Intracavernosal Druck Aufnahme, erektile Funktion bei Nagetieren zu bewerten
6. Juni 2018
Intracavernosal ist Druck (ICP) eine wichtige Methode, die erektile Funktion von Versuchstieren zu bewerten. Hier wird ein detailliertes Protokoll für den Aufnahmevorgang ICP durch Katheterisierung des Schenkel Penis und dann elektrisch stimuliert die kavernösen Nerven bei Ratten gezeigt.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die erektile Funktion von Ratten zu testen, indem der Crus corpus cavernosum katheterisiert und der intrakavernöse Druck nach Stimulation der Schwellkörpernerven aufgezeichnet wird. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der erektilen Dysfunktion bei Männern zu beantworten, z. B. zur Bewertung von Therapien und Medikamenten für erektile Dysfunktion. Ein Vorteil dieser Technik besteht also darin, dass sie eine genauere Bewertung der Erektionsfunktion und der Reflexe ermöglicht, der dynamischen Veränderung des Blutflusses, die mit der erektilen Reaktion verbunden ist.
Dievisuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da die Katheterisierung schwer zu erlernen ist, da die kleine Fläche der weißen Tunica albuginea des Crus Corpus Cavernosum das Einführen der Nadel in den Penis crura erschwert. Um sich auf die Operation vorzubereiten, stellen Sie ein Paar bipolare Elektroden für intrakavernosale Druckaufzeichnungen her. Biegen Sie die Enden der Elektroden leicht und stellen Sie den Abstand zwischen ihnen auf ein bis zwei Millimeter ein.
Verbinden Sie dann die Elektroden mit zwei Krokodilklemmen mit dem Stimulator. Als nächstes montieren Sie das Kathetersystem. Verwenden Sie zunächst einen Schlauch, um eine subkutane 23-Gauge-Nadel mit einem Dreiwege-Absperrhahn zu verbinden.
Verbinden Sie dann den Absperrhahn mit einem Druckmessumformer. Befestigen Sie dann eine mit Heparinkochsalzlösung beladene 10-Milliliter-Spritze an der dritten Position des Absperrhahns. Füllen Sie dann das gesamte System mit Heparin-Kochsalzlösung und prüfen Sie es auf Undichtigkeiten.
Heben Sie dann die Nadel 20 Zentimeter an und kalibrieren Sie das Aufzeichnungssystem auf 20 Zentimeter Wasser. Stellen Sie nach der Kalibrierung die Höhe der Nadel ein und überprüfen Sie die Genauigkeit des Aufzeichnungssystems. Wiederholen Sie die Kalibrierung bei Bedarf, bis die Genauigkeit bestätigt ist.
Als nächstes bringen Sie die Ratten von der Tierhaltung in den Operationssaal und lassen Sie sie sich mindestens 30 Minuten lang an den Raum gewöhnen. In der Zwischenzeit die chirurgischen Instrumente mit 70% Ethanol sterilisieren und die notwendigen chirurgischen Materialien vorbereiten. Nach 30 Minuten bereiten Sie die erste Ratte auf die Operation vor.
Betäuben Sie es mit Natrium-Pentobarbital und warten Sie fünf bis 10 Minuten. Kneifen Sie dann die Zehen der Ratte ein und prüfen Sie, ob kein Reflex vorhanden ist, um eine ordnungsgemäße Betäubung zu bestätigen. Als nächstes rasieren Sie das Fell von Bauch und Hals und legen Sie die Ratte in Rückenlage auf ein Operationsbrett.
Wischen Sie nun die freiliegende Haut mit drei abwechselnden Peelings mit 10 % Povidon, Jod gefolgt von 70 % Ethanol ab. Tragen Sie auch eine Augensalbe auf, um ein Austrocknen der Augen zu verhindern. Fahren Sie dann mit der Operation fort.
Vor der Isolierung des Nervus cavernosus wird die linke Halsschlagader gemäß dem Textprotokoll katheterisiert. Beginnen Sie die Nervenisolierung, indem Sie die Haut und den Muskel des Bauches mit einer Pinzette anheben. Machen Sie dann mit einer Schere einen Mittellinienschnitt vom Unterbauch zum Penis.
Bewegen Sie dann den Darm vorsichtig zur Seite in den oberen Teil der Bauchhöhle. Fassen Sie dann die Blase mit einer Pinzette und ziehen Sie sie aus der Bauchhöhle. Finde nun die ventralen Lappen der Prostata, die sich auf dem ventralen Teil der Harnröhre befinden.
Legen Sie als Nächstes den Hinterlappen der Prostata frei, indem Sie die Bauchlappen, die Samenbläschen und die Samenleiter herausziehen. Finden Sie nun den Adhäsionspunkt des Samenleiters und der Prostata. Trennen Sie dann den Raum zwischen Prostata und Samenleiter.
Fahren Sie fort, indem Sie die fibröse Kapsel, die sich hinter dem Verbindungspunkt der Prostata und des Samenleiters befindet, vorsichtig freilegen. Finden Sie dann das große Beckenganglion und die Nervus cavernosus, die sich auf der Oberfläche der Prostata befinden. Trocknen Sie nun den Bereich der Nervus cavernosus vorsichtig mit einem Tupfer oder Seidenpapier ab und isolieren und haken Sie dann den rechten Nervus cavernosus vorsichtig mit den bipolaren Elektroden ein.
Um die Operation fortzusetzen, schneiden Sie mit einer Präparierschere einen kleinen Schnitt in die Haut des Penis und entblößen Sie dann vorsichtig die Haut des Penisschafts. Legen Sie dann genügend Gewebe frei, um die quergestreifte Penismuskulatur zu präparieren. Finde nun den oberen Ast des Schambeins.
Legen Sie dann den Bulbospongiosus-Muskel frei, der die Spongios-Zwiebel bedeckt. Trennen Sie anschließend mit einer gebogenen Pinzette den Bulbospongiosus-Muskel vom Musculus ischiocavernosus. Fahren Sie fort, indem Sie den Musculus ischiocavernosus vorsichtig isolieren.
Schneiden Sie dann den Musculus ischiocavernosus ab, um die weiße Tunica albuginea des Crus corpus cavernosum freizulegen. Führen Sie nun die Katheterisierung durch. Folgen Sie vorsichtig der anatomischen Richtung des Crus corpus cavernosum und führen Sie die Nadel vorsichtig durch die weiße Tunica albuginea in den Schwellkörper ein.
Die Position der Nadel ist entscheidend für den Erfolg der Operation, daher injizieren Sie testweise eine kleine Menge heparinisierte Kochsalzlösung. Dies sollte eine leichte Tumeszenz des Penis zur Folge haben, wenn die Nadel richtig eingeführt wurde. Lassen Sie die Nadel vorsichtig los, ohne die Nadel neu zu positionieren oder den Verbindungsschlauch zu unterbrechen.
Überprüfen Sie dann den Bereich auf Undichtigkeiten. Wenn keine gefunden wird, fahren Sie mit der Stimulation des Nervs und der Analyse der Daten fort. Der beschriebene ICP-Aufzeichnungstest wurde verwendet, um gealterte Ratten mit erektiler Dysfunktion zu unterscheiden, um die Wirkung potenzieller Behandlungen oder Medikamente auf die erektile Funktion zu quantifizieren.
Eine typische ICP-Ansprechkurve der Gruppe mit erektiler Dysfunktion war viel niedriger als die Kurve der Kontrollgruppe. In der Regel wurde der höchste ICP für die statistische Analyse gewählt. Nach der Berechnung des Verhältnisses von ICP zu mittlerem arteriellem Druck zeigten die gepoolten Daten von fünf Ratten, dass das Verhältnis in der Altersgruppe im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant abnahm.
Neben diesen beiden Schlüsselparametern, dem Peak-ICP, dem Plateau-ICP, der Abschwellenzeit, der Dauer des Ansprechens und der Bereich unter der Kurve, nahmen die Daten bei gealterten Ratten signifikant ab, so dass die Daten voll von quantitativen Messungen sind, die die erektile Funktion widerspiegeln. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die ICP-Aufzeichnung an Tieren effizient durchführen können. Vergessen Sie nicht, dass es bei diesem Eingriff wichtig ist, an die Verwendung von Heparin zu denken, um sicherzustellen, dass der Kanülenschlauch frei bleibt.
Einmal gemeistert, kann diese Technik in etwa zwei Stunden durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.
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Übersicht
Dieser Artikel stellt ein detailliertes Protokoll zur Messung des intrakavernösen Drucks (ICP) bei Ratten zur Beurteilung der erektilen Funktion vor. Die Methode umfasst die Katheterisierung des Crus des Corpus cavernosum und die elektrische Stimulation der cavernösen Nerven.
Wichtige Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Urologie
- Physiologie
Hintergrund
- Die Aufzeichnung des intrakavernösen Drucks ist entscheidend zur Beurteilung der erektilen Funktion in experimentellen Modellen.
- Die Technik trägt zum Verständnis der männlichen erektilen Dysfunktion bei und ermöglicht die Bewertung potenzieller Therapien.
- Die Katheterisierung der Peniskrura ist aufgrund anatomischer Gegebenheiten herausfordernd.
- Eine genaue ICP-Messung spiegelt dynamische Durchblutungsänderungen während der Erektion wider.
Zweck der Studie
- Eine zuverlässige Methode zur Untersuchung der erektilen Funktion bei Ratten bereitstellen.
- Die Forschung auf dem Gebiet der männlichen erektilen Dysfunktion fördern.
- Das Verständnis der Mechanismen der erektilen Reaktion verbessern.
Verwendete Methoden
- Katheterisierung des Crus corporis cavernosi.
- Elektrische Stimulation der Nervi cavernosi.
- Aufzeichnung des intrakavernösen Drucks.
- Herstellung von bipolarer Elektroden für präzise Messungen.
Hauptergebnisse
- Das Protokoll ermöglicht eine präzise Beurteilung der erektilen Funktion.
- Die visuelle Demonstration verbessert das Erlernen von Katheterisierungstechniken.
- Dynamische Veränderungen des ICP liefern Erkenntnisse zur Physiologie der Erektion.
- Mit der Methode kann die Wirksamkeit von Behandlungen bei erektiler Dysfunktion bewertet werden.
Schlussfolgerungen
- Diese ICP-Aufnahmetechnik ist entscheidend für die Forschung zur erektilen Dysfunktion.
- Eine präzise Katheterisierung ist entscheidend für die zuverlässige Datenerhebung.
- Die Studie trägt zum Verständnis der rektilen Mechanismen bei männlichen Ratten bei.
Häufig gestellte Fragen
Aussagekräftige Relevanz für die Industrie
Die Aufzeichnung des intrakavernösen Drucks (ICP) bei Nagetieren ermöglicht eine quantitative, physiologisch relevante Beurteilung der erektilen Funktion und erlaubt so die mechanistische Evaluierung therapeutischer Kandidaten in der präklinischen Forschung zu erektiler Dysfunktion. Diese Methode unterstützt die Zielvalidierung und die Identifizierung aussichtsreicher Wirkstoffe, indem sie dynamische hämodynamische Daten liefert, die die Mechanismen der erektilen Antwort widerspiegeln, und verringert dadurch die Abhängigkeit von Surrogatendpunkten. Die Einbindung dieser Methode in Entdeckungsarbeitsabläufe erhöht die Vorhersagesicherheit bei der Entwicklungsrisikominderung von Therapeutika gegen erektilen Dysfunktion, bevor spätere Studienabschnitte erreicht werden.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen durch die Messung der ICP-Antworten auf die Stimulation des Nervus cavernosus und klärt die beitragsbezogenen Unterschiede spezifischer Signalwege zur erektilen Funktion.
- Operativer Wert: Liefert reproduzierbare hämodynamische Parameter, die die biologische Entschärfung von Zielstrukturen unterstützen, die an der Stickstoffmonoxid-Signalübertragung und der glatten Muskelrelaxation beteiligt sind.
- Prädiktiver Wert: Erleichtert die Priorisierung von Wirkstoffkandidaten durch die Quantifizierung der Behandlungseffekte auf den maximalen ICP, das ICP-zu-MAP-Verhältnis und die Entspannungszeit und liefert damit frühe Hinweise auf Wirksamkeit.
Screening und Assay-Entwicklung
- Assay-Bereitschaft: Erzeugt standardisierte, quantitative ICP-Kurven, die für die hochpräzise Wirkstoffscreening in validierten Nagetiermodellen geeignet sind.
- Reproduzierbarkeit: Erfordert präzise Katheterisierungs- und Kalibrierungsprotokolle, um konsistente Ausgaben der Druckmesssonden über verschiedene Experimente hinweg sicherzustellen.
- Skalierbarkeit: Ermöglicht die Wiederverwendung der Plattform für Längsschnittstudien und Vergleiche zwischen verschiedenen Behandlungen, sobald die chirurgische Beherrschung erreicht ist.
Translationale und präklinische Forschung
- Klinische Relevanz: Gealterte Rattenmodelle zeigen signifikant verminderte ICP-Parameter, die klinischen erektilen Dysfunktionen-Phänotypen widerspiegeln und eine translationale Biomarker-Korrelation ermöglichen.
- Präklinische Kontinuität: Unterstützt risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung, indem Wirksamkeitsdaten aus ICP-Messungen mit mechanismenbasierten Zielstrukturen verknüpft werden.
- Mechanistische Entlastung von Risiken: Isoliert vom Schwellkörpernerv vermittelte Reaktionen und unterscheidet neurogene von vaskulären Beiträgen zur erektilen Funktion.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die ICP-Aufzeichnung fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Target-Validierung über die Lead-Identifizierung bis hin zur präklinischen Wirksamkeitsprüfung ein und liefert eine hämodynamische Phänotypisierung, die Entscheidungen über die Weiterentwicklung oder Einstellung von Projekten in der Entwicklung von Notfalltherapeutika unterstützt.
- Entdeckungsbiochemie: Unterstützt die Hypothesenprüfung neurogener und vaskulärer Signalwege mittels elektrisch hervorgerufener ICP-Antworten nach Stimulierung des Nervus cavernosus.
- Screening: Liefert einsatzbereite, quantitative Ergebnisgrößen wie maximaler ICP, Plateau-ICP und Fläche unter der Kurve zur Bewertung von Wirkstoffen.
- Analytik: Ermöglicht den statistischen Vergleich der ICP-zu-mittlerem arteriellem Druck-Verhältnisse sowie der Antwortdauer zwischen Behandlungsgruppen.
- Translationale Forschung: Schafft eine Verbindung zur präklinischen Validität durch altersabhängige ICP-Defizite, die der Pathophysiologie der humanen erektilen Dysfunktion entsprechen.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Kapazität zur hämodynamischen Phänotypanalyse für wiederholtes Screening von Wirkstoffkandidaten gegen erektilen Dysfunktion.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Liefert eine vorhersagbare Zuverlässigkeit bei der Zielvalidierung, indem dynamische Durchblutungsänderungen im Zusammenhang mit erektilen Reflexen quantifiziert werden.
- Operationaler Wert: Stellt durch Kalibrierung mit heparinisiertem Salin und Lecktestprotokollen eine Standardisierung sicher und verbessert so die Reproduzierbarkeit zwischen verschiedenen Standorten.
- Strategischer Wert: Verbessert die Kapitalnutzungseffizienz, indem späte Ausfälle durch frühzeitige mechanistische Risikominderung bei erektilen Dysfunktionsmechanismen reduziert werden.
- Portfolio-Implikation: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung basierend auf quantitativen hämodynamischen Wirksamkeitsschwellen.
Durchführungsaspekte
- Erfordert mikrochirurgische Fachkenntnisse in der vaskulären und neuralen Dissektion bei Nagetieren, insbesondere bei der Isolierung des Nervus cavernosus und der Katheterisierung des Crus corporis cavernosi.
- Benötigt Druckmesssysteme, bipolare Stimulatoren und die Herstellung von heparinisiertem Kochsalzlösung zur Antikoagulation und Aufrechterhaltung der Systemintegrität.
- Erfordert eine standardisierte Vorgehensweise zwischen den Forschungsteams hinsichtlich chirurgischer Techniken, Kalibrierungsverfahren und Analysekriterien der ICP-Kurve.
- Zu berücksichtigende Anpassungen betreffen die modellspezifische Anatomie (z. B. Ratte vs. Maus) sowie Anästhesieprotokolle, die die neuronale Reaktionsfähigkeit beeinflussen.
- Praktische Einschränkungen bestehen in der technischen Schwierigkeit, die Nadel in die Tunica albuginea einzuführen, sowie in der Notwendigkeit ausreichender manueller Erfahrung, um vaskuläre Leckagen zu vermeiden.
