Nerve sparende Mittelharnröhrenobstruktion (NEMO) in Female Kleine Nagetiere

Zusammenfassung

Traditionelle Modellierung von Teil Blasenauslassobstruktion bei Nagetieren ist voller Tiersterblichkeit. Eine Denervierung Verletzung von Dissektion um den proximalen Harnröhre und Blasenhals ist ebenfalls von großer Bedeutung. Wir entwickeln und evaluiert eine sichere und zuverlässige Obstruktion Modell Mitte der Harnröhre, die Mängel des traditionellen Modells zu vermeiden.

Zusammenfassung

Partielle Blasenauslassobstruktion (pBOO) hat eine hohe Prävalenz, verursacht erhebliche Patientenbelastung und immens Kosten im Gesundheitswesen. Das häufigste Tiermodell Blase Umbau in pBOO zu untersuchen sind weibliche Nager unterziehen partielle Obstruktion am proximalen Harnröhre. Veränderlichkeit in dem Grad der Behinderung und Tiersterblichkeit sind wichtige Anliegen mit proximaler Obstruktion. Außerdem gefährdet Blase Innervation um den proximalen Harnröhre und Blasenhals zu sezieren.

Wir entwickelten eine nervenschonenden mittleren Harnröhrenobstruktion (NEMO) Modell für pBOO die Nachteile des traditionellen Modells zu vermeiden. Wir näherten uns der Harnröhre unmittelbar unterhalb der Schambeinfuge, die die Notwendigkeit für Laparotomie sowie für die Präparation in diesem Bereich vermieden; Auch blieb die gestreifte Harnröhrenschließmuskel unberührt. Wir führten NEMO in weiblichen Sprague-Dawley-Ratten (12 Hindernisse, 6 Scheintiere) sowie bei weiblichen C57 / BL6-Mäuse (20 Behinderungs, 18 Schein Tiere). Nach zwei Wochen werteten wir die Blasenfunktion, Blasenmasse und Körpermasse.

Wir hatten keine Todesfälle unter obstructed- oder scheinoperierten weiblichen Ratten; wie für das traditionelle proximale pBOO-Verfahren beschrieben, banden wir die Naht um die proximale Urethra und ein 0,9 mm Metallstab vorübergehend platziert. NEMO induzierte eine 85% ige Erhöhung der Blasenmasse nach zwei Wochen, durchschnittliche Resturinvolumen betrug 0,4 ml in Ratten teilweise verstopft, während nur 0,03 ml in sham Tieren. Bei Mäusen testeten wir drei Größen von Kanülen, die sie entlang der Harnröhre platziert, wenn die Naht zu binden. Wir fanden heraus, dass eine 27-Gauge-Kanüle führte zu mehr als 50% Tiersterblichkeit; Platzieren der Kanüle 25-gauge nicht die gewünschte Reaktion bei der Erhöhung Blasenmasse brachte; eine 26-Gauge-Kanüle Verwendung ergab positive Ergebnisse mit minimaler Tiersterblichkeit (1/8) noch eine signifikanten 2-fache Erhöhung der Blasenmasse.

Einleitung

Die partielle Blasenaustrittsobstruktion (pBOO) hat eine hohe Prävalenz und kann zu einer schweren Blasenfunktionsstörung führen ¹ ; Das Spektrum reicht von angeborenen Fehlbildungen wie posterioren Harnröhrenventilen oder Hypospadien, über erworbene urethrale Strikturen bis hin zu einer gutartigen Prostatahyperplasie. Letzteres betrifft mehr als 30% der Männer sechzig Jahre und älter ² . Große Patientenbelastung und immense Gesundheitspflege Kosten im Zusammenhang mit pBOO rechtfertigen die beträchtliche Forschung Anstrengungen in das Studium Blase Remodeling als Reaktion auf erhöhte Abfluss Widerstand ³ . Von 2006 bis 2015 wurden über 220 PubMed indizierte Artikel über die Wirkung von pBOO auf die Harnblase veröffentlicht.

Obwohl Tiermodelle für pBOO in mehreren Arten ⁴ , wie der Ratte ⁵ , dem Kaninchen ⁶ , Schwein ⁷ und Mous, entwickelt worden sinde ^{8, 9,} die wohl am häufigsten verwendeten Tiermodell jedoch sind weibliche Ratten partielle Obstruktion der proximalen Harnröhre unterziehen; Zugriff auf den Bauch der Tiere, exteriorisieren der Blase, und Dissektion um den Blasenhals sind unvermeidlich mit dieser traditionellen Technik proximalen Harnröhrenobstruktion. Veränderlichkeit in dem Grad der Behinderung und Tiersterblichkeit sind nur einige der Bedenken bei diesem Verfahren ^{10, 11} zugeordnet ist ; wir haben gezeigt , dass in scheinoperierten Tieren, Dissektion um den proximalen Harnröhre zu physiologischen Veränderungen führt , die ¹² mit einem Verlust von Nervenfasern am Blasenhals zu korrelieren. Dieses Ergebnis zeigt, dass die am häufigsten pBOO Tiermodell verwendet, die bei weiblichen Nagern Zugriff auf die proximale Harnröhre beinhaltet, führt zu einer Denervierung Verletzung mit verbundenen strukturellen und funktionellen Veränderungen der Blase, beeinflussteSchein und behindern Tiere. Daher wurde eine alternative Ansatz zu vermeiden Denervierung Verletzung erforderlich. Unser Labor entwickelt und evaluiert einen Nerve sparende Mittelharnröhrenobstruktion (NEMO) Ansatz, wirksam bei der Induktion der erwartete Obstruktion assoziierte Veränderungen in der Blase, wie Erhöhung der Organmasse und Restharn, während scheinoperierten Tiere von nicht operierten Kontrolltieren nicht zu unterscheiden waren . Auch blieb die gestreifte Harnröhrenschließmuskel unangetastet, da sie proximal zu der Ebene der Präparation liegen. Die Weitere Variabilität in Massen Obstruktion-induzierte Zunahme der Blase war signifikant niedriger als bei herkömmlicher proximaler Harnröhrenobstruktion und Tiersterblichkeit war Null.

Wir wandten auch erfolgreich NEMO bei weiblichen Mäusen mit weniger als 10% Mortalität bei Tieren behindert, während alle pBOO Modelle für bisher beschriebenen Mäuse um 50% mit einer Mortalität verbunden waren. Studieren Blase Umbau im Zusammenhang mit pBOO bei Mäusen profitieren von applicability des gesamten Spektrums von transgenen Modifikationen.

Sezieren um die Mitte des Harnröhre bei weiblichen Nagern induzieren nicht die unerwünschten und verwirrende strukturellen oder funktionellen Veränderungen in der Harnblase im traditionellen proximalen Obstruktion Modell beobachtet. Trotzdem induziert immer noch eine teilweise Verstopfung in der Mitte der Harnröhre Ebene induzierende Blase Hypertrophie und erhöhte Restharn, wie für pBOO aus einem Tiermodell erwartet. Wichtig ist, dass bei Mäusen NEMO Durchführung eröffnet Untersuchung von Blasen Remodeling in pBOO transgene Verfahren, die in größeren Nagetieren praktisch nicht erreichbar sind.

Protokoll

Das folgende experimentelle Protokoll wurde von der Institution Tierpflegekommission genehmigt.

1. NEMO bei weiblichen Ratten

1. Vorbereitung
   1. Legen Sie eine weibliche Sprague-Dawley Ratten mit einem Gewicht von etwa 200 g unter 3% Isofluran-Narkose, wiege das Tier, und rasieren und desinfizieren prepubic Bereich 3 mal ein Iodatom chirurgischen Peeling.
   2. Auf einem Heizkissen, Bandhinterbeinen und Schwanz nach unten und die Blase mit einem 20-Gauge-Angiokatheter katheterisieren, die auch leicht geklebt Abrutschen zu verhindern.
2. Präparation
   1. Verwenden eines Skalpells ein 8 mm Längshautschnitt von der tastbaren Schambeinfuge Richtung Urethraöffnung auszuführen. Heben Sie die Haut auf beiden Seiten ab, um später Wundverschluss zu erleichtern.
   2. Sezieren stumpf die gestenteten Harnröhre zu identifizieren durch Längs mit einer feinen Schere ausbreitet. Legen Sie feine selbsthalt Haut Haken Exposition zu verbessernder Harnröhre.
   3. Führen einige sanfte gekrümmte Längs Ausbreiten Schere auf die Harnröhre dorsal mit der Ebene zwischen der Harnröhre und Vagina zu entwickeln. Dann unverblümt eine 4-0 Seidennaht hinter der Harnröhre passieren und den doppelten Wurf eines Knotens des Chirurgen bereiten.
3. Partielle Harnröhrenobstruktion
   1. Entfernen Sie die Angiokatheter, legen eine 0,9 mm Metallstab parallel zur Urethra, und ziehen den Knoten um Harnröhre und Metallstange, so daß dieser noch leicht danach gleitet.
   2. Sicherte den Knoten mit 3 weiteren Würfen mit sanfter Spannung vor dem Stab zu entfernen. Schneiden Sie die Fadenenden etwa 3 mm lang, oder 4 mm, wenn spätere Freisetzung der Obstruktion Teil des Experiments ist.
4. Wundverschluss
   1. Approximieren die paraurethrale Drüsen einen vergrabene Einzelstich aus resorbierbarem geflochtenes Nahtmaterial 4-0 verwendet wird.
   2. Schließen Sie die Haut mit einem vergrabenen horizontalen Matratze Stich der gleiche resorbierbaren sut miture. Hinweis: Während es ein resorbierbares Naht zu verwenden, für eine Haut eindringenden Stich kann unkonventionell erscheinen, wir haben nicht begegnen Komplikationen wie Wundinfektionen, und dass Nahtentfernung vermieden werden kann.
5. nach Pflege
   1. Einzuspritzen Buprenorphin 0,1 mg / kg subkutan, bevor die Ratte in einem Erholungskäfig platzieren.
   2. Bieten einige Soft-Recovery-Diät für die ersten 24 Stunden auf die einzelnen Untergebracht Ratte. Nach Ablauf dieser Frist Haus Tiere wieder in den gleichen Paaren wie vor dem Eingriff, sofern ihnen auf die gleiche Behandlungsgruppe gut und gehören tun.
   3. Überprüfen Sie die Ratten täglich für Blasengröße und das allgemeine Wohlbefinden; aufnehmen ihr Gewicht mindestens einmal pro Woche.

2. NEMO bei weiblichen Mäusen

1. Vorbereitung
   1. Legen Sie eine weibliche C57BL / 6-Maus mit einem Gewicht von etwa 18 g und verfahren wie detaillierter in Schritt 1.1.1.
   2. Gehen Sie wie detailliert in Schritt 1.1.2, mit der Ausnahme verwenden, um einen 24-Gauge-angiocatheter.
2. Präparation
   1. Verwenden ein Skalpell einen 6 mm Längshautschnitt von der tastbaren Schambeinfuge Richtung Urethraöffnung auszuführen.
   2. Sezieren stumpf die gestenteten Harnröhre zu identifizieren durch Längs mit einer feinen Schere ausbreitet. Heben das neuro-vaskuläre Bündel läuft ventral auf die Harnröhre durch analoge blunt dissection ab.
   3. Führen einige sanfte gekrümmte Längs Ausbreiten Schere auf die Harnröhre dorsal mit der Ebene zwischen der Harnröhre und Vagina zu entwickeln. Dann passiert unverblümt einen 5-0 nicht resorbierbare geflochtene Naht hinter der Harnröhre und bereitet den doppelten Wurf eines Knotens des Chirurgen.
3. Partielle Harnröhrenobstruktion
   1. Verbinden des Angiokatheter mit einer 1 ml-Spritze aufgezogen und 0,1 ml normaler Kochsalzlösung in die Blase.
   2. Legen Sie eine 26-Gauge-Kanüle parallel zur Harnröhre. Ziehen Sie vorsichtig den Knoten um Harnröhre und der Kanüle, während die angioca Zurückziehenth.
   3. Sicherte den Knoten mit 3 weiteren Würfen mit sanfter Spannung vor der Kanüle zu entfernen.
   4. Test für Urin an den Gehörgang auf sanften Druck auf das Tier Blase erscheint; Lösen der Bindung nicht in der Lage, wenn Urin auszudrücken. Ansonsten schneiden die Naht etwa 3 mm langen Enden.
4. Wundverschluss
   1. Schließen Sie die Haut mit einem vergrabenen horizontalen Matratze Stich eines 5-0 geflochtene resorbierbares Naht verwenden.
5. nach Pflege
   1. Einzuspritzen 0,1 mg / kg subkutan Buprenorphin, bevor die Maus in einem Wiederherstellungs cage platzieren.
   2. Bieten einige Soft-Recovery-Diät für die ersten 48 Stunden auf die einzelnen Untergebracht Maus. Nach Ablauf dieser Frist Haus Tiere wieder in den gleichen Gruppen wie vor dem Eingriff, sofern ihnen auf die gleiche Behandlungsgruppe gut und gehören tun.
      HINWEIS: Die Mäuse mit einem tastbaren gefüllten Blase 24 h nach dem Verfahren, das Erlöschen nicht bei der Handhabung sind über behindert und wird innerhalb der n sterbenext 1 - 2 Tage, wenn nicht wieder unter Narkose zur Entfernung der blockier Ligatur genommen.
   3. Schauen Sie sich die Mäuse täglich für Blasengröße und das allgemeine Wohlbefinden; aufnehmen ihr Gewicht mindestens einmal pro Woche.

Ergebnisse

Nerve sparende Mittelharnröhrenobstruktion (NEMO) bei weiblichen Ratten

Mortalität

Wir führten eine Mitte Harnröhrenobstruktion auf mehr als 40 weibliche Ratten so weit und hatte keine Mortalitäten.

Blase Masse

Diskussion

Tiersterblichkeit ist eines der wichtigsten Anliegen des traditionellen Modells der pBOO am proximalen Harnröhre, bei 15% oder mehr in vielen Berichten ^{10, 11, 13.} NEMO erscheint minimal Sterblichkeit zu haben, wenn bei weiblichen Ratten angewendet. Proximale Harnröhrenobstruktion bei Mäusen ist technisch anspruchsvoller als bei Ratten und damit auch anfälliger für Komplikationen. Unter Verwendung einer 26...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Female rat	Charles-River Canada	Sprague Dawley Rat (Crl:SD); Strain Code: 400	about 200 g
Isoflorane vaporizer	Benson medical industries inc.	TEC III Isoflurane; product code: 53-T3ISO
Isoflorane	Fresenius Kabi Animal Health	Isoflorane; product code CP0406V2	250 mL bottle
Disposable scalpel	Ted Pella, Inc.	#15 Sterile, Stainless Steel Scalpels; catalogue number 549-9-15S
Microscopy forceps	Ted Pella, Inc.	Aesculap Microscopy Forceps, Finepoint, 115mm; product number 5443
Adson forceps	Ted Pella, Inc.	Aesculap Adson Dissection Forceps, Curved, 120mm; product number 5002-9
Curved surgical scissors	Ted Pella, Inc.	Surgical Scissors, Curved, S/S, 105mm; catalogue number 1376
0.9 mm inox metal rod	goodfellow.com	Stainless Steel - AISI 316L Wire Diameter:0.9mm; order code 911-684-65
Skin hooks - self made from inox steel	goodfellow.com	Stainless Steel - AISI 316L Wire Diameter:0.9mm; order code 911-684-65
4-0 Silk suture	esutures.com	4-0 Sofsilk black 98" strand; product number LS640
5-0 Vicry suture	esutures.com	5-0 Vicryl undyed 27" RB-1 taper; product number J213H
Needle holder	Medsupplier.com	Integra Miltex Carb-N-Sert Baumgartner Needle Holder - 5 1/2"; product code SKU NEE4484-8-40TC SKU NEE4484-8-40TC SKU NEE4484-8-40TC
Temgesic (Buprenorphine)	first veterinary supply	Buprenex 0.3MG/ml inj amps; item #075701
1 mL syringe with 27 G needle	Fisher Scientific	BD Tuberculin Syringe, BD 309623
20 G Angiocath	Fisher Scientific	Andwin Scientific ANGIOCATH 20 GA; Catalog No. NC9561906
Recovery diet	clearh2o	DietGel 31M; 72-08-5022
C57Bl/6 female mice	Charles-River Canada	C57BL/6 Mouse (C57BL/6NCrI); Strain Code: 027	about 18 g
24 G angiocath	Fisher Scientific	Hanna Pharmaceutical Supply Co., Inc. IV CATH ANGIOCATH 24GX3/4IN; Catalog No. NC9814340
5-0 Ethibond	esutures.com	5-0 Ethibond green 30" RB-1 taper; product number X550H
26 G syringe needle	Sigma-Aldrich	BD Precisionglide syringe needle, Gauge 26; z192392
Normal Saline	Baxter	0.9% Sodium Chloride Injection, USP, 100 mL MINI-BAG; product code 2B0043