Name: evaluation of biomaterials for bladder augmentation using cystometric analyses in various rodent models
Uploaded: 2012-08-09T12:00:00
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NIDDK T32-DK60442（フリーマン）; NIDDK 1K99-DK083616（Mauney）これらの研究は、ボストン小児病院泌尿器科基金の歳入基金と健康補助金NIBIB P41-EB002520（カプラン）の国立研究所によって、部分的に資金を供給した。我々は、膀胱の管の配置と膀胱内圧測定する技術を確立するための支援のためにバーモント大学からピーターZvaraを認める。

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	<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. 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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>

利害の衝突が宣言されません。

小さな動物モデルでの注入、膀胱増強後に生体の構成の内圧の評価は、臨床場面で使用するためのマトリックス設計の最適構造と機械的特性を識別する上で重要な検証ステップを表しています。本研究では、機能評価のために設計された臓器の尿流動態特性を決定するために膀胱のマウスおよびラットの増強だけでなく、内圧のテクニックを実行するための手術方法について説明します。我々は重大な問題なしに30 +のげっ歯類から成るそれぞれの実験で、マウスとラットの両方を含む複数の実験では、これらの技術を利用しています。私たちの研究室では、基本的な科学者や医師、外科医の多様なコングロマリットであり、大学院外科研修の少なくとも5-6年の外科医は、これらの実験の手続き的側面を行った。 かかわらず、生体材料使用され、主要なディのタイプのラット対マウスの膀胱を増大させる間にfferenceは、膀胱の大きさです。小さな膀胱の大きさに起因する、生体の解剖と取り込みはマウスでより技術的に困難である。可視化を支援するために、手術用顕微鏡を使用することができます。ラットの膀胱の大きさが大きいので、複数の手順が膀胱（例えば増強および膀胱カテーテルの配置）を実行する必要がある状況に、より適している。さらに、上記のプロトコルは、ラット13、PE-50チューブの使用方法について説明します、しかし、最大PE-100にも大きなサイズのカテーテルは、特に長期試験14に、使用されています。マウスでは、そのようなPE-10チューブなどの小さい口径が15,16を利用することができますが、それはより小さく、より柔軟なチューブを正確にトランスデューサに圧力変化を転送することもできませんことに留意する必要があります。また、（*上記の手順8）を背にカテーテルを固定する別の方法は、マイルで行われます。その小さな体の大きさと鈍先端の針とIVキャップに起因するCEは、あまりにも面倒です。これの欠点は、膀胱内圧測定の前に皮下ポーチにカテーテルの端を抽出するための麻酔の必要性です。 研究では、カテーテルの留置後最初の最初の日（0-4日）で、膀胱内圧測定は、低ボイドボリュームで高い膀胱圧と過活動を明らかにしたことが示されている。これらの知見は、七日目14,17に第六の周りに安定させるために登場し、それゆえ、おそらく内圧評価のための理想的なタイミングです。しかし、文学のほとんどのレポートでは、カテーテル18の第3日以内に膀胱内圧測定を実行して、時間に比例して、上記のパラメータに大きなばらつきは、このアカウント。 3日より長い期間の恥骨上カテーテルを残すことはそれのような結石のリスク、dislodgement、感染症、血尿及び残骸とカテーテルの閉塞などの合併症を運ぶ。 &lt;膀胱内圧測定時のpのクラス= &quot;jove_content&quot;&gt;別の注入速度は、マウスとラット15,16 13,19,20用10-11mL/hrため1-3mL/hrから記載されている。超生理学的注入率は見かけ上の高い圧力は14引き起こす可能性があります。我々は、マウス、我々のセットアップでは、ラットの100μL/分（6 / mLの時間）は12.5μL/分（0.75 mLの/時間）の注入速度を使用していますが、低いレートも利用することができます。暖かい（37℃）生理食塩水が冷溶液を浸透させると誘発膀胱過活​​動を避けるために、より最適ですが、生理食塩水の温度は、少なくとも室温でなければなりません。目を覚まし膀胱内圧測定では、動物が我々の経験で〜10〜20分の期間を必要とケージに調整になると、排尿パターンの安定化を可能にするために重要である。この後、定期的な排尿サイクルが45から120分間、または最小3月4日の排尿サイクルで記録することができます。動物が自由にmovinをあるので、動物は、リアルタイムで観察すべきであるカテーテルのねじれやキンクなどのgと合併症は内圧の解析を変更することができます。膀胱内圧測定時の環境騒音を制限することで、動物の動きとその後のアーティファクトを減少させることが望まれている。無意識の膀胱内圧測定では、目を覚まし膀胱内圧測定などの付随する問題を抱えていないが、複数の麻酔薬は、自発的な膀胱の収縮を阻害することが示されている。この阻害は、麻酔効果がおさまるが、自発的な収縮が14を再開するとき、すなわち麻酔薬の作用の予想される期間に直接対応しています。また、膀胱がオーバーフローしたときに測定した圧力は、膀胱壁のパッシブコンプライアンスの特性への影響を示す、生きていると事後の両方、麻酔ラットにおいて統計的に大きかった。この効果は、吸入ハロタンおよび髄腔内nesacaine 14に加えて、21ペントバルビタールケタミン、およびクロラロースIM / IP、で見られます。様々な麻酔薬、確認のより広範な研究mは、この適度な麻酔レベルは17歳未満の吸入（イソフルランおよびメトキシ）、およびバルビツレート（ペントバルビタールとthiobutabarbital）麻酔薬の両方の排尿反射の抑制を求める。この効果は、フェンタニルとドロペリドールケタミンジアゼパムなどの薬と麻酔のも光や鎮静レベルで観察し、麻酔効果が沈静化として、以前の研究では、したがって、阻害17日でした。それはまた、適切な麻酔17,22を可能にしながら反射排尿が保持されることが実証されているので、この手順では、ウレタンの腹腔内注射を使用することができます。また、全く効果は排尿圧23〜に関して観察されなかった。尿道カテーテルは、より高い膀胱圧の曲線と相対的な膀胱出口部閉塞24と一貫性のある低流量を有することが示されているので、膀胱内圧測定のために恥骨上カテーテルの配置は、ここで説明されています。また、尿道カテーテルは、麻酔動物でのみ使用可能であり、さらにその後、カテーテルは、特に雄のげっ歯類やマウスでは、困難な場合があります。 結論としては、膀胱の増強および/または内圧分析に使用するモデルの選択は、特定の研究の目標に依存しています。技術的な観点からモデルラットは、明らかに前述の理由から、優位性を保持しています。ただし、マウスモデルは遺伝子操作のために彼らの感受性による尿路系疾患、内の特定の遺伝子でエンコードされた最終製品の役割を評価する研究で使用することができます。これは、ラットで一般的に現実的ではありません。 目を覚まし膀胱内圧測定は、最も正確にこれらの動物は、その排尿サイクルを受けるている正常な生理学的状態を模倣するなど、膀胱機能のより信頼性の生理的な決定を与える可能性があります。また、直接の効果の交絡変数膀胱機能のnestheticsは回避されます。

<table border="1"><tbody><tr><td> 材料： </td><td> 説明/用途： </td></tr><tr><td>シェービングばさみ</td><td>手術のラット/マウスの作製</td></tr><tr><td>滅菌ドレープ、betadine、70％エタノール、滅菌ガーゼ</td><td>無菌手術野の準備</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> インストゥルメント： </td></tr><tr><td>手術用メスの刃</td><td>皮膚切開</td></tr><tr><td>歯の鉗子</td><td>スキンを操作する</td></tr><tr><td>ファイン鉗子</td><td>非外傷性（無歯）、操作することはセレーションまたは微鋸歯を</td></tr><tr><td>小さな針ドライバ</td><td>シャープ組織解離</td></tr><tr><td> Metzenbaumはさみ</td><td> Bldder切開</td></tr><tr><td>腱はさみ</td><td>撤回縫合糸および皮下トンを開発するunnel（膀胱カテーテル） </td></tr><tr><td>小さな湾曲したクランプ</td><td>皮下トンネル（膀胱カテーテル） </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> 縫合： </td></tr><tr><td> 6から0ポリプロピレン縫合糸</td><td>膀胱滞在縫合糸と縫合pursestring </td></tr><tr><td> 7から0ポリグラクチン縫合</td><td>膀胱への足場の吻合</td></tr><tr><td> 4から0ポリグラクチン縫合</td><td>筋肉/皮膚の閉鎖</td></tr><tr><td> 3から0または4から0シルク縫合糸</td><td>皮膚に固定するカテーテル先端</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> 注射針や注射器： </td></tr><tr><td> 18ゲージの針</td><td>膀胱カテーテルの膀胱を貫通</td></tr><tr><td> 25と30ゲージの針</td><td>漏れのテスト膀胱</td></tr><tr><td> 1 mLの生理食塩水fはilledシリンジ</td><td></td></tr><tr><td> 22ゲージ鈍先端の針</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> 膀胱カテーテル： </td></tr><tr><td> PE-50チューブ</td><td></td></tr><tr><td>ライター</td><td> PE-50チューブのフレア加工</td></tr><tr><td>小さな湾曲したクランプ</td><td>皮下トンネルを開発</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> 膀胱内圧測定： </td></tr><tr><td> MLT844 ADInstruments·データ·キャプチャとLabChartソフトウェア</td><td>圧力データ収集</td></tr><tr><td>ハーバード大学22シリンジポンプ（ハーバード装置、ホリストン、MA） </td><td>輸液ポンプ</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td colspan="2"> 麻酔薬（無意識の膀胱内圧測定）： </td></tr><tr><td>私はsoflurane </td><td>全身麻酔の導入/メンテナンス</td></tr><tr><td>ウレタン</td><td> Unconconsciousの膀胱内圧測定</td></tr><tr><td> Bupivicaineまたは同等の</td><td>局所麻酔</td></tr><tr><td>メロキシカム</td><td>術後鎮痛</td></tr><tr><td>ブプレノルフィン</td><td>術後鎮痛</td></tr></tbody></table>

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

尿の腎機能と失禁、低圧力で尿を保存し、正確に収縮を画策してそれを排出する膀胱の適切な機能に決定的に依存しています。二分脊椎/脊髄損傷に続発する後部尿道弁を含む先天性および後天性泌尿器異常、良性前立腺過形成、および神経因性膀胱の数は、障害のあるコンプライアンスと能力の低下を1に主要な病理学的組織の再構築になる可能性があります。尿路の機能的または解剖学的障害は頻繁にこれらの条件に関連付けられており、増加したストレージと排尿圧2から尿失禁と腎臓の損傷につながる可能性があります。臓器の容量を拡大し、膀胱内の圧力を減らすために消化管セグメントの外科的移植は医学的管理は、3が失敗したこれらの疾患の主要な外科的治療法の選択肢を表しています。しかし、このアプローチは妨げである利用可能なドナー組織の制限によるedとは、慢性尿路感染症、代謝摂動、尿路結石の形成、及び4,5 -二次悪性腫瘍を含む重大な合併症に関連付けられています。 膀胱組織工学における現在の研究は大きく、欠陥部位で組織の再生をサポートすることができます生体の構成を識別するに焦点を当てています。このような小腸粘膜下組織とポリグリコール酸などの天然及び合成ポリマーから派生した従来の3-D足場は、尿路上皮および平滑筋再生をサポートするだけでなく、動物モデルの両方で増加した臓器のストレージ容量を容易にし、いくつかの短期的な成功を示しているクリニック6,7。しかし、足場機械的完全性と生体適合性の不足は、しばしばこのようにインプラント失敗のリスクを増加させる有害な線維症8、移植拘9、および石灰化10に示す結果とfoを必要とするrの二次手術。さらに、補強膀胱拡大術の標準的な生体構造を利用した通常の排尿特性の回復が達成されていないが、、この役割を果たすことができる新規なマトリックスの、したがって研究開発が必要とされる。 首尾よく開発し、臨床的膀胱増強のために最適なマテリアルを評価するために、有効性の研究は最初の詳細な手術法と機能的転帰の評価を用いて標準化された動物モデルで実行する必要があります。我々は以前に組織再生と機能の排尿特性を仲介する絹フィブロインベースの足場の可能性を決定するためにマウスの膀胱補強モデルの使用が報告されています。このモデルの11,12内圧の解析は、構造的および機械的インプラントの特性のばらつきが示されている組織工学膀胱11,12の結果尿流動態機能に影響を与えることができます。正の相関マトリックスを介した組織再生の程度との間tionsは、組織学的に決定され、膀胱内圧測定により評価機能のコンプライアンスと容量は、このモデル11,12で示された。これらの結果は、したがって、齧歯類膀胱補強システムにおける生体材料の構成の機能評価は足場のプロパティを評価し、大規模な動物実験と臨床展開する前に、in vivoで実現可能で確立するための有用なフォーマットであることが示唆された。現在の研究では、絹の足場を使用して、マウスとラットの両方で、膀胱の拡張の様々な手術の段階を提示し、覚醒や麻酔膀胱内圧測定するためのテクニックのデモンストレーションを行います。

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

膀胱拡大の外科的段階は、マウスおよびラットモデルでの3​​-Dの足場を使用して記述されています。膀胱拡大で使用するための生体材料の構成の有効性をテストするには、目を覚ましと麻酔の両方膀胱内圧測定するためのテクニックを紹介しています。

各種齧歯類モデルで内圧分析を用いた膀胱補強のためのバイオマテリアルの評価

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

コラーゲンゲル含有する細胞のモジュールを使用してマイクロ組織の作製

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

バイオマテリアルのハイスループット検出用高分子マイクロアレイ

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

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

生体材料の血管新生を評価するために、完全な皮膚欠損モデル<em&gt;インビボ</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

サンドイッチ状の微小環境は、Cell /材料の相互作用を活用します

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

Epithelial Cell Repopulation and Preparation of Rodent Extracellular Matrix Scaffolds for Renal Tissue Development

上皮細胞の再増殖および腎組織の開発のための齧歯類細胞外マトリックスの足場の調製

This protocol details the generation of acellular, yet biofunctional, renal extracellular matrix (ECM) scaffolds that are useful as small-scale model ...

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

銀ナノ粒子とその抗菌活性と細胞毒性の評価変更多層カーボンナノ チューブの合成

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

骨再生のための生体材料の生物学的互換性プロファイル

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

Purification and Analytics of a Monoclonal Antibody from Chinese Hamster Ovary Cells Using an Automated Microbioreactor System

自動化された微生物叢システムを用いた中国ハムスター卵巣細胞からのモノクローナル抗体の精製と分析

Monoclonal antibodies (mAbs) are one of the most popular and well-characterized biological products manufactured today. Most commonly produced using ...

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

葉反射率とクロロフィル蛍光解析の同時測定による光合成挙動の評価

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

骨置換材料における骨成長と新生血管の評価のためのウサギにおける骨増強の卵子モデル

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 ...