Method Article
وصفت مراحل العمليات الجراحية في زيادة المثانة باستخدام 3-D السقالات في نماذج الفئران والجرذان. لاختبار فعالية من تكوينات مادة بيولوجية لاستخدامها في عمليات تكبير المثانة، ويتم تقديم تقنيات لقياس المثانة كلا مستيقظا وتخدير.
Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and expels it with a precisely orchestrated contraction. A number of congenital and acquired urological anomalies including posterior urethral valves, benign prostatic hyperplasia, and neurogenic bladder secondary to spina bifida/spinal cord injury can result in pathologic tissue remodeling leading to impaired compliance and reduced capacity1. Functional or anatomical obstruction of the urinary tract is frequently associated with these conditions, and can lead to urinary incontinence and kidney damage from increased storage and voiding pressures2. Surgical implantation of gastrointestinal segments to expand organ capacity and reduce intravesical pressures represents the primary surgical treatment option for these disorders when medical management fails3. However, this approach is hampered by the limitation of available donor tissue, and is associated with significant complications including chronic urinary tract infection, metabolic perturbation, urinary stone formation, and secondary malignancy4,5.
Current research in bladder tissue engineering is heavily focused on identifying biomaterial configurations which can support regeneration of tissues at defect sites. Conventional 3-D scaffolds derived from natural and synthetic polymers such as small intestinal submucosa and poly-glycolic acid have shown some short-term success in supporting urothelial and smooth muscle regeneration as well as facilitating increased organ storage capacity in both animal models and in the clinic6,7. However, deficiencies in scaffold mechanical integrity and biocompatibility often result in deleterious fibrosis8, graft contracture9, and calcification10, thus increasing the risk of implant failure and need for secondary surgical procedures. In addition, restoration of normal voiding characteristics utilizing standard biomaterial constructs for augmentation cystoplasty has yet to be achieved, and therefore research and development of novel matrices which can fulfill this role is needed.
In order to successfully develop and evaluate optimal biomaterials for clinical bladder augmentation, efficacy research must first be performed in standardized animal models using detailed surgical methods and functional outcome assessments. We have previously reported the use of a bladder augmentation model in mice to determine the potential of silk fibroin-based scaffolds to mediate tissue regeneration and functional voiding characteristics.11,12 Cystometric analyses of this model have shown that variations in structural and mechanical implant properties can influence the resulting urodynamic features of the tissue engineered bladders11,12. Positive correlations between the degree of matrix-mediated tissue regeneration determined histologically and functional compliance and capacity evaluated by cystometry were demonstrated in this model11,12. These results therefore suggest that functional evaluations of biomaterial configurations in rodent bladder augmentation systems may be a useful format for assessing scaffold properties and establishing in vivo feasibility prior to large animal studies and clinical deployment. In the current study, we will present various surgical stages of bladder augmentation in both mice and rats using silk scaffolds and demonstrate techniques for awake and anesthetized cystometry.
طرق جراحية
1. الجراحة والتخدير التحضير
2. شق وتعرض المثانة
3. مفاغرة من سقالة
4. اختتام الجراحي
الخطوات لوضع قسطرة فغر المثانة للتحليل cystometric هي كما يلي:
5. نفق القسطرة فغر المثانة
6. وضع أنبوب فغر المثانة
7. اختبار قسطرة وإغلاق شق البطن
8. إغلاق الفتحة الظهرية وتأمين قسطرة (بالنسبة للفئران)
8. * إغلاق الفتحة الظهرية وتأمين قسطرة (للحصول على الفئران أو الجرذان)
9. نتائج ممثل - الطرق الجراحية
يجب أن تكون المثانة مجددة المياه ضيق وقت ممكن لتجنب المضاعفات المتصلة تسرب البول كبيرة (الشكل 3). ألم أو إزعاج واضح وعادة ما يرتجف أو الخدش وتلتهم في شق البطن. ويمكن إدارة هذا مع حقنة تحت الجلد يوميا من هذا القبيل المضادة للالتهاب غير الستيرويدية مثل meloxicam (0،5-1،0 ملغم / كغم من تحت الجلد). عادة، الحيوانات الوحيدة تتطلب الحقن لأول 3 أيام بعد العملية. ويمكن استكمال هذا مع مثل المواد الأفيونية مثل البوبرينورفين (،05-،1 ملغم / كغم من تحت الجلد كل ساعة 8-12)، الحاجة. وينبغي رصد هذه الحيوانات 3 مرات يوميا لمدة الأيام الأولى بعد العملية 3، TWالثلج يوميا لمدة أيام بعد الجراحة 3-5 ثم يوميا بعد ذلك لتقييم للألم، وعلامات للعدوى، كاف التئام الجروح، والنشاط، والاستمالة، وتورم الجلد. يتم إعطاء المضادات الحيوية (Baytril، 5mg/kg تحت الجلد كل مدار 24 ساعة في وحدة تخزين لا تزيد عن 0.1 مل) لأول عملية جراحية ساعة 72 التالية، كما هو الوقاية من العدوى الجراحية. بوادر انتعاش طبيعي والتمشي العادي ومستويات النشاط، والتغذية المناسبة والشرب، وعدم وجود الألم أو الضيق (أي النطق) والتنشئة الاجتماعية العادية مع cagemates. يجب إعطاء وقت استرداد ما لا يقل عن 5-7 أيام قبل تحليل cystometric، للسماح للشفاء التهاب المثانة وانخفض التي يمكن أن تؤثر على النتائج.
Cystometric تحليلات
10. Cystometric تحليل مستيقظا
11. Cystometric تحليل اللاوعي (لا يوجد القسطرة فوق العانة)
12. نتائج ممثل - تحليلات Cystometric
ويمكن بعد ذلك اقتفاء أثر أورودنميك يتم تحليلها لاستخلاص معايير مثل حجم باطلة، والامتثال، ذروة الضغوط يفرغ، في جملة الفاصلة الانكماش، التبول دورة الزمن وحجم الفراغ آخر المتبقية.
ويمكن تقسيم مخطط المثانة في مرحلة التعبئة ويفرغ. مرحلة التعبئة العادي هو جزء من دورة في التبول التي تمتلئ المثانة مع تغيير طفيف جدا في الضغط داخل المثانة. مرحلة يفرغ الطبيعي للبحث عن المفقودين وتتألف من زيادة مضطردة في الضغط داخل المثانة المقابلة لانكماش النافصة. ويطلق على أعلى الضغط الذي تم التوصل إليه خلال المرحلة يفرغ من البحث عن المفقودين الضغط يفرغ الذروة. ويمكن أن يفرغ ذروة ارتفاع ضغط تشير إلى نمط يفرغ الانسداد، والمثانة أو شبك hypercontractile 1 في القسطرة ليرة سورية. ويمكن حساب الامتثال من خلال الحصول على نسبة من حجم غرست الدورينانوغرام في مرحلة التعبئة والتغير في الضغط (الامتثال = ΔV / ΔP). والمثانة hypocompliant هي واحدة غير قادرة على استيعاب كميات كافية البولية عند ضغوط منخفضة. ويمكن حساب الفاصل الزمني intercontraction من خلال تحليل الوقت بين اثنين من تقلصات كما نشاهد في مخطط المثانة. فاصل قصير intercontraction هو موح من المثانة العصبي. الوقت دورة التبول يشير إلى الوقت الذي يستغرقه لملء كامل ويفرغ لاستكمال المرحلة ويمكن التأكد بسهولة من خلال تحليل التعقب. في ختام لقياس المثانة، يمكن الحصول على مرحلة ما بعد الفراغ المتبقية (PVR). يتم ذلك عن طريق الشفط القسطرة فوق العانة عند الانتهاء من انكماش النافصة. هذه المعلمات مساعدة المحقق دراسة موضوعية لديناميات المثانة والمثانة يملأ ويفرغ.
الشكل 1. صورة للشق البطنوقذف في المثانة.
الشكل 2. شق المثانة مع التعرض للتجويف المثانة.
الشكل 3. التكامل من عملية الزرع على جدار المثانة.
الشكل 4. صورة للشق مغلقة.
الشكل 5. نهاية متوهج للأنابيب PE-50.
الشكل 6. PE-50 أنبوب (قسطرة) من خلال شق ظهري.
الشكل 7.Pursestring خياطة.
الرقم 8. تأمين قسطرة إلى المثانة.
الشكل 9. المضمونة محور القسطرة.
الشكل 10. ملفوف أنابيب في كيس تحت الجلد.
الرقم 11. إغلاق الجراحي الظهرية.
الرقم 12. مثال cystometric انشاء.
الرقم 13. قياس المثانة الممثل البحث عن المفقودين.
التقييمات Cystometric من تكوينات مادة بيولوجية بعد زرع المثانة وزيادة في النماذج الحيوانية الصغيرة يمثل خطوة هامة في تحديد التحقق من صحة أفضل الخصائص الهيكلية والميكانيكية والتصاميم مصفوفة لاستخدامها في الحالات السريرية. في هذه الدراسة، فإننا وصف الطرق الجراحية لإجراء عملية تكبير المثانة لدى الفئران والجرذان، وكذلك تقنيات cystometric لتحديد خصائص انسداد المثانة الأجهزة هندسيا لتقييم وظيفي. وقد استخدمت هذه التقنيات في أننا تجارب متعددة تشمل كلا من الفئران والجرذان، مع كل تجربة تتألف من القوارض + 30 بدون القضايا الهامة. مختبر أبحاثنا هي عبارة عن تكتل متنوع من العلماء والجراحين الأساسية الطبيب، والجراحين مع ما لا يقل عن 5-6 سنوات من الدراسات العليا التدريب الجراحية الجوانب الإجرائية لهذه التجارب.
بغض النظر عن نوع المستعملة مادة بيولوجية، ودي الكبرىfference بين زيادة المثانة لدى الفئران مقابل الفئران هو حجم المثانة. نظرا لصغر حجم المثانة، وتشريح، وإدراج مادة بيولوجية أكثر صعوبة من الناحية الفنية في الماوس. للمساعدة في التصور، ويمكن استخدام المجهر الجراحي. منذ حجم المثانة لدى الفئران هو أكبر، وأنها أكثر استعدادا لحالات أكثر من إجراء واحد لابد من تنفيذها على المثانة (على سبيل المثال زيادة ووضع القسطرة فغر المثانة). بالإضافة إلى ذلك، يصف بروتوكول فوق استخدام أنابيب PE-50 للجرذ 13، ومع ذلك، القسطرة حجم أكبر، وتصل إلى PE-100 المستخدمة قد تم، وخاصة بالنسبة للدراسات طويلة الأجل 14. في الفئران، ويمكن الاستفادة من عيار أصغر مثل أنابيب PE-10 15،16، ولكن ينبغي أن يوضع في الاعتبار أن أنابيب مرنة أصغر حجما وأكثر قد لا نقل تغيرات الضغط على محول بدقة. كذلك، فإن طريقة بديلة لتأمين القسطرة على ظهر (الخطوة 8 * أعلاه) ويتم ذلك في ميلم بسبب حجمها أصغر الجسم وإبرة طرف كليل وقبعة الرابع هي مرهق للغاية. وعيب هذا هو الحاجة للتخدير لاستخراج نهاية القسطرة في كيس تحت الجلد قبل قياس المثانة.
وقد أظهرت الدراسات أن في الأيام الأولى الأولي (0-4 أيام) بعد موضع القسطرة، قياس المثانة وكشف الضغوط العالية وفرط نشاط المثانة مع وحدات التخزين يفرغ منخفض. ظهرت هذه النتائج لتحقيق الاستقرار في جميع أنحاء السادس إلى اليوم السابع 14،17، وبالتالي، وربما كان توقيت مثالي لتقييم cystometric. ومع ذلك، فإن معظم التقارير في الأدب أداء قياس المثانة في غضون أول 3 أيام من قسطرة 18، والحسابات هذا لتباين واسع في المعلمات أعلاه بالنسبة للوقت. ترك قسطرة فوق العانة لمدة أطول من 3 أيام تحمل معها حالة مرضية مختلفة مثل خطر من الحجارة، والخلع، والعدوى، بيلة دموية وانسداد القسطرة مع الحطام.
<وقد وصفت ف الطبقة = "jove_content"> معدلات ضخ مختلفة خلال قياس المثانة من 1-3mL/hr بالنسبة للفئران و15،16 10-11mL/hr للفئران 13،19،20. يمكن أن معدلات ضخ Supraphysiologic يسبب ضغوطا مرتفعة زورا 14. نحن نستخدم معدل ضخ 12.5 ميكرولتر / دقيقة (0.75 مل / ساعة) ويمكن أيضا للفئران و 100 ميكروليتر / دقيقة (6 مل / ساعة) بالنسبة للفئران في الإعداد لدينا، ولكن انخفاض معدلات استخدامها. وينبغي أن درجة حرارة المياه المالحة الفسيولوجية تكون على الأقل درجة حرارة الغرفة، على الرغم من دافئ (37 درجة) المالحة هو أكثر المثلى لتجنب فرط نشاط المثانة وأثار مع غرس حل الباردة. في قياس المثانة مستيقظا، من الأهمية بمكان للسماح لتحقيق الاستقرار في نمط يفرغ كما الحيوان تعديلها ليصبح القفص، والتي في تجربتنا يتطلب فترة من 10-20 دقيقة ~. بعد هذا، يمكن تسجيل الدورات العادية للتبول 45-120 دقيقة أو في الحد الأدنى دورات يفرغ 3-4. ينبغي مراعاة هذا الحيوان في الوقت الحقيقي منذ الحيوان موفن بحريةويمكن ز والمضاعفات مثل التواء أو مجعد القسطرة تغيير تحليل cystometric. الحد من الضوضاء البيئية خلال قياس المثانة هو المطلوب لتقليل حركة الحيوانات والأعمال الفنية اللاحقة. قياس المثانة فاقد الوعي لا يملك المشاكل المصاحبة مثل قياس المثانة مستيقظا، ولكن ثبت التخدير متعددة لمنع تقلصات المثانة عفوية. هذا تثبيط يقابل مباشرة إلى المدة المتوقعة لعمل أدوية التخدير، أي عندما تخف حدة تأثير مخدر، تقلصات عفوية استئناف 14. وعلاوة على ذلك، كانت الضغوط تقاس عندما فاضت المثانة، وزيادة إحصائيا في الفئران تخدير، وكلاهما على قيد الحياة وبعد الوفاة، مما يشير إلى تأثير على خصائص الإذعان السلبي للجدار المثانة. ويظهر هذا التأثير مع 21 بنتوباربيتال، الكيتامين، و. كلورالوز IM / IP، بالإضافة إلى هالوثان المستنشق وداخل القراب nesacaine 14 وأجرت دراسة واسعة من مختلف confir التخديرم هذه النتيجة مع قمع منعكس التبول لمواد التخدير على حد سواء الاستنشاق (isoflurane وmethoxyflurane)، والباربيتورات (بنتوباربيتال وthiobutabarbital) تحت التخدير مستويات معتدلة 17. وقد لوحظ هذا التأثير مع ضوء المستويات حتى المسكنات أو التخدير مع أدوية مثل الفنتانيل-دروبيريدول والكيتامين الديازيبام، وكما في الدراسة السابقة، حيث أن تأثير التخدير هدأت، وكذلك فعل تثبيط 17. لهذا الإجراء، يمكن استخدام الحقن داخل الصفاق يوريتان منذ تم التدليل على أن يتم الاحتفاظ تبول لا ارادي في الوقت الذي تسمح أيضا للتخدير كاف 17،22. وعلاوة على ذلك، يلاحظ وجود أي تأثير فيما يتعلق الضغوط التبول 23. يوصف وضع القسطرة فوق العانة لقياس المثانة هنا، لأنه تبين القسطرة داخل الاحليل لديها أعلى منحنيات ضغط المثانة وانخفاض معدلات تدفق تتفق مع النسبية المثانة انسداد مخرج 24.وعلاوة على ذلك، قسطرة داخل الاحليل هو ممكن فقط في الحيوانات تخدير، وحتى ذلك الحين، قسطرة يمكن أن يكون صعبا، وخصوصا في القوارض والفئران الذكور.في الختام، واختيار النموذج الذي ترغب في استخدامه لتكبير المثانة و / أو تحليل cystometric يعتمد على أهداف دراسة محددة. من الناحية التقنية في نموذج الفئران يحمل بوضوح ميزة للأسباب التي ذكرناها آنفا. ومع ذلك، يمكن استخدام نموذج الفأر في دراسات تقييم أدوار محددة المنتجات النهائية الجينات المرمزة في أمراض المسالك البولية، وذلك بسبب قابليتها للتلاعب الجيني. هذا ليس ممكنا عادة في الفئران.
قياس المثانة مستيقظا معظم بدقة يحاكي الحالة الطبيعية الفسيولوجية في هذه الحيوانات التي تخضع لدورات التبول بهم، وغير ذلك، من المرجح أن يعطي عزم أكثر موثوقية الفسيولوجية في وظيفة المثانة. وعلاوة على ذلك، فإن المتغير التباس من الآثار المباشرة لليتم تجنب nesthetics على وظيفة المثانة.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
وتم تمويل هذه الدراسات، في جزء منه، من قبل مستشفى الأطفال في بوسطن صندوق جراحة المسالك البولية للإيرادات الأوقاف والمعاهد الوطنية للصحة منح NIBIB P41-EB002520 (كابلان)؛ NIDDK T32-DK60442 (فريمان)؛ NIDDK 1K99-DK083616 (Mauney). نحن نعترف الدكتور بيتر Zvara من جامعة فيرمونت للحصول على المساعدة في إنشاء تقنية لوضع أنبوب فغر المثانة وقياس المثانة.
Name | Company | Catalog Number | Comments | |
المواد: | وصف / الاستخدام: | |||
حلق المقصات | إعداد جرذ / الماوس لاجراء عملية جراحية | |||
معقم الستائر، betadine، والإيثانول بنسبة 70٪، شاش معقم | إعداد حقل الجراحية المعقمة | |||
الأدوات: | ||||
مشرط شفرة | شق الجلد | |||
ملقط مع أسنان | التلاعب في الجلد | |||
غرامة ملقط | ارضحي (لا أسنان)، لا التسنين أو التسنين مع غرامة للتلاعب | |||
إبرة صغيرة سائق | تشريح الأنسجة حاد | |||
Metzenbaum مقص | Bldder شق | |||
بضع الوتر مقص | لخياطة الجروح تراجع ووضع تحت الجلد تيunnel (قسطرة فغر المثانة) | |||
منحني المشابك الصغيرة | نفق تحت الجلد (القسطرة فغر المثانة) | |||
الخيوط الجراحية: | ||||
خيوط البولي بروبلين 6-0 | خيوط تحقيق المثانة وخياطة pursestring | |||
7-0 polyglactin خاط | مفاغرة من سقالة على المثانة | |||
4-0 polyglactin خاط | إغلاق عضلة / الجلد | |||
3-0 أو 4-0 خياطة الحرير | تأمين طرف القسطرة على الجلد | |||
الإبر والحقن: | ||||
قياس 18 إبرة | ثقب في المثانة لقسطرة فغر المثانة | |||
الإبر قياس 25 و 30 | المثانة اختبار للتسرب | |||
1 مل و ملحيilled محقنة | ||||
22 نصيحة فظة قياس إبرة | ||||
فغر المثانة قسطرة: | ||||
PE-50 أنابيب | ||||
ولاعة | حرق PE-50 أنابيب | |||
منحني المشبك صغير | النامي تحت الجلد نفق | |||
قياس المثانة: | ||||
MLT844 التقاط البيانات والبرمجيات ADInstruments LabChart | ضغط والحصول على البيانات | |||
هارفارد مضخة محقنة 22 (هارفارد جهاز، Holliston، ماجستير) | السائل مضخة التسريب | |||
التخدير (قياس المثانة اللاوعي): | ||||
أناsoflurane | الاستقراء / صيانة التخدير العام | |||
يوريتان | Unconconscious قياس المثانة | |||
Bupivicaine أو ما يعادلها | التخدير الموضعي | |||
Meloxicam | بعد العمليات الجراحية للوعي | |||
البوبرينورفين | بعد العمليات الجراحية للوعي |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved