Name: urethral stricture induction followed by buccal mucosa graft urethroplasty in a rat model
Uploaded: 2023-04-28T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Urethral Stricture Induction Followed by Buccal Mucosa Graft Urethroplasty in a Rat Model at JoVE.com

Nous remercions João Leitão, chef du département de radiologie du Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, et Catia Fernandes, technicienne du département de radiologie du Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, pour leur collaboration dans la réalisation des urétrogrammes.

Toutes les procédures sur les animaux ont été effectuées conformément à la directive 2010/63/UE. Les procédures ont été approuvées par l’organisme institutionnel de protection des animaux, agréé par la DGAV, l’autorité portugaise compétente en matière de protection des animaux (numéro de licence 0421/000/000/2021). Des rats mâles Wistar Han IGS (Crl :WI(Han) (400-500 g) âgés de 12 à 14 semaines ont été utilisés pour la présente étude. Les animaux ont été obtenus auprès d’une source comm...

<ol>
	<li>Souza, G. F., Calado, A. A., Delcelo, R., Ortiz, V., Macedo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histopathological+evaluation+of+urethroplasty+with+dorsal+buccal+mucosa:+an+experimental+study+in+rabbits.">Histopathological evaluation of urethroplasty with dorsal buccal mucosa: an experimental study in rabbits.</a> International Brazilian Journal of Urology. 34 (3), 345-354 (2008).</li><li>Andrich, D. E., Mundy, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Urethral+strictures+and+their+surgical+treatment.">Urethral strictures and their surgical treatment.</a> BJU International. 86 (5), 571-580 (2000).</li><li>Bhargava, S., Chapple, C. R., Bullock, A. J., Layton, C., MacNeil, S. <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+buccal+mucosa+for+substitution+urethroplasty.">Tissue-engineered buccal mucosa for substitution urethroplasty.</a> BJU International. 93 (6), 807-811 (2004).</li><li>Fu, Q., 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=Substitution+urethroplasty+for+anterior+urethral+stricture+repair:+comparison+between+lingual+mucosa+graft+and+pedicled+skin+flap.">Substitution urethroplasty for anterior urethral stricture repair: comparison between lingual mucosa graft and pedicled skin flap.</a> Scandinavian Journal of Urology. 51 (6), 479-483 (2017).</li><li>Blain, B., 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=Vascular+grafts+in+the+rat+model:+an+anatomic+study.">Vascular grafts in the rat model: an anatomic study.</a> Microsurgery. 21 (3), 80-83 (2001).</li><li>Schmauss, D., Weinzierl, A., Schmauss, V., Harder, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Common+rodent+flap+models+in+experimental+surgery.">Common rodent flap models in experimental surgery.</a> European Surgical Research. 59 (3-4), 255-264 (2018).</li><li>You, 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+rat+orthotopic+renal+transplantation+model+for+renal+allograft+rejection.">A rat orthotopic renal transplantation model for renal allograft rejection.</a> Journal of Visualized Experiments. (180), e63464 (2022).</li><li>Park, J. 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=Balloon-expandable+biodegradable+stents+versus+self-expandable+metallic+stents:+a+comparison+study+of+stent-induced+tissue+hyperplasia+in+the+rat+urethra.">Balloon-expandable biodegradable stents versus self-expandable metallic stents: a comparison study of stent-induced tissue hyperplasia in the rat urethra.</a> Cardiovascular and Interventional Radiology. 42 (9), 1343-1351 (2019).</li><li>Mart&#237;n-Cano, F., 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=Histological+and+immunohistochemical+changes+in+the+rat+oral+mucosa+used+as+an+autologous+urethral+graft.">Histological and immunohistochemical changes in the rat oral mucosa used as an autologous urethral graft.</a> Journal of Pediatric Surgery. 48 (7), 1557-1564 (2013).</li><li>Hofer, M. D., 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=Analysis+of+primary+urethral+wound+healing+in+the+rat.">Analysis of primary urethral wound healing in the rat.</a> Urology. 84 (1), e1-7 (2014).</li><li>Tavukcu, H. 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=Protective+effect+of+platelet-rich+plasma+on+urethral+injury+model+of+male+rats.">Protective effect of platelet-rich plasma on urethral injury model of male rats.</a> Neurourology and Urodynamics. 37 (4), 1286-1293 (2018).</li></ol>

L’urétroplastie avec greffes de muqueuse buccale est une pierre angulaire majeure de la reconstruction urétrale. Cependant, des procédures innovantes devraient être développées pour optimiser celles déjà décrites et en établir de nouvelles, telles que les matériaux d’ingénierie tissulaire et les greffes biologiques, afin de réduire les complications et la morbidité. Plusieurs procédures ont été publiées pour établir des modèles précliniques et définir des techniques chirurgicales. Souza et <sup ...

La reconstruction urétrale est un défi majeur pour les chirurgiens urologues dans la prise en charge des lésions urétrales dans le cadre de sténoses, de traumatismes ou de malformations congénitales1. Avec une visée curative, l’urétroplastie est le traitement de choix pour la plupart des patients, avec des défauts urétraux longs (>2 cm) et antérieurs nécessitant une certaine forme d’urétroplastiede substitution 2. De nombreux tissus ont été utilisés comme substituts urétraux, y compris les greffes de peau complètes ou d’épaisseur fendue des régions génitales ou extragénitales, la muqueuse de la paroi de la vessie ou la muqueuse buccale2 répandue. Les greffes de muqueuse buccale présentent plusieurs avantages, tels que le fait de provenir d’un environnement humide et glabre, d’être facile à récolter, d’être résistante aux infections, d’avoir un épithélium épais, une probabilité réduite de formation de pseudo-diverticule et une lame mince, permettant une imbibition et une inosculation précoces3. Contrairement aux lambeaux, les greffons n’ont pas d’apport sanguin, dépendant du lit vasculaire du receveur pour survivre4.
Les modèles animaux de greffons ou de lambeaux ont été largement utilisés pour développer ou affiner des techniques chirurgicales, étudier et comprendre la physiologie des tissus, les mécanismes sous-jacents et les causes de l’échec, et évaluer des stratégies de traitement innovantes 5,6. Bien que les animaux plus grands facilitent l’exécution technique, les rongeurs, à savoir les rats et les souris, sont plus faciles à manipuler et à entretenir, résistants aux maladies, plus rentables et, surtout, dotés d’outils permettant d’étudier les mécanismes moléculaires, cruciaux pour tester des thérapies innovantes 5,6. Plusieurs modèles de lambeaux et de greffes ont été décrits chez le rat en utilisant différents tissus, à savoir la peau, les os, les muscles6, les vaisseaux5 et même les organes solides7. Cependant, il y a peu d’études dans les modèles murins sur les greffons pour la reconstruction urétrale ou l’ingénierie tissulaire.
Néanmoins, les progrès de la science translationnelle dépendent de modèles animaux qui imitent la maladie. Jusqu’à présent, l’environnement physiopathologique local n’a pas été abordé, car la reconstruction urétrale est effectuée immédiatement après sa sténose. Dans le cadre de cette étude, cette étude vise à réaliser une reconstruction urétrale à l’aide d’une greffe de muqueuse buccale dans un environnement physiopathologique local. Dans ce but, la sténose urétrale a été induite 1 semaine avant sa reconstruction. Ce modèle expérimental, réalisé chez le rat, permet de tester des thérapies innovantes et d’étudier leurs mécanismes moléculaires et leurs avantages cliniques à l’avenir.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>Atipamezole</td>
			<td>OrionPharma</td>
			<td></td>
			<td>ANTISEDAN (atipamezole) is indicated for the reversal of the sedative and analgesic effects.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>RichterPharma</td>
			<td></td>
			<td>Buprenorphine is a derivative of the opioid alkaloid thebaine that is a more potent (25-40 times) and longer lasting analgesic than morphine.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carl Zeiss Opmi-1 FC Surgical Stereo Microscope</td>
			<td>Carl Zeiss Microscopy, Germany</td>
			<td></td>
			<td>OPMI 1 FC from ZEISS symbolizes quality, precision and reliability. The manual system is easy to use and delivers high fidelity images with the legendary ZEISS optics.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td></td>
			<td>Carprofen is a non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID) of the propionic acid class.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Catheter 22 G. x 1&#39;&#39;</td>
			<td>B Braun</td>
			<td>Introcan Safety</td>
			<td>IV Catheter of fluorinated ethylene propylene (FEP) with firmer construction for 
			arterial access.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enrofloxacin</td>
			<td>Bayer</td>
			<td></td>
			<td>Enrofloxacin is a fluoroquinolone antibiotic.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fentanyl</td>
			<td>Braun</td>
			<td>3644960</td>
			<td>Fentanyl is a powerful synthetic opioid analgesic.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flumazenil</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td></td>
			<td>Benzodiazepine antagonist is used for the complete or partial reversal of the sedative effects caused by benzodiazepines.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High temperature cautery</td>
			<td>Fiab</td>
			<td>F7244</td>
			<td>Disposable cautery, sterile, high temperature (1200 &#176;C), 28 mm fine tip.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instillagel gel</td>
			<td>Farco-pharma</td>
			<td></td>
			<td>Cellulose-based lubricant with local anaesthetic and disinfecting properties.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iopromide</td>
			<td>Bayer</td>
			<td></td>
			<td>Non-ionic injectable contrast medium, with iodine.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Doppler imaging system (perfusion imager moorLDI2-HIR and dedicated software)</td>
			<td>MoorLDI-V6.0, Moor Instruments Ltd, Axminster, UK</td>
			<td>5710</td>
			<td>The angiogenesis models uses Laser Doppler imaging to assess blood perfusion in the hind limbs, one of which is ligated surgically. Dedicated measurement and comparison software allows the definition of regions of interest for blood flow assessment on the ischaemic versus non-ischaemic limb to establish a &#34;reperfusion ratio&#34; which can be assessed as often as needed and over a number of days on the same subject.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lubrithal Eye Gel</td>
			<td>Dechra</td>
			<td></td>
			<td>Eye gel used in animals for prevention of dry eyes during anaesthesia. Lubricating and moisturising action on cornea and conjunctiva.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male Wistar Han IGS (Crl:WI(Han) rats</td>
			<td>Charles River Laboratories, Spain</td>
			<td></td>
			<td>Twelve to fourteen-week-old</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metedomidin</td>
			<td>Virbac</td>
			<td>037/01/07RFVPT</td>
			<td>Medetomidine is a synthetic drug used as surgical anesthetic.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Midazolam</td>
			<td>Labesfal</td>
			<td></td>
			<td>Benzodiazepine medication is used for anesthesia and procedural sedation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monoplan Angiography System</td>
			<td>Philips Medical Systems</td>
			<td>Azurion 7 M20</td>
			<td>A stationary diagnostic fluoroscopic x-ray system specifically designed to optimize the capability of users to visually and quantitatively evaluate the anatomy and function of blood vessels of the heart, brain and other organs, as well as the lymphatic system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mosquito forceps</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>102-4346</td>
			<td>Hartman-Mosquito Hemostatic Forcep Curved 3-1/2&#34; Stainless Steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle Holder</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>100-2570</td>
			<td>Needle holder Mayo-Hegar, stainless steel, 14 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophtalmic Needle Holder</td>
			<td>Asico</td>
			<td>AE-6143</td>
			<td>Needle holder barranquer most delicate without lock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital Sodium</td>
			<td>Ecuphar</td>
			<td></td>
			<td>Pentobarbital Sodium is the sodium salt of pentobarbital used for euthanasia.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pointed Forceps</td>
			<td>Aesculap</td>
			<td>BD335R</td>
			<td>Microforceps, 0.30 mm tip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polysorb 6.0</td>
			<td>Medtronic (Covidien)</td>
			<td>UL-101</td>
			<td>Coated Synthetic Absorbable Suture aimed to reduce the inflammatory reaction in tissues, followed by gradual encapsulation of the suture by fibrous connective tissue.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Providone-Iodine</td>
			<td>Mylan</td>
			<td></td>
			<td>Povidone-iodine 10% is an antiseptic drug, used as a disinfectant before and after surgery.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blade n&#186;11</td>
			<td>B Braun</td>
			<td>BB511</td>
			<td>Carbon steel, sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spring Scissor</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>600-4826</td>
			<td>Surgical scissors 31 castroviejo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Forceps</td>
			<td>Aesculap</td>
			<td>BD33R</td>
			<td>Microforceps, 0.20mm tip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scissor</td>
			<td>Aesculap</td>
			<td>MA873R</td>
			<td>Micro Iris Scissor, curved shrap tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SurgiPro 7.0</td>
			<td>Medtronic (Coviden)</td>
			<td>VP-702-X</td>
			<td>Non-Absorbable Monofilament Polypropylene Suture indicated for use in general soft tissue ligation.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

urethral stricture induction followed by buccal mucosa graft urethroplasty in a rat model

La reconstruction urétrale est un domaine d’expertise important pour les urologues. La muqueuse buccale est considérée comme la meilleure option lorsqu’une greffe urétrale est nécessaire, bien que dans certains cas, elle soit inappropriée ou doive être optimisée pour réparer une sténose donnée. Par conséquent, le développement de procédures innovantes et l’évaluation de leur succès putatif dans des modèles expérimentaux sont cruciaux pour répondre aux besoins cliniques. Dans ce but, cette étude décrit un protocole dans lequel la sténose urétrale a été induite par électrocautérisation chez des rats Wistar. La reconstruction urétrale a été réalisée 1 semaine plus tard avec une greffe de muqueuse buccale, prélevée sur la lèvre inférieure et placée en onlay ventral. Un urétrogramme rétrograde a montré une amélioration significative du diamètre de l’urètre après urétroplastie par rapport à la valeur respective après induction de la sténose. De plus, la mise en place du greffon a été évaluée par analyse de perfusion sanguine à l’aide d’un laser Doppler. Comme on pouvait s’y attendre, une zone bleu foncé correspondait à la greffe de muqueuse buccale non vascularisée. Cette procédure permet de simuler avec succès le processus physiopathologique normal de la lésion urétrale et de la modulation tissulaire, ainsi que la reconstruction urétrale à l’aide d’une greffe de muqueuse buccale de manière reproductible, et servir de base à de futures recherches basées sur l’ingénierie tissulaire ou les greffes urétrales.

Au total, 12 rats Wistar mâles, pesant de 400 à 500 g et âgés de 12 à 14 semaines, ont été utilisés pour l’induction de la sténose urétrale. Un urétrogramme rétrograde (RUG1) a été réalisé 1semaine plus tard8, confirmant le succès de la technique. Le diamètre de l’urètre a été mesuré en millimètres au niveau de l’induction de la sténose. Après cela, une urétroplastie avec greffe de muqueuse buccale a été réalisée dans la face ventrale de l’urètre de rat. Les ...

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Urethral Stricture Induction Followed by Buccal Mucosa Graft Urethroplasty in a Rat Model

Dans le présent protocole, une induction de la sténose urétrale a été développée chez le rat Wistar, suivie d’une reconstruction urétrale avec une greffe de muqueuse buccale. Une urétrographie rétrograde et une évaluation Doppler laser ont été réalisées, validant la reconstruction urétrale (après formation de la sténose) et la mise en place du greffon.

Induction de la sténose urétrale suivie d’une urétroplastie de greffe de muqueuse buccale dans un modèle de rat

Urethral reconstruction is an important area of expertise for urologists. The buccal mucosa is considered the best option when urethral grafting is ...

Dans ce protocole, la reconstruction urétrale à l’aide d’une greffe de muqueuse buccale est développée pour la première fois dans un environnement physiopathologique local, ce qui est crucial pour imiter la maladie. Cette technique nous permet de développer des thérapies innovantes et d’étudier leurs mécanismes moléculaires et leurs avantages cliniques de manière translationnelle. Pour commencer, appliquez un gel protecteur pour les yeux sur les deux yeux du rat anesthésié.Placez l’animal en position de décubitus dorsal sur un coussin chauffant et placez un microscope de dissection sur le rat pour l’intervention chirurgicale. Après avoir rétracté le prépuce du pénis, placez dorsalement une suture superficielle à sept zéros sur les glandes péniennes. Laissez un porte-aiguille en place pour maintenir le pénis rétracté.Placez un cathéter veineux de calibre 22 dans l’urètre pour le cathétérisme à l’aide d’un gel lubrifiant. Faites une incision ventrale d’un centimètre de long dans la peau du pénis avec une lame de scalpel chirurgical. Disséquez les couches de tissu pénien avec des pinces et des ciseaux à ressort jusqu’à ce que l’urètre soit exposé au niveau de la tige médiane.Appliquez du courant à l’aide d’un dispositif d’électrocautérisation sur un côté latéral de l’urètre et ventralement au milieu de la tige du pénis. Fermez l’incision avec une suture de course résorbable six-zéro. Retirez le cathéter urétral et la suture de traction pénienne.Placez le rat en position de décubitus ventral et administrez une injection sous-cutanée de la solution antisédative. Nettoyez la lèvre inférieure, la muqueuse buccale, le pénis et la peau abdominale d’un rat anesthésié avec de la povidone iodée. Placez trois sutures sept-zéro des deux côtés et au milieu de la lèvre inférieure.Placez un moustique dans chacun d’eux pour rétracter la lèvre et exposer la muqueuse interne. À l’aide de ciseaux à ressort et de pinces pointues, prélevez un greffon de quatre millimètres de la muqueuse buccale interne de la lèvre inférieure. Placez le greffon dans un petit récipient avec une solution saline stérile à 0,9 %.Comprimez la zone donneuse avec une éponge. Retirez les sutures de la lèvre inférieure précédemment placées et exposez le pénis. Placez un cathéter veineux de calibre 22 dans l’urètre pour la cautérisation à l’aide d’un gel lubrifiant.À l’aide de ciseaux à ressort, faites une incision sous-coronaire circonférentielle et dégantez le pénis jusqu’à la base. Disséquez les couches restantes pour exposer l’urètre. Faites une incision ventrale longitudinale de quatre millimètres à environ trois millimètres distale du sillon coronaire, en spatulant l’urètre au niveau de la sténose.Placez deux sutures à sept zéros de chaque côté de la spatule. Laissez un moustique dans chacun d’eux pour rétracter l’urètre. Placez deux sutures sept oh non résorbables à chaque extrémité de la spatulation.Placez la greffe de muqueuse buccale en mode d’incrustation ventrale avec le côté muqueuse face à la lumière urétrale. Passez l’une des sutures à travers le greffon et effectuez une demi-ellipse avec une suture courante. Retirez le cathéter urétral et repositionnez la peau du pénis.Fermez l’incision sous-coronaire circonférentielle avec une suture interrompue résorbable à six zéros. Retirez la suture de traction pénienne, puis administrez la solution antisédative comme démontré précédemment. Le rat soumis à l’induction de la sténose a montré un diamètre d’uretère de 0,92 millimètre, qui s’est amélioré à 1,59 millimètre deux semaines après l’urétroplastie du greffon.Le débit sanguin moyen a été significativement réduit après l’urétroplastie par rapport aux animaux pré-urétroplastie. Trop de courant peut entraîner un risque de fermeture urétrale. Le greffon doit être placé avec la muqueuse face à la lumière urétrale avec une suture coulante étanche pour éviter les fistules.Tout type d’urétroplastie avec greffes peut être effectué, différents types de greffes peuvent être évalués. Ce modèle expérimental nous permet d’optimiser l’utilisation des greffons et d’explorer de nouvelles stratégies thérapeutiques, telles que les matériaux issus de l’ingénierie tissulaire, avec un impact sur la recherche translationnelle pour répondre aux besoins cliniques.

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