapubico con un ago 27G collegato tramite un tubo a T al trasduttore di pressione e la pompa per infusione. Iniziare l'infusione di soluzione salina fisiologica a 12,5 pL / min per il mouse e 100 pl / min per il ratto.
    7. Lasciare il modello svuotamento tracciamento per stabilizzare (aumento della pressione della vescica, seguito da un vuoto). Questo richiede di solito approssimativanell'intervallo 10-20 minuti. Registrare i cicli della minzione per 45-120 minuti o almeno 3-4 cicli di svuotamento.
    8. Osservare l'intera procedura in tempo reale per risolvere eventuali complicazioni che porteranno ad un artefatto (kinking del catetere ad esempio, ostruzione, ecc, vedi sotto discussione).
    9. Arrestare l'infusione, scollegare il catetere dal sistema, e l'animale ritorna alla sua gabbia.

    11. Inconscio Analisi cistometrici (No catetere sovrapubica)

    1. Anestetizzare la animale con uretano (1-2 g / kg) iniezione intraperitoneale (IP).
    2. Esporre la vescica come sopra ai punti 1.3-2.4.
    3. Calibrare il sistema come nel passaggio 9,2. Preparare il sistema come nel passaggio 9,4-9,5.
    4. Inserire un ago 27G collegato tramite un tubo a T al trasduttore di pressione e la pompa di infusione nella parte laterale della vescica.
    5. Registrare i cicli della minzione per 45-90 minuti.
    6. Interrompere l'infusione, rimuovere l'ago dalla vescica e l'eutanasia degli animali. </ Li>

    12. Risultati rappresentativi - Analisi cistometrici

    Tracciati urodinamici possono poi essere analizzati per ricavare parametri quali volumi annullate, la conformità, picco pressioni minzionali, intervallo tra la contrazione, tempo di ciclo della minzione e volumi vuoti residui postali.

    Cystometrogram può essere diviso in un riempimento e una fase di svuotamento. Una fase normale riempimento è la porzione del ciclo della minzione in cui vescica si riempie con poche variazioni della pressione intravescicale. Una fase di svuotamento normale del tracciato è costituito da un costante aumento della pressione intravescicale corrispondente alla contrazione del detrusore. La massima pressione raggiunta durante la fase di svuotamento del tracciato viene definito la pressione di picco svuotamento. Un picco di alta pressione di svuotamento potrebbe suggerire un modello ostruttivo svuotamento, una vescica o un capriccio hypercontractile nel catetere SP. Compliance può essere calcolato acquisendo il rapporto tra il volume da infondere during la fase di riempimento e la variazione di pressione (rispetto = AV / AP). Una vescica hypocompliant è uno che non è in grado di ospitare adeguati volumi urinari a basse pressioni. L'intervallo intercontraction può essere calcolato analizzando il tempo tra due contrazioni come visto sulla cystometrogram. Un intervallo breve intercontraction è indicativa di una vescica irritabile. Il tempo di ciclo della minzione si riferisce al tempo impiegato da un riempimento e svuotamento intera fase di completare e può essere facilmente determinata mediante analisi del tracciato. Al termine della cistometria, post-vuoto residuo (PVR) può essere ottenuta. Questo viene fatto aspirando il catetere sovrapubica al compimento di una contrazione del detrusore. Questi parametri aiutare l'investigatore oggettivamente studiare la dinamica della vescica, come la vescica si riempie e si svuota.

    Figura 1
    Figura 1. Fotografia della incisione addominaleed estrusione della vescica.

    Figura 2
    Figura 2. Incisione vescica con esposizione del lume vescica.

    Figura 3
    Figura 3. Integrazione dell'impianto sulla parete della vescica.

    Figura 4
    Figura 4. Fotografico dell'incisione chiuso.

    Figura 5
    Figura 5. Estremità svasata del tubo PE-50.

    Figura 6
    Figura 6. PE-50 tubo (catetere) attraverso l'incisione dorsale.

    Figura 7
    Figura 7.Pursestring sutura.

    Figura 8
    Figura 8. Fissaggio del catetere alla vescica.

    Figura 9
    Figura 9. Catetere Secured.

    Figura 10
    Figura 10. Tubo a spirale in tasca sottocutanea.

    Figura 11
    Figura 11. Dorsale chiusura incisionale.

    Figura 12
    Figura 12. Esempio cistometrica set-up.

    Figura 13
    Figura 13. Cistometria Rappresentante analisi.

Discussion

Valutazioni cistometrici di configurazioni biomateriale dopo l'impianto e ampliamento vescicale in modelli animali di piccole dimensioni rappresenta un passo importante di convalida per identificare ottime caratteristiche strutturali e meccaniche di disegni a matrice per l'uso in situazioni cliniche. In questo studio, si descrivono i metodi chirurgici per l'esecuzione di ampliamento vescicale in topi e ratti, nonché le tecniche per determinare le proprietà cistometrici urodinamici di organi ingegnerizzati per le valutazioni funzionali. Abbiamo utilizzato queste tecniche in diversi esperimenti che coinvolgono entrambi i topi e ratti, con ogni esperimento composto da 30 + roditori senza problemi significativi. Il nostro laboratorio di ricerca è un conglomerato eterogeneo di scienziati di base e medici chirurghi, chirurghi e con almeno 5-6 anni di formazione post-laurea chirurgica eseguita gli aspetti procedurali di questi esperimenti.

Indipendentemente dal tipo di biomateriale utilizzato, la maggiore difference tra aumentando la vescica nel ratto rispetto topi è la dimensione della vescica. A causa delle dimensioni più piccole della vescica, la dissezione e incorporazione del biomateriale è tecnicamente più difficile nel topo. Per facilitare la visualizzazione, un microscopio chirurgico può essere utilizzato. Poiché la dimensione della vescica nel ratto è più grande, è più suscettibile di situazioni in cui più di una procedura deve essere eseguita sulla vescica (aumento esempio e posizionamento del catetere cistostomia). Inoltre, il protocollo descritto sopra impiego di PE-50 tubo per il ratto 13, tuttavia, cateteri dimensioni ancora più grandi, fino a PE-100 sono stati utilizzati, in particolare per studi a lungo termine 14. Nei topi, un calibro inferiore come PE-10 tubo può essere utilizzata 15,16, ma va tenuto presente che i tubi flessibili minore, più non possono trasmettere variazioni di pressione al trasduttore precisione. Inoltre, il metodo alternativo di fissaggio del catetere sul dorso (passo 8 * sopra) è fatto in micausa delle loro dimensioni corpo più piccolo e l'ago punta smussata e il tappo IV ce sono troppo ingombranti. Lo svantaggio di questo è la necessità di anestesia per estrarre l'estremità del catetere nella tasca sottocutanea prima cistometria.

Studi hanno dimostrato che nei primi giorni primi (0-4 giorni) dopo il posizionamento dei cateteri, cistometria rivelato pressioni elevate e iperattività della vescica con volumi bassi svuotamento. Questi risultati sembravano stabilizzarsi intorno al sesto settimo giorno 14,17 e, pertanto, è probabilmente il momento ideale per la valutazione cistometrica. Tuttavia, la maggior parte delle segnalazioni in letteratura cistometria eseguire entro i primi 3 giorni di cateterizzazione 18, e questo rappresenta per l'ampiezza dei suddetti parametri in funzione del tempo. Lasciando il catetere sovrapubico per una durata superiore a 3 giorni porta con sé patologie come il rischio di pietre, dislocazione, infezioni, ematuria e l'occlusione del catetere di detriti.

<p class = "jove_content"> velocità di infusione differenti durante cistometria sono stati descritti da 1-3mL/hr per topi 15,16 e 13,19,20 10-11mL/hr per i ratti. Velocità di infusione soprafisiologiche può causare pressioni falsamente elevati 14. Usiamo una velocità di infusione 12,5 pL / min (0,75 mL / h) per topi e 100 pl / min (6 mL / h) per ratti nella nostra configurazione, ma tassi inferiori possono anche essere utilizzati. La temperatura della soluzione salina fisiologica dovrebbe essere almeno temperatura ambiente, sebbene calda (37 °) salina è più ottimale per evitare iperattività vescicale provocato con instillando soluzione fredda. In cistometria sveglio, è fondamentale per consentire la stabilizzazione del pattern come annullando l'animale è regolato alla gabbia, che nella nostra esperienza richiede un periodo di circa 10-20 minuti. A seguito di questa, i cicli della minzione regolari possono essere registrate per 45-120 minuti oa cicli minimi di svuotamento 3-4. L'animale deve osservare in tempo reale poiché l'animale è liberamente moving e complicazioni come torsioni o attorcigliamento del catetere può alterare l'analisi cistometrica. La limitazione del rumore ambientale durante cistometria si vuole diminuire il movimento degli animali e artefatti successive. Cistometria Inconscio non ha i problemi che ne conseguono come cistometria sveglio, ma anestetici multipli hanno dimostrato di inibire le contrazioni della vescica spontanee. Questa inibizione corrisponde direttamente alla durata prevista di azione dei farmaci anestetici, cioè quando a remissione dei sintomi anestetici, contrazioni spontanee riprendere il 14. Inoltre, le pressioni misurate quando la vescica traboccato, erano statisticamente maggiore nei ratti anestetizzati, sia vivo e post-mortem, indicando un effetto sulle proprietà di conformità passivi della parete della vescica. Questo effetto si vede con 21 pentobarbital, ketamina, e cloralosio IM / IP, oltre a alotano per via inalatoria e intratecale nesacaine 14. Uno studio più ampio di vari anestetici confermam questo risultato con soppressione del riflesso della minzione per anestesiologia sia inalatoria (isoflurano e metossiflurano) e barbiturici (pentobarbital e thiobutabarbital) sotto i livelli di anestesia moderati 17. Questo effetto è stato osservato anche con livelli di luce o sedativi di anestesia con farmaci come il fentanil, droperidolo e ketamina-diazepam, e come nello studio precedente, come l'effetto dell'anestesia calmata, così ha fatto l'inibizione 17. Per questa procedura, uretano iniezioni intraperitoneali può essere utilizzato poiché è stato dimostrato che la minzione riflesso viene mantenuto consentendo anche l'anestesia adeguata 17,22. Inoltre, nessun effetto è stato osservato rispetto alla pressione minzione 23. Posizionamento del catetere sovrapubica per cistometria è descritto qui, poiché il cateterismo intrauretrale ha dimostrato di avere maggiori curve di pressione della vescica e le portate più basse in linea con ostruzione relativa uscita della vescica 24.Inoltre, il cateterismo intrauretrale è possibile solo in animali anestetizzati, e anche allora, il cateterismo può essere difficile, specialmente nei roditori maschi e sui topi.

In conclusione, la scelta del modello da utilizzare per il riempimento della vescica e / o analisi cistometrica dipende dagli obiettivi dello studio specifico. Dal punto di vista tecnico il modello di ratto contiene chiaramente il vantaggio per i motivi di cui sopra. Tuttavia, il modello di topo può essere utilizzato in studi che valutano i ruoli di specifici geni codificati prodotti finali nelle malattie delle vie urinarie, a causa della loro suscettibilità per la manipolazione genetica. Questo non è generalmente possibile nel ratto.

Cistometria Awake più accurato imita il normale stato fisiologico in cui questi animali subiscono i loro cicli della minzione, e così, è suscettibile di fornire una determinazione più affidabile fisiologica della funzione vescicale. Inoltre, le variabili di confondimento effetti diretti di unanesthetics sulla funzione della vescica è evitata.

Disclosures

Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.

Acknowledgments

Questi studi sono stati finanziati, in parte, Ospedale dei Bambini Revenue Boston Urologia Fondo di dotazione e il National Institutes of Health sovvenzioni NIBIB P41-EB002520 (Kaplan); NIDDK T32-DK60442 (Freeman); NIDDK 1K99-DK083616 (Mauney). Noi riconosciamo il dottor Peter Zvara presso la University of Vermont per l'assistenza nello stabilire la tecnica per il posizionamento del tubo cistostomia e cistometria.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Shaving shears Preparation of rat/mouse for surgery
Sterile drapes, betadine, 70% ethanol, sterile gauze Preparation of sterile surgical field
Instruments:
Scalpel blade Skin incision
forceps with teeth Manipulating skin
Fine forceps Atraumatic (no teeth), no serrations or with fine serrations to manipulate
Small needle driver Sharp tissue dissection
Metzenbaum scissors Bldder incision
Tenotomy scissors For retraction sutures and to develop subcutaneous tunnel (cystostomy catheter)
Small curved clamps Subcutaneous tunnel (cystostomy catheter)
Sutures:
6-0 polypropylene sutures Bladder stay sutures and pursestring suture
7-0 polyglactin suture Anastomosis of scaffold to bladder
4-0 polyglactin suture Closure of muscle/skin
3-0 or 4-0 Silk suture Securing catheter tip to skin
Needles and syringes:
18 Gauge needle Piercing the bladder for cystostomy catheter
25 and 30 Gauge needles Testing bladder for leakage
1 mL saline filled syringe
22 Gauge blunt tip needle
Cystostomy catheter:
PE-50 tubing
Lighter Flaring PE-50 tubing
Small curved clamp Developing subcutaneous tunnel
Cystometry:
MLT844 ADInstruments data capture and LabChart software Pressure data acquisition
Harvard 22 syringe pump (Harvard Apparatus, Holliston, MA) Fluid infusion pump
Anesthetics (Unconscious cystometry):
Isoflurane Induction/maintenance of general anesthesia
Urethane Unconconscious cystometry
Bupivicaine or equivalent Local anesthesia
Meloxicam Post-operative analgesia
Buprenorphine Post-operative analgesia

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References

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