Recommended
Recommended
More Related Content
Featured
Featured (20)
Dyś Kamica moczowa
- 1. Analiza związku pomiędzy strukturą chemiczną a fizyczną stabilnością kamieni układu moczowego w aspekcie poszukiwania nowych strategii terapeutycznych kamicy moczowej Wojciech Dyś Promotor: dr hab. n. med. Hanna Trębacz, prof. nadzw. UM Lublin .
- 2. Cel pracy • Zbadanie związku pomiędzy składem i strukturą chemiczną kamieni nerkowych, a ich fizyczną trwałością w aspekcie termodynamicznym i mechanicznym.
- 3. Kamica układu moczowego • Kamica stała się jedną z najczęstszych chorób i częstością występowania dorównuje cukrzycy, co czyni z niej chorobę o wymiarze społecznym.
- 4. Kamica układu moczowego • Obecnie na kamicę moczową choruje około 2% Polaków. • Bez profilaktyki, po usunięciu pierwszego w życiu złogu u 50% chorych dojdzie do nawrotu kamicy w ciągu 5 lat, a u 60-80% w ciągu 10 lat. • Prognozowane szacunkowe koszty leczenia kamicy w USA w 2030 roku to około 1,24 biliona dolarów rocznie. Roslan i wsp. 2009, GUS 2004 Worcester i Coe 2008 Antonelli i wsp. 2014, Roudakova i Monga 2014
- 5. Kamica układu moczowego • Rewolucja w leczeniu. • Mały postęp nauki jeśli chodzi o przyczynowe leczenie kamicy - zwłaszcza kamicy szczawianowej. • Młodzi urolodzy powinni zainteresować się tematem kamicy dróg moczowych, nawet z pobudek czysto koniunkturalnych. • Wkrótce problemy onkologiczne dotyczące narządów układu moczowo-płciowego, i nie tylko, będą rozwiązywane przez zastosowanie zaawansowanych technologii mało inwazyjnych, czy też z pomocą inżynierii genetycznej. Na co w dziedzinie kamicy moczowej nie zanosi się. Paul van Cangh 2010 Ostrowski 2010 Tiselius 2011
- 6. Materiał kamienie moczowe 44 pacjentów operowanych w Oddziale Urologii i Onkologii Urologicznej Szpitala Specjalistycznego w Puławach w latach 2011-2012 roku
- 7. Metody Analiza chemiczna jakościowa Spektroskopia Ramana Spektroskopia w podczerwieni – FTIR Testy mechaniczne Pomiary kalorymetryczne Miernik i wsp. 2015 Basiri i wsp. 2012 Hesse i wsp. 2005
- 8. Metody Fragmenty złogów poddano analizie chemicznej przy użyciu zestawu BIOLABO France do analizy kamieni nerkowych. Jest to metoda chemiczna jakościowa do diagnostyki in vitro głównych składników kamieni moczowych przy pomocy odczynników. Jest to metoda standardowo stosowana w polskich laboratoriach do identyfikacji głównych składników mineralnych kamieni.
- 9. Metody W pierwszym etapie badań porównawczych fragmenty złogów moczowych poddano analizie widmowej spektroskopią Ramana. Widma badanych próbek otrzymano za pomocą spektrofotometru Nicolet NXR 9650 FT-Raman (ThermoScientific, Waltham, MA, USA) w module FT- Ramana (NXR Ramana FT). Miernik A, Rassweiler JJ (2015) Is in vivo analysis of urinary stone composition feasible? Evaluation of an experimental setup of Raman system coupled to commercial lithotripsy laser fibers. World J Urol. 33(10).
- 10. Metody Złogi zbadano również metodą spektroskopii w podczerwieni FT IR na Nicolet 6700 FT-IR (ThermoScientific, Waltham, MA, USA) celem określenia składu mineralnego.
- 11. Metody W celu określenia mechanicznej wytrzymałości kamieni moczowych, poddano je testom osiowej kompresji za pomocą maszyny wytrzymałościowej Lloyd LRX. Próbki były ściskane jednorazowo do zniszczenia, ze stałą prędkością 0,5 mm/min.
- 12. Metody Analizę DSC przeprowadzono przy użyciu aparatu Q200 firmy TA Instruments. Próbki złogów moczowych badano w zakresie temperatur od 40oC do 380oC, z prędkością 10 stopnie/min. Wyniki pomiaru obrazuje termogram.
- 13. Wyniki • Anzliza chemiczna: 68% stanowiły złogi wapniowe
- 14. Wyniki Spektroskopia Ramana • Szczawiany wapnia (COM i COD) 68% • hydroksyapatyt (HAP) w 18% • kwas moczowy (UA) w 9% • struwit (MAPH) w 4,6%
- 15. Wyniki Spektroskopia FTIR • (78%) stanowiły szczawiany w formie wewelitu, jednowodnego szczawianu wapnia (COM) czystego lub z domieszką. • struwit (MAPH), • hydroksyapatyt (HAP), • kwas moczowy (UA). Dominowały złogi dwuskładnikowe
- 20. Wyniki • analiza istotności różnic pomiędzy głównymi grupami złogów w odniesieniu do parametrów DSC
- 21. Korelacje . Korelacje pomiędzy parametrami termodynamicznymi a parametrami mechanicznymi
- 22. Wnioski • Wysoki odsetek występowania kamieni moczowych o strukturze dwuskładnikowej (38%) sugeruje potrzebę pobierania do analizy chemicznej próbek z dwóch części kamienia, tj. z jądra kamienia i warstwy wierzchniej. • Różnicowa kalorymetria skaningowa pozwala określić temperatury rozpadu poszczególnych składników złogu, które mogą być pomocne w określaniu trwałości kamieni moczowych i w terapii kamicy. • Na trwałość i energię rozpadu termicznego kamieni moczowych wpływa nie tylko ich skład mineralny, ale również w dużym stopniu obecność składników „zlepiających” w postaci glikozaminoglikanów.
- 23. Wnioski • Złogi zbudowane z kryształów kwasu moczowego zawierają mniej glikozaminoglikanów w stosunku do innych rodzajów kamieni. • Temperatura rozpadu szczawianów jak i substancji spajających koreluje z parametrami mechanicznymi badanych złogów, z „p” wynoszącym poniżej 0,005 (p < 0,05). • Uzyskane wyniki w odniesieniu do dostępnej literatury sugerują, że poszerzenie grupy głównych czynników ryzyka kamicy moczowej o stopień uwodnienia szczawianów wapnia może ulepszyć profilaktykę i dobór odpowiedniej strategii leczenia w tym najczęstszym rodzaju kamicy.
Editor's Notes
- W urologii ostatnich 20 lat nastąpił znaczący postęp dotyczący dezintegracji i ewakuacji złogów z dróg moczowych człowieka. Skład chemiczny kamieni w różnych populacjach chorych różni się znacznie. Wspólnym mianownikiem kamicy jest duża częstość nawrotów po usunięciu pierwszego złogu, mimo dużej zmienności między poszczególnymi chorymi. Wieloczynnikowa patogeneza kamicy utrudnia prowadzenie skutecznej profilaktyki nawrotów. O samych kamieniach nerkowych, ich strukturach, teksturach i składzie mineralnym od dosyć dawna sporo wiadomo. Nadal jednak występują poważne kłopoty z transferem posiadanej wiedzy na zjawiska biochemiczne panujące w organizmie chorego.
- Niniejsza praca podejmuje próbę zbadania związku pomiędzy strukturą chemiczną a fizyczną stabilnością kamieni moczowych. Mimo znajomości fizykochemicznych zasad krystalizacji w drogach moczowych, wiedza na temat patofizjologii kamicy nerkowej pozostaje niekompletna. Poznanie każdego nowego czynnika ryzyka kamicy, charakteru procesu krystalizacji i właściwości kamieni może mieć wpływ na modyfikację procesu leczenia i profilaktyki. Perspektywicznym celem takich badań jest tworzenie nowych strategii terapeutycznych kamicy moczowej.
- Opisywana choroba należy do najczęstszych na świecie. W zależności od regionu geograficznego, rasy, płci i wieku występuje u około 5–20% populacji. Ocenia się, że jest przyczyną około 1% wszystkich hospitalizacji. Charakterystyczna jest przy tym duża skłonność do nawrotów, które występują u ponad połowy chorych z pierwszym incydentem kolki spowodowanej kamicą nerkową
- Mimo że nadal nie jesteśmy w stanie precyzyjnie określić, u którego chorego powstaną kamienie, ważne jest przyporządkowanie pacjentów do poszczególnych grup ryzyka. Pod tym względem kluczowa jest informacja, czy kamień wykryty został po raz pierwszy, czy jest to nawrót choroby. Konieczne jest również określenie substancji, z której zbudowany jest kamień (sole wapnia, kwas moczowy, struwit, cystyna lub inne).
- szereg powiązań między chorobami układowymi, takimi jak zespół metaboliczny, nadciśnienie tętnicze, hiperlipidemia i cukrzyca typu 2, a stresem oksydacyjnym w ich przebiegu oraz następowym uszkodzeniem i apoptozą komórek cewek nerkowych, co przy obecności czynników ryzyka kamicy może być bodźcem inicjującym tworzenie złogów. Obecnie najważniejsze wydaje się zrozumienie patomechanizmu powstawania kamieni wapniowych. Wśród mieszkańców krajów rozwiniętych ten rodzaj kamicy występuje u około 85% pacjentów.
- W badaniu złogów moczowych wykorzystałem kombinacje wyżej wymienionych metod do badania tego samego kamienia, umożliwiło mi uzyskanie dokładniejszych wyników .Pozwoliło to na dokładniejszą analizę składu krystalicznego i wyodrębnienie głównych grup badanych złogów.
- Pozyskane w trakcie operacji urologicznych kamienie moczowe badane w niniejszej pracy, standardowo poddane były analizie chemicznej, która określała dominujący składnik złogu. Wg Europejskiego Towarzystwa Urologicznego (EAU) jest to metoda przestarzała, niemniej w Polsce nadal dominuje.
- koszt 134 810,00 zł brutto. W październiku 2015 ukazała się pierwsza praca, która opisuje próby zastosowania analizy ramanowskiej do badania kamieni moczowych in vivo podczas zabiegu ich usuwania Interesujące są również doniesienia na temat zastosowania optycznej spektroskopii Ramana w onkologii do identyfikacji tkanki nowotworowej prostaty, pęcherza moczowego, żołądka, płuc, szyjki macicy, piersi i innych tkanek. Spektroskopia Ramana pozwala podczas operacji usunięcia nowotworu na natychmiastową ocenę marginesów, celem radykalnego usunięcia nowotworu
- Próbki były ściskane jednorazowo do zniszczenia, ze stałą prędkością 0,5 mm/min, co odpowiadało prędkościom odkształcania w zakresie 0,0014 s-1 – 0, 0042 s-1, zależnie od wysokości próbki. W pomiarach zastosowano głowicę pomiarową z obciążeniem maksymalnym 2500 N.
- Na podstawie uzyskanych widm Ramana oznaczono składniki mineralne występujące w złogach. Kamienie podzielono na grupy według oznaczonego składnika. W każdej próbce wyodrębniono składnik główny, co było możliwe ze względu na fakt, że nawet w kamieniach, w których stwierdzono obecność wyraźnych linii widmowych dwóch lub więcej składników mineralnych, jeden składnik dominował. Ponadto, w większości próbek zidentyfikowano obecność glikozaminoglikanów.
- Wyniki analizy dotyczące głównego składnika złogu pokrywały się z wynikami analizy ramanowskiej.
- Ilościowe porównanie próbek o różnym składzie musiało uwzględniać niejednorodną strukturę otrzymanych termogramów. Tak więc w próbkach o wyraźnie rozdzielonych pikach wybrano dwie charakterystyczne temperatury Tm1 i Tm2. W pozostałych, do opisu piku była używana jedna temperatura. W związku z powyższym ilościowa analiza parametrów termodynamicznych wykonywana była dwa razy. W pierwszej analizie uwzględniono temperaturę pierwszego (Tm1), a w drugiej – drugiego piku (Tm2). W próbkach z jednym pikiem temperatury Tm1 i Tm2 w obu analizach były takie same.
- W tabelach przedstawiono zbiorcze wyniki pomiarów Tm1, Tm2 i energii rozpadu dla głównych grup próbek, w których jako dominujący składnik rozpoznano jednowodny szczawian wapni (COM), hydroksyapatyt (HAP), kwas moczowy (UA), struwit (MAPH), dwuwodny szczawian wapnia (COD).
- Przeprowadzono analizę istotności różnic pomiędzy głównymi grupami złogów w odniesieniu do parametrów DSC. Ze względu na małą liczbę próbek w grupie MAPH (struwit) i COD (szczawian dwuwodny) porównań dokonano dla trzech grup: COM (szczawian jednowodny), HAP (apatyt) i UA (kwas moczowy). Test Kruskala-Wallisa wykazał, że te trzy grupy badanych kamieni różnią się istotnie temperaturą (p=0,000 dla T m1 i p=0,005 dla Tm2) oraz energią rozpadu (p=0009). Wyniki analizy wskazują, że różnice temperatury Tm1 pomiędzy COM a HAP są istotne (p=0,00063), a różnica pomiędzy COM a UA są na granicy istotności (0,051056). Jeśli chodzi o Tm2 to zarówno różnica pomiędzy COM a HAP jak i UA a COM jest istotna. HAP i UA nie różnią się temperaturą badanych procesów termodynamicznych. W odniesieniu do energii zachodzących procesów termicznych istotna jest jedynie różnica pomiędzy UA a COM.
- Wykonano porównanie analizy korelacji pomiędzy parametrami termodynamicznymi a parametrami mechanicznymi Stwierdza się istotną korelacje pomiędzy wytrzymałością a temperaturą rozpadu (T m1 i T m2). Moduł sieczny istotnie koreluje wyłącznie tylko z niższą temperaturą (T m1). Energia do zniszczenia koreluje z temperaturami obu pików. Nie stwierdzono istotnej korelacji pomiędzy żadnym z parametrów mechanicznych a energią termicznego rozpadu próbki.