2012年8月9日
采用三维支架在小鼠和大鼠模型中描述膀胱扩大术的外科手术步骤。为评估生物材料构型在膀胱扩大术中的有效性,本文介绍了清醒状态和麻醉状态下膀胱测压的技术方法。
该实验方案的目的是通过流式细胞术获取功能数据,以评估生物材料在膀胱扩大术中的应用。首先,将支架植入膀胱内创建的缺损部位。该操作的第二步是将膀胱造瘘管穿隧道至腹部。
第三步是将造瘘管置入扩大后的膀胱,并将其固定在动物的背侧。最后一步是进行测压以从功能角度评估扩大后的膀胱。最终结果可通过清醒状态下的测压显示膀胱容量和顺应性的变化、排尿压力、排尿周期时间以及排尿后残余尿量。
该技术的应用前景涉及治疗导致膀胱容量、顺应性及整体功能受损的先天性和后天性膀胱或尿道异常。由于用于膀胱扩容的新型生物材料需要进行功能评估,因此在完成动物腹部手术准备后,使用手术刀经皮肤做下腹正中切口。
使用有齿镊提起腹直肌,用精细的梅茨钳和小号巴尔姆剪刀游离肌肉的后表面,并在中线处剪开肌肉全长,直至皮肤切口。将膀胱经切口处拖出。每日一次,先经膀胱后壁缝合,再穿过膀胱前壁进行缝合固定。在膀胱侧方添加额外缝线,但暂不打结。
当缝线拉紧时,膀胱将呈现约一平方厘米大小的方形结构,切口沿膀胱前壁正中线纵向穿过膀胱,位置略低于膀胱顶部。注意不要对这些缝线施加过大张力,以免缝线轻易穿透膀胱组织。此步骤建议使用放大镜以利于支架的吻合。使用精细剪刀,将丝素蛋白支架修剪至与膀胱缺损区域大致相同的范围。
从支架的一角开始,以连续缝合的方式将其缝合到膀胱上。为了在缺损周围形成完全密闭的防水密封,外科医生必须确保支架与膀胱之间的吻合无张力且防水,这一点至关重要。这将确保所有尿液均被封闭在膀胱内,因为任何腹腔内渗漏都可能导致动物死亡。
作为测试,使用30号皮下注射针头向膀胱内注入水。若发现有渗漏,用额外的间断缝合线将其封闭。然后在关闭腹壁前,将重建的膀胱复位回腹腔内。
注射布比卡因至腹直肌及皮下组织以实现局部麻醉,并关闭切口。接着,使用连续锁边缝合法使腹直肌复位,并用连续锁边缝合法缝合皮肤。清洁并擦干切口后,将动物转移至温暖、洁净的笼具中,使其从麻醉状态恢复清醒。
开始之前,在一根10厘米长的PE 50导管末端制作一个锚定结构,以防止其从膀胱中滑脱。可通过将导管末端轻轻接触火焰使其略微扩张来实现。其次,确认导管未被堵塞。
用生理盐水注入非扩口端,并确保其通畅。在动物术前准备完成后,暴露膀胱之前,在肩胛骨之间的背部做一厘米长的切口。使用梅森-伯尔姆剪刀,在皮肤与下方肌肉之间分离出一个平面。
然后将剪刀尖置于皮下平面上,撑开以在皮下创建一条通向腹侧腹部的隧道。接着将动物翻转。暴露膀胱并将其复位至腹腔内。
回到背侧切口,将一个小夹钳插入皮下隧道中。用手指保护腹腔内器官,然后用夹钳的尖端穿刺腹壁。接着,用夹钳夹住扩口管的光滑端,并将其从背侧切口拉出。
不要在导管穿过切口时,将扩大的锚端拉过腹壁。在膀胱顶部放置一荷包缝合线。在缝线的游离端留一个小夹钳,以防缝线意外被拉出缝合口。
同时,不要将缝线拉紧。使用 EU 18 号针头在荷包缝合线中心处刺穿膀胱壁,深度以刚好进入腔内为宜。然后将精细镊子插入开口,轻轻撑开以扩大孔口。
将导管的喇叭端插入膀胱缺损处,直至进入管腔内。收紧荷包缝合线并围绕导管打结固定。然后将游离的缝线在导管上缠绕一圈并再次打结固定。
现在,通过导管缓慢注入生理盐水以测试膀胱。若尿道有液体流出,则吸出盐水以使膀胱减压。再次检查。如发现渗漏,应使用缝线修补;尿液渗漏可能导致动物死亡。
按照之前演示的方法关闭腹腔切口。然后进行背侧切口的关闭。大鼠和小鼠的背侧切口关闭方法有所不同。
对于大鼠,使用剪刀在皮肤水平处剪断导管管路。然后将一根22号钝头针插入管路中。使用连续缝合线缝合皮肤以覆盖管路,使针座外露。
现在将静脉输液管帽盖在钝针上,并将导管尖端固定在皮肤上。之后,清洁切口,并让动物在温暖的环境中恢复。在小鼠中,导管应按以下方式固定:保留导管较长一段,并用火焰加热熔融导管末端以封闭其开口。
将导管末端盘绕并置于动物背部的皮下囊袋中。以连续缝合方式闭合导管上方的皮肤。在进行细胞因子分析前,无论是大鼠还是小鼠,均应给予至少5至7天的术后恢复期。
细胞术检测当天恢复后。对于小鼠,需先在麻醉状态下打开背部切口,从皮下囊袋中取出盘绕的导管。取出导管后,缝合该切口,并等待小鼠完全从麻醉中苏醒,然后开始将动物置于悬挂在秤上的代谢笼中进行细胞术检测。
现在使用连接至压力传感器和输注泵的27号针头,经由ttu通路接入耻骨上导尿管。开始输注生理盐水。待排尿模式描记曲线稳定。
在接下来的10至20分钟内,膀胱压力首先升高,随后出现排尿。然后记录15至120分钟内的排尿周期,或在操作过程中至少记录三到四个排尿周期。注意观察导管扭曲及其他并发症。
然后可以分析尿动力学图迹,以获得诸如排尿量、顺应性、峰值排尿压力、收缩间期、排尿周期时间以及排尿后残余尿量等参数。观看本视频后,您应能充分理解如何使用任何生物材料对膀胱进行扩容。您还将掌握如何通过清醒、非束缚状态下的测尿法来评估任何啮齿类动物膀胱的功能。
本文描述了在小鼠和大鼠模型中使用三维支架进行膀胱扩大术的外科手术步骤。通过清醒状态和麻醉状态下的膀胱压力测定技术,评估生物材料构型在膀胱扩大术中的有效性。
用于膀胱扩大术的生物材料功能评估需要标准化的动物模型和膀胱压力测定分析,以评估膀胱容量、顺应性及排尿动力学。该方法通过在大动物实验或临床研究之前将材料结构特性与功能结果相关联,实现对支架设计的临床前风险降低。该技术通过提供可量化的、具有可转化性的读数,支持泌尿系统再生医学中的靶点验证,从而为生物材料研发流程中的决策提供依据。
该方法贯穿从早期生物材料筛选、先导物鉴定到临床前验证的发现全过程,提供可指导推进决策的功能性数据。