Valutazione di Biomateriali per l'ampliamento vescicale con analisi cistometrici in modelli di roditori vari
9 agosto 2012
Fasi chirurgiche di aumento della vescica vengono descritte utilizzando 3-D scaffold in modelli murini e di ratto. Per verificare l'efficacia di configurazioni biomateriale per uso in aumento vescica, tecniche per cistometria sia sveglio e anestetizzati sono presentati.
Lo scopo di questa procedura è valutare l'uso di biomateriali per l'aumento della vescica acquisendo dati funzionali mediante citometria. Questo viene ottenuto innanzitutto aner mosin, lo scaffold in un difetto creato nella vescica. Il secondo passaggio della procedura consiste nel creare un tunnel per il tubo di cistostomia fino all'addome.
Il terzo passaggio consiste nell'inserire il tubo cistostomico nella vescica aumentata e nel fissarlo sul dorso dell'animale. L'ultimo passaggio prevede l'esecuzione della cistometria per valutare la vescica aumentata dal punto di vista funzionale. In definitiva, i risultati possono mostrare variazioni della capacità vescicale e della compliance, delle pressioni minzionali, dei tempi del ciclo nutrizionale e dei volumi residui post-minzionali mediante cistometria in stato di coscienza.
Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia delle anomalie congenite e acquisite della vescica o dell'uretra che portano a una ridotta capacità vescicale, compliance e funzionalità complessiva. Poiché i nuovi biomateriali utilizzati per l'ampliamento della vescica devono essere valutati funzionalmente, dopo aver preparato un animale per un intervento chirurgico addominale, utilizzare un bisturi per praticare un'incisione mediana inferiore attraverso la cute.
Utilizzando pinze dentate, sollevare il muscolo retto e dissezionare la superficie posteriore del muscolo con forbici fini di tipo Metzenbaum, quindi dividere il resto del muscolo lungo la linea mediana per tutta la lunghezza dell'incisione cutanea per esporre la vescica attraverso la ferita operatoria. Una volta al giorno, praticare un punto di sutura attraverso la parete posteriore della vescica e successivamente attraverso la parete anteriore della vescica. Applicare punti di sutura aggiuntivi lateralmente sulla vescica senza annodarli.
Quando i punti vengono tenuti tesi, la vescica avrà una configurazione quadrata di circa un centimetro quadrato, lungo il versante anteriore della vescica, appena al di sotto della cupola vescicale lungo la linea mediana. Prestare attenzione a non esercitare troppa tensione su questi punti, poiché potrebbero facilmente lacerare il tessuto vescicale. Per questo passaggio, si consiglia l'uso della lente d'ingrandimento a loupes per l'anastomosi dello scaffold. Utilizzando forbici fini, tagliare lo scaffold di seta nella zona approssimativa del difetto vescicale.
Iniziare da un angolo dell'impalcatura e suturarla alla vescica in modo continuo. Per creare una sigillatura impermeabile lungo tutto il difetto, è molto importante che il chirurgo realizzi un'anastomosi impermeabile senza tensione tra l'impalcatura e la vescica. Questo garantirà il contenimento completo dell'urina all'interno della vescica, poiché qualsiasi perdita intraperitoneale potrebbe probabilmente causare la morte dell'animale.
Come prova, utilizzare un ago ipodermico da 30 per riempire la vescica con acqua. Se si individua una perdita, chiuderla con un punto separato aggiuntivo. Successivamente, riposizionare la vescica ricostruita all'interno dell'addome prima della chiusura della parete addominale.
Iniettare il muscolo retto e il tessuto sottocutaneo con bupivacaina per l'anestesia locale e chiudere l'incisione. Successivamente, utilizzare una sutura continua per riavvicinare il muscolo retto e chiudere la cute con una sutura continua. Dopo aver pulito e asciugato l'incisione, trasferire l'animale in una gabbia calda e pulita per il risveglio dall'anestesia.
Prima di iniziare, creare un ancoraggio all'estremità di un tubo PE 50 lungo 10 centimetri in modo che non scivoli fuori dalla vescica. A tale scopo, svasare l'estremità del tubo esponendola delicatamente a una fiamma. In secondo luogo, verificare che il tubo non sia occluso.
Iniettare l'estremità non svasata con soluzione salina e verificare che fluisca. Dopo aver preparato l'animale per l'intervento chirurgico, prima di esporre la vescica, effettuare un'incisione di un centimetro sul dorso tra le scapole. Utilizzando le forbici per balsamo Metson, creare un piano tra la pelle e il muscolo sottostante.
Quindi inserire le punte delle forbici nel piano e aprirle per creare un tunnel sottocutaneo fino all'addome ventrale. Successivamente, girare l'animale. Esporre e riposizionare la vescica all'interno dell'addome.
Ritornando all'incisione dorsale, inserire una piccola pinza nel tunnel sottocutaneo. Utilizzare le dita per proteggere il contenuto intraaddominale, quindi usare le punte della pinza per perforare la parete addominale. A questo punto, afferrare con la pinza l'estremità liscia del tubo svasato ed estrarlo attraverso l'incisione dorsale.
Non tirare l'estremità a ghiera dell'ancoraggio oltre la parete addominale con il tubo attraverso l'incisione. Posizionare un punto a borsa sulla cupola della vescica. Lasciare una piccola pinza sull'estremità libera del filo in modo che non venga tirato accidentalmente attraverso il punto.
Inoltre, non tendere eccessivamente la sutura. Ora utilizzare un ago EU 18 gauge per forare la parete della vescica al centro della sutura a punto sacco, appena sufficiente per entrare in intraluminale. Quindi inserire la pinzetta fine nell'apertura e aprirla delicatamente per allargare il foro.
Inserire l'estremità svasata del catetere nel difetto della vescica fino a quando non risulti intraluminale. Stringere ulteriormente la sutura a punto materasso intorno al catetere e annodarla. Successivamente, avvolgere il capo libero della sutura una volta intorno al catetere e annodarlo.
Ora, testare la vescica iniettando lentamente soluzione fisiologica al suo interno attraverso il tubo. Se si osserva un flusso dall'uretra, aspirare la soluzione fisiologica per decomprimere la vescica. Ripetere nuovamente. Se viene riscontrata una perdita, questa deve essere riparata mediante sutura, poiché una fuoriuscita di urina può provocare mortalità.
Chiudere l'incisione addominale come precedentemente dimostrato. Procedere quindi con la chiusura dell'incisione dorsale. La procedura per la chiusura dell'incisione dorsale è diversa per ratti e topi.
Per i ratti, utilizzare le forbici per tagliare il tubo del catetere al livello della cute. Inserire quindi un ago a punta smussata da 22 gauge nel tubo. Utilizzare punti di sutura continui per chiudere la cute sopra il tubo, lasciando il mozzo dell'ago in fuoriuscita.
Ora posizionare un tappo per linea endovenosa sull'ago smussato e fissare la punta del catetere alla cute. Successivamente, pulire l'incisione e permettere all'animale di riprendersi in un ambiente caldo. Nei topi, il catetere deve essere fissato nel seguente modo: lasciare il catetere lungo e occluderne l'estremità fondendola con una fiamma.
Arrotolare l'estremità del tubo e lasciarla nella tasca sottocutanea sul dorso dell'animale. Chiudere la pelle sopra il tubo con un punto continuo. Prima dell'analisi citrica, consentire un periodo di recupero postoperatorio di almeno cinque a sette giorni sia per ratti che per topi.
Dopo il recupero nel giorno della citometria. Per i topi, è necessario innanzitutto aprire l'incisione dorsale sotto anestesia ed estrarre il tubo avvolto dalla tasca sottocutanea. Dopo aver rimosso il tubo, chiudere questa incisione e attendere che il topo si risvegli completamente dall'anestesia prima di eseguire la citometria, iniziando con il posizionare gli animali in gabbie metaboliche sospese sopra delle bilance.
Ora accedere ai cateteri sovrapubici con un ago da 27 gauge collegato tramite un ttu al trasduttore di pressione e alla pompa di infusione. Iniziare l'infusione di soluzione fisiologica. Attendere che il tracciato del modello di minzione si stabilizzi.
Nel corso dei successivi 10-20 minuti, la pressione vescicale aumenta inizialmente, seguita poi da un episodio di minzione. Registrare quindi i cicli di riempimento e svuotamento per 15-120 minuti, oppure almeno tre o quattro cicli mictionali durante la procedura. Prestare attenzione a possibili piegamenti del catetere e ad altre complicanze.
I tracciati urodinamici possono quindi essere analizzati per ricavare parametri come volumi emessi, complianza, pressioni massime durante la contrazione, intervallo, tempo del ciclo miczionale e volumi residui post-minzione. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come aumentare la capacità della vescica utilizzando qualsiasi biomateriale. Si saprà inoltre come valutare la funzione della vescica di qualsiasi roditore mediante cistometria in animali coscienti e non vincolati.
Panoramica
In questo articolo vengono descritte le fasi chirurgiche di aumento della vescica mediante impiego di impalcature tridimensionali in modelli murini e di ratto. L'efficacia di configurazioni di biomateriali per l'aumento della vescica viene valutata attraverso tecniche di cistometria in animali svegli e anestetizzati.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Neuroscienze
- Biomateriali
- Tecniche chirurgiche
Sfondo
- L'aumento della vescica è una procedura chirurgica finalizzata al miglioramento della funzione vescicale.
- I biomateriali sono sempre più utilizzati per migliorare i risultati chirurgici.
- I dati funzionali ottenuti dalla cistometria sono fondamentali per valutare le prestazioni vescicali dopo l'intervento chirurgico.
- Comprendere le implicazioni di queste tecniche può contribuire al trattamento delle anomalie vescicali.
Scopo dello studio
- Valutare l'uso di biomateriali per l'ampliamento della vescica.
- Ottenere dati funzionali mediante cistometria.
- Valutare le modifiche alla capacità e alla complianza vescicale dopo l'ampliamento.
Metodi Utilizzati
- Preparazione dell'animale per un intervento chirurgico addominale.
- Creazione di un difetto vescicale e anastomosi dello scaffold.
- Posizionamento di un tubo di cistostomia per il drenaggio dell'urina.
- Esecuzione della cistometria per valutare la funzione vescicale.
Risultati principali
- Le valutazioni funzionali hanno mostrato modifiche nella capacità e nella compliance vescicale.
- Sono state misurate le pressioni di minzione e i volumi residui post-minzione.
- I risultati hanno indicato l'efficacia dei biomateriali utilizzati.
- Sono state discusse potenziali applicazioni per anomalie vescicali congenite e acquisite.
Conclusioni
- Lo studio dimostra la fattibilità dell'uso di impalcature 3-D per l'aumento della vescica.
- Dati funzionali supportano l'uso di biomateriali in applicazioni chirurgiche.
- Sono necessarie ulteriori ricerche per ottimizzare tecniche e materiali.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale
La valutazione funzionale dei biomateriali per l'ampliamento della vescica richiede modelli animali standardizzati e un'analisi cistometrica per misurare capacità, complianza e dinamica della minzione. Questo approccio consente una riduzione del rischio preclinico dei design degli scaffold, collegando le proprietà strutturali ai risultati funzionali prima di studi su animali di grandi dimensioni o studi clinici. La metodologia supporta la validazione degli obiettivi nella medicina rigenerativa urologica fornendo letture quantitative e traslabili per decisioni di avanzamento o interruzione nello sviluppo dei biomateriali.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione dell'Obiettivo
- Valore scientifico: Verifica ipotesi terapeutiche correlando la rigenerazione tissutale mediata da scaffold con miglioramenti funzionali nelle urodinamica.
- Valore operativo: Consente la riduzione del rischio biologico mediante validazione istologica e cistometrica delle prestazioni dell'impianto in vivo.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Prepara sistemi biologici validati per analisi successive, stabilendo parametri funzionali di base in vesciche aumentate.
- Valore operativo: Favorisce la standardizzazione e la riproducibilità dei saggi mediante cistometria cosciente in modelli rodentici, consentendo una valutazione comparativa affidabile di diverse configurazioni di biomateriali.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Dimostra la continuità traslazionale dalla scoperta alla validazione preclinica, collegando le proprietà dello scaffold alle caratteristiche ripristinate della minzione.
- Valore operativo: Fornisce indicazioni per decisioni di avanzamento proporzionate al rischio, quantificando i cambiamenti nella capacità vescicale, nella compliance e nei volumi residui post-minzionali come endpoint funzionali.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si integra nel percorso di scoperta, dalla valutazione iniziale dei biomateriali fino all'identificazione dei composti promettenti e alla validazione preclinica, fornendo dati funzionali che guidano le decisioni di avanzamento.
- Biologia della Scoperta: Supporta la verifica delle ipotesi e la chiarificazione dei percorsi biologici valutando come le proprietà dello scaffold influenzino la rigenerazione del tessuto e la funzionalità vescicale.
- Screening: Fornisce prontezza per saggi e risultati quantitativi mediante misurazioni cistometriche della compliance, della capacità e delle pressioni di svuotamento.
- Analisi: Genera risultati statistici come volumi emessi, pressioni di picco e tempo del ciclo miczionale, consentendo il confronto tra diverse condizioni.
- Ricerca Translazionale: Si collega alla continuità preclinica stabilendo la fattibilità in vivo dei biomateriali prima degli studi in animali di grandi dimensioni.
- Riutilizzo Aziendale: Stabilisce una piattaforma riutilizzabile per valutare diverse configurazioni di biomateriali nei modelli di aumento vescicale.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Affidabilità predittiva dell'efficacia del biomateriale, riduzione dell'ambiguità meccanicistica nei risultati della rigenerazione tissutale.
- Valore operativo: Standardizzazione, riproducibilità e scalabilità della valutazione funzionale nei modelli rodentici.
- Valore strategico: Miglioramento delle decisioni di avanzamento o interruzione del progetto, efficienza del capitale nello sviluppo dei biomateriali e riduzione del rischio biologico in fasi avanzate.
- Impatto sul portafoglio: Prioritizzazione basata sul rischio dei candidati scaffold in base alle prestazioni urodinamiche funzionali.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche in chirurgia urologica su roditori, manipolazione di scaffold e tecnica cistometrica.
- È dipendente da pompe per infusione, trasduttori di pressione e gabbie metaboliche per la cistometria in animali coscienti.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro riguardo ai protocolli chirurgici e analitici nei settori di urologia, biomateriali e farmacologia.
- Comporta considerazioni relative all'adattamento alle diverse dimensioni della vescica e alle differenze anatomiche tra topi e ratti.
- È limitato dal tempo necessario per il recupero postoperatorio e dalla possibilità di complicanze legate al catetere che potrebbero compromettere la qualità dei dati.
