在小鼠和大鼠模型,用三维支架膀胱扩大术的手术阶段。为了测试在膀胱扩大术中使用的生物材料配置的功效,膀胱清醒和麻醉技术。
肾功能和尿尿失禁是严重依赖上,存储在低气压的尿液和排出精确策划收缩膀胱的正常功能。包括后尿道瓣膜,良性前列腺增生症,脊柱裂/脊髓损伤继发神经源性膀胱的先天和后天的泌尿系统异常可能导致病理组织重塑导致受损遵守和能力下降1。尿路梗阻功能性或解剖经常与这些条件,可能导致尿失禁和肾损害增加的储尿及排尿压力2。手术植入胃肠道段,扩大器官的能力,降低膀胱内压力表示为这些疾病的主要手术治疗选项时,医疗管理失败3。然而,这种做法是阻碍教育署提供捐助组织的限制,并与包括代谢扰动,慢性尿路感染,泌尿系结石的形成,和继发恶性肿瘤4,5显着的并发症。
膀胱组织工程的研究现状在很大程度上侧重于查明缺陷的网站,可以支持组织再生的生物材料配置。传统的3-D支架来自天然和合成聚合物,如小肠黏膜下层和聚乙醇酸的显示支持以及促进上皮和平滑肌再生器官在动物模型的存储容量增加,在一些短期的成功诊所6,7。然而,在支架的机械完整性和生物相容性的缺陷往往导致移植挛缩9,8,有害纤维化和钙化10,从而增加了植入失败的风险和需要FOŕ二次手术。此外,恢复正常排尿的特点,利用标准的生物材料的结构,增强膀胱成形术尚未实现,因此,研究和发展新型的矩阵可以发挥这种作用是必要的。
为了成功地开发和评价,为临床膀胱扩大术的最佳生物材料的研究,疗效必须首先进行标准化动物模型,利用详细的手术方法和功能结果评估。我们以前曾报道在小鼠膀胱扩大术模型使用基于丝素蛋白支架的潜力,以确定调解组织再生和功能性排尿的特点。11,12膀胱这种模式的分析显示,在结构和机械的植入性能的变化可以影响11,12的组织工程膀胱的尿流动力学特征。积极correlations之间的基质介导的组织再生的程度决定组织由膀胱 功能合规性和能力评估,证明在这个模型中11,12。因此,这些结果表明,在啮齿类动物膀胱增强系统的生物材料配置功能的评价可能是一个有用的格式脚手架性能评估和建立之前,大量的动物实验研究和临床部署在体内的可行性。目前的研究中,我们将介绍使用蚕丝支架在小鼠和大鼠膀胱扩大术的各种手术阶段,并表现出的清醒和麻醉膀胱技术。
生物材料配置膀胱后植入膀胱扩大术在小动物模型的评价,表示验证确定在临床情况下使用的结构优化和矩阵设计的机械特性的重要一步。在这项研究中,我们描述手术方法进行膀胱增强小鼠和大鼠以及膀胱技术工程器官功能评估,以确定尿动力学性能。我们利用这些技术涉及多个实验小鼠和大鼠中,每30无显著问题+的啮齿动物组成的实验。我们的研究实验室是一个基本的科学家和医生外科医生的多元化企业集团,并具有至少5-6年毕业后手术培训的外科医生进行这些实验的程序方面。
无论生物材料的使用,主要DI型在大鼠与小鼠膀胱之间增强fference是膀胱的大小。由于到膀胱规模较小,解剖和生物材料掺入更多的鼠标在技术上困难。为了帮助在可视化,手术显微镜可以使用。由于在大鼠膀胱的大小越大,它更适合有多个程序的情况下要对膀胱(如隆胸和安置廔导管)执行。此外,协议上面介绍了利用大鼠13的PE-50管,但是,更大的大小导管,尤其是长期研究14 PE-100已经使用。在小鼠实验中,如体育-10油管的小口径可以利用15,16,但应牢记,更小,更柔韧的管可能没有压力的变化传送到传感器准确。此外,确保导管的替代方法的背(*以上步骤8)在MICE由于其体型较小,钝尖的针和四帽是太麻烦了。这个缺点是需要提取年底前膀胱导管在皮下囊麻醉。
有研究表明,在最初的第一天(0-4天)后放置导管,膀胱透露与高膀胱排尿量低的压力和过度。这些研究结果出现周围第六稳定第七天14,17,因此,可能是膀胱评价的理想时机。然而,在文献中的大多数报告进行膀胱导尿18第3天,在上述时间相对参数变化的户口本内。离开了超过3天的持续时间更长的耻骨上导管带有并发症,如结石的风险,移位,感染,血尿和闭塞的导管碎片。
<类p =的“jove_content”>不同输注速率在 膀胱已经从1-3mL/hr为15,16小鼠和大鼠13,19,20 10-11mL/hr。超生理输注速率可引起假性升高的压力14。我们使用输注率12.5μL/分钟(0.75毫升/小时)小鼠和100微升/分钟(6毫升/小时)大鼠在我们的设置,但较低的利率还可以利用。生理盐水的温度至少应为室温,虽然温水(37℃)生理盐水是为了避免膀胱过度挑起与灌输冷解决方案更优化。在清醒的膀胱,关键是要稳定的排尿模式使动物成为调整的笼子里,在我们的经验需要一段时间约10-20分钟在此之后,定时排尿周期可以记录45-120分钟,或至少3-4排尿周期。动物应实时观察,因为动物是自由舞动g和并发症,如导管扭曲或扭结可以改变膀胱分析。环境噪声限制在膀胱希望减少动物运动和随后的文物。无意识的膀胱不会有清醒膀胱随之而来的问题,但多个麻醉药已被证明能抑制自发性膀胱收缩。这种抑制作用直接对应的麻醉药品的行动预计持续,即当麻醉效果消退,恢复自发性收缩14。此外,膀胱溢出时,测量的压力,在麻醉大鼠统计学更大,都活着和验尸报告,表明对膀胱壁的被动遵守属性的效果。这种效果被视为与21巴比妥,氯胺酮和氯醛糖IM / IP协议,除了吸入氟烷和鞘内nesacaine 14的 。一个各种麻醉药confir的更广泛的研究M这个发现在温和的麻醉水平17(同时吸入异氟醚和甲氧)和巴比妥(苯巴比妥和thiobutabarbital)麻醉药抑制排尿反射。这种效应甚至轻或镇静麻醉药物,如芬太尼,氟哌利多和氯胺酮地西泮水平观察,在以往的研究中,麻醉效果消退,所以没有抑制17。此过程中,乌拉坦腹腔注射可以使用,因为它已被证明,反射排尿保留,同时也允许适当的麻醉17,22。此外,没有任何效果观察排尿压力23。耻骨上膀胱导管放置这里所描述的,因为尿道导管已被证明有较高的膀胱压力曲线和较低的流速相对膀胱出口梗阻24。此外,尿道插管,仅在麻醉动物是可行的,即使在当时,导管可以是困难的,尤其是雄性老鼠和小鼠。总之,用于膀胱扩大术和/或膀胱分析该模型的选择是依赖于具体的研究目标。从技术角度大鼠模型清楚地持有上述原因的优势。然而,在小鼠模型可用于研究评估尿路疾病的特定基因编码的高端产品,由于其易感性基因操纵的角色。这不是一般在大鼠可行的。
清醒膀胱最准确地模仿这些动物接受他们的排尿周期正常的生理状态,所以,很可能给一个更可靠的膀胱功能的生理测定。此外,混杂变量的直接影响膀胱功能nesthetics是可以避免的。
The authors have nothing to disclose.
这些研究经费,一部分,由波士顿儿童医院泌尿外科捐赠收入基金和国家机构的医疗补助NIBIB P41-EB002520(卡普兰); NIDDK的T32-DK60442(弗里曼); NIDDK 1K99-DK083616(Mauney)。我们承认,从佛蒙特大学建立廔管安置和膀胱的技术援助医生彼得Zvara。
Materials: | Description/Use: | |||
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 |