تحسين تقنيات ديناميكا البول للماوس لتحسين الدقة
Summary
يوفر هذا البروتوكول دليلا لعزل الجلد باستخدام cyanoacrylate لمنع امتصاص البول عن طريق الفراء والجلد. يتضمن تعليمات لتطبيق الغراء على الجلد ، وزرع قسطرة المثانة ، وأقطاب لقياس المثانة وتسجيلات تخطيط كهربية العضلة العاصرة للإحليل الخارجية في الفئران المستيقظة.
Abstract
يعد القياس الدقيق للمعلمات البولية في الفئران المستيقظة أمرا بالغ الأهمية لفهم الخلل الوظيفي في المسالك البولية السفلية (LUT) ، خاصة في حالات مثل إصابة الحبل الشوكي بعد الصدمة في المثانة العصبية (SCI). ومع ذلك ، فإن إجراء تسجيلات قياس المثانة في الفئران يمثل تحديات ملحوظة. عندما تكون الفئران في وضع منبطح ومقيد أثناء جلسات التسجيل ، يميل الفراء والجلد إلى امتصاص البول ، مما يؤدي إلى التقليل من حجم الفراغ (VV). كان الهدف من هذه الدراسة هو تعزيز دقة قياسات المثانة وتسجيلات تخطيط كهربية العضلة العاصرة الخارجية (EUS-EMG) في الفئران المستيقظة. لقد طورنا طريقة فريدة باستخدام لاصق cyanoacrylate لإنشاء حاجز جلدي مقاوم للماء حول صماخ مجرى البول والبطن ، مما يمنع امتصاص البول ويضمن قياسات دقيقة. تظهر النتائج أنه بعد تطبيق cyanoacrylate ، ظل مجموع VV و RV متسقا مع حجم المحلول الملحي المشبع ، ولم تكن هناك مناطق رطبة لوحظت بعد التجربة ، مما يشير إلى نجاح منع امتصاص البول. بالإضافة إلى ذلك ، قامت الطريقة في وقت واحد بتثبيت الأقطاب الكهربائية المتصلة بالعضلة العاصرة الخارجية للإحليل (EUS) ، وضمان إشارات تخطيط كهربية العضل (EMG) المستقرة ، وتقليل القطع الأثرية الناتجة عن حركة الفأر المستيقظ والتلاعب بالمجرب. تتم مناقشة التفاصيل المنهجية والنتائج والآثار المترتبة ، مع تسليط الضوء على أهمية تحسين تقنيات ديناميكا البول في البحوث قبل السريرية.
Introduction
يعتمد تخزين البول وإطلاقه على النشاط المنسق للمثانة البولية والعضلة العاصرة الخارجية لمجرى البول (EUS). في بعض الأمراض مثل المثانة العصبية، يمكن أن تصبح كل من عضلات نافصة المثانة والعضلة العاصرة مختلة، مما يؤدي إلى مشاكل كبيرة في المثانة، خاصة بعد إصابة الحبل الشوكي الرضحية (SCI)1.
تستخدم القوارض الصغيرة بشكل شائع كنموذج تجريبي لدراسة الوظيفة قبل السريرية للمسالك البولية السفلية (LUT)2. يمكن أن توفر تقنيات تسجيل قياس المثانة (FC) وتخطيط كهربية العضل بالموجات فوق الصوتية (EUS-EMG) معلومات موضوعية دقيقة اعتمادا على اختيار الطرق والقياس الدقيق وتفسير النتائج3. تستخدم اختبارات ديناميكا البول بشكل شائع لتقييم حجم الإفراغ (VV) وكفاءة الإفراغ (VE) وسعة المثانة4. يقيس التطرف العنيف مدى فعالية المثانة في إفراغ نفسها. يتم حسابه بقسمة الحجم المفرغ على مجموع الأحجام الملغاة والمتبقية (VV + RV). من ناحية أخرى ، يتم حساب سعة المثانة عن طريق إضافة VV (كمية البول المطرود أثناء التبول) إلى RV (كمية البول المتبقية في المثانة بعد التبول)5. لذلك ، فإن قياس VV و RV هما مفتاحا استنتاج المعلمات الأخرى.
يمثل القياس الدقيق ل VV في الفئران أثناء اختبارات ديناميكا البول تحديات مختلفة. يميل بول القوارض ، عند تقييده جسديا في وضعية الانبطاح ، إلى السحب لأسفل من خلال جدار البطن البطني بسبب تأثير الجاذبية6. يمكن أن تؤدي هذه الظاهرة إلى امتصاص البول بواسطة فرو البطن والجلد ، والذي بدوره يقلل من حجم البول الذي يفرز. بالنظر إلى كمية البول الصغيرة التي ينتجها الماوس ، فإن تأثير هذا الامتصاص على دقة النتائج يكون أكثر وضوحا7. علاوة على ذلك ، في نماذج اصابات النخاع الشوكي ، غالبا ما يكون VV أقل منه في الفئران العادية بسبب تأثير خلل تآزر العضلة العاصرة النافصة (DSD) ، مما يزيد من خطر ضغوط نقطة التسرب وامتصاص البول بواسطة الفراء8. هذه العوامل لها تأثير كبير على النتائج. لذلك ، فإن القياس الدقيق ل VV و RV أثناء دراسات ديناميكا البول النهائية في الفئران أمر بالغ الأهمية9. حاليا ، هناك نقص في التفاصيل في المنهجيات المقدمة في الأدبيات المنشورة حول كيفية قياس حجم البول بدقة في نماذج الفئران.
لاصق Cyanoacrylate هو نوع من الغراء يستخدم بشكل شائع في العمليات الجراحية في النماذج البشرية والحيوانية نظرا لخصائص الترابط السريعة والفعالة10،11،12. هذه المادة اللاصقة مفيدة بشكل خاص لإغلاق الجروح والتمزقات ، لأنها تشكل رابطة قوية ومرنة عند وضعها على الجلد13. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون حاجزا كبيرا ضد البول والرطوبة التي قد تتلامس مع الفراء والجروح11.
في هذه المقالة ، قمنا بتطوير تقنية جديدة وفعالة من حيث التكلفة تستخدم لاصق cyanoacrylate لتحقيق نتائج دقيقة في قياس المثانة وتسجيلات EUS-EMG في الفئران المستيقظة. ستكون هذه الطريقة مفيدة في فهم الأسباب الكامنة وراء ضعف المثانة وابتكار علاجات أكثر فعالية لاضطرابات LUT.
Protocol
Representative Results
Discussion
تصف تقنية ديناميكا البول هذه إجراء محسنا لقياس حجم البول وإشارة EUS- EMG في الفئران المستيقظة والمقيدة. يمكن أن يتداخل وجود الفراء حول صماخ مجرى البول ومنطقة البطن مع دقة قياس VV عن طريق امتصاص البول. على الرغم من أن الفراء المحيط بصماخ مجرى البول والبطن قد تم حلقه بعناية قبل الجراحة ، إلا أن ال…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذه الدراسة من قبل NIH-NINDS (R21NS130241) و IND DEPT HLTH (55051 ، 74247 ، 74244) ، والجيش الأمريكي (HT94252310700).
Materials
| Accelerator | BOB SMITH INDUSTRIES | BSI-152 | |
| Cyanoacrylate | TED PELLA, Inc | 14478 | |
| Disposable base mold | TED PELLA, Inc | 27147-4 | |
| Infusion pump | Harvard Apparatus PHD ULTRA | 70-3006 | |
| Isoflurane | Henry Schein Inc | 1182097 | |
| PIN | World Precision Instruments | 5482 | |
| Polyethylene Tubing 30 | Braintree Scientific Inc | PE30 | |
| Sterile Weighing Boat | HEATHROW SCIENTIFIC | 797CK2 | |
| Windaq/Lite | DATAQ INSTRUMENTS | 249022 |
References
- Leslie, S. W., Tadi, P., Tayyeb, M. Neurogenic bladder and neurogenic lower urinary tract dysfunction. Statpearls. , (2024).
- Doelman, A. W., Streijger, F., Majerus, S. J., Damaser, M. S., Kwon, B. K. Assessing neurogenic lower urinary tract dysfunction after spinal cord injury: Animal models in preclinical neuro-urology research. Biomedicines. 11 (6), 1539 (2023).
- Fraser, M. O., et al. Best practices for cystometric evaluation of lower urinary tract function in muriform rodents. Neurourol Urodyn. 39 (6), 1868-1884 (2020).
- Hashimoto, M., et al. Sex differences in lower urinary tract function in mice with or without spinal cord injury. Neurourol Urodyn. 43 (1), 267-275 (2024).
- Kadekawa, K., et al. Characterization of bladder and external urethral activity in mice with or without spinal cord injury-a comparison study with rats. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 310 (8), R752-R758 (2016).
- Lee, J., et al. The effects of periurethral muscle-derived stem cell injection on leak point pressure in a rat model of stress urinary incontinence. Int Urogynecol J. 14, 31-37 (2003).
- Mann-Gow, T. K., et al. Evaluating the procedure for performing awake cystometry in a mouse model. J Vis Exp. (123), e55588 (2017).
- Saito, T., et al. Time-dependent progression of neurogenic lower urinary tract dysfunction after pinal cord injury in the mouse model. Am J Physiol Renal Physioly. 321 (1), F26-F32 (2021).
- Schneider, M. P., et al. A novel urodynamic model for lower urinary tract assessment in awake rats. BJU Int. 115, 8-15 (2015).
- Habib, A., Mehanna, A., Medra, A. Cyanoacrylate: A handy tissue glue in maxillofacial surgery: Our experience in alexandria, egypt. J Maxillofac Oral Surg. 12, 243-247 (2013).
- Sunjic Roguljic, V., Roguljic, L., Jukic, I., Kovacic, V. The influence of wound closure techniques after surgical decompression in patients with carpal tunnel syndrome on sleep disturbance and life quality: A prospective comparison of surgical techniques. Clin Pract. 14 (2), 546-555 (2024).
- Sohn, J. J., Gruber, T. M., Zahorsky-Reeves, J. L., Lawson, G. W. Comparison of 2-ethyl-cyanoacrylate and 2-butyl-cyanoacrylate for use on the calvaria of cd1 mice. J Am Assoc Lab Anim Sci. 55 (2), 199-203 (2016).
- Ren, H., et al. Injectable, self-healing hydrogel adhesives with firm tissue adhesion and on-demand biodegradation for sutureless wound closure. Sci Adv. 9 (33), eadh4327 (2023).
- Ito, H., Pickering, A. E., Kanai, A., Fry, C. H., Drake, M. J. Muro-neuro-urodynamics; a review of the functional assessment of mouse lower urinary tract function. Front Physiol. 8, 240395 (2017).
- Abdelkhalek, A. S., Youssef, H. A., Saleh, A. S., Bollen, P., Zvara, P. Anesthetic protocols for urodynamic studies of the lower urinary tract in small rodents-a systematic review. PloS One. 16 (6), e0253192 (2021).
- Saab, B. J., et al. Short-term memory impairment after isoflurane in mice is prevented by the α5 γ-aminobutyric acid type a receptor inverse agonist l-655,708. J Am Soc Anesthesiol. 113 (5), 1061-1071 (2010).
- Cannon, T. W., Damaser, M. S. Effects of anesthesia on cystometry and leak point pressure of the female rat. Life Sci. 69 (10), 1193-1202 (2001).
- Weiss, D. A., et al. Morphology of the external genitalia of the adult male and female mice as an endpoint of sex differentiation. Mol Cell Endocrinol. 354 (1-2), 94-102 (2012).
- Leggat, P. A., Kedjarune, U., Smith, D. R. Toxicity of cyanoacrylate adhesives and their occupational impacts for dental staff. Ind Health. 42 (2), 207-211 (2004).
.