Name: urethral stricture induction followed by buccal mucosa graft urethroplasty in a rat model
Uploaded: 2023-04-28T13:00:00
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Ringraziamo João Leitão, capo del dipartimento di Radiologia del Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, e Catia Fernandes, tecnico del dipartimento di Radiologia del Centro Hospitalar Universitário Lisboa Norte, per la loro collaborazione nella realizzazione degli uretrogrammi.

Tutte le procedure sugli animali sono state eseguite in conformità alla direttiva 2010/63/UE. Le procedure sono state approvate dall'Ente istituzionale per il benessere degli animali, autorizzato dalla DGAV, l'autorità portoghese competente per la protezione degli animali (numero di licenza 0421/000/000/2021). Per il presente studio sono stati utilizzati ratti maschi Wistar Han IGS (Crl:WI(Han) (400-500 g) a 12-14 settimane di età. Gli animali sono stati ottenuti da una fonte commerciale (vedi Tabella dei mate...

<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'uretroplastica con innesti di mucosa vestibolare è una pietra miliare nella ricostruzione uretrale. Tuttavia, dovrebbero essere sviluppate procedure innovative per ottimizzare quelle già descritte e stabilirne di nuove, come i materiali di ingegneria tissutale e gli innesti biologici, per ridurre le complicanze e la morbilità. Sono state pubblicate diverse procedure per stabilire modelli preclinici e definire le tecniche chirurgiche. Souza et al.1 hanno condotto uno studio su 12 conigli neoze...

La ricostruzione uretrale è una delle principali sfide per i chirurghi urologici nella gestione delle lesioni uretrali nel contesto di stenosi, traumi o difetti congeniti1. Con intento curativo, l'uretroplastica è il trattamento di scelta per la maggior parte dei pazienti, con difetti uretrali lunghi (>2 cm) e anteriori che richiedono una qualche forma di uretroplastica sostitutiva2. Molti tessuti sono stati utilizzati come sostituti uretrali, tra cui innesti cutanei a pieno spessore o a spessore diviso di aree genitali o extragenitali, mucosa della parete vescicale o della mucosa vestibolare diffusa2. Gli innesti di mucosa buccale presentano diversi vantaggi, come la provenire da un ambiente umido e glabro, la facilità di raccolta, la resistenza alle infezioni, un epitelio spesso, una ridotta probabilità di formazione di pseudo-diverticolo e una lamina sottile, che consente l'imbibizione e l'inosculazione precoce3. A differenza dei lembi, gli innesti non hanno afflusso di sangue, a seconda del letto vascolare del ricevente per sopravvivere4.
I modelli animali di innesti o lembi sono stati ampiamente utilizzati per sviluppare o perfezionare tecniche chirurgiche, studiare e comprendere la fisiologia dei tessuti, i meccanismi sottostanti e le cause di fallimento e valutare strategie di trattamento innovative 5,6. Sebbene gli animali più grandi facilitino l'esecuzione tecnica, i roditori, in particolare ratti e topi, sono più facili da maneggiare e mantenere, resistenti alle malattie, più convenienti e, soprattutto, con gli strumenti per studiare i meccanismi molecolari, cruciali per testare terapie innovative 5,6. Diversi modelli di lembi e innesti sono stati descritti nei ratti utilizzando diversi tessuti, vale a dire pelle, ossa, muscoli6, vasi 5 e persino organi solidi7. Tuttavia, c'è scarsa ricerca nei modelli murini sugli innesti per la ricostruzione uretrale o l'ingegneria tissutale.
Ciononostante, i progressi della scienza traslazionale dipendono da modelli animali che imitano la malattia. Finora, l'ambiente fisiopatologico locale non è stato affrontato, poiché la ricostruzione uretrale viene eseguita immediatamente dopo la sua stenosi. In questo studio, questo studio si propone di eseguire una ricostruzione uretrale utilizzando un innesto di mucosa vestibolare in un ambiente fisiopatologico locale. Con questo obiettivo, la stenosi uretrale è stata indotta 1 settimana prima della sua ricostruzione. Questo modello sperimentale, eseguito sui ratti, permette di testare terapie innovative e di studiarne in futuro i meccanismi molecolari e i vantaggi clinici.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<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 ricostruzione uretrale è un'importante area di competenza per gli urologi. La mucosa vestibolare è considerata l'opzione migliore quando è necessario l'innesto uretrale, anche se in alcuni casi è inappropriata o deve essere ottimizzata per riparare una determinata stenosi. Pertanto, lo sviluppo di procedure innovative e la valutazione del loro presunto successo in modelli sperimentali è fondamentale per soddisfare le esigenze cliniche. Con questo obiettivo, questo studio descrive un protocollo in cui la stenosi uretrale è stata indotta dall'elettrocauterizzazione nei ratti Wistar. La ricostruzione uretrale è stata eseguita 1 settimana dopo con un innesto di mucosa vestibolare, prelevato dal labbro inferiore e posizionato in modo onlay ventrale. Un uretrogramma ha mostrato un miglioramento significativo del diametro uretrale dopo l'uretroplastica rispetto al rispettivo valore dopo l'induzione della stenosi. Inoltre, il posizionamento dell'innesto è stato valutato mediante analisi di perfusione sanguigna utilizzando laser Doppler. Come previsto, un'area blu scuro corrispondeva all'innesto di mucosa buccale non vascolarizzata. Questa procedura può simulare con successo il normale processo fisiopatologico di lesione uretrale e modulazione tissutale, nonché la ricostruzione uretrale utilizzando un innesto di mucosa vestibolare in modo riproducibile e fungere da base per la ricerca futura basata sull'ingegneria tissutale o sugli innesti uretrali.

Un totale di 12 ratti Wistar maschi, del peso di 400-500 g e di 12-14 settimane, sono stati utilizzati per l'induzione della stenosi uretrale. Un uretrogramma retrogrado (RUG1) è stato eseguito 1 settimana dopo8, confermando il successo della tecnica. Il diametro uretrale è stato misurato in millimetri a livello dell'induzione della stenosi. Successivamente, è stata eseguita un'uretroplastica con innesto di mucosa vestibolare nella faccia ventrale dell'uretra di ratto. Gli stessi ratti sono sta...

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

Nel presente protocollo, è stata sviluppata un'induzione della stenosi uretrale nei ratti Wistar, seguita da una ricostruzione uretrale con un innesto di mucosa vestibolare. Sono stati eseguiti un uretrogramma retrogrado e una valutazione laser Doppler, convalidando la ricostruzione uretrale (dopo la formazione della stenosi) e il posizionamento dell'innesto.

Induzione della stenosi uretrale seguita da uretroplastica dell'innesto della mucosa buccale in un modello di ratto

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

In questo protocollo, la ricostruzione uretrale utilizzando un innesto di mucosa vestibolare viene sviluppata per la prima volta in un ambiente fisiopatologico locale, che è fondamentale per simulare la malattia. Questa tecnica ci permette di sviluppare terapie innovative e di studiarne i meccanismi molecolari e i vantaggi clinici in modo traslazionale. Per iniziare, applicare un gel protettivo per gli occhi su entrambi gli occhi del ratto anestetizzato.Posizionare l'animale in posizione di decubito dorsale su un termoforo e posizionare un microscopio da dissezione sul ratto per la procedura chirurgica. Dopo aver ritirato il prepuzio del pene, posizionare dorsalmente una sutura superficiale a sette zeri sulle ghiandole del pene. Lasciare un supporto per aghi in posizione per mantenere il pene retratto.Posizionare un catetere venoso calibro 22 nell'uretra per il cateterismo utilizzando gel lubrificante. Fai un'incisione ventrale lunga un centimetro nella pelle del pene con una lama di bisturi chirurgica. Sezionare gli strati di tessuto del pene con una pinza e una forbice a molla fino a quando l'uretra non è esposta a livello dell'asta centrale.Applicare corrente con un dispositivo di elettrocauterizzazione su un lato laterale dell'uretra e ventralmente sull'asta centrale del pene. Chiudere l'incisione con una sutura a sei zeri riassorbibile. Rimuovere il catetere uretrale e la sutura di trazione peniena.Posizionare il ratto in posizione di decubito ventrale e somministrare un'iniezione sottocutanea della soluzione antisedativa. Pulisci il labbro inferiore, la mucosa buccale, il pene e la pelle addominale di un ratto anestetizzato con iodio povidone. Posiziona tre punti di sutura a sette zeri su entrambi i lati e al centro del labbro inferiore.Metti una zanzara in ciascuno per ritrarre il labbro ed esporre la mucosa interna. Usando forbici a molla e pinze appuntite, prelevare un innesto di quattro millimetri dalla mucosa buccale interna del labbro inferiore. Posizionare l'innesto in un piccolo recipiente con soluzione fisiologica sterile allo 0,9%.Comprimere l'area donatrice con una spugna. Rimuovere le suture di soggiorno precedentemente posizionate del labbro inferiore ed esporre il pene. Posizionare un catetere venoso calibro 22 nell'uretra per la cauterizzazione utilizzando un gel lubrificante.Usando le forbici a molla, fai un'incisione subcoronale circonferenziale e deglove il pene alla base. Sezionare gli strati rimanenti per esporre l'uretra. Praticare un'incisione ventrale longitudinale di quattro millimetri a circa tre millimetri distale dal solco coronale, spatolando l'uretra a livello della stenosi.Posizionare due punti di sutura a sette zeri su ciascun lato della spatola. Lascia una zanzara in ciascuno per ritrarre l'uretra. Posizionare due suture seven-oh non assorbibili a ciascuna estremità della spatolazione.Posizionare l'innesto di mucosa vestibolare in modo onlay ventrale con il lato della mucosa rivolto verso il lume uretrale. Passare una delle suture attraverso l'innesto ed eseguire una mezza ellisse con una sutura corrente. Rimuovere il catetere uretrale e riposizionare la pelle del pene.Chiudere l'incisione sottocoronale circonferenziale con una sutura interrotta riassorbibile a sei zeri. Rimuovere la sutura di trazione del pene, quindi somministrare la soluzione antisedativa come dimostrato in precedenza. Il ratto sottoposto a induzione stenosi ha mostrato un diametro dell'uretere di 0,92 millimetri, che è migliorato a 1,59 millimetri due settimane dopo l'uretroplastica dell'innesto.Il flusso sanguigno medio è stato significativamente ridotto dopo l'uretroplastica rispetto agli animali pre-uretroplastica. Troppa corrente può comportare il rischio di chiusura uretrale. L'innesto deve essere posizionato con la mucosa rivolta verso il lume uretrale con una sutura a tenuta stagna per evitare fistole.Si può eseguire qualsiasi tipo di uretroplastica con innesti, si possono valutare diversi tipi di innesti. Questo modello sperimentale ci permette di ottimizzare l'uso degli innesti e di esplorare nuove strategie terapeutiche, come i materiali di ingegneria tissutale con un impatto sulla ricerca traslazionale per soddisfare le esigenze cliniche.

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