Name: a new ex vivo model for the evaluation of endoscopic submucosal injection material performance
Uploaded: 2018-10-19T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance at JoVE.com

Questo lavoro è stato supportato da Kyoto Innovative Medical Technology Research & Development Support System e dal programma di ricerca traslazionale; Promozione strategica per l'applicazione pratica delle tecnologie mediche INnovative (TR-SPRINT) dall'Agenzia giapponese per la ricerca medica e sviluppo (AMED).

Il seguente protocollo segue le indicazioni di cura degli animali di la Kyoto Prefectural University of Medicine.
1. preparazione dei campioni utilizzando uno stomaco suino
Nota: Il primo passo è quello di preparare gli esemplari da utilizzare nel modello ex vivo (Figura 1). Lo spessore della parete gastrica suina varia nelle diverse aree dello stomaco. Utilizzare il terzo superiore dello stomaco suino, che è relativamente simi...

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	<li>Ono, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoscopic+mucosal+resection+for+treatment+of+early+gastric+cancer.">Endoscopic mucosal resection for treatment of early gastric cancer.</a> Gut. 48 (2), 225-229 (2001).</li><li>Conio, M., Ponchon, T., Blanchi, S., Filiberti, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoscopic+mucosal+resection.">Endoscopic mucosal resection.</a> The American journal of gastroenterology. 101 (3), 653-663 (2006).</li><li>Soetikno, R. M., Gotoda, T., Nakanishi, Y., Soehendra, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoscopic+mucosal+resection.">Endoscopic mucosal resection.</a> Gastrointestinal endoscopy. 57 (4), 567-579 (2003).</li><li>Iishi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoscopic+resection+of+large+sessile+colorectal+polyps+using+a+submucosal+saline+injection+technique.">Endoscopic resection of large sessile colorectal polyps using a submucosal saline injection technique.</a> Hepato-gastroenterology. 44 (15), 698-702 (1997).</li><li>Katsinelos, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+study+of+50%+dextrose+and+normal+saline+solution+on+their+ability+to+create+submucosal+fluid+cushions+for+endoscopic+resection+of+sessile+rectosigmoid+polyps.">A comparative study of 50% dextrose and normal saline solution on their ability to create submucosal fluid cushions for endoscopic resection of sessile rectosigmoid polyps.</a> Gastrointestinal endoscopy. 68 (4), 692-698 (2008).</li><li>Yamamoto, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+method+of+endoscopic+mucosal+resection+using+sodium+hyaluronate.">A novel method of endoscopic mucosal resection using sodium hyaluronate.</a> Gastrointestinal endoscopy. 50 (2), 251-256 (1999).</li><li>Yamamoto, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+successful+single-step+endoscopic+resection+of+a+40+millimeter+flat-elevated+tumor+in+the+rectum:+endoscopic+mucosal+resection+using+sodium+hyaluronate.">A successful single-step endoscopic resection of a 40 millimeter flat-elevated tumor in the rectum: endoscopic mucosal resection using sodium hyaluronate.</a> Gastrointestinal endoscopy. 50 (5), 701-704 (1999).</li><li>Yamamoto, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Usefulness+and+safety+of+0.4%+sodium+hyaluronate+solution+as+a+submucosal+fluid+&amp;#34;cushion&amp;#34;+in+endoscopic+resection+for+gastric+neoplasms:+a+prospective+multicenter+trial.">Usefulness and safety of 0.4% sodium hyaluronate solution as a submucosal fluid &amp;#34;cushion&amp;#34; in endoscopic resection for gastric neoplasms: a prospective multicenter trial.</a> Gastrointestinal endoscopy. 67 (6), 830-839 (2008).</li><li>Yamamoto, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Successful+en-bloc+resection+of+large+superficial+tumors+in+the+stomach+and+colon+using+sodium+hyaluronate+and+small-caliber-tip+transparent+hood.">Successful en-bloc resection of large superficial tumors in the stomach and colon using sodium hyaluronate and small-caliber-tip transparent hood.</a> Endoscopy. 35 (8), 690-694 (2003).</li><li>Kishihara, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Usefulness+of+sodium+hyaluronate+solution+in+colorectal+endoscopic+mucosal+resection.">Usefulness of sodium hyaluronate solution in colorectal endoscopic mucosal resection.</a> Digestive endoscopy. 24 (5), 348-352 (2012).</li><li>Yoshida, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoscopic+mucosal+resection+with+0.13%+hyaluronic+acid+solution+for+colorectal+polyps+less+than+20+mm:+a+randomized+controlled+trial.">Endoscopic mucosal resection with 0.13% hyaluronic acid solution for colorectal polyps less than 20 mm: a randomized controlled trial.</a> Journal of gastroenterology and hepatology. 27 (8), 1377-1383 (2012).</li><li>Uraoka, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effectiveness+of+glycerol+as+a+submucosal+injection+for+EMR.">Effectiveness of glycerol as a submucosal injection for EMR.</a> Gastrointestinal endoscopy. 61 (6), 736-740 (2005).</li><li>Conio, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+performance+in+the+porcine+esophagus+of+different+solutions+used+for+submucosal+injection.">Comparative performance in the porcine esophagus of different solutions used for submucosal injection.</a> Gastrointestinal endoscopy. 56 (4), 513-516 (2002).</li><li>Moss, A., Bourke, M. J., Metz, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+randomized,+double-blind+trial+of+succinylated+gelatin+submucosal+injection+for+endoscopic+resection+of+large+sessile+polyps+of+the+colon.">A randomized, double-blind trial of succinylated gelatin submucosal injection for endoscopic resection of large sessile polyps of the colon.</a> The American journal of gastroenterology. 105 (11), 2375-2382 (2010).</li><li>Lee, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+of+EMR:+submucosal+injection+of+a+fibrinogen+mixture.">A new method of EMR: submucosal injection of a fibrinogen mixture.</a> Gastrointestinal endoscopy. 59 (2), 220-224 (2004).</li><li>Hurlstone, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EMR+using+dextrose+solution+versus+sodium+hyaluronate+for+colorectal+Paris+type+I+and+0-II+lesions:+a+randomized+endoscopist-blinded+study.">EMR using dextrose solution versus sodium hyaluronate for colorectal Paris type I and 0-II lesions: a randomized endoscopist-blinded study.</a> Endoscopy. 40 (2), 110-114 (2008).</li><li>Huai, Z. Y., Feng Xian, W., Chang Jiang, L., Xi Chen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Submucosal+injection+solution+for+endoscopic+resection+in+gastrointestinal+tract:+a+traditional+and+network+meta-analysis.">Submucosal injection solution for endoscopic resection in gastrointestinal tract: a traditional and network meta-analysis.</a> Gastroenterology research and practice. 2015, 702768 (2015).</li><li>Yandrapu, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+saline+solution+versus+other+viscous+solutions+for+submucosal+injection+during+endoscopic+mucosal+resection:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Normal saline solution versus other viscous solutions for submucosal injection during endoscopic mucosal resection: a systematic review and meta-analysis.</a> Gastrointestinal endoscopy. , (2016).</li><li>Fernandez-Esparrach, G., Shaikh, S. N., Cohen, A., Ryan, M. B., Thompson, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+a+reverse-phase+polymer+as+a+submucosal+injection+solution+for+EMR:+a+comparative+study+(with+video).">Efficacy of a reverse-phase polymer as a submucosal injection solution for EMR: a comparative study (with video).</a> Gastrointestinal endoscopy. 69 (6), 1135-1139 (2009).</li><li>Tran, R. T., Palmer, M., Tang, S. J., Abell, T. L., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable+drug-eluting+elastomeric+polymer:+a+novel+submucosal+injection+material.">Injectable drug-eluting elastomeric polymer: a novel submucosal injection material.</a> Gastrointestinal endoscopy. 75 (5), 1092-1097 (2012).</li><li>Akagi, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sodium+alginate+as+an+ideal+submucosal+injection+material+for+endoscopic+submucosal+resection:+preliminary+experimental+and+clinical+study.">Sodium alginate as an ideal submucosal injection material for endoscopic submucosal resection: preliminary experimental and clinical study.</a> Gastrointestinal endoscopy. 74 (5), 1026-1032 (2011).</li><li>Eun, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effectiveness+of+sodium+alginate+as+a+submucosal+injection+material+for+endoscopic+mucosal+resection+in+animal.">Effectiveness of sodium alginate as a submucosal injection material for endoscopic mucosal resection in animal.</a> Gut and Liver. 1 (1), 27-32 (2007).</li><li>Hirose, R., et al. <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+a+new+ex+vivo+model+for+evaluation+of+endoscopic+submucosal+injection+materials+performance.">Development of a new ex vivo model for evaluation of endoscopic submucosal injection materials performance.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 79, 219-225 (2018).</li></ol>

Lo stomaco suino utilizzato per il nuovo modello deve essere conservato in un congelatore immediatamente dopo resezione ed essere utilizzato entro alcuni mesi dopo il congelamento, poiché la freschezza dello stomaco suina è essenziale per la misura di SEH. (Abbiamo misurato SEH usando gli esemplari gastrici sia congelati e scongelati ed ha confermato che non c'era alcuna differenza nel risultato di misura SEH).
La qualità degli esemplari gastrici è fortemente influenzata dalle differenze i...

Dissezione endoscopica della sottomucosa (ESD) sia la resezione mucosa endoscopica (EMR) sono attualmente comuni trattamenti per cancro gastrointestinale presto-fase1,2. L'iniezione di un materiale di iniezione submucosal (SIM) nel submucosa è uno dei passi più importanti per ESD sia l'EMR procedure2,3. Alta quota submucosal e manutenzione di elevazione submucosal sono critici criteri per lo svolgimento in sicurezza di EMR/ESD.
Anche se salino normale (NS) è stato usato come un SIM dopo l'invenzione della terapia endoscopica4,5, ialuronato di sodio (HA) è stato introdotto come trattamento negli ultimi anni6,7. HA divenne ampiamente usato in trattamenti endoscopici come un SIM superiore a causa del suo rendimento elevato8,9,10,11. Attualmente, è stato condotto un confronto di prestazioni tra i SIMs esistenti e ad alte prestazioni SIMs sono state sviluppate per identificare un altro superior SIM5,12,13,14, 15,16,17,18.
Il modello ex vivo usando un campione di stomaco suino è stato utilizzato per valutare le prestazioni di SIM, perché la stima delle prestazioni di SIM nel tratto gastrointestinale umano è molto difficile19,20,21 , 22. Tuttavia, questo modello convenzionale ex vivo è estremamente semplice e ha i margini di miglioramento. Che riproduce un ambiente più simile alla mucosa gastrointestinale umano consentirà una valutazione accurata delle prestazioni di SIM.
Nel nostro studio precedente, abbiamo sviluppato un nuovo modello ex vivo che può essere utilizzato per valutare le prestazioni dei vari SIMs in dettaglio applicando tensione costante all'estremità del provino. Inoltre abbiamo confermato che il proposto nuovo modello ex vivo , permette misurazione accurata di lei sotto condizioni uniformi e un confronto dettagliato delle prestazioni dei vari tipi di SIMs23.
In questo studio, presentiamo un aspetto completo del nuovo modello di ex vivo , e la metodologia di installazione dettagliate del nuovo modello di ex vivo è spiegata in dettaglio utilizzando video e figure. Il nuovo modello ex vivo si compone di parti che sono facilmente disponibili e possa essere rapidamente impostare. Descrizioni della metodologia dettagliata installazione contribuirà alla diffusione del nuovo modello.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>weight (153.1 g)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fixed type pulley</td>
			<td>H.H.H. MANUFACTURING</td>
			<td>VS25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stainless steel wire with a diameter of 0.45 mm</td>
			<td>Nissa Chain</td>
			<td>Cut wire Y-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stainless steel clip of width 147 mm</td>
			<td>KOKUYO</td>
			<td>none</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stainless steel key wire with a length of 12 cm</td>
			<td>Nissa Chain</td>
			<td>P-702</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stainless steel S shaped hook</td>
			<td>TRUSCO NAKAYAMA</td>
			<td>TCS1.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lockable stainless steel S-shaped hook</td>
			<td>Mizumoto Machine Mfg</td>
			<td>B2054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rectangular wooden base (45 x 60 cm)</td>
			<td>none</td>
			<td>none</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rubber plate (5 x 5 cm)</td>
			<td>none</td>
			<td>none</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>digital height gage</td>
			<td>Mitutoyo</td>
			<td>HDS-20C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.5-mL syringe</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SS-02SZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>23-gauge needle</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>NN-2332R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MucoUp</td>
			<td>Boston Scientific</td>
			<td>none</td>
			<td>0.4% sodium hyaluronate (HA)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>saline (20 mL)</td>
			<td>Otsuka Pharmaceutical</td>
			<td>none</td>
			<td>normal saline (NS)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GraphPad Prism 7 software</td>
			<td>GraphPad Inc</td>
			<td>none</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a new ex vivo model for the evaluation of endoscopic submucosal injection material performance

Aumentando le prestazioni dei materiali di iniezione submucosal (SIMs) è importante per la terapia endoscopica di cancro gastrointestinale in anticipo. È essenziale per stabilire un modello ex vivo per valutare le prestazioni SIM con precisione, per lo sviluppo di the SIMs ad alte prestazioni. Nel nostro studio precedente, abbiamo sviluppato un nuovo modello ex vivo che può essere utilizzato per valutare le prestazioni dei vari SIMs in dettaglio applicando tensione costante all'estremità del provino. Inoltre abbiamo confermato che il modello proposto nuovo ex vivo permette la misura di altezza (SEH) di quota submucosal accurati sotto condizioni uniformi e confronto dettagliato delle prestazioni dei vari tipi di the SIMs. Qui, descriviamo il nuovo ex vivo modello e spiegare la metodologia di installazione dettagliata di questo modello. Poiché tutte le parti del nuovo modello erano facili da ottenere, l'installazione del nuovo modello potrebbe essere completata rapidamente. SEH di vari SIMs può essere misurata con maggiore precisione utilizzando il nuovo modello. Il fattore critico che determina prestazioni di SIM può essere identificato utilizzando il nuovo modello. Velocità di sviluppo di SIM aumenterà drasticamente dopo il fattore è stato identificato.

SEH è stata misurata nel tempo il nuovo modello ex vivo o convenzionale ex vivo . I valori di SEH (NS) misurato utilizzando il modello convenzionale [NS è stato iniettato nel submucosa del campione fissato con perni (0.0 N)] erano 5,7 mm (0 min), 3,6 mm (5 min), 3.0 mm (10 min) e 2,2 mm (30 min). In questo modo, i valori di SEH diminuivano con l'aumento del tempo di iniezione post. Un'analisi simile è stata effettuata usando 0,4% HA invece di NS. I valori di SEH (0,4%...

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A New Ex Vivo Model for the Evaluation of Endoscopic Submucosal Injection Material Performance

Abbiamo sviluppato un nuovo modello ex vivo riferisce l'esemplare gastrico porcina tensionamento costante. Questo sviluppo ha permesso di valutare le prestazioni (l'altezza e la durata dell'elevazione submucosal) dei vari SIMs con precisione.  La metodologia di installazione dettagliate di questo nuovo modello è spiegata.

Un nuovo modello Ex Vivo per la valutazione delle prestazioni del materiale di iniezione sottomucosa endoscopica

Increasing the performance of submucosal injection materials (SIMs) is important for endoscopic therapy of early gastrointestinal cancer. It is essential ...

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave in campo biomedico sulla questione medica di interesse. Il vantaggio principale di questa tecnica è che le prestazioni di varie questioni di iniezione submucosa possono essere evalauate in modo più accurato rispetto ai metodi convenzionali. Inizia tagliando sei per sei centimetri quadrati dalla terza parte superiore di uno stomaco suino e immagazzinando immediatamente gli esemplari a meno 30 gradi Celsius.Per impostare il dispositivo di trazione, collegare una clip in acciaio inossidabile a un filo chiave e a un gancio a forma di S e collegare il filo chiave e il gancio a un peso. Collegare il gancio all'altra estremità del filo e fissare le pulegge a entrambe le estremità della base. Quindi posizionare una piastra di gomma di sei per sei centimetri, al centro della base e posizionare un campione gastrico scongelato sulla piastra di gomma.Successivamente, pizzicare le estremità del campione con la clip del dispositivo di trazione, appendere il peso attraverso entrambe le pulegge per applicare una tensione costante al campione e utilizzare un misuratore digitale per misurare l'altezza di elevazione submucosa pre-iniezione. Quindi fissare lo scriber all'altezza della superficie della mucosa e spingere preimpostato, per eseguire una regolazione del punto zero del misuratore di altezza. Per eseguire una procedura di elevazione submucosa, utilizzare una siringa da 2,5 millilitri dotata di un ago calibro 23, per iniettare due millilitri di ialuronato di sodio allo 0,4%, orizzontalmente nella sottomucosa dai margini del campione.Quindi utilizzare il misuratore digitale per misurare immediatamente l'altezza di elevazione submucosa e nei punti di tempo indicati dopo l'iniezione. Registrazione dell'altezza visualizzata sull'indicatore di altezza, quando si fissa lo scriber nella parte superiore dell'elevazione submucosa. In questi esperimenti rappresentativi, l'altezza di elevazione submucosale è stata misurata dopo la normale iniezione salina, o acido ialuronato, usando i modelli di analisi convenzionali e nuovi ex vivo.Sebbene l'altezza di elevazione submucosa sia diminuita nel tempo dopo l'iniezione di entrambe le soluzioni, in entrambi i modelli, le altezze di elevazione submucosa risultanti, dopo l'iniezione di acido ialuronato, erano costantemente superiori a quelle misurate dopo la normale iniezione salina, indipendentemente dal tempo di post-iniezione. In particolare, l'applicazione di una tensione costante ha comportato una minore variabilità complessiva all'interno delle misurazioni, rispetto al modello di misurazione convenzionale senza tensione. Infatti le altezze di elevazione submucosa ottenute ad una tensione di 3,0 Newton, erano significativamente inferiori alle altezze di elevazione submucosa ottenute a 1,5 newton.Mentre, non sono state osservate differenze significative nelle altezze di elevazione submucosa usando il modello convenzionale, rispetto a entrambi i modelli a tensione costante. Dopo il suo sviluppo, questa tecnica apre la strada ai ricercatori nel campo delle questioni biomediche, per esprimere l'uso di materiali di iniezione submucosa ad alte prestazioni per la terapia endoscopica.

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