Estádios cirúrgicos de aumento da bexiga são descritos utilizando 3-D andaimes em modelos murinos e de rato. Para testar a eficácia de configurações de biomateriais para utilização no aumento da bexiga, as técnicas para cistometria tanto acordado e anestesiados são apresentados.
A função renal e continência de urina são extremamente dependente do bom funcionamento da bexiga, que armazena a urina à baixa pressão e expulsa-lo com uma precisão orquestrada contração. Um certo número de anomalias congênitas e adquiridas urológicas, incluindo válvula de uretra posterior, hiperplasia benigna da próstata e bexiga neurogênica secundárias a espinha bífida / lesão da medula espinhal pode resultar em remodelação do tecido patológico levando ao cumprimento deficiente e reduzida capacidade 1. Obstrução funcional ou anatômica do trato urinário é freqüentemente associada a estas condições, e pode levar à incontinência urinária e danos nos rins de armazenamento aumentou e pressões de esvaziamento 2. O implante cirúrgico de segmentos gastrointestinais para expandir a capacidade de órgãos e reduzir as pressões intravesicais representa a opção de tratamento cirúrgico primário para esses transtornos, quando o tratamento médico falha 3. No entanto, esta abordagem é dificultared pela limitação do tecido doador disponível, e está associada a complicações significativas, incluindo a infecção crônica do trato urinário, perturbação metabólica, formação de cálculos urinários, e malignidade secundária 4,5.
A pesquisa atual na engenharia de tecidos da bexiga é fortemente focada em identificar configurações de biomateriais que pode apoiar a regeneração de tecidos em locais de defeitos. Convencional 3-D scaffolds derivado a partir de polímeros naturais e sintéticos, tais como submucosa do intestino delgado e glicólico-ácido poli têm mostrado algum sucesso a curto prazo no apoio regeneração muscular urotelial e suave, bem como para facilitar a capacidade de armazenamento aumentada de órgãos em modelos animais e no clínica 6,7. No entanto, as deficiências em andaime integridade mecânica e biocompatibilidade muitas vezes resultar na fibrose deletério 8, 9 contratura enxerto, e calcificação 10, aumentando assim o risco de falha do implante e precisam de for secundárias procedimentos cirúrgicos. Além disso, a restauração das características urinários normais, utilizando construções padrão de biomateriais para cistoplastia aumento ainda tem de ser alcançado, e, portanto, a investigação e desenvolvimento de matrizes novos que podem cumprir esta função é necessário.
A fim de desenvolver com sucesso e avaliar biomateriais óptimas para o aumento da bexiga clínica, a investigação eficácia deve primeiro ser realizada em modelos animais padronizados usando detalhados métodos cirúrgicos e avaliações resultado funcional. Nós previamente relatada a utilização de um modelo de aumento da bexiga em ratos para determinar o potencial de seda fibroína baseados andaimes para mediar a regeneração do tecido e as características de esvaziamento funcionais. 11,12 análises cistométricos deste modelo têm mostrado que variações nas propriedades estruturais e mecânicas de implantes pode influenciar as características resultantes urodinâmicos das bexigas da engenharia de tecidos 11,12. Correlação positivações entre o grau de matriz mediada regeneração do tecido determinada histologicamente e conformidade funcional e capacidade avaliada por cistometria foram demonstrado neste modelo 11,12. Estes resultados sugerem, portanto, que as avaliações funcionais de configurações de biomateriais em sistemas de roedores ampliação vesical pode ser um formato útil para avaliar as propriedades de andaime e que estabelece, em viabilidade vivo antes de estudos com animais de grande porte e implantação de clínica. No presente estudo, vamos apresentar várias etapas cirúrgicas de ampliação vesical em ambos os ratos e camundongos utilizando andaimes de seda e demonstrar técnicas para cistometria acordados e anestesiados.
Avaliações cistométricos de configurações de biomateriais após a implantação eo aumento da bexiga em modelos animais pequenos representa um passo importante na identificação de validação óptimas características estruturais e mecânicas dos desenhos matriz para uso em situações clínicas. Neste estudo, descrevemos os métodos cirúrgicos para a realização de ampliação vesical em camundongos e ratos, bem como técnicas para determinar as propriedades cistometria urodinâmicos dos órgãos de engenharia para avaliação funcional. Utilizamos estas técnicas em várias experiências que envolvem ambos os camundongos e ratos, com cada experimento consistia de 30 roedores + sem problemas significativos. Nosso laboratório de pesquisa é um conglomerado diversificado de cientistas básicos e cirurgiões médicos e cirurgiões com pelo menos 5-6 anos de formação pós-graduada cirúrgico realizado os aspectos processuais desses experimentos.
Independentemente do tipo de biomaterial utilizado, o di principalferença entre aumentando a bexiga em ratos, versus ratinhos é o tamanho da bexiga. Devido ao tamanho mais pequeno da bexiga, a dissecção ea incorporação do biomaterial é tecnicamente mais difícil no rato. Para ajudar na visualização, um microscópio cirúrgico pode ser usado. Uma vez que o tamanho da bexiga em ratos é maior, é mais susceptível a situações em que mais do que um processo tem de ser realizada sobre a bexiga (por exemplo, aumento e colocação do cateter cistostomia). Além disso, o protocolo acima descreve a utilização de tubagem PE-50 para o rato 13, no entanto, cateteres tamanho ainda maiores, até PE-100 foram utilizados, especialmente para estudos de longo prazo 14. Em ratinhos, uma menor calibre, tais como PE-10 tubagem pode ser utilizado 15,16, mas deve ser mantido em mente que os tubos flexíveis menor, mais não pode transmitir mudanças de pressão para o transdutor com precisão. Além disso, o método alternativo de fixação do cateter no dorso (passo 8 acima *) é feito em mice devido ao seu menor tamanho corporal ea agulha ponta romba e cap IV são demasiado pesado. A desvantagem disto é a necessidade de anestesia para extrair o final do cateter na bolsa subcutânea antes da cistometria.
Estudos têm demonstrado que nos dias iniciais primeiros (0-4 dias) após a colocação dos cateteres, cistometria revelou pressões elevadas da bexiga e hiperatividade com volumes urinários baixos. Essas descobertas parecem se estabilizar em torno do sexto ao sétimo dia 14,17 e, portanto, é provavelmente o momento ideal para a avaliação cistométrica. No entanto, a maioria dos relatos na literatura executar cistometria nos primeiros 3 dias de cateterismo 18 anos, e isso explica a grande variação nos parâmetros acima em relação ao tempo. Deixando o cateter suprapúbica para uma duração superior a 3 dias traz consigo morbidades, tais como risco de pedras, deslocamento, infecção, hematúria e oclusão do cateter com detritos.
<p class = "jove_content"> diferentes velocidades de infusão durante cistometria têm sido descritas a partir de 1-3mL/hr para ratos 15,16 e 10-11mL/hr para ratos 13,19,20. As taxas de infusão suprafisiológicas podem causar pressões falsamente elevados 14. Usamos uma taxa de infusão de 12,5 uL / min (0,75 mL / hr) para ratinhos e 100 uL / min (6 mL / hr) para ratos em nossa configuração, mas taxas mais baixas podem também ser utilizados. A temperatura da solução salina fisiológica deve ser pelo menos a temperatura ambiente, embora salina (37 °) quente é mais optimizada a fim de evitar excesso de actividade da bexiga provocado com instilar solução fria. Em cistometria acordado, é crucial para permitir a estabilização do padrão anular que o animal se torna ajustado para a gaiola, que, na nossa experiência requer um período de ~ 10-20 minutos. Depois disso, ciclos regulares de micção pode ser gravada por 45-120 minutos ou no mínimo ciclos de esvaziamento 3-4. O animal deve ser observado em tempo real, uma vez que o animal é livremente moving, e complicações tais como a torção ou dobras do cateter pode alterar análise cistométrica. Limitando o ruído ambiental durante cistometria se deseja diminuir o movimento de animais e artefatos subseqüentes. Cistometria inconsciente não tem os problemas concomitantes como cistometria acordado, mas anestésicos múltiplos têm sido mostrados para inibir as contracções da bexiga espontâneas. Esta inibição corresponde diretamente à duração esperada da ação dos anestésicos, ou seja, quando os subsídios efeito anestésico, contrações espontâneas retomar 14. Além disso, as pressões medidos quando a bexiga transbordou, foram estatisticamente maior em ratos anestesiados, tanto vivo e post-mortem, indicando um efeito sobre as propriedades de conformidade passivas da parede da bexiga. Este efeito é visto com 21 pentobarbital, cetamina, e cloralose IM / IP, para além de halotano e inalado nesacaine intratecal 14. Um estudo mais extensa de vários anestésicos confirmaçãom este achado com a supressão do reflexo da micção para anestésicos tanto inalatória (isoflurano e metoxiflurano) e barbitúricos (pentobarbital e thiobutabarbital) sob níveis moderados de anestesia 17. Este efeito foi observado com os níveis de luz ou mesmo sedativo da anestesia com medicamentos como o fentanil-droperidol e diazepam-cetamina, e como no estudo anterior, como o efeito de anestesia diminuiu, assim como a inibição 17. Para este procedimento, as injecções intraperitoneais de uretano pode ser utilizado uma vez que foi demonstrado que a micção reflexo é preservada enquanto também permite que para anestesia adequada 17,22. Além disso, nenhum efeito é observado em relação às pressões de micção 23. Colocação do cateter suprapúbica para cistometria é descrito aqui, pois o cateterismo intra-uretral tem sido demonstrado que têm curvas mais elevados de pressão na bexiga e menores taxas de fluxo consistente com obstrução relativa da saída da bexiga 24.Além disso, o cateterismo intra-uretral só é possível em animais anestesiados e, mesmo assim, o cateterismo pode ser difícil, especialmente em roedores machos e ratos.Em conclusão, a escolha de qual o modelo a utilizar para o aumento da bexiga e / ou análise cistométrica é dependente dos objectivos do estudo específico. Do ponto de vista técnico, o modelo de rato claramente tem a vantagem de as razões discutidas acima. No entanto, o modelo de rato pode ser usado em estudos sobre os papéis dos produtos específicos de genes codificados finais em doenças do tracto urinário, devido à sua susceptibilidade para a manipulação genética. Isto não é geralmente possível no rato.
Cistometria acordado com mais precisão imita o estado fisiológico normal em que estes animais submetidos a ciclos de seus da micção, e assim, é susceptível de dar uma determinação mais fiável fisiológica de função da bexiga. Além disso, a variável de confusão de efeitos diretos de umanesthetics sobre a função da bexiga é evitado.
The authors have nothing to disclose.
Estes estudos foram financiados, em parte, pela Boston das Crianças Urologia Hospital Fundo Receita Endowment e do National Institutes of Health bolsas NIBIB P41-EB002520 (Kaplan); NIDDK T32-DK60442 (Freeman); NIDDK 1K99-DK083616 (Mauney). Reconhecemos Dr. Peter Zvara da Universidade de Vermont para a assistência no estabelecimento da técnica de colocação de tubos de cistostomia e cistometria.
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 |