Pasak mokslininkės Anne Robertson, šlapimo pūslė nėra laikoma ypač žavingu organu, nepaisant to, kad joje yra daug tų pačių fiziologinių elementų ir procesų, kaip ir širdyje.
Laimei, urologijos ir biomechanikos srityse tai nesutrukdė Robertson ir jos komandai pabandyti tai suprasti – įsipareigojimas, dėl kurio Pitsburgo universitetai ir Šefildo universitetai bendradarbiavo kuriant pirmąjį skaitmeninį šlapimo pūslės dvynį, ir naujas leidinys, atskleidžiantis, kad šlapimo pūslės nesipildo kaip mintis, o kaip paprastas balionas. prisitaikyti prie tūrio ir slėgio pokyčių.
„Šlapimo pūslė išlieka vienu iš labiausiai neištirtų organų biomechanikos bendruomenėje“, – sakė mechaninės inžinerijos ir medžiagų mokslo (MEMS) daktaras. kandidatė Fatemeh Azari, „ir šis leidinys ryžtingai užpildo žinių spragą, kuri išliko daugiau nei tris dešimtmečius“.
Azari ir Robertson, išskirtiniai Swanson inžinerijos mokyklos mechanikos inžinerijos ir medžiagų mokslo (MEMS) profesoriai, komandos išvados „Išsiaiškinti aukšto atitikties mechanizmą, kuriuo šlapimo pūslė prisipildo esant žemam slėgiui“, paskelbti Mokslinės ataskaitos.
Pagrindinis grupės tikslas buvo išsiaiškinti, kaip šlapimo pūslė prisipildo šlapimu esant žemam slėgiui, tiriant jos struktūrą ir funkciją. Nors ankstesniuose tyrimuose buvo teigiama, kad mažos raukšlės (rugae) šlapimo pūslės sienelėje leidžia jai išsiplėsti, komanda nustatė, kad daug didesnės raukšlės, maždaug dešimt kartų didesnės, nei manyta anksčiau, yra jos lankstumo pagrindas. Naudodama didelės skiriamosios gebos mikro-CT ir daugiafotoninius vaizdus, komanda išanalizavo, kaip šlapimo pūslės sienelė pakeitė formą užpildžius žiurkės modelį.
„Kai pažvelgėme į šlapimo pūslės geometriją, supratome, kad ji daug sudėtingesnė, nei manyta anksčiau. Azari pasakė. „Šlapimo pūslės sienelės storis nėra vienodas, o tai, kas anksčiau atrodė kaip tuščios erdvės ankstesniuose KT skenavimuose, iš tikrųjų buvo pilnas kolageno ir elastino struktūrų, kurias pagaliau galėjome pamatyti naudodami daugiafotoninį vaizdą.”
Tada papildomas eksperimentas susiejo šiuos pokyčius su slėgio ir tūrio elgesiu užpildymo metu, naudojant pritaikytą vaizdo gavimo ir pripūtimo sistemą, kad būtų galima vizualizuoti šlapimo pūslės užpildymo mechanizmus. Komanda išsiaiškino, kad dėl didelio masto raukšlių, susidariusių tuštinimosi metu, iš šlapimo pūslės išvaryta daugiau nei 95 % šlapimo. Šios raukšlės užpildymo metu išsilygino, todėl šlapimo pūslė prisipildo labai mažai padidėjus slėgiui – tai yra labai svarbus komponentas, apsaugantis inkstus ir siekiant išvengti nuotėkio.
„Mes pastebėjome, kad šlapimo pūslės užpildymas vyksta dviem skirtingais etapais, o ne elgiasi kaip paprastas besiplečiantis balionas.” Azari pasakė. „Pirmoji fazė apima didelį tūrio padidėjimą su minimaliu slėgio pokyčiu, o po to seka aukšto slėgio fazė, kai slėgis smarkiai pakyla, kai šlapimo pūslė ir toliau pildosi.
Grupės atliktas tyrimas yra pirmasis viso organo mechaninis testas, skirtas užfiksuoti, kaip prisipildo sveika šlapimo pūslė, suteikiant kritinę įžvalgą apie urologines sąlygas, tokias kaip šlapimo pūslės išėjimo obstrukcija (BOO). Dažnas senstančių vyrų sutrikimas – užblokuojamas šlapimo nutekėjimas iš šlapimo pūslės į šlaplę, todėl šlapimo pūslė padidėja, sustorėja ir praranda efektyvumą. Žvelgdamas į ateitį, Robertsonas tikisi nuolat pritaikyti šį modelį, kad suprastų geresnius gydymo metodus tokioms ligoms kaip BOO ir šlapimo pūslės vėžys.
„Įprastas BOO gydymas yra chirurginis obstrukcijos sumažinimas pašalinant dalį prostatos, siekiant atgauti sveiką funkciją.” Robertsonas pasakė. „Net šis invazinis gydymas nepavyksta maždaug trečdaliu atvejų. Mes kuriame skaitmeninį dvynių modelį BOO šlapimo pūslei, kad galėtume nustatyti, kurie paciento veiksniai turi įtakos rezultatams ir nustatyti veiksmingesnes individualizuotas gydymo strategijas.”