מחקרים אלו מומנו, בין השאר, על ידי החולים לילדים בבוסטון קרן התרומות הכנסות אורולוגיה ואת מכוני הבריאות הלאומיים מענקים NIBIB P41-EB002520 (קפלן); NIDDK T32-DK60442 (פרימן); NIDDK 1K99-DK083616 (Mauney). אנו מכירים ד&quot;ר פיטר Zvara מאוניברסיטת ורמונט לסיוע בהקמת טכניקה מיקום צינור cystostomy ו cystometry.

<ol>
	<li>Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+engineering+for+bladder+substitution.">Tissue engineering for bladder substitution.</a> World. J. Urol. 18, 364-370 (2000).</li><li>Roehrborn, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Male+lower+urinary+tract+symptoms+(LUTS)+and+benign+prostatic+hyperplasia+(BPH).">Male lower urinary tract symptoms (LUTS) and benign prostatic hyperplasia (BPH).</a> Med. Clin. North Am. 95, 87-100 (2011).</li><li>Niknejad, K. G., Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bladder+augmentation+techniques+in+women.">Bladder augmentation techniques in women.</a> Int. Urogynecol. J. Pelvic Floor Dysfunct. 11, 156-169 (2000).</li><li>Hensle, T. W., Gilbert, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+metabolic+consequences+and+long-term+complications+of+enterocystoplasty+in+children.">A review of metabolic consequences and long-term complications of enterocystoplasty in children.</a> Curr. Urol. Rep. 8, 157-162 (2007).</li><li>Somani, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bowel+dysfunction+after+transposition+of+intestinal+segments+into+the+urinary+tract:+8-year+prospective+cohort+study.">Bowel dysfunction after transposition of intestinal segments into the urinary tract: 8-year prospective cohort study.</a> J. Urol. 177, 1793-1798 (2007).</li><li>Atala, A., Bauer, S. B., Soker, S., Yoo, J. J., Retik, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-engineered+autologous+bladders+for+patients+needing+cystoplasty.">Tissue-engineered autologous bladders for patients needing cystoplasty.</a> Lancet. 367, 1241-1246 (2006).</li><li>Sharma, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+nonhuman+primate+model+for+urinary+bladder+regeneration+using+autologous+sources+of+bone+marrow-derived+mesenchymal+stem+cells.">A nonhuman primate model for urinary bladder regeneration using autologous sources of bone marrow-derived mesenchymal stem cells.</a> Stem Cells. 29, 241-250 (2011).</li><li>Chung, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bladder+reconstitution+with+bone+marrow+derived+stem+cells+seeded+on+small+intestinal+submucosa+improves+morphological+and+molecular+composition.">Bladder reconstitution with bone marrow derived stem cells seeded on small intestinal submucosa improves morphological and molecular composition.</a> J. Urol. 174, 353-359 (2005).</li><li>Ashley, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+variations+in+small+intestinal+submucosa+evoke+differences+in+inflammation+with+subsequent+impact+on+tissue+regeneration+in+the+rat+bladder+augmentation+model.">Regional variations in small intestinal submucosa evoke differences in inflammation with subsequent impact on tissue regeneration in the rat bladder augmentation model.</a> BJU Int. 105, 1462-1468 (2010).</li><li>Zhang, Y., Frimberger, D., Cheng, E. Y., Lin, H. K., Kropp, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+in+a+larger+bladder+replacement+with+cell-seeded+and+unseeded+small+intestinal+submucosa+grafts+in+a+subtotal+cystectomy+model.">Challenges in a larger bladder replacement with cell-seeded and unseeded small intestinal submucosa grafts in a subtotal cystectomy model.</a> BJU Int. 98, 1100-1105 (2006).</li><li>Gomez, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+manipulation+of+silk+scaffold+fabrication+parameters+on+matrix+performance+in+a+murine+model+of+bladder+augmentation.">The effect of manipulation of silk scaffold fabrication parameters on matrix performance in a murine model of bladder augmentation.</a> Biomaterials. 32, 7562-7570 (2011).</li><li>Mauney, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+gel+spun+silk-based+biomaterials+in+a+murine+model+of+bladder+augmentation.">Evaluation of gel spun silk-based biomaterials in a murine model of bladder augmentation.</a> Biomaterials. 32, 808-818 (2011).</li><li>Persson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+and+peripheral+mechanisms+contributing+to+hyperactive+voiding+in+spontaneously+hypertensive+rats.">Spinal and peripheral mechanisms contributing to hyperactive voiding in spontaneously hypertensive rats.</a> Am. J. Physiol. 275, 1366-1373 (1998).</li><li>Yaksh, T. L., Durant, P. A., Brent, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micturition+in+rats:+a+chronic+model+for+study+of+bladder+function+and+effect+of+anesthetics.">Micturition in rats: a chronic model for study of bladder function and effect of anesthetics.</a> Am. J. Physiol. 251, 1177-1185 (1986).</li><li>Pandita, R. K., Fujiwara, M., Alm, P., Andersson, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cystometric+evaluation+of+bladder+function+in+non-anesthetized+mice+with+and+without+bladder+outlet+obstruction.">Cystometric evaluation of bladder function in non-anesthetized mice with and without bladder outlet obstruction.</a> J. Urol. 164, 1385-1389 (2000).</li><li>Soler, R., Fullhase, C., Lu, B., Bishop, C. E., Andersson, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bladder+dysfunction+in+a+new+mutant+mouse+model+with+increased+superoxide--lack+of+nitric+oxide.">Bladder dysfunction in a new mutant mouse model with increased superoxide--lack of nitric oxide.</a> J. Urol. 183, 780-785 (2010).</li><li>Matsuura, S., Downie, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+anesthetics+on+reflex+micturition+in+the+chronic+cannula-implanted+rat.">Effect of anesthetics on reflex micturition in the chronic cannula-implanted rat.</a> Neurourol. Urodyn. 19, 87-99 (2000).</li><li>Andersson, K. E., Soler, R., Fullhase, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rodent+models+for+urodynamic+investigation.">Rodent models for urodynamic investigation.</a> Neurourol. Urodyn. 30, 636-646 (2011).</li><li>Soler, R., Fullhase, C., Santos, C., Andersson, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+bladder+dysfunction+in+a+rat+model+of+dopaminergic+brain+lesion.">Development of bladder dysfunction in a rat model of dopaminergic brain lesion.</a> Neurourol Urodyn. 30, 188-193 (2011).</li><li>Streng, T., Santti, R., Andersson, K. E., Talo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+rhabdosphincter+in+female+rat+voiding.">The role of the rhabdosphincter in female rat voiding.</a> BJU Int. 94, 138-142 (2004).</li><li>Malmgren, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cystometrical+evaluation+of+bladder+instability+in+rats+with+infravesical+outflow+obstruction.">Cystometrical evaluation of bladder instability in rats with infravesical outflow obstruction.</a> J. Urol. 137, 1291-1294 (1987).</li><li>Smith, P. P., Kuchel, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+uroflow+cystometry+in+the+urethane-anesthetized+mouse.">Continuous uroflow cystometry in the urethane-anesthetized mouse.</a> Neurourol. Urodyn. 29, 1344-1349 (2010).</li><li>Cannon, T. W., Damaser, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+anesthesia+on+cystometry+and+leak+point+pressure+of+the+female+rat.">Effects of anesthesia on cystometry and leak point pressure of the female rat.</a> Life Sci. 69, 1193-1202 (2001).</li><li>Smith, P. P., Hurtado, E., Smith, C. P., Boone, T. B., Somogyi, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+cystometric+methods+in+female+rats.">Comparison of cystometric methods in female rats.</a> Neurourol. Urodyn. 27, 324-329 (2008).</li></ol>

אין ניגוד עניינים הצהיר.

הערכות Cystometric של תצורות ביולוגי לאחר ההשתלה הגדלת שלפוחית ​​השתן במודלים של בעלי חיים קטנים מייצג צעד חשוב אימות זיהוי מאפיינים מבניים מכני אופטימליות של עיצובים מטריקס לשימוש במצבים קליניים. במחקר זה, אנו מתארים שיטות ניתוחיות לביצוע הגדלת שלפוחית ​​השתן אצל עכברים וחולדות, כמו גם טכניקות cystometric לקבוע מאפיינים urodynamic של איברים מהונדסים עבור הערכות תפקודיות. יש לנו שימוש בטכניקות אלה בניסויים רבים מעורבים שני עכברים וחולדות, עם כל ניסוי בהיקף של 30 מכרסמים + ללא בעיות משמעותיות. מעבדת המחקר שלנו היא קונגלומרט מגוון של מדענים בסיסיים ומנתחים רופא, מנתחים עם לפחות 5-6 שנים של אימונים לאחר ניתוח בוגר ביצע בהיבטים פרוצדורליים של ניסויים אלו. ללא קשר לסוג ביולוגי בשימוש, די גדולfference משלים בין שלפוחית ​​השתן בחולדות לעומת עכברים הוא בגודל של שלפוחית ​​השתן. בשל גודל השלפוחית ​​קטן יותר, דיסקציה ושילוב של ביולוגי הוא יותר קשה מבחינה טכנית על העכבר. כדי לסייע להדמיה, מיקרוסקופ כירורגי ניתן להשתמש. מאז בגודל של שלפוחית ​​השתן בחולדות גדול, זה נוח יותר במצבים בהם אחד או יותר של ההליך חייב להתבצע על שלפוחית ​​השתן (כגון הגדלת והמיקום של קטטר cystostomy). בנוסף, הפרוטוקול הנ&quot;ל מתאר את השימוש של צינורות PE-50 עבור חולדה 13, עם זאת, צנתרים גודל גדולים עוד יותר, עד PE-100 נעשה שימוש, במיוחד עבור מחקרים ארוכי טווח 14. בעכברים, בקוטר קטן יותר, כגון צינורות PE-10 יכול להיות מנוצל 15,16, אך יש לזכור כי צינורות גמישים יותר, יותר לא יכול להעביר שינויים בלחץ כדי מתמר מדויק. כמו כן, שיטה חלופית להבטיח את הקטטר על dorsum (שלב 8 * לעיל) נעשית מיילCE עקב גודל קטן שלהם בגוף המחט עצה בוטה שווי IV הם מסורבלים מדי. החיסרון של זה הוא הצורך בהרדמה כדי לחלץ את סוף קטטר בכיס תת עורית לפני cystometry. מחקרים הראו כי בימים הראשונים הראשונים (0-4 ימים) לאחר מיקום צנתרים את, cystometry גילה לחצים בשלפוחית ​​השתן גבוהה עם פעילות יתר כרכים הרקה נמוכים. ממצאים אלה נראה לייצב סביב 6 עד היום 7 14,17 ועל כן, הוא כנראה עיתוי אידיאלי להערכת cystometric. עם זאת, רוב הדיווחים בספרות לבצע cystometry במהלך 3 הימים הראשונים של צנתור 18, זה מסביר את השינוי רחב בפרמטרים הנ&quot;ל ביחס לעת. השארת צנתר suprapubic למשך יותר מ -3 ימים נושא עמו נלוות כגון הסיכון של אבנים, שליפה, זיהום, המטוריה לבין חסימה של קטטר בפסולת. &lt;בכיתה P = &quot;jove_content&quot;&gt; שיעורי עירוי שונים במהלך cystometry תוארו מ 1-3mL/hr על עכברים 15,16 ו 10-11mL/hr לחולדות 13,19,20. שיעורי עירוי Supraphysiologic יכול לגרום ללחצים גבוהות שקר 14. אנו משתמשים בשיעור עירוי של 12.5 μL / דקה (0.75 mL / שעה) עבור עכברים 100 μL / דקה (6 מ&quot;ל / שעה) של חולדות ההתקנה שלנו, אבל שיעור נמוך יותר יכול גם להיות מנוצל. הטמפרטורה של תמיסת מלח פיזיולוגית צריך להיות לפחות בטמפרטורת החדר, אם כי מלוחים חמים (37 מעלות) הוא אופטימלי יותר כדי למנוע פעילות יתר בשלפוחית ​​השתן עורר עם הטמעת פתרון קר. ב cystometry ער, חשוב לאפשר ייצוב של דפוס הרקה כמו חיה בכלוב הופך להיות מותאם, אשר הניסיון שלנו דורש תקופה של ~ 10-20 דקות. בעקבות זאת, מחזורי השתנה רגילים ניתן להקליט על 45-120 דקות, או לכל הפחות 3-4 מחזורים הרקה. בעלי חיים יש לשים לב בזמן אמת מאז חיה הוא חופשי לזוזגרם וסיבוכים כגון סיבוב או מסתלסל של קטטר יכול לשנות ניתוח cystometric. הגבלת רעש סביבתי במהלך cystometry הוא הרצוי כדי להקטין תנועת בעלי חיים ממצאים הבאים. Cystometry מודע אין את הבעיות הנלוות כמו cystometry ער, אבל הרדמה רבים הוכחו לעכב את התכווצויות שלפוחית ​​השתן ספונטניות. עיכוב זה מתאים ישירות למשך הזמן הצפוי של פעולה של תרופות הרדמה, כלומר, כאשר שוך אפקט הרדמה, התכווצויות ספונטניות לחדש 14. יתר על כן, הלחצים הנמדדים כאשר שלפוחית ​​השתן עלה על גדותיו, היו מבחינה סטטיסטית גדולה יותר אצל חולדות הרדים, הן בחיים שלאחר המוות, המעיד על השפעה על תכונות ציות פסיבי של קיר שלפוחית ​​השתן. השפעה זו נתפסת עם 21 pentobarbital, קטמין, ו chloralose IM / IP, בנוסף halothane שאף intrathecal nesacaine 14. מחקר מקיף יותר של חומרי הרדמה שונים confirמ &#39;זה ממצא עם דיכוי של רפלקס השתנה עבור הרדמה הן שאיפת (ו isoflurane methoxyflurane) ו ברביטורטים (pentobarbital ו thiobutabarbital) תחת הרדמה רמות מתונות 17. תופעה זו נצפתה עם רמות האור אפילו הרגעה או הרדמה של עם תרופות כגון פנטניל, דרופרידול ו-דיאזפם קטמין, וכמו במחקר הקודם, גם את השפעת ההרדמה נרגע, כך גם עיכוב 17. על הליך זה, urethane זריקות intraperitoneal ניתן להשתמש שכן הוכח כי השתנה רפלקס נשמר גם בעת המאפשר הרדמה נאותה 17,22. יתר על כן, השפעה הוא ציין לגבי הלחצים השתנה 23. מיקום קטטר Suprapubic עבור cystometry מתואר כאן, מאז צנתור intraurethral הוכח יש יותר לחץ בשלפוחית ​​השתן עקומות ספיקות נמוכות בקנה אחד עם חסימת מוצא שלפוחית ​​השתן יחסית 24.יתר על כן, צנתור intraurethral אפשרית רק אצל בעלי חיים רדומה וגם אז, צנתור יכול להיות קשה, במיוחד מכרסמים עכברים זכרים. לסיכום, הבחירה של איזה דגם להשתמש עבור הגדלת שלפוחית ​​השתן ו / או ניתוח cystometric תלויה במטרות המחקר הספציפי. מבחינה טכנית מודל עכברוש בעל יתרון ברור על הסיבות שנדונו לעיל. עם זאת, המודל העכבר יכול לשמש במחקרים שבדקו את התפקידים של גנים המקודדים מוצרים ספציפיים הקצה במחלות של דרכי השתן, בשל הרגישות שלהם מניפולציה גנטית. זה לא אפשרי בדרך כלל עכברים. Cystometry ער מחקה באופן המדויק ביותר את מצב פיזיולוגי נורמלי, שבו בעלי החיים האלה עוברים מחזורים השתנה שלהם, ולכן, סביר לתת להגדרה פיזיולוגי אמין יותר של תפקוד שלפוחית ​​השתן. יתר על כן, משתנה בלבול של השפעות ישירות שלnesthetics על תפקוד שלפוחית ​​השתן הוא התחמק.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> חומרים: </td><td> תיאור / שימוש: </td></tr><tr><td> גילוח המזמרה </td><td> אופן ההכנה של עכברוש / עכבר לניתוח </td></tr><tr><td> בסדינים מעוקרים, בבטאדין, אתנול 70%, גזה סטרילית </td><td> הכנת בתחום כירורגית סטרילית </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> מכשירים: </td></tr><tr><td> אזמל להב </td><td> החתך בעור </td></tr><tr><td> מלקחיים עם שיניים </td><td> מניפולציה העור </td></tr><tr><td> פיין מלקחיים </td><td> Atraumatic (ללא שיניים), לא serrations או עם serrations בסדר לתפעל </td></tr><tr><td> מחט קטנה הנהג </td><td> רקמת שארפ לנתיחה </td></tr><tr><td> מצנבאום מספריים </td><td> Bldder החתך </td></tr><tr><td> Tenotomy מספריים </td><td> על התפרים הכחשה ולפתח תת עורית לאunnel (קטטר cystostomy) </td></tr><tr><td> מהדק מעוגלים קטנים </td><td> מנהרה תת עורית (קטטר cystostomy) </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> תפרים: </td></tr><tr><td> 6-0 פוליפרופילן התפרים </td><td> השהייה שלפוחית ​​השתן ואת התפרים תפר pursestring </td></tr><tr><td> 7-0 polyglactin תפר </td><td> השקה של הפיגום אל שלפוחית ​​השתן </td></tr><tr><td> Polyglactin 4-0 תפר </td><td> סגירת שריר / עור </td></tr><tr><td> 3-0 או 4-0 תפר המשי </td><td> קטטר קצה אבטחת לעור </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> מחטים ומזרקים: </td></tr><tr><td> 18 מחט מד </td><td> פירסינג שלפוחית ​​השתן על קטטר cystostomy </td></tr><tr><td> 25 ו 30 כיול מחטים </td><td> בדיקות השתן של זליגת </td></tr><tr><td> 1 מ&quot;ל ו מלוחיםilled המזרק </td><td></td></tr><tr><td> 22 מד בוטה קצה המחט </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> Cystostomy קטטר: </td></tr><tr><td> PE-50 צינורות </td><td></td></tr><tr><td> מצית </td><td> להבהיק PE-50 צינורות </td></tr><tr><td> מהדק קטן מעוגל </td><td> לפתח מנהרה תת עורית </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> Cystometry: </td></tr><tr><td> MLT844 ADInstruments לכידת נתונים ותוכנה LabChart </td><td> נתונים בלחץ הרכישה </td></tr><tr><td> הרווארד 22 מזרק משאבה (הרווארד Apparatus, Holliston, MA) </td><td> עירוי נוזלים משאבה </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> הרדמה (cystometry מודע): </td></tr><tr><td> אניsoflurane </td><td> אינדוקציה / תחזוקה של הרדמה כללית </td></tr><tr><td> Urethane </td><td> Unconconscious cystometry </td></tr><tr><td> Bupivicaine או שווה ערך </td><td> הרדמה מקומית </td></tr><tr><td> Meloxicam </td><td> לאחר הניתוח כאבים </td></tr><tr><td> עצירות </td><td> לאחר הניתוח כאבים </td></tr></tbody></table>

evaluation of biomaterials for bladder augmentation using cystometric analyses in various rodent models

תפקוד כליות ההתאפקות ואת השתן תלויים באופן קריטי על תפקוד תקין של שלפוחית ​​השתן, אשר מאחסן שתן בלחץ נמוך ומוציאה אותו עם בדיוק ניצח התכווצות. מספר חריגות אורולוגית מולד ונרכש כולל שסתומים השופכה האחורי, גידול שפיר של הערמונית, ועל שלפוחית ​​השתן neurogenic משני ספינה ביפידה / פגיעה בחוט השדרה יכול לגרום שיפוץ רקמות פתולוגי המוביל ציות לקוי ויכולת מופחתת 1. חסימה תפקודית או אנטומית בדרכי השתן קשורה לעתים קרובות עם תנאים אלה, והוא יכול להוביל בריחת שתן ופגיעה בכליות מ האחסון גדל ולחצים הרקה 2. השתלה כירורגית של חלקים במערכת העיכול כדי להרחיב את יכולת האיבר ולהפחית לחצים השלפוחית ​​מייצג את האופציה העיקרית טיפול כירורגי בהפרעות אלה, כאשר הניהול הרפואי נכשל 3. עם זאת, גישה זו היא לעכבאד על ידי הגבלה של רקמות התורם זמין, והיא קשורה עם סיבוכים משמעותיים, כולל דלקת בדרכי השתן כרונית, הפרעה מטבולית, היווצרות אבנים בדרכי השתן, וכן גידול ממאיר משני 4,5. המחקר הנוכחי בהנדסת רקמות שלפוחית ​​השתן מתמקדת בעיקר על זיהוי תצורות ביולוגי אשר יכול לתמוך והתחדשות של רקמות באתרים פגם. קונבנציונאלי 3-D ויוצר תשתית נגזר פולימרים טבעיים וסינתטיים, כגון submucosa המעי הדק פולי חומצה גליקולית הראו הצלחה מסוימת לטווח קצר בתמיכה התחדשות שריר urothelial וחלק, כמו גם להקל על האחסון גדל איבר קיבולת הן בבעלי חיים והן המרפאה 6,7. עם זאת, ליקויים תקינות הפיגום biocompatibility מכונות לעתים קרובות לגרום סיסטיק מזיקה 8, התכווצות השתל 9, 10 ו הסתיידות, ובכך מגדילים את הסיכון לאי ספיקת השתל וצורך FO-R ניתוחים משניים. בנוסף, שחזור של מאפיינים הרקה נורמלי ניצול מבנים סטנדרטיים ביולוגי עבור cystoplasty הגדלת טרם הושג, ולכן המחקר והפיתוח של מטריצות הרומן אשר יכול למלא תפקיד זה היא זקוקה. על מנת לפתח בהצלחה ולהעריך biomaterials אופטימליים הגדלת שלפוחית ​​השתן קליני, מחקר יעילות תחילה יש לבצע בבעלי חיים סטנדרטיים בשיטות כירורגיות מפורטים והערכות תוצאה תפקודית. דיווחנו בעבר על שימוש במודל הגדלת שלפוחית ​​השתן בעכברים כדי לקבוע את הפוטנציאל של fibroin מבוססי פיגומים משי לתווך התחדשות רקמות ותכונות הרקה תפקודית. 11,12 ניתוחים Cystometric של מודל זה הראו כי שינויים מבניים תכונות שתל מכני יכול להשפיע על תכונות urodynamic כתוצאה של שלפוחיות רקמות מהונדסות 11,12. חיובי correlations בין מידת התחדשות מטריקס בתיווך רקמות נקבע בהיסטולוגיה ותאימות יכולת תפקודית ומוערכת על ידי cystometry הודגמו במודל זה 11,12. תוצאות אלו ולכן עולה כי הערכות תפקודיות של תצורות ביולוגי בשלפוחית ​​מערכות מכרסמים הגדלת יכול להיות בפורמט שימושי להערכת נכסים הפיגום והקמת ב היתכנות vivo לפני מחקרים בבעלי חיים גדולים פריסה קליני. במחקר הנוכחי, נציג בשלבים שונים של ניתוח הגדלת שלפוחית ​​השתן בשני עכברים וחולדות באמצעות פיגומים משי ולהדגים טכניקות cystometry ער הרדים.

Watch this Scientific Journal Video about Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models at JoVE.com

Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models

שלבי ניתוח של הגדלת שלפוחית ​​השתן מתוארים באמצעות 3-D פיגומים במודלים Murine וחולדה. כדי לבדוק את היעילות של תצורות ביולוגי לשימוש הגדלת שלפוחית ​​השתן, טכניקות cystometry הן ער הרדים מוצגים.

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית ​​השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and ...

evaluation-biomaterials-for-bladder-augmentation-using-cystometric

Research

JoVE Journal

Bioengineering

19.1K Views.  Harvard Medical School. שלבי ניתוח של הגדלת שלפוחית ​​השתן מתוארים באמצעות 3-D פיגומים במודלים Murine וחולדה. כדי לבדוק את היעילות של תצורות ביולוגי לשימוש הגדלת שלפוחית ​​השתן, טכניקות cystometry הן ער הרדים מוצגים.

Video: Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models

Fabrication of Micro-tissues using Modules of Collagen Gel Containing Cells

This protocol describes the fabrication of a type of micro-tissues called modules.  The module approach generates uniform, scalable and vascularized tissues.  The modules can be made of collagen as well as other gelable or crosslinkable materials.  They are approximately 2 mm in length and 0.7 mm in diameter upon fabrication but shrink in size with embedded cells or when the modules are coated with endothelial cells.  The modules individually are small enough that the embedded cells are within the diffusion limit of oxygen and other nutrients but modules can be packed together to form larger tissues that are perfusable.  These tissues are modular in construction because different cell types can be embedded in or coated on the modules before they are packed together to form complex tissues.  There are three main steps to making the modules: (1) neutralizing the collagen and embedding cells in it, (2) gelling the collagen in the tube and cutting the modules and (3) coating the modules with endothelial cells.

Creation of micro-tissues using cylindrical collagen gels, called modules, that contain embedded cells and which surface is coated with endothelial cells.

ייצור של מיקרו-רקמות באמצעות מודולים של קולגן ג&#39;ל התאים המכילים

This protocol describes the fabrication of a type of micro-tissues called modules.  The module approach generates uniform, scalable and vascularized ...

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a combinatorial library of materials to be screened in a parallel, high throughput format1. Herein is described the formation and characterization of a polymer microarray using an on-chip photopolymerization technique 2. This involves mixing monomers at varied ratios to produce a library of monomer solutions, transferring the solution to a glass slide format using a robotic printing device and curing with UV irradiation. This format is readily amenable to many biological assays, including stem cell attachment and proliferation, cell sorting and low bacterial adhesion, allowing the ready identification of 'hit' materials that fulfill a specific biological criterion3-5. Furthermore, the use of high throughput surface characterization (HTSC) allows the biological performance to be correlated with physio-chemical properties, hence elucidating the biological-material interaction6. HTSC makes use of water contact angle (WCA) measurements, atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). In particular, ToF-SIMS provides a chemically rich analysis of the sample that can be used to correlate the cell response with a molecular moiety. In some cases, the biological performance can be predicted from the ToF-SIMS spectra, demonstrating the chemical dependence of a biological-material interaction, and informing the development of hit materials5,3.

A description of the formation of a polymer microarray using an on-chip photopolymerization technique. The high throughput surface characterization using atomic force microscopy, water contact angle measurements, X-ray photoelectron spectroscopy and time of flight secondary ion mass spectrometry and a cell attachment assay is also described.

Microarrays פולימר לגילוי תפוקה גבוהה של Biomaterials

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to evaluate new strategies that aim at improving vascularization, reliable methods are required to make the in-growth of new blood vessels into bio-artificial scaffolds visible and quantify the results. Over the past couple of years, our group has introduced a full skin defect model that enables the direct visualization of blood vessels by transillumination and provides the possibility of quantification through digital segmentation. In this model, one surgically creates full skin defects in the back of mice and replaces them with the material tested. Molecules or cells of interest can also be incorporated in such materials to study their potential effect. After an observation time of one&#8217;s own choice, materials are explanted for evaluation. Bilateral wounds provide the possibility of making internal comparisons that minimize artifacts among individuals as well as of decreasing the number of animals needed for the study. In comparison to other approaches, our method offers a simple, reliable and cost effective analysis. We have implemented this model as a routine tool to perform high-resolution screening when testing vascularization of different biomaterials and bio-activation approaches.

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

Vascularization is key to approaches in successful tissue engineering. Therefore, reliable technologies are required to evaluate the development of vascular networks in tissue-constructs. Here we present a simple and cost-effective method to visualize and quantify vascularization in vivo.

עור מלא פגמים דגם להערכת כלי דם של Biomaterials<em&gt; בVivo</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

Sandwich-like Microenvironments to Harness Cell/Material Interactions

Cell culture has been traditionally carried out on bi-dimensional (2D) substrates where cells adhere using ventral receptors to the biomaterial surface. However in vivo, most of the cells are completely surrounded by the extracellular matrix (ECM), resulting in a three-dimensional (3D) distribution of receptors. This may trigger differences in the outside-in signaling pathways and thus in cell behavior.
This article shows that stimulating the dorsal receptors of cells already adhered to a 2D substrate by overlaying a film of a new material (a sandwich-like culture) triggers important changes with respect to standard 2D cultures. Furthermore, the simultaneous excitation of ventral and dorsal receptors shifts cell behavior closer to that found in 3D environments. Additionally, due to the nature of the system, a sandwich-like culture is a versatile tool that allows the study of different parameters in cell/material interactions, e.g., topography, stiffness and different protein coatings at both the ventral and dorsal sides. Finally, since sandwich-like cultures are based on 2D substrates, several analysis procedures already developed for standard 2D cultures can be used normally, overcoming more complex procedures needed for 3D systems.

The following protocol describes the procedure to assemble sandwich-like cultures to be used as an intermediate stage between bi-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) cellular environments. The engineered systems can have applications in microscopy, biomechanics, biochemistry and cell biology assays.

כמו כריך microenvironments לרתום ניידים / חומרי אינטראקציות

Cell culture has been traditionally carried out on bi-dimensional (2D) substrates where cells adhere using ventral receptors to the biomaterial surface. ...

Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver MWCNTs were prepared by the reductive deposition of silver from an aqueous solution of AgNO3 on the oxidized MWCNTs. Given the unique color of the CNTs, it was not possible to apply them to the minimum inhibitory concentration or mitochondrial toxicity assays to evaluate the toxicity and antibacterial properties, since they would interfere with the assays. The inhibition zone and minimum bactericidal concentration for the Ag-MWCNTs were measured and Live/Dead and Trypan Blue assays were used to measure the toxicity and antibacterial properties without interfering with the color of the CNTs.

In this study, antimicrobial nanomaterials were synthesized by acidic oxidation of multiwalled carbon nanotubes and subsequent reductive deposition of silver nanoparticles. Antimicrobial activity and cytotoxicity tests were performed with the as-prepared nanomaterials.

סינתזה של צינורות פחמן עם קירות רב שופרת סילבר חלקיקים והערכה של פעילות אנטיבקטריאליות שלהם ומאפיינים ציטוטוקסיות

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver ...

Biological Compatibility Profile on Biomaterials for Bone Regeneration

Large non-union bone fractures are a significant challenge in orthopedic surgery. Although auto- and allogeneic bone grafts are excellent for healing such lesions, there are potential complications with their use. Thus, material scientists are developing synthetic, biocompatible biomaterials to overcome these problems. In this study, we present a multidisciplinary platform for evaluating biomaterials for bone repair. We combined expertise from bone biology and immunology to develop a platform including in vitro osteoclast (OC) and osteoblast (OB) assays and in vivo mouse models of bone repair, immunogenicity, and allergenicity. We demonstrate how to perform the experiments, summarize the results, and report on biomaterial biocompatibility. In particular, we tested OB viability, differentiation, and mineralization and OC viability and differentiation in the context of &#946;-tricalcium phosphate (&#946;-TCP) disks. We also tested a &#946;-TCP/Collagen (&#946;-TCP/C) foam which is a commercially available material used clinically for bone repair in a critical-sized calvarial bone defect mouse model to determine the effects on the early phase of bone healing. In parallel experiments, we evaluated immune and allergic responses in mice. Our approach generates a biological compatibility profile of a bone biomaterial with a range of parameters necessary for predicting the biocompatibility of biomaterials used for bone healing and repair in patients.

The number of novel biomaterials engineered for repairing large bone lesions is continuously expanding with the aim to enhance bone healing and overcome the complications associated with bone transplantation. Here, we present a multidisciplinary strategy for pre-clinical biocompatibility testing of biomaterials for bone repair.

פרופיל תאימות ביולוגית על Biomaterials עבור התחדשות העצם

Large non-union bone fractures are a significant challenge in orthopedic surgery. Although auto- and allogeneic bone grafts are excellent for healing such ...

Evaluation of Photosynthetic Behaviors by Simultaneous Measurements of Leaf Reflectance and Chlorophyll Fluorescence Analyses

Chlorophyll a fluorescence analysis is widely used to measure photosynthetic behaviors in intact plants, and has resulted in the development of many parameters that efficiently measure photosynthesis. Leaf reflectance analysis provides several vegetation indices in ecology and agriculture, including the photochemical reflectance index (PRI), which can be used as an indicator of thermal energy dissipation during photosynthesis because it correlates with non-photochemical quenching (NPQ). However, since NPQ is a composite parameter, its validation is required to understand the nature of the PRI parameter. To obtain physiological evidence for evaluation of the PRI parameter, we simultaneously measured chlorophyll fluorescence and leaf reflectance in xanthophyll cycle defective mutant (npq1) and wild-type Arabidopsis plants. Additionally, the qZ parameter, which likely reflects the xanthophyll cycle, was extracted from the results of chlorophyll fluorescence analysis by monitoring relaxation kinetics of NPQ after switching the light off. These simultaneous measurements were carried out using a pulse-amplitude modulation (PAM) chlorophyll fluorometer and a spectral radiometer. The fiber probes from both instruments were positioned close to each other to detect signals from the same leaf position. An external light source was used to activate photosynthesis, and the measuring lights and saturated light were provided from the PAM instrument. This experimental system enabled us to monitor light-dependent PRI in the intact plant and revealed that light-dependent changes in PRI differ significantly between the wild type and npq1 mutant. Furthermore, PRI was strongly correlated with qZ, meaning that qZ reflects the xanthophyll cycle. Together, these measurements demonstrated that simultaneous measurement of leaf reflectance and chlorophyll fluorescence is a valid approach for parameter evaluation.

We describe a new technical approach to study photosynthetic responses in higher plants involving simultaneous measurements of chlorophyll a fluorescence and leaf reflectance using a PAM and a spectral radiometer for the detection of signals from the same leaf area in Arabidopsis.

הערכה של התנהגויות פוטוסינטתיים על ידי מדידות סימולטני של השתקפות עלה וניתוחים כלורופיל פלואורסצנטית

Chlorophyll a fluorescence analysis is widely used to measure photosynthetic behaviors in intact plants, and has resulted in the development of many ...

Calvarial Model of Bone Augmentation in Rabbit for Assessment of Bone Growth and Neovascularization in Bone Substitution Materials

The basic principle of the rabbit calvarial model is to grow new bone tissue vertically on top of the cortical part of the skull. This model allows assessment of bone substitution materials for oral and craniofacial bone regeneration in terms of bone growth and neovascularization support. Once animals are anesthetized and ventilated (endotracheal intubation), four cylinders made of polyether ether ketone (PEEK) are screwed onto the skull, on both sides of the median and coronal sutures. Five intramedullary holes are drilled within the bone area delimited by each cylinder, allowing influx of bone marrow cells. The material samples are placed into the cylinders which are then closed. Finally, the surgical site is sutured, and animals are awaken. Bone growth may be assessed on live animals by using microtomography. Once animals are euthanized, bone growth and neovascularization may be evaluated by using microtomography, immune-histology and immunofluorescence. As the evaluation of a material requires maximum standardization and calibration, the calvarial model appears ideal. Access is very easy, calibration and standardization are facilitated by the use of defined cylinders and four samples may be assessed simultaneously. Furthermore, live tomography may be used and ultimately a large decrease in animals to be euthanized may be anticipated.

Here we present a surgical protocol in rabbits with the aim to assess bone substitution materials in terms of bone regeneration capacities. By using PEEK cylinders fixed onto rabbit skulls, osteoconduction, osteoinduction, osteogenesis and vasculogenesis induced by the materials may be evaluated either on live or euthanized animals.

מודל calvarial של הגדלת עצם בארנב להערכת צמיחת העצם ונינובאסקולריזציה בחומרים החלפת עצם

The basic principle of the rabbit calvarial model is to grow new bone tissue vertically on top of the cortical part of the skull. This model allows ...

Primary Clarification of CHO Harvested Cell Culture Fluid using an Acoustic Separator

Primary clarification is an essential step in a biomanufacturing process for the initial removal of cells from therapeutic products within the harvested cell culture fluid. While traditional methods like centrifugation or filtration are widely implemented for cell removal, the equipment for these processes have large footprints and operation can involve contamination risks and filter fouling. Additionally, traditional methods may not be ideal for continuous bioprocessing schemes for primary clarification. Thus, an alternate application using acoustic (sound) waves was investigated to continuously separate cells from the cell culture fluid. Presented in this study is a detailed protocol for using a bench-scale acoustic wave separator (AWS) for the primary separation of culture fluid containing a monoclonal IgG1 antibody from a CHO cell bioreactor harvest. Representative data are presented from the AWS and demonstrate how to achieve effective cell clarification and product recovery. Finally, potential applications for AWS in continuous bioprocessing are discussed. Overall, this study provides a practical and general protocol for the implementation of AWS in primary clarification for CHO cell cultures and further describes its application potential in continuous bioprocessing.

Presented here is a protocol for the primary clarification of CHO cell culture using an acoustic separator. This protocol can be used for the primary clarification of shake flask cultures or bioreactor harvests and has the potential application for continuous clarification of the cell bleed material during perfusion bioreactor operations.

הבהרה ראשונית של נוזל תרבית תאים שנקטפו על ידי CHO באמצעות מפריד אקוסטי

Primary clarification is an essential step in a biomanufacturing process for the initial removal of cells from therapeutic products within the harvested ...

In vivo Structural Assessments of Ocular Disease in Rodent Models using Optical Coherence Tomography

Spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) is useful for visualizing retinal and ocular structures in vivo. In research, SD-OCT is a valuable tool to evaluate and characterize changes in a variety of retinal and ocular disease and injury models. In light induced retinal degeneration models, SD-OCT can be used to track thinning of the photoreceptor layer over time. In glaucoma models, SD-OCT can be used to monitor decreased retinal nerve fiber layer and total retinal thickness and to observe optic nerve cupping after inducing ocular hypertension. In diabetic rodents, SD-OCT has helped researchers observe decreased total retinal thickness as well as decreased thickness of specific retinal layers, particularly the retinal nerve fiber layer with disease progression. In mouse models of myopia, SD-OCT can be used to evaluate axial parameters, such as axial length changes. Advantages of SD-OCT include in vivo imaging of ocular structures, the ability to quantitatively track changes in ocular dimensions over time, and its rapid scanning speed and high resolution. Here, we detail the methods of SD-OCT and show examples of its use in our laboratory in models of retinal degeneration, glaucoma, diabetic retinopathy, and myopia. Methods include anesthesia, SD-OCT imaging, and processing of the images for thickness measurements.

Here, we describe the use of spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) to visualize retinal and ocular structures in vivo in models of retinal degeneration, glaucoma, diabetic retinopathy, and myopia.

הערכות מבניות In vivo של מחלות עיניים במודלים של מכרסמים באמצעות טומוגרפיה קוהרנטית אופטית

Spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT) is useful for visualizing retinal and ocular structures in vivo. In research, SD-OCT is a valuable ...

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית ​​השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים