אופטימיזציה של טכניקות אורודינמיות בעכבר לשיפור הדיוק
Summary
פרוטוקול זה מספק מדריך לאיטום העור עם ציאנואקרילט למניעת ספיגת שתן על ידי פרווה ועור. הוא כולל הוראות למריחת הדבק על העור, השתלת קטטר שלפוחית השתן ואלקטרודות לציסטומטריה ורישום אלקטרומיוגרפיה של סוגר שופכה חיצוני בעכברים ערים.
Abstract
מדידה מדויקת של פרמטרים במתן שתן בעכברים ערים חיונית להבנת תפקוד לקוי של דרכי השתן התחתונות (LUT), במיוחד במצבים כמו שלפוחית נוירוגנית ופגיעה פוסט-טראומטית בחוט השדרה (SCI). עם זאת, ביצוע רישומי ציסטומטריה בעכברים מציב אתגרים בולטים. כאשר עכברים נמצאים במצב נוטה ומוגבל במהלך מפגשי הקלטה, השתן נוטה להיספג על ידי הפרווה והעור, מה שמוביל להערכת חסר של נפח מבוטל (VV). מטרת מחקר זה הייתה לשפר את הדיוק של רישומי ציסטומטריה ואלקטרומיוגרפיה של סוגר שופכה חיצוני (EUS-EMG) בעכברים ערים. פיתחנו שיטה ייחודית המשתמשת בדבק ציאנואקרילט ליצירת מחסום עור עמיד למים סביב בשר השופכה והבטן, מניעת ספיגת שתן והקפדה על מדידות מדויקות. התוצאות מראות כי לאחר מריחת הציאנואקרילט, הסכום של VV ו- RV נשאר עקבי עם נפח המלח המוחדר, ולא נצפו אזורים רטובים לאחר הניסוי, מה שמצביע על מניעה מוצלחת של ספיגת השתן. בנוסף, השיטה ייצבה בו זמנית את האלקטרודות המחוברות לסוגר השופכה החיצוני (EUS), הבטיחה אותות אלקטרומיוגרפיה יציבים (EMG) ומזערה ממצאים שנגרמו על ידי תנועת העכבר המתעורר ומניפולציה של הנסיין. נדונים פרטים מתודולוגיים, תוצאות והשלכות, המדגישים את החשיבות של שיפור טכניקות אורודינמיות במחקר פרה-קליני.
Introduction
אחסון ושחרור השתן תלויים בפעילות המתואמת של שלפוחית השתן וסוגר השופכה החיצוני (EUS). בפתולוגיות מסוימות, כגון שלפוחית נוירוגנית, הן שרירי השלפוחית והן הסוגר עלולים להפוך לבלתי מתפקדים, מה שמוביל לבעיות משמעותיות בשלפוחית השתן, במיוחד לאחר פגיעה טראומטית בחוט השדרה (SCI)1.
מכרסמים קטנים משמשים בדרך כלל כמודל ניסיוני לחקר התפקוד הפרה-קליני של דרכי השתן התחתונות (LUT)2. טכניקות הקלטה של מילוי ציסטומטריה (FC) ואלקטרומיוגרפיה של EUS (EUS-EMG) יכולות לספק מידע אובייקטיבי מדויק בהתאם לבחירת השיטות, מדידה מדויקת ופרשנות התוצאות3. בדיקות אורודינמיות משמשות בדרך כלל להערכת נפח ההתרוקנות (VV), יעילות ההתרוקנות (VE) וקיבולת שלפוחית השתן4. VE מודד באיזו יעילות שלפוחית השתן יכולה לרוקן את עצמה. הוא מחושב על ידי חלוקת אמצעי האחסון המבוטל בסכום של אמצעי אחסון מבוטלים ואמצעי אחסון שיוריים (VV+RV). מצד שני, קיבולת שלפוחית השתן מחושבת על ידי הוספת VV (כמות השתן הנפלטת במהלך השתנה) ל- RV (כמות השתן שנותרה בשלפוחית השתן לאחר השתנה)5. לכן, מדידת VV ו- RV הם המפתחות להסקת פרמטרים אחרים.
מדידה מדויקת של VV בעכברים במהלך בדיקות אורודינמיות מציבה אתגרים שונים. השתן של מכרסמים, כאשר מרוסן פיזית במצב נוטה, נוטה להימשך כלפי מטה דרך דופן הבטן הגחון בשל השפעת כוח המשיכה6. תופעה זו יכולה להוביל לספיגת שתן על ידי פרוות הבטן והעור, אשר, בתורו, מעריך את נפח השתן המופרש. בהתחשב בכמות הקטנה של שתן המיוצר על ידי עכבר, ההשפעה של ספיגה זו על דיוק התוצאות בולטת עוד יותר7. יתר על כן, במודלים של SCI, VV הוא לעתים קרובות נמוך יותר מאשר בעכברים רגילים בשל ההשפעה של dyssynergia סוגר detrusor (DSD), אשר מגביר את הסיכון של לחצים נקודת דליפה וספיגת שתן על ידי פרווה8. לגורמים אלה יש השפעה משמעותית על התוצאות. לכן, מדידה מדויקת של VV ו-RV במהלך מחקרים אורודינמיים סופניים בעכברים היא קריטית9. נכון לעכשיו, חסרים פרטים במתודולוגיות שסופקו בספרות שפורסמה כיצד למדוד את נפח השתן בצורה מדויקת במודלים של עכברים.
דבק ציאנואקרילט הוא סוג של דבק המשמש בדרך כלל בהליכים כירורגיים במודלים של בני אדם ובעלי חיים בשל תכונות ההדבקה המהירות והיעילות שלו 10,11,12. דבק זה שימושי במיוחד לסגירת פצעים וחתכים, שכן הוא יוצר קשר חזק וגמיש כאשר מוחל על העור13. יתר על כן, זה יכול להיות מחסום גדול נגד שתן ורטיבות שעלולים לבוא במגע עם פרווה ופצעים11.
במאמר זה פיתחנו טכניקה חדשנית וחסכונית המשתמשת בדבק ציאנואקרילט להשגת תוצאות מדויקות בציסטומטריה וברישומי EUS-EMG בעכברים ערים. שיטה זו תועיל בהבנת הגורמים הבסיסיים לתפקוד לקוי של שלפוחית השתן ובמציאת טיפולים יעילים יותר להפרעות LUT.
Protocol
Representative Results
Discussion
טכניקה אורודינמית זו מתארת הליך משופר למדידת נפח השתן ואות EUS-EMG בעכברים ערים ומרוסנים. נוכחות של פרווה סביב בשר השופכה ואזור הבטן יכול להפריע לדיוק של מדידת VV על ידי ספיגת שתן. למרות שהפרווה סביב בשר השופכה והבטן גולחה בקפידה לפני הניתוח, הפרוות הקטנות שנותרו באזורים אלה והעור עדיין ספגו ש…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך על ידי NIH-NINDS (R21NS130241), IND DEPT HLTH (55051, 74247, 74244) וצבא ארה”ב (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).
.