Name: a new ex vivo model for the evaluation of endoscopic submucosal injection material performance
Uploaded: 2018-10-19T13:30:00
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Este trabajo fue apoyado por investigación de tecnología médica innovadora Kyoto y sistema de soporte de desarrollo y por el programa de investigación traslacional; Promoción estratégica para la aplicación práctica de tecnología médica innovadora (TR-SPRINT) de la Agencia Japonesa para la investigación médica y desarrollo (AMED).

El siguiente protocolo sigue las pautas de cuidado de los animales de la Universidad Prefectural de medicina de Kyoto.
1. preparación de las muestras usando un estómago porcino
Nota: El primer paso es preparar las muestras a utilizar en el modelo ex vivo (figura 1). El espesor de la pared gástrica porcina varía en diferentes áreas del estómago. Uso el tercio superior del estómago porcino, que es relativamente similar del e...

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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>

El estómago porcino utilizado para el nuevo modelo debe almacenarse en un congelador inmediatamente después de la resección y utilizarse dentro de algunos meses después de la congelación, ya que la frescura del estómago de cerdos es fundamental para la medición de SEH. (Medimos SEH utilizando a especímenes gástricos congelados y no congelados y confirmó que no hubo diferencias en el resultado de la medición de la SEH).
La calidad de las muestras gástricas es influenciada por las di...

Disección submucosa endoscópica (ESD) y la resección mucosa endoscópica (EMR) son comunes en la actualidad tratamientos para cáncer gastrointestinal de la temprano-etapa1,2. Inyectar un material de inyección submucosal (SIM) en la submucosa es uno de los pasos más importantes para el EMR y el ESD procedimientos2,3. Alta elevación submucosa y el mantenimiento de elevación submucosa son criterios esenciales para la segura conducción de EMR/ESD.
Aunque la solución salina normal (NS) se ha utilizado como un SIM desde la invención de la terapia endoscópica4,5, hialuronato de sodio (HA) fue introducida como tratamiento en los últimos años6,7. HA llegó a ser ampliamente utilizado en tratamientos endoscópicos como un SIM superior debido a su alto rendimiento8,9,10,11. En la actualidad, se realizó una comparación de rendimiento entre los SIMs ya existentes, y alto rendimiento SIMs fueron desarrollados para identificar otra superior SIM5,12,13,14, 15,16,17,18.
El modelo ex vivo utilizando a una muestra de estómago porcino se ha utilizado para evaluar el desempeño de la SIM, ya que la estimación del rendimiento de SIM en el aparato gastrointestinal humano es muy difícil19,20,21 , 22. sin embargo, este modelo convencional ex vivo es extremadamente simple y tiene las posibilidades de mejora. Reproducir un ambiente más cercano a la mucosa gastrointestinal humana permitirá la evaluación exacta del desempeño de la SIM.
En nuestro estudio anterior, hemos desarrollado un nuevo vivo ex modelo que puede utilizarse para evaluar el desempeño de varios SIMs en detalle mediante la aplicación de una tensión constante a los extremos de la muestra. También se confirmó que el nuevo modelo ex vivo propuesto, permite una medición precisa bajo condiciones uniformes y una comparación detallada de las actuaciones de varios tipos de SIMs23.
En este estudio, presentamos un aspecto completo del nuevo modelo ex vivo , y la metodología detallada de la configuración del nuevo modelo ex vivo se explica en detalle usando videos y figuras. El nuevo modelo ex vivo consiste en piezas que están fácilmente disponibles y puede configurarse rápidamente. Descripción de la metodología de instalación detallado contribuirá a la difusión del nuevo modelo.

<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

Incrementar el rendimiento de los materiales de inyección submucosal (SIMs) es importante para la terapia endoscópica de cáncer gastrointestinal. Es esencial para establecer un modelo ex vivo que puede evaluar rendimiento de SIM con precisión, para el desarrollo de los SIMs de alto rendimiento. En nuestro estudio anterior, hemos desarrollado un nuevo vivo ex modelo que puede utilizarse para evaluar el desempeño de varios SIMs en detalle mediante la aplicación de una tensión constante a los extremos de la muestra. También confirmamos que el propuesto nuevo modelo ex vivo permite precisa elevación submucosa (SEH) altura bajo condiciones uniformes y comparaciones detalladas de las actuaciones de varios tipos de SIMs. Aquí, describimos la nueva ex vivo modelo y explicar la metodología de configuración detallada de este modelo. Puesto que todas las piezas del nuevo modelo eran fáciles de obtener, la configuración del nuevo modelo podría ser terminada rápidamente. SEH de varios SIMs se podía medir con mayor precisión mediante el modelo nuevo. El factor crítico que determina el rendimiento de SIM puede identificarse con el nuevo modelo. Velocidad de desarrollo de SIM aumentará drásticamente después de que se ha identificado el factor.

SEH se midió con el tiempo en el nuevo modelo ex vivo o convencional ex vivo modelo. Los valores de SEH (NS), medido utilizando el modelo convencional [NS fue inyectado en la submucosa de la muestra fijada con pernos (0.0 N)] fueron 5,7 mm (0 min), 3,6 m (5 min), 3.0m m (10 min) y de 2,2 mm (30 min). De esta manera, los valores de SEH disminuyeron con el aumento de tiempo de post inyección. Un análisis similar fue realizado usando 0,4% HA en lugar de NS. Los valores d...

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

Hemos desarrollado un nuevo vivo ex modelo que se aplica una tensión constante a la muestra gástrica porcina. Este desarrollo hizo posible evaluar el desempeño (la altura y la duración de la elevación submucosa) de varios SIMs con precisión.  Se explica la metodología de configuración detallada de este nuevo modelo.

Un nuevo modelo Ex Vivo para la evaluación de la ejecución Material de la inyección Submucosal endoscópica

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

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo biomédico sobre asuntos médicos de interés. La principal ventaja de esta técnica es que el rendimiento de varias materias de inyección submucosa se puede evalaur con mayor precisión que los métodos convencionales. Comience cortando seis por seis centímetros cuadrados de la tercera porción superior de un estómago porcino e inmediatamente almacenando los especímenes a menos 30 grados centígrados.Para configurar el dispositivo de tracción, conecte un clip de acero inoxidable a un cable de llave y un gancho en forma de S, y conecte el cable y el gancho clave a un peso. Conecte el gancho al otro extremo del cable y fije las poleas en ambos extremos de la base. A continuación, coloque una placa de goma de seis por seis centímetros, en el centro de la base y coloque una muestra gástrica descongelada sobre la placa de goma.A continuación, pellizcar los extremos de la muestra con el clip del dispositivo de tracción, colgar el peso a través de ambas poleas para aplicar tensión constante a la muestra, y utilizar un medidor digital para medir la altura de elevación submucosa previa a la inyección. A continuación, fije el escriba a la altura de la superficie de la mucosa, y presione el ajuste preestablecido, para realizar un ajuste de punto cero del medidor de altura. Para realizar un procedimiento de elevación submucosa, utilice una jeringa de 2,5 mililitros equipada con una aguja de calibre 23, para inyectar dos mililitros de hialuronato de sodio al 0,4%, horizontalmente en la submucosa desde los márgenes de la muestra.A continuación, utilice el medidor digital para medir la altura de elevación submucosa inmediatamente y en los puntos de tiempo indicados después de la inyección. Grabación de la altura mostrada en el medidor de altura, al fijar el escriba a la parte superior de la elevación submucosa. En estos experimentos representativos, la altura de elevación submucosa se midió después de la inyección normal de solución salina, o ácido hialuronato, utilizando los modelos de análisis convencionales y nuevos ex vivo.Aunque la altura de elevación submucosa disminuyó con el tiempo después de la inyección de cualquiera de las soluciones, en ambos modelos, las alturas de elevación submucosas resultantes, después de la inyección de ácido hialuronato, fueron consistentemente superiores a las medidas después de la inyección salina normal, independientemente del tiempo de inyección posterior. En particular, la aplicación de una tensión constante, dio lugar a una menor variabilidad general dentro de las mediciones, en comparación con el modelo de medición convencional sin tensión. De hecho, las alturas de elevación submucosas obtenidas a una tensión de 3,0 Newtons, fueron significativamente más bajas que las alturas de elevación submucosas obtenidas en 1,5 newtons.Mientras que, no se observaron diferencias significativas en las alturas de elevación submucosas utilizando el modelo convencional, en comparación con cualquiera de los modelos de tensión constante. Después de su desarrollo, esta técnica allana el camino para que los investigadores en el campo de los asuntos biomédicos, para expresar el uso de materiales de inyección submucosa de alto rendimiento para la terapia endoscópica.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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Investigación

Bioingeniería

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