Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự không đồng nhất trong sỏi thận canxi: Một góc nhìn về vật liệu
Tóm tắt
Sỏi thận dựa trên canxi thể hiện sự không đồng nhất đáng kể về cấu trúc, mật độ, thành phần khoáng chất và độ cứng vật liệu mà không được làm rõ bởi các xét nghiệm lâm sàng thông thường. Các phân bố mật độ khoáng chất trong sỏi canxi oxalat cho thấy các vùng mật độ thấp (590±80 mg/cc), mật độ trung bình (840±140 mg/cc) và mật độ cao (1100±200 mg/cc). Sỏi apatite cũng chứa các vùng mật độ thấp (700±200 mg/cc), mật độ trung bình (1100±200 mg/cc) và mật độ cao (1400±140 mg/cc) trong các lớp mở rộng từ một hoặc nhiều điểm hình thành nhân. Mặc dù có mật độ khoáng chất trung bình thấp hơn, sỏi canxi oxalat (CaOx) lại thể hiện độ cứng vật liệu cao hơn so với sỏi apatite, cho thấy có thể có các thành phần hóa học khác liên quan đến việc xác định các tính chất độ cứng của sỏi. Các vị trí tập trung carbon được xác định giữa các lớp hình thái trong sỏi CaOx và trong các lớp phân tầng của sỏi apatite. Phân tích nguyên tố phát hiện nhiều nguyên tố vi lượng bổ sung trong cả hai loại sỏi. Mặc dù có giả định phổ biến rằng mật độ khoáng chất của sỏi là chỉ số về khả năng ứng dụng lithotripsy, nhưng ước lượng mật độ khoáng chất sỏi canxi không tương quan trực tiếp với độ cứng thực tế của sỏi ex vivo. Sự không đồng nhất về cấu trúc và mật độ khoáng chất của sỏi có thể lý giải tại sao các phương pháp lịch sử đã thất bại trong việc dự đoán chính xác phản ứng của sỏi với lithotripsy.
Từ khóa
#sỏi thận canxi #độ cứng vật liệu #mật độ khoáng chất #canxi oxalat #lithotripsyTài liệu tham khảo
R. Caudarella, L. Tonello, E. Rizzoli, and F. Vescini: Predicting five-year recurrence rates of kidney stones: An artificial neural network model. Arch. Ital. Urol. Androl. 83, 14 (2011).
P. Zhong, C.J. Chuong, R.D. Goolsby, and G.M. Preminger: Microhardness measurements of renal calculi: Regional differences and effects of microstructure. J. Biomed. Mater. Res. 26, 1117 (1992).
J.C. Williams, Jr., C.A. Zarse, M.E. Jackson, J.E. Lingeman, and J.A. McAteer: Using helical CT to predict stone fragility in shock wave lithotripsy. In Renal Stone Disease, 1st Annual International Urolithiasis Research Symposium, Vol. 900 (AIP Conf Proc., Indianapolis, IN, 2007); p. 326.
J.C. Williams, Jr., K.C. Saw, R.F. Paterson, E.K. Hatt, J.A. McAteer, and J.E. Lingeman: Variability of renal stone fragility in shock wave lithotripsy. Urology 61, 1092 (2003).
G. Motley, N. Dalrymple, C. Keesling, J. Fischer, and W. Harmon: Hounsfield unit density in the determination of urinary stone composition. Urology 58, 170 (2001).
S.R. Khan and D.J. Kok: Modulators of urinary stone formation. Front. Biosci. 9, 1450 (2004).
K. Ramaswamy, D.W. Killilea, P. Kapahi, A.J. Kahn, T. Chi, and M.L. Stoller: The elementome of calcium-based urinary stones and its role in urolithiasis. Nat. Rev. Urol. 12, 543 (2015).
F.A. Witzmann, A.P. Evan, F.L. Coe, E.M. Worcester, J.E. Lingeman, and J.C. Williams, Jr.: Label-free proteomic methodology for the analysis of human kidney stone matrix composition. Proteome Sci. 14, 4 (2016).
J. Cloutier, L. Villa, O. Traxer, and M. Daudon: Kidney stone analysis: “Give me your stone, I will tell you who you are!”. World J. Urol. 33, 157 (2015).
P. Ruegsegger, B. Koller, and R. Muller: A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture. Calcif. Tissue Int. 58, 24 (1996).
M. Penescu, V.L. Purcarea, I. Sisu, and E. Sisu: Mass spectrometry and renal calculi. J. Med. Life 3, 128 (2010).
M. Bak, J.K. Thomsen, H.J. Jakobsen, S.E. Petersen, T.E. Petersen, and N.C. Nielsen: Solid-state 13C and 31P NMR analysis of urinary stones. J. Urol. 164, 856 (2000).
O. Sohnel, F. Grases, L. Garcia-Ferragut, and J.G. March: Study on calcium oxalate monohydrate renal uroliths. III. Composition and density. Scand. J. Urol. Nephrol. 29, 429 (1995).
H. Fleisch: Inhibitors and promoters of stone formation. Kidney Int. 13, 361 (1978).
D.S. Brauer, K. Saeki, J.F. Hilton, G.W. Marshall, and S.J. Marshall: Effect of sterilization by gamma radiation on nano-mechanical properties of teeth. Dent. Mater. 24, 1137 (2008).
S.I. Djomehri, S. Candell, T. Case, A. Browning, G.W. Marshall, W. Yun, S.H. Lau, S. Webb, and S.P. Ho: Mineral density volume gradients in normal and diseased human tissues. PLoS One 10, e0121611 (2015).
ASTM: ASTM E384-11 Standard Test Method for Knoop and Vickers Hardness of Materials (ASTM International, West Conshohocken, 2011).
D.W. Killilea, J.L. Westropp, R. Shiraki, M. Mellema, J. Larsen, A.J. Kahn, P. Kapahi, T. Chi, and M.L. Stoller: Elemental content of calcium oxalate stones from a canine model of urinary stone disease. PLoS One 10, e0128374 (2015).
M.S. Pearle and Y. Lotan: Urinary lithiasis: Etiology, epidemiology, and pathogenesis. In Campbell-walsh Urology, A.J. Wein, L. Kavoussi, A.C. Novick, A.W. Partin, and C.A. Peters, eds. (Saunders Elsevier, Philadelphia, PA, 2012); p. 1257.
J.D. Denstedt and A. Fuller: Epidemiology of stone disease in North America. In Urolithiasis: Basic Science and Clinical Practice, J. Talati, H-G. Tiselius, D.M. Albala, and Z. Ye, eds. (Springer, London, England, 2012); p. 13.
T. Echigo, M. Kimata, A. Kyono, and M. Shimizu: Re-investigation of the crystal structure of whewellite [Ca(C2O4)·H2O] and the dehydration mechanism of caoxite [Ca(C2O4)·3H2O]. Mineral. Mag. 69, 77 (2005).
C. Conti, M. Casati, C. Colombo, M. Realini, L. Brambilla, and G. Zerbi: Phase transformation of calcium oxalate dihydrate-monohydrate: Effects of relative humidity and new spectroscopic data. Spectrochim. Acta, Part A 128, 413 (2014).
C.A. Zarse, J.A. McAteer, A.J. Sommer, S.C. Kim, E.K. Hatt, J.E. Lingeman, A.P. Evan, and J.C. Williams, Jr.: Nondestructive analysis of urinary calculi using micro computed tomography. BMC Urol. 4, 15 (2004).
J.C. Williams, Jr., J.A. McAteer, A.P. Evan, and J.E. Lingeman: Micro-computed tomography for analysis of urinary calculi. Urol. Res. 38, 477 (2010).
J.C. Williams, Jr., J.E. Lingeman, F.L. Coe, E.M. Worcester, and A.P. Evan: Micro-CT imaging of Randall’s plaques. Urolithiasis 43 (Suppl 1), 13 (2015).
B. Clarke: Normal bone anatomy and physiology. Clin. J. Am. Soc. Nephrol. 3 (Suppl 3), S131 (2008).
B. Fellstrom, M. Lindsjo, B.G. Danielson, F.A. Karlsson, and S. Ljunghall: Binding of glycosaminoglycan inhibitors to calcium oxalate crystals in relation to ionic strength. Clin. Chim. Acta 180, 213 (1989).
R.C. Walton, J.P. Kavanagh, and B.R. Heywood: The density and protein content of calcium oxalate crystals precipitated from human urine: A tool to investigate ultrastructure and the fractional volume occupied by organic matrix. J. Struct. Biol. 143, 14 (2003).
M.D. McKee, A. Nanci, and S.R. Khan: Ultrastructural immunodetection of osteopontin and osteocalcin as major matrix components of renal calculi. J. Bone Miner. Res. 10, 1913 (1995).
H. Perk, T.A. Serel, A. Kosar, N. Deniz, and A. Sayin: Analysis of the trace element contents of inner nucleus and outer crust parts of urinary calculi. Urol. Int. 68, 286 (2002).
T. Chi, M.S. Kim, S. Lang, N. Bose, A. Kahn, L. Flechner, S.D. Blaschko, T. Zee, G. Muteliefu, N. Bond, M. Kolipinski, S.C. Fakra, N. Mandel, J. Miller, A. Ramanathan, D.W. Killilea, K. Bruckner, P. Kapahi, and M.L. Stoller: A drosophila model identifies a critical role for zinc in mineralization for kidney stone disease. PLoS One 10, e0124150 (2015).
M. Turgut, I. Unal, A. Berber, T.A. Demir, F. Mutlu, and Y. Aydar: The concentration of Zn, Mg and Mn in calcium oxalate monohydrate stones appears to interfere with their fragility in ESWL therapy. Urol. Res. 36, 31 (2008).
J.D. Wiesenthal, D. Ghiculete, R.J. D’A Honey, and K.T. Pace: Evaluating the importance of mean stone density and skin-to-stone distance in predicting successful shock wave lithotripsy of renal and ureteric calculi. Urol. Res. 38, 307–313 (2010).
I. Ouzaid, S. Al-gahtani, S. Dominique, V. Hupertan, P. Fernandez, J. Hermieu, V. Delmas, and V. Ravery: A 970 hounsfield unit (HU) threshold of kidney stone density on non-contrast computed tomography (NCCT) improves patients’ selection for extracorporeal shockwave lithotripsy (ESWL): Evidence from a prospective study. BJUI 110, E438–E442 (2012).
A. Anastasiadis, B. Onal, P. Modi, B. TUrna, M. Duvdevani, A. Timoney, J.S. Wolf, Jr., and J. De La Rosette: Impact of stone density on outcomes in percutaneous nephrolithotomy (PCNL): An analysis of the clinical research office of the endourological society (CROES) pcnl global study database. Scand. J. Urol. 47, 509–514 (2013).
M.F. Bellin, R. Renard-Penna, P. Conort, A. Bissery, J.B. Meric, M. Daudon, A. Mallet, F. Richard, and P. Grenier: Helical CT evaluation of the chemical composition of urinary tract calculi with a discriminant analysis of CT-attenuation values and density. Eur. Radiol. 14, 2134 (2004).
M. Bulakci, T. Tefik, F. Akbulut, M.T. Ormeci, C. Bese, O. Sanli, T. Oktar, and A. Salmaslioglu: The use of non-contrast computed tomography and color Doppler ultrasound in the characterization of urinary stones—Preliminary results. Turk. J. Neurol. 41, 165 (2015).
C.A. Zarse, T.A. Hameed, M.E. Jackson, Y.A. Pishchalnikov, J.E. Lingeman, J.A. McAteer, and J.C. Williams, Jr.: CT visible internal stone structure, but not Hounsfield unit value, of calcium oxalate monohydrate (COM) calculi predicts lithotripsy fragility in vitro. Urol. Res. 35, 201–206 (2007).