Name: assessing urinary tract junction obstruction defects by methylene blue dye injection
Uploaded: 2017-10-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 5 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessing Urinary Tract Junction Obstruction Defects by Methylene Blue Dye Injection at JoVE.com

תודה ד ר אלן או Perantoni (CDBL NCI NIH) לתמיכה הגשת כתב היד הזה. אני גם מודה ד ר מייקל הול (CDBL NCI NIH) ו- Nirmala שארמה (CDBL NCI NIH) עבור עריכת כתב היד הזה. אני אסיר תודה עד לאי טהאנג (SAIC) על גידול עכבר מעולה שלו. עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות, מכון הסרטן הלאומי ומרכז לחקר הסרטן.

עכברים (Wnt5a flox / flox עכברים (Wnt5a tm1.1Tpy) וקו Dll1Cre, דגם העכבר UVJO) 7 היו מנוהלים על פי הנחיות NIH טיפול ושימוש של חיות מעבדה למד תחת פרוטוקול שאושרו על ידי NCI-פרדריק חיה על עצמך ועל שימוש הוועדה.
 1. הכנה של מתילן כחול צבע פתרון <ol><li>למדוד אבקה וורודה 0.1 g.</li>
	<li>לפזר את מתילן כחול 10 מ ל תמיסת מלח או 1 x buffered פוספט תמיסת מלח (PBS) לחלוטין על-ידי vortexing.</li>
	<li>סינון הפתרון מתילן כחול 10 מ"ג/מ"ל עם מסנן מזרק (גודל הנקבוביות ממברנה 0.45µm) כדי למנוע סתימת במהלך ההזרקה.</li>
	<li>להרכיב הקרקפת סטרילי הווריד סט (27GX3/4 &#8243;) עם מזרק חד פעמיות 3 מ"ל, למלא המזרק עם 3 מ ל מסונן פתרון מתילן כחול. 
	הערה: כדי למנוע לחץ הידרוסטטי, לצבוע לאחר מכן זרימה, מקם קצה המחט מעל המזרק מלא עם פתרון מתילן כחול.</li>
</ol> 2. דיסקציה של העוברים לפני הלידה <ol><li>נקי לנתח מספריים וחדים עם אתנול 70%-</li>
	<li>כדי לאסוף את העוברים הלידה E18.5 או E19.5, המתת חסד עכברים בהריון הראשון באמצעות אינהלציה 2 CO ולאחר מכן לבצע פריקה צוואר הרחם בהתאם להנחיות NIH. 
	הערה: העכבר נקבה בהריון בדרך כלל יולדת ההתחלתי הוא E18.5, לעומת זאת, הכליות גדולות הן טיפול קל יותר. לכן, הכליות-E19.5 קרוב יותר ללידה הן קל יותר לבצע ניתוח זה. עם זאת, כלבלבים עם חסימות בדרכי השתן הדו-צדדיים למות לאחר הלידה. בהתאם המאפיינים של עכברים ניסיוני, יום/שעה אוסף המתאים מדעית ייקבע.</li>
	<li>תרסיס אתנול 70% על פני הבטן הגחון ולאחר מכן פתח את חלל הבטן ventrally באמצעות מלקחיים ומספריים ויבתר.</li>
	<li>הרם הרחם כולו, להפריד אותו מן הגוף על-ידי חיתוך עם לנתח מספריים-העצות של הקרניים הרחם.</li>
	<li>לשטוף את הרחם כולו עם 1 x PBS בצלחת פטרי.</li>
	<li>לחתוך את הרחם segmentally עם מספריים לנתח ולהסיר את היפרדות רותמי עם לנתח מלקחיים לחשוף את העוברים בתוך שקי חלמון.</li>
	<li>להסיר את שק החלמון תחילה ולאחר מכן להסיר את קרום מי השפיר עם לנתח מלקחיים כדי לשחרר את העוברים הלידה.</li>
	<li>לערוף העובר עם לנתח מספריים. . תנגב את עודף דם עם תחבושות גזה סטרילי. להפיל את העובר עם פני השטח הגחון שלו למעלה על מיקרוסקופ ויבתר מצויד with a מצלמה דיגיטלית עבור הדמיה. לאסוף את זנבו עבור genotyping במידת הצורך. 
	הערה: לבצע זריקות העובר אחת בכל פעם.</li>
	<li>פתח היטב את חלל הבטן של העובר עם מלקחיים על ידי קריעת העור. לאחר מכן, הסר בזהירות עודף איברים ורקמות כגון הכבד, הקיבה, המעי עם מלקחיים על-ידי גזירתם או מוציאה אותם לחשוף את הכליות, ureters את שלפוחית השתן הממוקמים dorsally ( איור 1 א'). לספוג עודפי הדם של העובר ביתור עם תחבושות גזה סטרילי, במידת הצורך. 
	הערה: עודף דם מפריע זיהוי אגן הכליה על הזרקת צבע.</li>
</ol> 3. הזרקת מתילן כחול צבע לתוך אגן הכליה ואת ניטור לצבוע לזרום <ol><li>בועות הסר המחט, אבובים על ידי סילוק מתילן כחול פתרון מהקצה המחט על ידי לחץ הידרוסטטי. להרים את המזרק המכיל את הפתרון לצבוע מעל הרמה של קצה המחט כדי להתחיל זרימת ולאחר מכן להנמיך את המזרק כדי לעצור את זרימת.</li>
	<li>מכניס את המחט אגן הכליה ליד השופכן צינתור, דואגת שלא להפריע את זה מהרגע ששמים. לבצע הזרקת צבע לתוך כליה כדי לקבוע החסימה בדרכי השתן שלו. 
	הערה: בצע לצבוע הזרקה לתוך כל כליה חריג 7 הראשון על-ידי ביצוע באופן זהה כדי לקבוע החסימה בדרכי השתן שלו.</li>
	<li>הרם את המזרק עד כ-20 ס מ לספק לחץ הידרוסטטי. ולתת µL 15 - 60 µL של הזרם פתרון לצבוע. קצב הזרימה יהיה 3 µL/s אם המזרק הוא הרים את הגובה הזה מעל העובר.</li>
	<li>לנטר את הצבע הכחול של לצבוע מתחיל הראשון של אגן הכליה, אזי באורך של השופכן, ולבסוף ב לומן שלפוחית השתן- 
	הערה: זה לוקח בערך 5 s לראות צבע לצבוע חלש להגיח בתוך לומן שלפוחית השתן אם השופכן הוכנס כהלכה לתוך שלפוחית השתן. אפשר לצבוע לצבור חסומים באתר כ- 15 ש' אם אין צבע לצבוע מופיע לומן שלפוחית השתן.</li>
	<li>למקם את המזרק עד להפסיק לצבוע זרימה, הסר את המחט מן הכליה.</li>
	<li>לקחת תמונות של הכליה, השופכן לשלפוחית השתן לעקוב אחריו עם צבע פתרון באמצעות מצלמת ה והדמיה התוכנית מחוברים stereomicroscope.</li>
	<li>להפוך רשומה של hydronephrosis של הכליה, hydroureter את המיקום הסופי של הפתרון לצבוע במחברת המעבדה.</li>
	<li>לבצע הזרקה של הכליה contralateral כפי שמתואר סעיפים 3.1) ל 3.5) ולאפשר זרימה צבען בערך 20 s בסה כ. 
	הערה: לומן שלפוחית השתן יהיה מלא עם פתרון לצבוע, המצוין על-ידי צבע כחול חזק, אם השופכן הוכנס כהלכה לתוך לומן שלפוחית השתן. לאחר הערכה של חסימת צומת דרכי השתן, את ureters ואת שלפוחית השתן יכול להיות קבוע על חלוקתה.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Rasouly, H. M., Lu, W. <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+development+and+disease.">Lower urinary tract development and disease.</a> Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 5, 307-342 (2013).</li><li>Kispert, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T-Box+Genes+in+the+Kidney+and+Urinary+Tract.">T-Box Genes in the Kidney and Urinary Tract.</a> Curr Top Dev Biol. 122, 245-278 (2017).</li><li>Bohnenpoll, T., Kispert, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ureter+growth+and+differentiation.">Ureter growth and differentiation.</a> Semin Cell Dev Biol. 36, 21-30 (2014).</li><li>Nicolaou, N., Renkema, K. Y., Bongers, E. M., Giles, R. H., Knoers, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic,+environmental,+and+epigenetic+factors+involved+in+CAKUT.">Genetic, environmental, and epigenetic factors involved in CAKUT.</a> Nat Rev Nephrol. 11, 720-731 (2015).</li><li>Tripathi, P., Wang, Y., Casey, A. M., Chen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+canonical+Smad+signaling+in+ureteral+and+bladder+mesenchyme+causes+ureteropelvic+junction+obstruction.">Absence of canonical Smad signaling in ureteral and bladder mesenchyme causes ureteropelvic junction obstruction.</a> J Am Soc Nephrol. 23, 618-628 (2012).</li><li>Aoki, Y., 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=Id2+haploinsufficiency+in+mice+leads+to+congenital+hydronephrosis+resembling+that+in+humans.">Id2 haploinsufficiency in mice leads to congenital hydronephrosis resembling that in humans.</a> Genes Cells. 9, 1287-1296 (2004).</li><li>Yun, K., Perantoni, A. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydronephrosis+in+the+Wnt5a-ablated+kidney+is+caused+by+an+abnormal+ureter-bladder+connection.">Hydronephrosis in the Wnt5a-ablated kidney is caused by an abnormal ureter-bladder connection.</a> Differentiation. 94, 1-7 (2017).</li><li>Uetani, N., Bouchard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plumbing+in+the+embryo:+developmental+defects+of+the+urinary+tracts.">Plumbing in the embryo: developmental defects of the urinary tracts.</a> Clin Genet. 75, 307-317 (2009).</li><li>Murawski, I. J., Watt, C. L., Gupta, I. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+urinary+tract+defects+in+mice:+methods+to+detect+the+presence+of+vesicoureteric+reflux+and+urinary+tract+obstruction.">Assessing urinary tract defects in mice: methods to detect the presence of vesicoureteric reflux and urinary tract obstruction.</a> Methods Mol Biol. 886, 351-362 (2012).</li><li>Weiss, A. C., 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=Nephric+duct+insertion+requires+EphA4/EphA7+signaling+from+the+pericloacal+mesenchyme.">Nephric duct insertion requires EphA4/EphA7 signaling from the pericloacal mesenchyme.</a> Development. 141, 3420-3430 (2014).</li></ol>

המחבר אין לחשוף.

העכבר כליות פונקציונלי החל E16.5, מבחן הזרקת צבע אפשרי תיאורטית, מנקודת זמן זו. עם זאת, הכליה הוא קטן מדי כדי להיות מוזרק עם הפתרון לצבוע, פנוטיפים hydronephrosis ו hydroureter שאינם קיימים בבירור מאז פנוטיפים אלה הם השפעה משנית של שתן בנוי עקב שתן נורמלי תחבורה. פנוטיפים אלה, מן המכשולים כגון UPJO או UVJO, ניכ?...

מערכת השתן מורכב זוג של הכליות ו ureters ו נפוץ שלפוחית השתן לשופכה. הפונקציה העיקרית של מערכת השתן היא לשמור על הומאוסטזיס בגוף על-ידי ניהול יתרת אלקטרוליט והמים של הדם. הכליות לסנן את הדם שליטה אלקטרוליט ריכוזים, מאזן חומצה בסיס, לייצר שתן כדי במעים עודף מים ופסולת כולל מומסים בגבול מטבוליטים. השתן מועבר מכן וגרגר מ אגן הכליה עד bladderin באופן חד כיווני איפה זה מאוחסן, בסופו של דבר מסולק דרך השופכה1.
Ureters הם צינורות ישרים שמקורו התעלה nephric. לאחר להנץ מן התעלה nephric ביום עובריים 10.5 (E10.5) העכבר, הקנה שופכן לתרמיל, מבדיל בין לתוך מבנה מרובה שכבות בשם urothelium אשר הוא אטום בין עכבר, E12.5 ו- E16.5. התאים mesenchymal סביב הקנה שופכן מובדלים גם לתוך שלוש שכבות המורכבת תאי סטרומה הפנימי, תאי השריר החלק העבה ביניים ו fibroblasts adventitial החיצוני. Ureteral גלי ממברנות ייזום באגן הכליה מופצים דרך השכבה שריר חלק של הקיר שופכן שלפוחית השתן להובלת שתן2,3, אשר מיוצר החל מ- E16.5 העכבר1.
מולדים של כליות ודרכי השתן (CAKUT) הם בין מחלות גנטיות בתדירות הגבוהה ביותר, נוכח סביב 1% של עוברים אנושיים1,4, המורכבת מגוון פנוטיפים כולל hydronephrosis ו- hydroureter. הצטברות חריגה של שתן בתוצאות שופכן וכליות במבנה כליה, hydroureter hydronephrotic. אחד סיבת היווצרות hydronephrosis ו/או hydroureter היא חסימה של דרכי השתן. חסימת צומת Ureteropelvic (UPJO) נגרמת על ידי זרימת השתן aberrant עקב סתימה בין השופכן הפרוקסימלית של אגן הכליה, וכתוצאה מכך hydronephrosis וצמצום hydroureter הפרוקסימלית אפוזיציה או מתקפלים מתמיד5, 6. בנוסף, חוץ רחמי ההוספה של השופכן דיסטלי לתוך הקיר בשלפוחית השתן או במערכת הרבייה נקרא חסימה בצומת ureterovesical (UVJO). UVJO יכול גם לגרום hydronephrosis ו hydromegaureter היווצרות7,8. פגם צומת (UVJ) ureterovesical נוסף הוא vesicoureteric ריפלוקס (VUR). VUR מאופיין על ידי זרימת השתן רטרוגרדית משלפוחית לכיוון הכליה-UVJ. בהשוואה ל- UVJO, העוברים הלידה עם VUR בפירוש מציג של כליות hydronephrotic נפוחה או hydroureter חמורה פנוטיפ9.
העכבר מעבדה, זרימת השתן יכול להיבדק על ידי הזרקה של צבע, כגון כחול מתילן, לתוך אגן הכליה9. הפתרון injectedmethylene הכחול יהיה להתחקות אחר מסלול שתן מן האגן הכליה וגרגר ו לתוך שלפוחית השתן. Hydronephrosis ניתן לזהות על ידי הרחבה של לצבוע בתוך הכליה. UPJO ניתן יהיה מזוהה כמו סתימה של צבען זורם השופכן צינתור עם אגן הכליה נפוחה5. כל התרחבות של השופכן שצוין על-ידי קוטר המוגדלות מדגים דוגמה hydroureter. לבסוף, הצטברות צבע לקיר שלפוחית השתן או באתר של מערכת הרבייה מציינת UVJO עם כליה hydronephrotic נפוחה, מורחבים7,hydromegaureter10. כדי לזהות VUR, הפתרון לצבוע מוזרק לתוך שלפוחית השתן, זרימה רטרוגרדית עוקבות מנוטר ב כליות9.
כאן מוצג עבור הזרקת מתילן כחול צבע לתוך אגן הכליה העובר הלידה פרוטוקול. פרוטוקול זה מאפשר את העקיבה של זרימת השתן מ אגן הכליה וגרגר ו לתוך שלפוחית השתן ומוודא פוטנציאליים חסימות צומת דרכי השתן כגון UPJO או UVJO.

<table><tbody><tr><td>Methylene blue</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M9140</td><td></td></tr><tr><td>Quality Biological Inc. NORMAL SALINE - 500ML</td><td>Fisherscientific</td><td>50-983-204</td><td></td></tr><tr><td>3 mL disposable syringe with BD Luer-Lok tip</td><td>BD</td><td>309657</td><td></td></tr><tr><td>Acrodisc Syringe Filters with Supor Membrane</td><td>Pall corporation</td><td>4614</td><td></td></tr><tr><td>Exel Scalp Vein (Butterfly) Sets; 27G x 3/4&quot; 12&quot;&amp;nbsp;</td><td>EXELINT</td><td>26709</td><td></td></tr><tr><td>Delicate Operating Scissors</td><td>Roboz Surgical Instrument Co.</td><td>RS-6702</td><td></td></tr><tr><td>Micro Dissecting Forceps</td><td>Roboz Surgical Instrument Co.</td><td>RS-5135</td><td></td></tr><tr><td>Dumont Tweezers; Pattern #5</td><td>Roboz Surgical Instrument Co.</td><td>RS-5045</td><td></td></tr><tr><td>BD PrecisionGlide Needles 30 G x 1/2&quot;</td><td>BD</td><td>305106</td><td></td></tr></tbody></table>

assessing urinary tract junction obstruction defects by methylene blue dye injection

פגמים חסימה בדרכי השתן צומת הם מולדים גרימת hydronephrosis ו- hydroureter. פגמים חסימה בדרכי השתן מאתר צומת יכול להיות מוערך על ידי מעקב אחר זרימת לצבוע מתילן כחול בתוך מערכת השתן. צבע כחול מתילן מוזרק לתוך אגן הכליה הכליות עובריים הלידה ונשאר צבע זרימת להשגחה של אגן הכליה הכליה וגרגר ו לתוך לומן שלפוחית השתן לאחר הפעלת לחץ הידרוסטטי. צבע הצטברות יהיה ניכר לומן שלפוחית השתן בדרכי השתן הלידה הרגילה, אך מוגבל בין אגן הכליה את נקודת הסיום של שופכן נורמלי, אם התרחשה חסימות בדרכי השתן. שיטה זו מקלה על האישור של חסימות בדרכי השתן צומת והדמיה של hydronephrosis ו- hydroureter. כתב יד זה מתאר פרוטוקול עבור הזרקת מתילן כחול צבע לתוך האגן הכליה לאשר חסימות בדרכי השתן צומת.

הכליות, מערכת השתן התחתונה ממוקמים הגבי לאיברים הפנימיים ביותר אחרים כגון הכבד, המעי. לאחר הסרת האלו לאיברים פנימיים אחרים, הם זוג כליות ואת ureters לו שלפוחית שתן בודדת גלוי (איור 1 א'). על ניתוח מוצלח, לצבוע מוזרק את אגן הכליה יזרום מן הכליה לתוך שלפוחית השתן ד...

Watch this Scientific Journal Video about Assessing Urinary Tract Junction Obstruction Defects by Methylene Blue Dye Injection at JoVE.com

Assessing Urinary Tract Junction Obstruction Defects by Methylene Blue Dye Injection

הזרקת מתילן כחול צבע לתוך האגן הכליה מקלה את הערכת ליקויי חסימה בדרכי השתן צומת במהלך התפתחות דלקת בדרכי השתן עובריים בעכבר. . הנה, עבור הזרקת מתילן כחול צבע לתוך אגן הכליה פרוטוקול המתואר.

הערכת בדרכי השתן צומת פגמים חסימה על ידי הזרקת מתילן כחול צבע

Urinary tract junction obstruction defects are congenital anomalies inducing hydronephrosis and hydroureter. Murine urinary tract junction obstruction ...

assessing-urinary-tract-junction-obstruction-defects-methylene-blue

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Biology

15.6K Views.  National Institutes of Health. הזרקת מתילן כחול צבע לתוך האגן הכליה מקלה את הערכת ליקויי חסימה בדרכי השתן צומת במהלך התפתחות דלקת בדרכי השתן עובריים בעכבר. . הנה, עבור הזרקת מתילן כחול צבע לתוך אגן הכליה פרוטוקול המתואר.

Video: Assessing Urinary Tract Junction Obstruction Defects by Methylene Blue Dye Injection

Mouse Bladder Wall Injection

Mouse bladder wall injection is a useful technique to orthotopically study bladder phenomena, including stem cell, smooth muscle, and cancer biology. Before starting injections, the surgical area must be cleaned with soap and water and antiseptic solution. Surgical equipment must be sterilized before use and between each animal. Each mouse is placed under inhaled isoflurane anesthesia (2-5% for induction, 1-3% for maintenance) and its bladder exposed by making a midline abdominal incision with scissors. If the bladder is full, it is partially decompressed by gentle squeezing between two fingers. The cell suspension of interest is intramurally injected into the wall of the bladder dome using a 29 or 30 gauge needle and 1 cc or smaller syringe. The wound is then closed using wound clips and the mouse allowed to recover on a warming pad. Bladder wall injection is a delicate microsurgical technique that can be mastered with practice.

Mouse bladder wall injection is a useful approach to orthotopically study bladder stem cell and cancer biology. This delicate microsurgical method can be mastered with careful technique and practice.

שלפוחית ​​השתן עכבר וול Injection

Mouse bladder wall injection is a useful technique to orthotopically study bladder phenomena, including stem cell, smooth muscle, and cancer biology. ...

Medicine

The Application of 1% Methylene Blue Dye As a Single Technique in Breast Cancer Sentinel Node Biopsy

In this study, we injected 1% methylene blue dye (MBD) into the subareolar or peritumoral space of the breast. In the case of breast conserving surgery (BCS), a separate incision in the lower axilla hairline was made to find the sentinel nodes (SNs). In mastectomy, the SNs were identified through the same mastectomy incision. The SNs were described as blue nodes or nodes with lymphatic blue channels. An anatomical landmark in the axilla was used to facilitate SNs identification. The SNs metastases were evaluated by intraoperative frozen section analysis and histopathology examination as it is a gold standard. Here, we described the MBD as the lone technique in breast cancer sentinel node biopsy (SNB) which could be useful when radioisotope tracer or patent or isosulfan blue dye (PBD) cannot be provided.

In Indonesia, sentinel node biopsy (SNB) is not routinely performed for breast cancer surgery because of the limitation to provide radioisotope tracer and isosulfan or patent blue dye (PBD). To overcome this obstacle, we applied 1% methylene blue dye (MBD) as a single agent to map the sentinel nodes (SNs).

היישום של 1% מתילן צבען כחול כטכניקה אחת בסרטן השד הזקיף צומת ביופסיה

In this study, we injected 1% methylene blue dye (MBD) into the subareolar or peritumoral space of the breast. In the case of breast conserving surgery ...

Cancer Research

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.

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית ​​השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים

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

Bioengineering

Photoacoustic Cystography

Conventional pediatric cystography, which is based on diagnostic X-ray using a radio-opaque dye, suffers from the use of harmful ionizing radiation. The risk of bladder cancers in children due to radiation exposure is more significant than many other cancers. Here we demonstrate the feasibility of nonionizing and noninvasive photoacoustic (PA) imaging of urinary bladders, referred to as photoacoustic cystography (PAC), using near-infrared (NIR) optical absorbents (i.e. methylene blue, plasmonic gold nanostructures, or single walled carbon nanotubes) as an optical-turbid tracer. We have successfully imaged a rat bladder filled with the optical absorbing agents using a dark-field confocal PAC system. After transurethral injection of the contrast agents, the rat's bladders were photoacoustically visualized by achieving significant PA signal enhancement. The accumulation was validated by spectroscopic PA imaging. Further, by using only a laser pulse energy of less than 1 mJ/cm2 (1/20 of the safety limit), our current imaging system could map the methylene-blue-filled-rat-bladder at the depth of beyond 1 cm in biological tissues in vivo. Both in vivo and ex vivo PA imaging results validate that the contrast agents were naturally excreted via urination. Thus, there is no concern regarding long-term toxic agent accumulation, which will facilitate clinical translation.

Photoacoustic cystography (PAC) has a great potential to map urinary bladders, a radiation sensitive internal organ in pediatric patients, without using any ionizing radiation or toxic contrast agent. Here we demonstrate the use of PAC for mapping urinary bladders with an injection of optical-opaque tracers in rats in vivo.

Cystography photoacoustic

Conventional pediatric cystography, which is based on diagnostic X-ray using a radio-opaque dye, suffers from the use of harmful ionizing radiation. The ...

Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity

Endometriosis is a common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this study was to demonstrate the use of a blue dye (methylene blue) to stain peritoneal surfaces during laparoscopy (L/S) to detect the loss of peritoneal integrity in patients with pelvic pain and suspected endometriosis. Forty women with CPP and 5 women without pain were evaluated in this pilot study. During L/S, concentrated dye was sprayed onto peritoneal surfaces, then aspirated and rinsed with Lactated Ringers solution. Areas of localized dye uptake were evaluated for the presence of visible endometriotic lesions. Areas of intense peritoneal staining were resected and some fixed in 2.5% buffered gluteraldehyde and examined by scanning (SEM) electron microscopy. Blue dye uptake was more common in women with endometriosis and chronic pelvic pain than controls (85% vs. 40%). Resection of the blue stained areas revealed endometriosis by SEM and loss of peritoneal cell-cell contact compared to normal, non-staining peritoneum. Affected peritoneum was associated with visible endometriotic implants in most but not all patients. Subjective pain relief was reported in 80% of subjects. Based on scanning electron microscopy, we conclude that endometrial cells extend well beyond visible implants of endometriosis and appear to disrupt the underlying mesothelium. Subtle lesions of endometriosis could therefore cause pelvic pain by disruption of peritoneal integrity, allowing menstrual or ovulatory blood and associated pain factors access to underlying sensory nerves. Complete resection of affected peritoneum may provide a better long-term treatment for endometriosis and CPP. This simple technique appears to improve detection of subtle or near invisible endometriosis in women with CPP and minimal visual findings at L/S and may serve to elevate diagnostic accuracy for endometriosis at laparoscopy.

Loss of peritoneal integrity provides a new paradigm to understand and treat chronic pelvic pain in women with mild forms of endometriosis and can be easily detected using intraoperative instillation of dye at the time of laparoscopy.

איתור intraoperative של אנדומטריוזיס העדין: פרדיגמה חדשה לאיתור וטיפול בכאב באגן הקשורים לפגיעה בשלמות פריטונאלית

Endometriosis is a  common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic  pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this ...

Probe-based Confocal Laser Endomicroscopy of the Urinary Tract: The Technique

Probe-based confocal laser endomicroscopy (CLE) is an emerging optical imaging technology that enables real-time in vivo microscopy of mucosal surfaces during standard endoscopy. With applications currently in the respiratory1 and gastrointestinal tracts,2-6 CLE has also been explored in the urinary tract for bladder cancer diagnosis.7-10 Cellular morphology and tissue microarchitecture can be resolved with micron scale resolution in real time, in addition to dynamic imaging of the normal and pathological vasculature.7
The probe-based CLE system (Cellvizio, Mauna Kea Technologies, France) consists of a reusable fiberoptic imaging probe coupled to a 488 nm laser scanning unit. The imaging probe is inserted in the working channels of standard flexible and rigid endoscopes. An endoscope-based CLE system (Optiscan, Australia), in which the confocal endomicroscopy functionality is integrated onto the endoscope, is also used in the gastrointestinal tract. Given the larger scope diameter, however, application in the urinary tract is currently limited to ex vivo use.11 Confocal image acquisition is done through direct contact of the imaging probe with the target tissue and recorded as video sequences. As in the gastrointestinal tract, endomicroscopy of the urinary tract requires an exogenenous contrast agent&mdash;most commonly fluorescein, which can be administered intravenously or intravesically. Intravesical administration is a well-established method to introduce pharmacological agents locally with minimal systemic toxicity that is unique to the urinary tract. Fluorescein rapidly stains the extracellular matrix and has an established safety profile.12 Imaging probes of various diameters enable compatibility with different caliber endoscopes. To date, 1.4 and 2.6 mm probes have been evaluated with flexible and rigid cystoscopy.10 Recent availability of a &lt; 1 mm imaging probe13 opens up the possibility of CLE in the upper urinary tract during ureteroscopy. Fluorescence cystoscopy (i.e. photodynamic diagnosis) and narrow band imaging are additional endoscope-based optical imaging modalities14 that can be combined with CLE to achieve multimodal imaging of the urinary tract. In the future, CLE may be coupled with molecular contrast agents such as fluorescently labeled peptides15 and antibodies for endoscopic imaging of disease processes with molecular specificity.

Probe-based confocal laser endomicroscopy enables real-time microscopy of the human urinary tract during cystoscopy, providing dynamic, intravital imaging of pathological states such as bladder cancer with cellular resolution. Endomicroscopy may augment the diagnostic accuracy of standard white light endoscopy and provide intraoperative image guidance to improve surgical resection.

Endomicroscopy בדיקה מבוסס Confocal ליזר בדרכי השתן: הטכניקה

Probe-based  confocal laser endomicroscopy (CLE) is an emerging optical imaging technology  that enables real-time in vivo microscopy of mucosal surfaces ...

Transurethral Instillation Procedure in Adult Male Mouse

Transurethral instillation can be used to deliver different solutions with active ingredients (e.g., drugs, chemicals, bacteria, and viruses) locally into the urinary bladder to either induce animal models of bladder pathologies or evaluate the effectiveness of intravesical treatments. Most rodent models of lower urinary tract (LUT) pathologies are induced in female mice due to ease of intravesical instillation of the substances via the female urethra. However, due to anatomical differences between the female and male LUT, transurethral instillation in a male mouse has been deemed a very challenging procedure, and it has not been previously described. In this manuscript, we provide a detailed description of how to prepare polyethylene (PE) tubing for subsequent insertion into the urethra of a male mouse. In addition, we discuss the ideal types of PE tubing to be used depending on the desired site of inoculation. Furthermore, we describe point by point how to prepare an animal for a successful transurethral instillation to avoid injury to the urethra and ensure the delivery of the solution to the desired location. The procedure is started by retracting the prepuce and the glans to expose the opening of the urethral meatus. Next, the glans are grasped by blunt non-crushing forceps to stabilize the penis and the PE tubing. The PE tubing is first inserted into the urethral meatus parallel to the animal body, then its angle is adjusted by tilting the catheter to maneuver it to follow the natural curvature of the urethra. This technique can be used to induced murine models of bladder pathologies and/or evaluate the effectiveness of intravesical treatments in male mice.

Transurethral instillation is a challenging procedure and has not been well described in the literature. The aim of this manuscript is to describe a technique for transurethral insertion of a catheter for intravesical delivery of liquids with active substances into the urinary bladder and/or prostate in adult male mice.

הליך ההתקנה-transurethral עכבר זכר בוגר

Transurethral instillation can be used to deliver different solutions with active ingredients (e.g., drugs, chemicals, bacteria, and viruses) locally into ...

Immunology and Infection

Ultrasonography of the Adult Male Urinary Tract for Urinary Functional Testing

The incidence of clinical benign prostatic hyperplasia (BPH) and lower urinary tract symptoms (LUTS) is increasing due to the aging population, resulting in a significant economic and quality of life burden. Transgenic and other mouse models have been developed to recreate various aspects of this multifactorial disease; however, methods to accurately quantitate urinary dysfunction and the effectiveness of new therapeutic options are lacking. Here, we describe a method that can be used to measure bladder volume and detrusor wall thickness, urinary velocity, void volume and void duration, and urethral diameter. This would allow for the evaluation of disease progression and treatment efficacy over time. Mice were anesthetized with isoflurane, and the bladder was visualized by ultrasound. For non-contrast imaging, a 3D image was taken of the bladder to calculate volume and evaluate shape; the bladder wall thickness was measured from this image. For contrast-enhanced imaging, a catheter was placed through the dome of the bladder using a 27-gauge needle connected to a syringe by PE50 tubing. A bolus of 0.5 mL of contrast was infused into the bladder until a urination event occurred. Urethral diameter was determined at the point of the Doppler velocity sample window during the first voiding event. Velocity was measured for each subsequent event yielding a flow rate. In conclusion, high frequency ultrasound proved to be an effective method for assessing bladder and urethral measurements during urinary function in mice. This technique may be useful in the assessment of novel therapies for BPH/LUTS in an experimental setting.

We describe the use of high frequency ultrasound with contrast imaging as a method to measure bladder volume, bladder wall thickness, urine velocity, void volume, void duration, and urethral diameter. This strategy can be used to assess voiding dysfunction and treatment efficacy in various mouse models of lower urinary tract dysfunction (LUTD).

Ultrasonography של בוגרים זכר בדרכי השתן עבור בדיקות פונקציונליות השתן

The incidence of clinical benign prostatic hyperplasia (BPH) and lower urinary tract symptoms (LUTS) is increasing due to the aging population, resulting ...

Using 2-Photon Microscopy to Quantify the Effects of Chronic Unilateral Ureteral Obstruction on Glomerular Processes

Applying novel microscopy methods to suitable animal disease models to explore the dynamic physiology of the kidney remains a challenge. Rats with surface glomeruli provide a unique opportunity to investigate physiological and pathophysiological processes using intravital 2-photon microscopy. Quantification of glomerular capillary blood flow and vasoconstriction and dilatation in response to drugs, permeability, and inflammation are just some of the processes that can be studied. In addition, transgenic rats, i.e., podocytes labeled with fluorescent dyes and other molecular biomarker approaches, provide increased resolution to directly monitor and quantify protein-protein interactions and the effects of specific molecular alterations.
In mice, which lack surface glomeruli after four weeks of age, unilateral ureteral obstruction (UUO) for several weeks has been used to induce surface glomeruli. As this induction model does not allow for baseline studies, we quantified the effects of UUO on glomerular processes in the UUO model in Munich Wistar Fr&#246;mter (MWF) rats, which have surface glomeruli under physiologic conditions. The UUO model for five weeks or more induced significant alterations to gross renal morphology, the peritubular and glomerular microvasculature, as well as the structure and function of tubular epithelia. Glomerular and peritubular red blood cell (RBC) flow decreased significantly (p &#60; 0.01), probably due to the significant increase in the adherence of white blood cells (WBCs) within glomerular and peritubular capillaries. The glomerular sieving coefficient of albumin increased from 0.015 &#177; 0.002 in untreated MWFs to 0.045 &#177; 0.05 in 5-week-old UUO MWF rats. Twelve weeks of UUO resulted in further increases in surface glomerular density and glomerular sieving coefficient (GSC) for albumin. Fluorescent albumin filtered across the glomeruli was not reabsorbed by the proximal tubules. These data suggest that using UUO to induce surface glomeruli limits the ability to study and interpret normal glomerular processes and disease alterations.

Here, we present a protocol using 2-photon microscopy in Munich Wistar Fromter rats with surface glomeruli to quantifythe effects of prolonged ureteral obstruction on glomerular dynamics and function.

שימוש במיקרוסקופיה של 2-פוטונים כדי לכמת את ההשפעות של חסימת שופכה חד-צדדית כרונית על תהליכים גלומרולריים

Applying novel microscopy methods to suitable animal disease models to explore the dynamic physiology of the kidney remains a challenge. Rats with surface ...

An Immature Murine Model of Reversible Unilateral Ureteral Obstruction

Unilateral ureteral obstruction (UUO) is a common cause of chronic kidney disease (CKD), leading to the progression of renal interstitial fibrosis and ultimately resulting in irreversible kidney damage. The alleviation of UUO is crucial. Several animal models of reversible unilateral ureteral obstruction (RUUO) have been established in the literature, enabling the observation of structural changes and functional damage while also simulating physiological and pathophysiological changes following the relief of ureteral obstruction. In this study, a reversible obstruction model was established in the unilateral murine ureter using a silicone tube. Significant renal damage was observed prior to obstruction relief, with partial recovery noted afterward. Unlike UUO, this model prevents progressive hydronephrosis, leading to distinct pathological outcomes. This simple surgical procedure demonstrates a high success rate and holds promise as a classical model for investigating reversible obstructive nephropathy and potential treatments for renal interstitial fibrosis. Furthermore, it provides a practical platform for studying the mechanisms of recovery from obstructive nephropathy, renal cell regeneration, and tissue remodeling.

The present protocol describes a step-by-step, reproducible model of unilateral ureteral obstruction.

מודל עכברי לא בוגר של חסימת שופכה חד צדדית הפיכה

Unilateral ureteral obstruction (UUO) is a common cause of chronic kidney disease (CKD), leading to the progression of renal interstitial fibrosis and ...

הערכת בדרכי השתן צומת פגמים חסימה על ידי הזרקת מתילן כחול צבע

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

שלפוחית השתן עכבר וול Injection

היישום של 1% מתילן צבען כחול כטכניקה אחת בסרטן השד הזקיף צומת ביופסיה

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים

Cystography photoacoustic

איתור intraoperative של אנדומטריוזיס העדין: פרדיגמה חדשה לאיתור וטיפול בכאב באגן הקשורים לפגיעה בשלמות פריטונאלית

Endomicroscopy בדיקה מבוסס Confocal ליזר בדרכי השתן: הטכניקה

הליך ההתקנה-transurethral עכבר זכר בוגר

Ultrasonography של בוגרים זכר בדרכי השתן עבור בדיקות פונקציונליות השתן

שימוש במיקרוסקופיה של 2-פוטונים כדי לכמת את ההשפעות של חסימת שופכה חד-צדדית כרונית על תהליכים גלומרולריים

מודל עכברי לא בוגר של חסימת שופכה חד צדדית הפיכה

הערכת בדרכי השתן צומת פגמים חסימה על ידי הזרקת מתילן כחול צבע

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

שלפוחית ​​השתן עכבר וול Injection

היישום של 1% מתילן צבען כחול כטכניקה אחת בסרטן השד הזקיף צומת ביופסיה

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית ​​השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים

Cystography photoacoustic

איתור intraoperative של אנדומטריוזיס העדין: פרדיגמה חדשה לאיתור וטיפול בכאב באגן הקשורים לפגיעה בשלמות פריטונאלית

Endomicroscopy בדיקה מבוסס Confocal ליזר בדרכי השתן: הטכניקה

הליך ההתקנה-transurethral עכבר זכר בוגר

Ultrasonography של בוגרים זכר בדרכי השתן עבור בדיקות פונקציונליות השתן

שימוש במיקרוסקופיה של 2-פוטונים כדי לכמת את ההשפעות של חסימת שופכה חד-צדדית כרונית על תהליכים גלומרולריים

מודל עכברי לא בוגר של חסימת שופכה חד צדדית הפיכה

שלפוחית השתן עכבר וול Injection

הערכת Biomaterials עבור הגדלת שלפוחית השתן באמצעות ניתוח Cystometric על מודלים מכרסם שונים