Name: detrusor underactivity model in rats by conus medullaris transection
Uploaded: 2020-08-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 3 min 26 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detrusor Underactivity Model in Rats by Conus Medullaris Transection at JoVE.com

모든 랫트는 수도 의과 대학 베이징 우호 병원의 동물 실험위원회에서 승인 한 프로토콜에 따라 사용되었습니다.
1. 수술 준비, 마취 및 수술 기술
참고 : 체중이 200-220g 인 총 40 마리의 암컷 Wistar 쥐가 본 연구를 위해 상업적으로 획득되었습니다. 40마리 중 10마리를 무작위로 대조군으로 선정하고 나머지는 시험군으로 처리하였다. 모든 동물은 수도 의과 대학 베이징 우정 병원의 동물 시설에서 멸균 된 환경에 보관되었습니다.
<ol><li>펜토바르비탈 나트륨을 복강 내 투여하여 전신 마취를 수행합니다(40mg/kg). 또는 3%-4% 이소플루란을 사용하여 마취를 유도하고 1%-3%(흡입)로 유지합니다. 건조를 방지하기 위해 눈에 안과 용 연고를 바르십시오. 그런 다음 쥐를 수술 플랫폼에 놓고 열 지원을 제공하십시오. 참고: 시술 시작시 부 프레 노르 핀, 0.05 mg / kg, SC, 0.1-0.2 mL와 같은 진통제를 투여하십시오.</li>
	<li>발가락 꼬집음에 대한 반응이 부족하여 마취 깊이를 확인하십시오. 면도기로 뒤쪽 전체에서 모피를 면도하십시오.</li>
	<li>클로르헥시딘 또는 포비돈 요오드와 같은 2단계 스크럽과 이소프로필 알코올을 최소 3회 주기로 수술 부위를 소독합니다. 수술 용 테이프로 팔다리를 고정하고 수술 용 가위로 뒤쪽을 약 3cm 정도 절개하십시오.</li>
	<li>수술 용 가위를 사용하여 피하 조직을 통해 절개를 깊게하고 척추에 부착 된 근육을 잘라냅니다.</li>
	<li>13번째 갈비뼈를 육안으로 식별하고 노출합니다(해당 갈비 뼈에 연결된 추간 공간은 간격 T13\u2012L1). 봉합사를 사용하여 13번째 갈비뼈를 표시하십시오.</li>
	<li>식별 후 척추에 부착 된 근육을 조심스럽게 절제하고 척추를 노출시킵니다. 척추의 정확한 식별을 위해 극상 인대와 척추 간 인대를 절제합니다. 수술용 가위와 집게로 L4\u2012L5의 레벨을 노출시킵니다. 참고: 극상 인대는 얇은 피하 조직의 존재 때문에 쉽게 식별할 수 있습니다. 극상 인대 절제술 후, 극 과정 사이의 인대는 척간 인대입니다.</li>
	<li>L4-u2012L5 척추 가시돌기와 횡돌기 부분을 켈리 겸자를 사용하여 척수를 노출시키는 부분을 조심스럽게 해부합니다(그림 1).</li>
	<li>L4\u2012L5 수준에서 원추 수질을 완전히 노출시키고 홍채 절제술 가위로 원추 수질을 완전히 횡단합니다. 척수의 회복을 막기 위해 조직 패킹을 삽입하십시오.</li>
	<li>4-0 비 흡수성 봉합사를 사용하여 외부 피부층의 위에 놓인 근육과 피부를 닫습니다.</li>
	<li>대조군의 경우 1.1-7단계를 수행하고 원추 수질을 그대로 둡니다. 1.9단계에 따라 절개 부위를 닫습니다.</li>
</ol>2. 동물 회복
<ol><li>수술 후 첫 1 시간 동안 온도가 조절되는 인큐베이터 (37 ° C)에 쥐를 보관하고 흉골이 생기거나 활발하게 움직일 때까지 모니터링하십시오. 알림: 전체 복구에는 약 30 분이 걸립니다.</li>
	<li>충분한 음식과 물로 동물을 깨끗한 케이지로 옮깁니다. 쥐를 별도의 새장에 보관하십시오. 참고: 절편의 성공은 시험군의 쥐가 앞다리의 도움으로 만 움직이는 반면 대조군의 쥐는 정상적으로 걸을 수있을 때 나타납니다.</li>
</ol>3. 사후 운영 관리
<ol><li>항생제 인 페니실린 G (동물 당 50,000 U / mL)를 복강 주사하십시오. 수술 후 48시간 동안 6-12시간마다 부프레노르핀, 0.05mg/kg, SC, 0.1-0.2mL와 같은 진통제를 투여하십시오.</li>
	<li>배뇨를 돕기 위해 하복부의 방광을 압박하십시오. 6 주 동안 같은 시간에 매일 두 번 (오전 8시와 오후 8시) 수행하십시오. 참고: 배뇨근의 정상적인 수축 손실은 DU의 상징입니다.</li>
	<li>모든 쥐를 대사 케이지에 수용하고, 각각은 배뇨 및 요실금을 모니터링하기 위해 이전에 무게를 측정한 흡수성 종이 위에 놓인 소변 수집 깔때기를 포함합니다.</li>
	<li>공극량(VV)과 잔뇨량을 별도로 나타내는 흡수지의 무게 변화를 수집하고 기록하십시오.</li>
</ol>4. 요역동학 검사
<ol><li>수술 후 6 주에 다음과 같이 요 동력학 측정 장비를 사용하여 방광 조영술을 수행하십시오.<ol><li>복강에 10 % 클로랄 수화물 (3 mL / kg)을 주입하여 쥐를 마취하십시오.</li>
		<li>방광을 압축하여 배뇨시킨 다음 테이프를 사용하여 쥐를 수술 플랫폼에 고정시킵니다.</li>
		<li>경막 외 카테터 (3F)를 방광에 삽입하고 요 역학 측정 장비, 경막 외 카테터 및 주입 펌프를 3 개의 사지 튜브로 연결합니다.</li>
		<li>요역동학 측정을 위해 생리식염수를 0.2mL/min의 속도로 펌핑합니다( 재료 표 참조). MCC 및 DOP 및 방광의 순응도를 기록합니다 (방광 부피δ 배뇨근의 압력으로 나누어 계산δ).</li>
	</ol></li>
</ol>5. 통계 분석
<ol><li>상용 소프트웨어를 사용하여 통계 분석을 수행합니다.</li>
	<li>콜모고로프-스미르노프 검정을 사용하여 데이터의 정규성을 검정합니다.</li>
	<li>정규 분포 변수를 표준 편차가 있는 평균값으로 표현합니다. 양측 쌍을 이루는 스튜던트 t-검정을 사용하여 두 그룹의 방광경 모수를 비교합니다. 참고: p < 0.05는 차이가 통계적으로 유의하다는 것을 나타냅니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>van Koeveeringe, G. A., 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=Detrusor+underactivity:+Pathophysiological+considerations,+models+and+proposals+for+future+research.">Detrusor underactivity: Pathophysiological considerations, models and proposals for future research.</a> Neurourology and Urodynamics. 33 (5), 591-596 (2014).</li><li>Osman, N. I., Esperto, F., Chapple, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detrusor+Underactivity+and+the+Underactive+Bladder:+A+Systematic+Review+of+Preclinical+and+Clinical+Studies.">Detrusor Underactivity and the Underactive Bladder: A Systematic Review of Preclinical and Clinical Studies.</a> European Urology. 74 (5), 633-643 (2018).</li><li>Osman, N. I., Chapple, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contemporary+concepts+in+the+aetiopathogenesis+of+detrusor+underactivity.">Contemporary concepts in the aetiopathogenesis of detrusor underactivity.</a> Nature Reviews. Urology. 11 (11), 639-648 (2014).</li><li>Panicker, J. N., Nagaraja, D., Kovoor, J. M. E., Nair, K. P. S., Subbakrishna, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lower+urinary+tract+dysfunction+in+acute+disseminated+encephalomyelitis.">Lower urinary tract dysfunction in acute disseminated encephalomyelitis.</a> Multiple Sclerosis. 15 (9), 1118-1122 (2009).</li><li>Lee, W. C., Wu, H. P., Tai, T. Y., Yu, H. J., Chiang, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+urodynamic+characteristics+and+bladder+sensory+function+in+the+early+stages+of+diabetic+bladder+dysfunction+in+women+with+type+2+diabetes.">Investigation of urodynamic characteristics and bladder sensory function in the early stages of diabetic bladder dysfunction in women with type 2 diabetes.</a> The Journal of Urology. 181 (1), 198-203 (2009).</li><li>Araki, I., Kitachara, M., Oida, T., Kuno, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voiding+dysfunction+and+Parkinson’s+disease:+urodynamic+abnormalities+and+urinary+symptoms.">Voiding dysfunction and Parkinson’s disease: urodynamic abnormalities and urinary symptoms.</a> The Journal of Urology. 164 (5), 1640-1643 (2000).</li><li>Meng, N. 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=Incomplete+bladder+emptying+in+patients+with+stroke:+is+detrusor+external+sphincter+dyssynergia+a+potential+cause.">Incomplete bladder emptying in patients with stroke: is detrusor external sphincter dyssynergia a potential cause.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 91 (7), 1105-1109 (2010).</li><li>FitzGerald, M. P., Brubaker, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+etiology+of+urinary+retention+after+surgery+for+genuine+stress+incontinence.">The etiology of urinary retention after surgery for genuine stress incontinence.</a> Neurourology and Urodynamics. 20 (1), 13-21 (2001).</li><li>Rahman, M., Siddik, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroanatomy,+Pontine+Micturition+Center.">Neuroanatomy, Pontine Micturition Center.</a> StatPearls. , (2020).</li><li>Wrobel, A., Lancut, M., Rechberger, T. A. <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+model+of+detrusor+overactivity+in+conscious+rats+induced+by+retinyl+acetate+instillation.">A new model of detrusor overactivity in conscious rats induced by retinyl acetate instillation.</a> Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 74 (7), 16 (2015).</li><li>Rosenzweig, E. S., McDonald, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rodent+models+for+treatment+of+spinal+cord+injury:+research+trends+and+progress+toward+useful+repair.">Rodent models for treatment of spinal cord injury: research trends and progress toward useful repair.</a> Current Opinion in Neurology. 17 (2), 121-131 (2004).</li><li>Yoo, K. H., Lee, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+animal+models+of+neurogenic+bladder+dysfunction.">Experimental animal models of neurogenic bladder dysfunction.</a> International Neurourology Journal. 14 (1), 1-6 (2010).</li><li>Kanai, A., 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=Sophisticated+models+and+methods+for+studying+neurogenic+bladder+dysfunction.">Sophisticated models and methods for studying neurogenic bladder dysfunction.</a> Neurourology and Urodynamics. 30 (5), 658-667 (2011).</li><li>Nomiya, 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=Progressive+vascular+damage+may+lead+to+bladder+underactivity+in+rats.">Progressive vascular damage may lead to bladder underactivity in rats.</a> The Journal of Urology. 191 (5), 1462-1469 (2014).</li><li>Seki, T., Hida, K., Tada, M., Koyanagi, I., Iwasaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graded+contusion+model+of+the+mouse+spinal+cord+using+a+pneumatic+impact+device.">Graded contusion model of the mouse spinal cord using a pneumatic impact device.</a> Neurosurgery. 50 (5), 1075-1081 (2002).</li><li>Yeo, S. J., 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+rat+model+of+graded+contusive+spinal+cord+injury+using+a+pneumatic+impact+device.">Development of a rat model of graded contusive spinal cord injury using a pneumatic impact device.</a> Journal of Korean Medical Science. 19 (4), 574-580 (2004).</li><li>Bergman, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+cord+transplants+permit+the+growth+of+serotonergic+axons+across+the+site+of+neonatal+spinal+cord+transection.">Spinal cord transplants permit the growth of serotonergic axons across the site of neonatal spinal cord transection.</a> Brain Research. 431 (2), 265-279 (1987).</li><li>Chancellor, M. 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=Underactive+bladder;+Review+of+progress+and+impact+from+the+International+CURE-UAB+Initiative.">Underactive bladder; Review of progress and impact from the International CURE-UAB Initiative.</a> International Neurourology Journal. 24 (1), 3-11 (2020).</li><li>Pfisterer, M. H. D., Griffiths, D. J., Schaefer, W., Resnick, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+age+on+lower+urinary+tract+function:+a+study+in+women.">The effect of age on lower urinary tract function: a study in women.</a> Journal of the American Geriatrics Society. 54 (3), 405-412 (2006).</li><li>Duchen, L. W., Anjorin, A., Watkins, P. J., Mackay, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathology+of+autonomic+neuropathy+in+diabetes+mellitus.">Pathology of autonomic neuropathy in diabetes mellitus.</a> Annals of Internal Medicine. 92 (2), 301-303 (1980).</li><li>Schneider, T., Hein, P., Bai, J., Michel, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+role+for+muscarinic+receptors+or+rho-kinase+in+hypertension+associated+rat+bladder+dysfunction.">A role for muscarinic receptors or rho-kinase in hypertension associated rat bladder dysfunction.</a> The Journal of Urologoy. 173 (6), 2178-2181 (2005).</li><li>Drake, M. J., Harvey, I. J., Gillespie, J. I., Van Duyl, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localized+contractions+in+the+normal+human+bladder+and+in+urinary+urgency.">Localized contractions in the normal human bladder and in urinary urgency.</a> BJU International. 95 (7), 1002-1005 (2005).</li><li>Suskind, A. M., Smith, P. P. <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+look+at+detrusor+underactivity:+impaired+contractility+versus+afferent+dysfunction.">A new look at detrusor underactivity: impaired contractility versus afferent dysfunction.</a> Current Urology Reports. 10 (5), 347-351 (2009).</li><li>Osman, N. I., 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=Detrusor+underactivity+and+the+underactive+bladder:+A+new+clinical+entity?+A+review+of+current+terminology,+definitions,+epidemiology,+aetiology,+and+diagnosis.">Detrusor underactivity and the underactive bladder: A new clinical entity? A review of current terminology, definitions, epidemiology, aetiology, and diagnosis.</a> European Urology. 65 (2), 389-398 (2014).</li></ol>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

DU는 남성과 여성 모두에서 하부 요로 증상의 일반적인 원인입니다. 영향을 받은 사람들의 삶의 질(Qol)을 크게 감소시킬 수 있는 치료 옵션이 거의 없는 복잡한 증상 집합체입니다18. DU는 다 인성이라고 믿어 지지만 병인에 대한 이해는 초보적입니다. 연구에 따르면 DU의 발병 기전은 근인성 및 신경성 요인과 관련이 있을 수 있습니다.
근원성 가설에서 DU를 가진 개인은 건강한 노화를 가진 사람들보다 배뇨근 수축력이 더 크게 감소할 수 있다는 것이 관찰되었습니다. 배뇨근 수축력은 나이가 들면서 감소하고 아마도 대사 또는 신경성 질환과 같은 다른 요인의 영향을 받는 것으로 밝혀졌습니다. 요역동학 평가의 데이터는 DU와 공극 후 잔류물이19세 노화와 관련이 있음을 보여주었습니다. 한 연구에 따르면 남성의 22.1%와 여성의 10.8%(모두 60세 >)가 방광 비우기에 어려움을 보고했습니다3. 또한, 이것의 주요 원인은 배뇨근 수축성 감소였습니다. 당뇨병 성 방광에 대한 연구는 DU20에서 발견 된 것과 유사한 변화를 보여주었습니다. 근육 대 콜라겐 비율의 감소는 근육 세포 사이의 공간을 넓히는 배뇨근 수축력을 감소시킬 수 있습니다. 순환 노르 에피네프린의 연령 관련 증가는 또한 대부분의 신경 인성 방광에서 발견되었습니다21,22. 따라서, 당뇨병 동물모델에 확립하여 DU를 유도하려는 시도가 있어 왔다. 그러나 이들은 혈당 수치와 당뇨병의 다른 합병증에 대한 정확한 통제가 부족했기 때문에 실패했습니다. 그러나, 신경 인성 가설에서, DU는 세 그룹으로 분류되었다 : 배설 반사의 원심성 신호의 장애, 반사를 시작하는 구 심성 신호의 장애물, 및 결함이있는 통합 제어23. 그래서 많은 연구자들은 신경인성 시스템 성분의 정확한 손상에 의해 동물 모델을 확립하는 데 관심을 기울였습니다. 신경인성 시스템의 복잡한 기능 때문에 DU를 유도하는 위치를 정확히 찾아내기가 어렵습니다. 불행히도, DU를 유도하기 위해 신경인성 시스템 손상을 사용하려는 수많은 시도가 실패했습니다.
우리의 프로토콜은 원추 수질의 절개에 의한 DU 동물 모델을 확립 한 최초의 보고서입니다. 본 연구에서는 척수를 L4\u2012L5 수준으로 형질전환하여 하천골 신경의 손상을 유도했습니다.
수술의 가장 중요한 단계는 쥐의 원추 수질이 길고 가늘고 L1의 위쪽에서 L4의 아래쪽까지 다양하기 때문에 L4\u2012L5 수준에서 척수를 식별하는 것입니다. 척수가 L4 위로 전이되면 더 높은 천골 신경에 손상을 줄 수 있습니다. 반대로, L5 이하에서 절개가 발생하면 배합 중심이 근절되지 않을 수 있습니다. 따라서 L4\u2012L5 수준에서 절개 수술을 수행하면 배뇨 센터의 구심성 경로와 원심성 경로가 모두 파괴되어 이 방법이 독특합니다.
시험군에서는 수술 직후 소변 보유가 나타났고, 잔뇨량의 변이 프로파일은 척수 손상의 쇼크 단계 중 또는 이후의 배뇨 기능의 변화와 일치했습니다. 동시에, 고전적인 반사성 요실금 여진 단계는 관찰되지 않았으며, 이는 방광에 대한 원심성 신경이 손상되었음을 나타냅니다.
또한 수술 후 첫 주에 잔뇨가 증가하고 첫 주 후에 상당한 감소를 발견했습니다. 잔뇨의 변화는 출구/괄약근/골반저 기능의 조정 장애로 인해 발생할 수 있습니다. 따라서 수술 후 첫 주에 갑작스런 혼란으로 인해 잔뇨가 증가하고 출구 / 괄약근 / 골반저 기능의 손상이 어느 정도 재건되면 잔뇨가 안정된 수준으로 감소합니다.
ICS가 생각하는 DU의 의미에 따라 (1) 배뇨근 수축력이 너무 약하고 (2) 배뇨근 수축 기간이 너무 짧으면 방광 비우기 부족(배뇨 효과 감소), 감각 감소 및 하부 요로 증상과 관련이 있습니다. 두 그룹의 요역동학 데이터를 비교한 결과, 최대 방광 측정 용량과 테스트 그룹의 방광 순응도는 수술 후 6주까지 극적으로 증가한 반면 배뇨근 개방 압력은 감소하는 것으로 나타났습니다. 이러한 데이터의 도움으로 배뇨근의 수축성이 6주 후에 감소하여 방광이 수축하여 배뇨를 유도할 수 없다는 것이 분명합니다.
방광 압력-부피 프로파일에서 볼 수 있듯이 최대 방광 측정 용량이 증가함에 따라 배뇨근의 압력도 과장되었지만 배뇨는 나타나지 않았습니다. 배뇨가 없다는 것은 수술이 방광 구 심성 신경 배뇨를 유발하여 심뇨를 유도하는 구 심성 신호를 차단했음을 나타냅니다. 또한, 이들 프로파일은 DU의 병태생리학적 변화와 일치한다.
이 연구에는 한계도 있습니다. 예를 들어, 수술 후 감염을 예방하기 위해 집중적 인 치료를 받아야합니다. 우리의 경험에 비추어 볼 때, 원추 수질 절개는 뒷다리의 동기 부여 장애로 이어질 수 있습니다. 또한, 잔류된 소변의 누출(요실금으로 인한)은 소변으로 적신 축축한 케이지 침대와 동물 하체 사이의 지속적인 접촉을 초래하여 빠르게 발견하기 어려울 수 있습니다. 이것은 치명적일 수 있는 심각한 피부 또는 요로 감염으로 이어질 수 있습니다. 이 프로토콜은 제한된 미세 수술 경험을 가진 외과의가 기술을 습득하기 위해 광범위한 외과 훈련, 특히 원추 수질의 정확한 식별을 요구합니다.
DU로 인해 방광 배출 장애(예: 소변 유속 감소, 공극 후 잔류[PVR] 증가)의 임상적 하이라이트가 나타날 수 있지만 방광 유출 폐쇄(BOO)(예: 양성 전립선 비대증, 요도 협착)로 인해 유사하게 발생할 수 있습니다. 따라서 침습적 압력 흐름 연구24 없이 DU와 BOO를 인식하기 위한 정기적인 테스트가 필요합니다. 그러나 우리 모델에서는 배뇨근 수축 능력 장애로 인한 요역동학 검사에서 배뇨가 관찰되지 않습니다. BOO 요인을 동시에 분석하는 것은 어려운 일이며, 이는 모델의 한계이기도 합니다.
결론적으로, 원추 수질을 횡단하여 DU의 동물 모델을 설정하는 것은 DU에 대한 추가 이해를 위한 바람직한 동물 모델을 제공합니다. 적절한 훈련과 연습을 통해이 수술은 95 % 이상의 성공률로 수행 될 수 있습니다.

배뇨근 기능 저하 (DU)는 연구 된 전형적인 하부 요로 기능 장애입니다. DU는 국제 요실금 학회(ICS)1에 의해 정의되었지만 이 질병을 지칭하기 위해 "배뇨근 부전", "수축성 방광", "배뇨근 areflexia"2와 같은 다양한 용어가 사용됩니다. 2002 년 국제 요실금 학회 (ICS)에서 정의한 DU는 강도와 지속 시간이 감소하여 방광 비우기 시간이 장기간 증가하여 정상적인 기간 내에 방광 비우기를 완료하지 못하는 수축입니다.
DU는 하부 요로 증상이 있는 남성 (>70세)의 48%와 여성(70세)의 12%에 영향을 미칠 수 있습니다. 그것은 다 인성 인 것처럼 보이며 효과적인 치료법이 없습니다. DU는 다발성 경화증4, 당뇨병5, 파킨슨 병6 또는 뇌졸증7과 같은 신경성 방광 기능 장애 환자에서 어디에나 있는 것으로 보고되었습니다. DU는 또한 복강경 자궁 적출술, 전립선 절제술 또는 작은 골반의 다른 외과 적 개입과 같은 의원 성 신경 손상에 의해 유발 될 수 있습니다8. DU의 병태생리학적 변화와 이용 가능한 치료법은 연구를 위한 적절한 동물 모델이 없기 때문에 여전히 혼란스럽습니다.
배설 반사는 폰틴 배혈 센터, 천골 부교감 신경 핵 및 더 많은 고위 피질 센터9를 결합하는 척수-구근 척추 경로에 의해 제어됩니다. 배변 반사의 활성화 및 유지는 주로 방광에서 더 높은 피질 센터로의 감각 신호의 규칙적인 수송에 달려 있습니다. 감각 기능 장애가 DU에 기여한다고 가정 할 수 있습니다.
하부 요로 기능 장애와 관련된 대부분의 실험 동물 연구는 과민성 방광(OAB) 모델10에 초점을 맞추었습니다. 이러한 모델은 OAB 병태생리학 및 예후에 대한 합리적인 이해를 제공합니다. 그러나 척수상 손상(국소 병변, 쇠퇴 및 중뇌 동맥 폐색), 척수 절개 또는 타박상 손상, 전신(예: 사이클로포스파미드) 또는 자극제 또는 염증제(예: 산, 아크롤레인 및 지질 다당류)의 방광내 투여와 같은 몇 가지 DU 모델만 보고되었습니다.11,12,13,14 . 이러한 방법 중에서, 척수 절개 또는 타박상 손상 방법만이 DU13의 동물 모델을 확립하는데 사용될 수 있다. 폰틴 배뇨 센터와 상급 피질 센터의 부상과 관련된 시도는 심각한 외상으로 인해 포기되었습니다. 따라서 최소한의 부작용으로 DU를 유도하기 위해 배합 반사 센터에서 정확한 위치를 찾는 데 더 많은 관심을 기울이고 있습니다.
앞서 언급했듯이 DU를 유도하는 메커니즘 중 하나는 척수를 손상시켜 배합 반사의 신호 경로를 손상시키는 것입니다. Allen의 체중 감소 방법은 손상된 척수15를 가진 실험실 동물을 확립하기 위해 개발되었습니다. 그러나이 방법에 대한 추가 실험 데이터는 없습니다. 더욱이, 동물의 일부가 DU없이 뇌졸중 후 척추 기능을 회복했기 때문에, DU 동물 모델16을 생성하기 위한 완벽한 방법으로서 간주될 수 없다.
1987년, Bregman은 DU 동물 모델을 생성하기 위해 척수를 횡단하는 과정을 발굴하고 실험 데이터(17)를 획득하였다. 그럼에도 불구하고, 이 방법은 DU 동물 모델을 확립하는데 적용되지 않았다. 그 당시 연구자들은 여전히 DU의 발병 기전에 대해 혼란 스러웠습니다. OAB 또는 DU의 유도와 관련된 척수의 위치가 서로 인접하기 때문에 DU17을 유도하는 척수 손상의 정확한 부위를 찾을 수 없었습니다. OAB 및 DU는 이 방법에 의해 함께 또는 별도로 도입되었습니다. 따라서 이 방법은 DU를 도입했지만 부정확하여 DU의 발생 및 처리를 이해하는 데 사용할 수 없었습니다.
위에서 언급했듯이 DU의 적합한 동물 모델이 없다는 것은 DU의 연구의 주요 장애물 중 하나입니다. 연구원들은 DU의 병리를 시뮬레이션할 수 있는 정확하고 관리 가능한 모델을 지속적으로 찾고 있습니다. DU에 대한 치료 옵션조차도 지난 20 년 동안 크게 개선되지 않았습니다. 총체적으로, DU의 동물 모델을 확립하기 위한 표준 프로토콜을 기술할 필요가 크다.
따라서이 논문에서는 원추 수질 절개에 의한 DU의 쥐 모델을 성공적으로 확립하는 방법을 설명합니다. 원추 수질을 분리하기 위해 L4\u2012L5 수준에서 절개를 수행했습니다. 최대 방광 측정 용량 (MCC), 배뇨근 개방 압력 (DOP) 및 방광의 순응도를 기록하고 분석하여 프로토콜을 검증했습니다. 아래에 명시된 프로토콜은 타당성과 신뢰성을 표준화된 방식으로 결합하여 DU의 발생 및 처리를 시뮬레이션하는 DU 동물 모델을 설정합니다. 이 프로토콜은 DU의 추가 연구를 위한 기술로 사용될 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>0.9% saline</td><td>Wuhan Prosai Company</td><td>EY-C1178</td><td>pump for urodynamic measurement</td></tr><tr><td>10% chloral hydrate</td><td>Shandong Yulong Co., Ltd</td><td>H37022673</td><td>3mL/kg, administered intraperitoneally</td></tr><tr><td>Buprenorphine Hydrochloride Injection</td><td>Tianjin Pharmaceutical Research Institute Pharmaceutical Co. LTD</td><td>H12020275</td><td>0.05mg/kg subcutaneously 24h and 48h postoperation</td></tr><tr><td>Epidural Catheter</td><td>Shandong Xinghua Co, Ltd</td><td>VABR3L</td><td>for urodynamic measurement</td></tr><tr><td>Penicillin G</td><td>Alta Technology Co., Ltd</td><td>1ST5637</td><td>50,000 unit/ml per animal</td></tr><tr><td>pentobarbital</td><td>Beijing solabo Technology Co., Ltd</td><td>NK-WF0001</td><td>40 mg/kg, administered intraperitoneally</td></tr><tr><td>Suture line(4-0)</td><td>ETHICON</td><td>VCP422H</td><td>suture the injury</td></tr><tr><td>Three-limb tube</td><td>Shandong Xinghua Co, Ltd</td><td>VAB3T</td><td>for urodynamic measurement</td></tr><tr><td>Trace infusion pump</td><td>Zhejiang Smith Medical Instrument Co., Ltd</td><td>20162540335</td><td>Pump the saline at a speed of 0.2ml/min for urodynamic measurement</td></tr><tr><td>Urodynamic measurement equipment</td><td>Medical Measurement SystemsB.V.</td><td>08-0467</td><td>urodynamic measurement equipment can not only help the diagnosis of dysuria, but also provide objective materials for treatment and therapeutic effect. It is the most commonly used examination method in clinical diagnosis and treatment of lower urinary tract functional diseases</td></tr><tr><td>Wistar Rats</td><td>HFK Biotechnology Co.Ltd,Beijing ,China</td><td>SCXK2012-0023</td><td>200-220g</td></tr></tbody></table>

detrusor underactivity model in rats by conus medullaris transection

제시된 프로토콜의 목표는 원추 수질 절개를 통해 쥐에서 배뇨근 과소 활동 (DU) 모델을 확립하는 것이 었습니다. 후궁 절제술은 체중이 200-220g 인 총 40 마리의 암컷 Wistar 쥐 (대조군 : 10 마리, 시험군 : 30 마리)에서 수행되었으며, 원추 수질은 시험군의 L4-2012L5 수준에서 형이 절제되었습니다. 모든 래트를 6주 동안 동일한 환경 조건 하에서 사육하고 먹이를 주었다. 시험군에서는 6주 동안 매일 2회 소변 배뇨를 실시하고 평균 잔뇨량을 기록하였다. 두 그룹 모두에서 방광 측정이 수행되었습니다. 최대 방광 측정 용량 (MCC), 배뇨근 개방 압력 (DOP) 및 방광의 순응도를 기록하고 계산했습니다. 시험 그룹은 척추 쇼크 동안과 후에 수술 후 상당한 요정체를 보였다. 그러나 대조군에서는 이상이 관찰되지 않았습니다. 대조군과 비교했을 때, 시험군에서 MCC 및 방광의 순응도는 시험군보다 유의하게 높았으며 (3.24 ± 2.261 mL 대 1.04 ± 0.571 mL; 0.43 ± 0.578 mL / cmH 2 O 대 0.032 ± 0.016mL / cmH 2 O), 시험군의 DOP는 대조군보다 낮았다 (20.28 ± 14.022 cmH 2 O 대 35 ± 13.258 cmH2 O). 원추 수질 절개에 의한 DU의 동물 모델을 확립하는이 방법은 DU의 병태 생리학을보다 잘 이해할 수있는 훌륭한 기회를 제공합니다.

원추 수질 절개의 전체 절차는 숙련 된 외과의가 45 분 이내에 완료 할 수 있습니다. 우리 실험실은 100 건 이상의 원추 수질 절개 수술을 수행했습니다. 성공률은 쥐의 생존과 DU의 성공적인 유도에 의해 정의 된 95 % 이상입니다. 요역동학 검사는 DU의 유도를 확인했습니다.
우리의 경험에 비추어 볼 때, DU의 유도는 잔뇨량에 의해 예비 적으로 평가 될 수 있습니다. 수술 직후 소변의 보유가 관찰되었습니다. 시험군에서는 수술 후 2일째에 부피의 피크점이 나타났고, 부피의 감소는 약 10일 동안 점진적으로 지속되었습니다. 수술 10 일 후, 볼륨은 일정한 수준에 도달했습니다 (그림 2). 수술 후 첫 10 일 동안 평균 잔뇨량은 2.09 ± 1.05mL였으며 수술 후 10일째 에는 0.67 ± 0.21mL로 감소했습니다. 그러나 대조군에서는 이상이 관찰되지 않았습니다.
DU의 유도를 확인하려면 요 동력학 검사를 수행해야합니다. 테스트 그룹과 대조군의 대표적인 압력-체적 프로파일은 그림 3 및 그림 4에 나와 있습니다. 대조군과 비교했을 때, MCC 및 시험군에서 방광의 순응도는 시험군에서 유의하게 높았고(각각 1.04 ± 0.571 mL 대 3.24 ± 2.261 mL, p < 0.001 및 0.032 ± 0.016 mL/cmH2O 대 0.43 ± 0.578 mL/cmH2O, p < 0.05) 시험군의 DOP는 유의하게 감소한 반면( 35 ± 13.258 cmH2O 대 20.28 ± 14.022cmH2O; p < 0.01). 표 1을 참조하십시오.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61576/61576fig01.jpg"> 그림 1: 원추 수질 절개 방법. (a) 13 번째 갈비뼈 노출 (검은 색 화살표). (b) L4 및 L5 척추 아치 노출. 척추판은 척수 (검은 색 화살표)의 가면을 벗기기 위해 rongeur에 의해 파괴되었습니다. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/61576/61576fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61576/61576fig02.jpg"> 그림 2: 테스트 그룹에서 기포 거동 매개변수의 변화 시간 경과. 값은 평균 ± SD로 표시됩니다. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/61576/61576fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61576/61576fig03.jpg"> 그림 3: 테스트 그룹의 대표적인 방광 측정 추적. (a) 상당히 높은 방광 부피와 낮은 배뇨근 압력을 나타내는 쥐의 대표적인 추적. (b) 방광 부피가 상승하고 평소보다 약간 낮은 배뇨근 압력을 나타내는 두 번째 쥐의 대표적인 추적. 고정 된 주입 속도로 테스트 그룹의 주입 시간은 상당히 다릅니다. 그러나, 시험군의 모든 래트의 주입 시간이 유의하게 증가하였고, 이는 방광의 확대를 의미한다. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/61576/61576fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61576/61576fig04.jpg"> 그림 4: 대조군의 대표적인 방광 측정 추적. (a) 방광 부피가 정상이고 주입으로 방광 압력이 점차 상승하는 쥐. (b) 방광 부피가 정상이고 주입으로 방광 압력이 점차 상승하는 쥐. 고정된 주입 속도로, 거의 6분 동안 대조군에서의 주입 시간은 대조군 전체에 걸쳐 동일한 방광 부피를 나타낸다는 것을 의미한다. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/61576/61576fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>그룹</td>
			<td>경우</td>
			<td>최대 방광 측정 용량 (ml)</td>
			<td>배뇨근 개방 압력 (cmH2O)</td>
			<td>방광 준수 (ml / H2O)</td>
		</tr><tr><td>테스트 그룹</td>
			<td>26</td>
			<td>3.24±2.261</td>
			<td>20시 28±14월 022일</td>
			<td>0.43±0.578</td>
		</tr><tr><td>대조군</td>
			<td>10</td>
			<td>1.04±0.571</td>
			<td>35±13.258</td>
			<td>0.032±0.016</td>
		</tr><tr><td rowspan="2">T 값</td>
			<td rowspan="2"></td>
			<td>4.517</td>
			<td>-2.847</td>
			<td>3.435</td>
		</tr><tr><td>(p=0.000)</td>
			<td>(p=0.008)</td>
			<td>(p=0.002)</td>
		</tr><tr><td colspan="5">통계 분석은 t 검정을 사용하여 채용하였다. 데이터는 SD± 평균으로 제시되었습니다.</td>
		</tr><tr><td colspan="5">p<0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다.</td>
		</tr></tbody></table>표 1: 두 그룹의 대표적인 압력-체적 프로파일.

Watch this Scientific Journal Video about Detrusor Underactivity Model in Rats by Conus Medullaris Transection at JoVE.com

Detrusor Underactivity Model in Rats by Conus Medullaris Transection

우리는 쥐에서 원추 수질 절개에 의한 배뇨근 과소 활동 모델을 확립하는 방법을 제시합니다. 배뇨근 기능 저하는이 동물들에서 성공적으로 자극되었습니다. 이 모델은 요로 기능을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

원추 수질 절개에 의한 쥐의 배뇨근 과소 모델

The goal of the presented protocol was to establish a detrusor underactivity (DU) model in the rat through conus medullaris transection. Laminectomy was ...

detrusor-underactivity-model-in-rats-by-conus-medullaris-transection

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

2.0K 조회수.  Capital Medical University. 우리는 쥐에서 원추 수질 절개에 의한 배뇨근 과소 활동 모델을 확립하는 방법을 제시합니다. 배뇨근 기능 저하는이 동물들에서 성공적으로 자극되었습니다. 이 모델은 요로 기능을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

비디오: Detrusor Underactivity Model in Rats by Conus Medullaris Transection

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

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and expels it with a precisely orchestrated contraction. A number of congenital and acquired urological anomalies including posterior urethral valves, benign prostatic hyperplasia, and neurogenic bladder secondary to spina bifida/spinal cord injury can result in pathologic tissue remodeling leading to impaired compliance and reduced capacity1. Functional or anatomical obstruction of the urinary tract is frequently associated with these conditions, and can lead to urinary incontinence and kidney damage from increased storage and voiding pressures2. Surgical implantation of gastrointestinal segments to expand organ capacity and reduce intravesical pressures represents the primary surgical treatment option for these disorders when medical management fails3. However, this approach is hampered by the limitation of available donor tissue, and is associated with significant complications including chronic urinary tract infection, metabolic perturbation, urinary stone formation, and secondary malignancy4,5.
Current research in bladder tissue engineering is heavily focused on identifying biomaterial configurations which can support regeneration of tissues at defect sites. Conventional 3-D scaffolds derived from natural and synthetic polymers such as small intestinal submucosa and poly-glycolic acid have shown some short-term success in supporting urothelial and smooth muscle regeneration as well as facilitating increased organ storage capacity in both animal models and in the clinic6,7. However, deficiencies in scaffold mechanical integrity and biocompatibility often result in deleterious fibrosis8, graft contracture9, and calcification10, thus increasing the risk of implant failure and need for secondary surgical procedures. In addition, restoration of normal voiding characteristics utilizing standard biomaterial constructs for augmentation cystoplasty has yet to be achieved, and therefore research and development of novel matrices which can fulfill this role is needed.
In order to successfully develop and evaluate optimal biomaterials for clinical bladder augmentation, efficacy research must first be performed in standardized animal models using detailed surgical methods and functional outcome assessments. We have previously reported the use of a bladder augmentation model in mice to determine the potential of silk fibroin-based scaffolds to mediate tissue regeneration and functional voiding characteristics.11,12 Cystometric analyses of this model have shown that variations in structural and mechanical implant properties can influence the resulting urodynamic features of the tissue engineered bladders11,12. Positive correlations between the degree of matrix-mediated tissue regeneration determined histologically and functional compliance and capacity evaluated by cystometry were demonstrated in this model11,12. These results therefore suggest that functional evaluations of biomaterial configurations in rodent bladder augmentation systems may be a useful format for assessing scaffold properties and establishing in vivo feasibility prior to large animal studies and clinical deployment. In the current study, we will present various surgical stages of bladder augmentation in both mice and rats using silk scaffolds and demonstrate techniques for awake and anesthetized cystometry.

Surgical stages of bladder augmentation are described using 3-D scaffolds in murine and rat models. To test the efficacy of biomaterial configurations for use in bladder augmentation, techniques for both awake and anesthetized cystometry are presented.

각종 설치류 모델에 Cystometric 분석을 사용하여 방광 증원을위한 Biomaterials 평가

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

연구

생체공학

The Use of Cystometry in Small Rodents: A Study of Bladder Chemosensation

The lower urinary tract (LUT) functions as a dynamic reservoir that is able to store urine and to efficiently expel it at a convenient time. While storing urine, however, the bladder is exposed for prolonged periods to waste products. By acting as a tight barrier, the epithelial lining of the LUT, the urothelium, avoids re-absorption of harmful substances. Moreover, noxious chemicals stimulate the bladder's nociceptive innervation and initiate voiding contractions that expel the bladder's contents. Interestingly, the bladder's sensitivity to noxious chemicals has been used successfully in clinical practice, by intravesically infusing the TRPV1 agonist capsaicin to treat neurogenic bladder overactivity1. This underscores the advantage of viewing the bladder as a chemosensory organ and prompts for further clinical research. However, ethical issues severely limit the possibilities to perform, in human subjects, the invasive measurements that are necessary to unravel the molecular bases of LUT clinical pharmacology. A way to overcome this limitation is the use of several animal models2. Here we describe the implementation of cystometry in mice and rats, a technique that allows measuring the intravesical pressure in conditions of controlled bladder perfusion.
	After laparotomy, a catheter is implanted in the bladder dome and tunneled subcutaneously to the interscapular region. Then the bladder can be filled at a controlled rate, while the urethra is left free for micturition. During the repetitive cycles of filling and voiding, intravesical pressure can be measured via the implanted catheter. As such, the pressure changes can be quantified and analyzed. Moreover, simultaneous measurement of the voided volume allows distinguishing voiding contractions from non-voiding contractions3.
	Importantly, due to the differences in micturition control between rodents and humans, cystometric measurements in these animals have only limited translational value4. Nevertheless, they are quite instrumental in the study of bladder pathophysiology and pharmacology in experimental pre-clinical settings. Recent research using this technique has revealed the key role of novel molecular players in the mechano- and chemo-sensory properties of the bladder.

Cystometry is an efficient technique to measure bladder function of small animals in vivo. The bladder is continuously infused at rates controlled through an intravesical catheter, whereas the urethra is left free for micturition. This allows for repetitive filling and emptying of the bladder, while intravesical pressure and voided volume are recorded.

작은 쥐의 Cystometry의 사용 : 방광 Chemosensation의 연구

	The lower urinary tract (LUT) functions as a  dynamic reservoir that is able to store urine and to efficiently expel it at a  convenient time. While ...

의학

Urinary Bladder Distention Evoked Visceromotor Responses as a Model for Bladder Pain in Mice

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition characterized by increased urgency and frequency of urination, as well as nocturia and general pelvic pain, especially upon bladder filling or voiding. Despite years of research, the cause of IC/BPS remains elusive and treatment strategies are unable to provide complete relief to patients. In order to study nervous system contributions to the condition, many animal models have been developed to mimic the pain and symptoms associated with IC/BPS. One such murine model is urinary bladder distension (UBD). In this model, compressed air of a specific pressure is delivered to the bladder of a lightly anesthetized animal over a set period of time. Throughout the procedure, wires in the superior oblique abdominal muscles record electrical activity from the muscle. This activity is known as the visceromotor response (VMR) and is a reliable and reproducible measure of nociception. Here, we describe the steps necessary to perform this technique in mice including surgical manipulations, physiological recording, and data analysis. With the use of this model, the coordination between primary sensory neurons, spinal cord secondary afferents, and higher central nervous system areas involved in bladder pain can be unraveled. This basic science knowledge can then be clinically translated to treat patients suffering from IC/BPS.

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition characterized in part by pelvic pain. In order to study nervous system contributions to the condition, a physiological model of urinary bladder pain is used in mice and rats.

쥐의 방광 통증 모델로 방광 팽창 유발 내장 운동 응답

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition ...

Bladder Smooth Muscle Strip Contractility as a Method to Evaluate Lower Urinary Tract Pharmacology

We describe an in vitro method to measure bladder smooth muscle contractility, and its use for investigating physiological and pharmacological properties of the smooth muscle as well as changes induced by pathology. This method provides critical information for understanding bladder function while overcoming major methodological difficulties encountered in in vivo experiments, such as surgical and pharmacological manipulations that affect stability and survival of the preparations, the use of human tissue, and/or the use of expensive chemicals. It also provides a way to investigate the properties of each bladder component (i.e. smooth muscle, mucosa, nerves) in healthy and pathological conditions.
The urinary bladder is removed from an anesthetized animal, placed in Krebs solution and cut into strips. Strips are placed into a chamber filled with warm Krebs solution. One end is attached to an isometric tension transducer to measure contraction force, the other end is attached to a fixed rod. Tissue is stimulated by directly adding compounds to the bath or by electric field stimulation electrodes that activate nerves, similar to triggering bladder contractions in vivo. We demonstrate the use of this method to evaluate spontaneous smooth muscle contractility during development and after an experimental spinal cord injury, the nature of neurotransmission (transmitters and receptors involved), factors involved in modulation of smooth muscle activity, the role of individual bladder components, and species and organ differences in response to pharmacological agents. Additionally, it could be used for investigating intracellular pathways involved in contraction and/or relaxation of the smooth muscle, drug structure-activity relationships and evaluation of transmitter release.
The in vitro smooth muscle contractility method has been used extensively for over 50 years, and has provided data that significantly contributed to our understanding of bladder function as well as to pharmaceutical development of compounds currently used clinically for bladder management.

This manuscript presents a simple, yet powerful, in vitro method for evaluating smooth muscle contractility in response to pharmacological agents or nerve stimulation. Main applications are drug screening and understanding tissue physiology, pharmacology,&#160;and pathology.

하부 요로 약리학을 평가하는 방법으로 방광 평활근 스트립 수축성

We describe an in vitro method to measure bladder smooth muscle contractility, and its use for investigating physiological and pharmacological properties ...

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction (NeMO) in Female Small Rodents

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal model to investigate bladder remodeling in pBOO are female rodents undergoing partial obstruction at the proximal urethra. Variability in the degree of obstruction and animal mortality are major concerns with proximal obstruction. Furthermore, dissecting around the proximal urethra and bladder neck jeopardizes bladder innervation.
We developed a nerve-sparing mid-urethral obstruction (NeMO) model for pBOO avoiding the disadvantages of the traditional model. We approached the urethra just inferior to the pubic symphysis, which obviated the need for laparotomy as well as for dissection in this area; also, the striated urethral sphincter remained untouched. We performed NeMO in female Sprague-Dawley rats (12 obstructions, 6 sham animals) as well as in female C57/bl6 mice (20 obstructions, 18 sham animals). After two weeks, we evaluated bladder function, bladder mass, and body mass.
We had no mortalities among obstructed- or sham-operated female rats; as described for the traditional proximal pBOO-method, we tied the suture around the proximal urethra and a temporarily placed 0.9 mm metal rod. NeMO induced an 85% increase in bladder mass after two weeks, average residual urine volume was 0.4 mL in partially obstructed rats while only 0.03 mL in sham animals. In mice, we tested 3 sizes of cannulas that we placed along the urethra when tying the suture. We found that using a 27-gauge cannula resulted in over 50% animal mortality; placing the 25-gauge cannula did not yield the desired response in increasing bladder mass; utilizing a 26-gauge cannula yielded favorable results with minimal animal mortality (1/8) yet a significant 2-fold increase in bladder mass.

Nerve-sparing Mid-urethral Obstruction NeMO in Female Small Rodents

Traditional modeling of partial bladder outlet obstruction in rodents is fraught with animal mortality. A denervation injury from dissection around the proximal urethra and bladder neck is also of major concern. We developed and evaluated a safe and reliable mid-urethral obstruction model, avoiding the shortcomings of the traditional model.

여성 작은 설치류에 신경을 살려주는 중간 요도 폐색 (네모)

Partial bladder outlet obstruction (pBOO) has a high prevalence, causes significant patient burden, and immense health care costs. The most common animal ...

Evaluating the Procedure for Performing Awake Cystometry in a Mouse Model

Awake filling cystometry has been used for a long time to evaluate bladder function in freely moving mice, however, the specific methods used, vary among laboratories. The goal of this study was to describe the microsurgical procedure used to implant an intravesical tube and the experimental technique for recording urinary bladder pressure in an awake, freely moving mouse. In addition, experimental data is presented to show how surgery, as well as tubing type and size, affect lower urinary tract function and recording sensitivity. The effect of tube diameter on pressure recording was assessed in both polyethylene and polyurethane tubing with different internal diameters. Subsequently, the best performing tube from both materials was surgically implanted into the dome of the urinary bladder of male C57BL/6 mice. Twelve-hour, overnight micturition frequency was recorded in healthy, intact animals and animals 2, 3, 5, and 7 days post-surgery. At harvest, bladders were assessed for signs of swelling using gross observation and were subsequently processed for pathological analysis. The greatest extent of bladder swelling was observed on day 2 and 3, which correlated with behavioral voiding data showing significantly impaired bladder function. By day 5, bladder histology and voiding frequency had normalized. Based on the literature and evidence provided by our studies, we propose the following steps for in vivo recording of intravesical pressure and voided volume in an awake mouse: 1) Perform the surgery using an operating microscope and microsurgical tools, 2) Use polyethylene-10 tubing to minimize movement artifacts, and 3) Perform cystometry on post-operative day 5, when bladder swelling resolves.

This study describes the surgical procedures and experimental techniques for performing awake cystometry in a freely moving mouse. In addition, it provides experimental evidence to support its optimization and standardization.

마우스 모델에서 깨어나는 방광 측정을 수행하기위한 절차 평가

Awake filling cystometry has been used for a long time to evaluate bladder function in freely moving mice, however, the specific methods used, vary among ...

A Decentralized (Ex Vivo) Murine Bladder Model with the Detrusor Muscle Removed for Direct Access to the Suburothelium during Bladder Filling

Previous studies have established the release of chemical substances from flat bladder mucosa sheets affixed in Ussing chambers and exposed to changes in hydrostatic pressure or mechanical stretch and from cultured urothelial cells upon hydrostatic pressure changes, stretch, cell swelling, or drag forces, and in bladder lumen at end of filling. Such findings led to the assumption that these mediators are also released in suburothelium (SubU)/lamina propria (LP) during bladder filling, where they affect cells deep in the bladder wall to ultimately regulate bladder excitability. There are at least two obvious limitations in such studies: 1) none of these approaches provide direct information about the presence of mediators in SubU/LP, and 2) the stimuli used are not physiological and do not recapitulate authentic filling of the bladder. Here, we discuss a procedure that enables direct access to the suburothelial surface of the bladder mucosa in the course of bladder filling. The murine detrusor-free preparation we created closely resembles filling of the intact bladder and allows pressure-volume studies to be performed on the bladder in the absence of confounding signaling from spinal reflexes and detrusor smooth muscle. Using the novel detrusor-free bladder model, we recently demonstrated that intravesical measurements of mediators cannot be used as a proxy to what has been released or present in the SubU/LP during bladder filling. The model enables examination of urothelium-derived signaling molecules that are released, generated by metabolism and/or transported into the SubU/LP during the course of bladder filling to transmit information to neurons and smooth muscle of the bladder and regulate its excitability during continence and micturition.

A Decentralized Ex Vivo Murine Bladder Model with the Detrusor Muscle Removed for Direct Access to the Suburothelium during Bladder Filling

The detrusor-free bladder model enables direct access to the suburothelium to study local mechanisms for regulation of biologically active mediator availability in suburothelium/lamina propria during storage and voiding of urine. The preparation closely resembles filling of an intact bladder and allows pressure-volume studies to be performed without systemic influences.

방광 충진 중 수부에 직접 접근할 수 있도록 제거된 분리기 근육이 있는 분권화된(Ex Vivo) 뮤린 방광 모델

Previous studies have established the release of chemical substances from flat bladder mucosa sheets affixed in Ussing chambers and exposed to changes in ...

Cystometric and External Urethral Sphincter Measurements in Awake Rats with Implanted Catheter and Electrodes Allowing for Repeated Measurements

Lower urinary tract function is mainly assessed by means of cystometric bladder function analysis in rodents. Conventional cystometries are usually performed as terminal analysis under urethane anesthesia. It is well known that anesthetic drugs can influence bladder function. Hence, the aim of this technique is to perform cystometric measurements of the urinary bladder and external urethral sphincter in lightly restrained awake rats. For this purpose, a bladder catheter is implanted into the bladder dome. Subsequently, two electrodes are implanted bilateral to the external urethral sphincter and a ground electrode is sutured to a non-responsive skeletal muscle. The bladder catheter and the three electrodes are finally tunneled subcutaneously to the neck region and affixed to a harness. With this technique, the lower urinary tract can be measured at multiple time points in the same animal to assess lower urinary tract function. The main application of this technique is the follow-up of simultaneous urinary bladder and external urethral sphincter function in awake healthy rats and after induction of a disease or injury. Moreover, subsequent lower urinary tract monitoring can be performed during evaluation of the disease/injury and to monitor treatment efficacy.

This protocol first describes the surgical procedure of the permanent implantation of a urinary bladder catheter combined with external urethral sphincter electrodes, and second, the measurement of the function of the urinary bladder and external urethral sphincter in implanted awake animals.

반복된 측정에 대 한 수 있도록 전극 이식된 카 테 터와 깨어 있는 쥐에 Cystometric 및 외부 요도 괄약근 측정

Lower urinary tract function is mainly assessed by means of cystometric bladder function analysis in rodents. Conventional cystometries are usually ...

생물학

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

Urethral reconstruction is an important area of expertise for urologists. The buccal mucosa is considered the best option when urethral grafting is necessary, although in some cases, it is inappropriate or needs to be optimized to repair a given stricture. Therefore, developing innovative procedures and evaluating their putative success in experimental models is crucial to fit the clinical need. With this goal, this study describes a protocol in which urethral stricture was induced by electrocautery in Wistar rats. Urethral reconstruction was performed 1 week later with a buccal mucosa graft, harvested from the lower lip, and placed in a ventral onlay fashion. A retrograde urethrogram showed a significant improvement in urethral diameter after urethroplasty compared to the respective value after stricture induction. Additionally, the graft placement was assessed by blood perfusion analysis using laser Doppler. As expected, a dark blue area corresponded to the non-vascularized buccal mucosa graft. This procedure can successfully simulate the normal pathophysiological process of urethral injury and tissue modulation, as well as urethral reconstruction using a buccal mucosa graft in a reproducible manner, and serve as the basis for future research based on tissue engineering or urethral grafts.

In the present protocol, a urethral stricture induction was developed in Wistar rats, followed by urethral reconstruction with a buccal mucosa graft. A retrograde urethrogram and laser Doppler assessment were performed, validating urethral reconstruction (after stricture formation) and graft placement.

쥐 모델에서 협측 점막 이식편 요도 성형술에 이은 요도 협착 유도

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

Efficient Rat Model for Urethral Stricture: Electric Knife Method

Iatrogenic Injury Recapitulated: Electroexcision Technique for Urethral Stricture Modeling in Rats

Urethral stricture (US) is a common clinical condition in urology, characterized by high prevalence and morbidity across all ages. Current treatments for US, such as urethral dilatation and internal urethrotomy, fail to fully resolve the condition and are associated with high rates of recurrence and complications. 
Additionally, the pathogenesis of US is not well understood. To explore the pathogenesis of US and develop new therapeutic strategies, it is crucial to establish a standardized rat model that accurately reflects the clinical manifestations. This study outlines a straightforward and repeatable method for inducing US in rats using a high-frequency electric knife. The method involves making a longitudinal incision with the electric knife set to a unipolar mixed cutting mode at 4 W, which inflicts significant urethral damage. Histopathological analysis shows thickening of the urothelium, inflammatory infiltration, and disorganized collagen fibers. This model effectively replicates iatrogenic injury through electroexcision in the rat urethra. In summary, this study successfully establishes a new, efficient, and stable rat model of US that closely mimics the clinical scenario, providing a valuable tool for further research into the mechanisms and novel treatments for US.

In this study, we present a novel, efficient, and stable rat model of urethral stricture created through electroexcision of the rat urethra, which effectively simulates iatrogenic injury observed in clinical settings.

Urethral stricture (US) is a common clinical condition in urology, characterized by high prevalence and morbidity across all ages. Current treatments for ...