Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu hiện tượng tương tác giữa đường tiết niệu dưới và cơ thắt tiểu nhân tạo với sự cân nhắc đến sự thoái hóa mô urethra
Tóm tắt
Rối loạn chức năng đường tiết niệu dưới liên quan đến các triệu chứng liên quan đến đường tiết niệu dưới (LUT), với sự tiềm ẩn mất kiểm soát. Các cơ thắt tiểu nhân tạo (AUS) được áp dụng để đạt được điều kiện kiểm soát tiểu, chủ yếu ở nam giới, thông qua việc tắc nghẽn niệu đạo bằng cách áp dụng tải trọng, thường hoạt động dựa trên cách tiếp cận thực nghiệm. Xét thấy việc bệnh nhân cao tuổi thường xuyên tiếp cận phương pháp phẫu thuật này, sự suy thoái mô liên quan đến hiện tượng lão hóa cần được nghiên cứu. Các mô hình tính toán về cấu trúc LUT và hệ thống AUS đã được thiết kế để đánh giá sự kích thích cơ học của mô và các hiện tượng thoái hóa cho quá trình tương tác qua lại. Các mô hình rắn 3D của LUT đã được phát triển từ các hình ảnh y sinh, như dữ liệu mô học/morphometrical. Quy trình phân đoạn đã được tận dụng để cung cấp tái tạo hình ba chiều, và các kỹ thuật phân discret sau đó dẫn đến mô hình phần tử hữu hạn. Đồng thời, một mô hình phần tử hữu hạn của thiết bị AUS điển hình đã được phát triển. Các phân tích số đã được thực hiện để phân tích các hiện tượng tương tác giữa AUS và LUT. Các điều kiện khác nhau đã được nghiên cứu, thay đổi cả điều kiện tải, chẳng hạn như áp lực trong lòng niệu đạo và tác động của AUS, cũng như các tính chất mô urethral. Sự chú ý đặc biệt đã được dành cho các thông số mô, nhằm đánh giá ảnh hưởng của sự thoái hóa mô do lão hóa và/hoặc các bệnh lý.
Từ khóa
#rối loạn chức năng đường tiết niệu dưới #cơ thắt tiểu nhân tạo #lão hóa #tương tác mô #mô hình phần tử hữu hạnTài liệu tham khảo
Abaqus Documentation (2014) Version 6.14-2, Dassault Systémes Simulia Corp., Providence
Belytschko T, Bindeman LP (1992) Assumed strain stabilization of the eight node hexahedral element. Comput Method Appl M 105:225–260
Belytschko T, Liu WK, Moran B, Elkhodary K (2014) Nonlinear finite elements for continua and structures, 2nd edn. Wiley, New York
Brandes SB (2014) Vascular anatomy of genital skin and the urethra: implications for urethral reconstruction. In: Brandes S, Morey A (eds) Advanced male urethral and genital reconstructive surgery. Current clinical urology. Humana Press, New York
Bugeja S, Ivaz SL, Frost A, Andrich DE, Mundy AR (2016) Urethral atrophy after implantation of an artificial urinary sphincter: fact or fiction? BJU Int 117(4):669–676
Carmignato S, Aloisi V, Medeossi F, Zanini F, Savio E (2017) Influence of surface roughness on computed tomography dimensional measurements. CIRP Ann Manuf Technol 66:499–502
Carniel EL, Fontanella CG, Polese L, Merigliano S, Natali AN (2013) Computational tools for the analysis of mechanical functionality of gastrointestinal structures. Technol Health Care 21(3):271–283
Carniel EL, Frigo A, Fontanella CG, De Benedictis GM, Rubini A, Barp L, Pluchino G, Sabbadini B, Polese L (2017) A biomechanical approach to the analysis of methods and procedures of bariatric surgery. J Biomech 56:32–41
Chung E (2014) A state-of-the-art review on the evolution of urinary sphincter devices for the treatment of post-prostatectomy urinary incontinence: past, present and future innovations. J Med Eng Technol 38(6):328–332
Cordon BH, Singla N, Singla AK (2016) Artificial urinary sphincters for male stress urinary incontinence: current perspectives. Med Devices (Auckl) 9:175–183
Da-Silva EA, Sampaio FJB, Dornas MC, Damiao R, Cardoso LEM (2002) Extracellular matrix changes in urethral stricture disease. J Urol 168:805–807
De Chiffre L, Carmignato S, Kruth JP, Schmitt R, Weckenmann A (2014) Industrial applications of computed tomography. CIRP Ann Manuf Technol 63:655–677
Dellmann HD, Eurell JA (1998) Textbook of veterinary histology, 5th edn. Lippincott Williams and Wilkins, Baltimore
Dobrin PB (1996) Effect of histologic preparation on the cross-sectional area of arterial rings. J Surg Res 61:413–415
Fontanella CG, Nalesso F, Carniel EL, Natali AN (2016) Biomechanical behavior of plantar fat pad in healthy and degenerative foot conditions. Med Biol Eng Compu 54(4):653–661
Fontanella CG, Salmaso C, Toniolo I, de Cesare N, Rubini A, De Benedictis GM, Carniel EL (2019) Computational models for the mechanical investigation of stomach tissues and structure. Ann Biomed Eng 47(5):1237–1249
Garcia Montes F, Mundy T, Knight SL, Craggs MD (2007) The role of low urethral mucosal and submucosal blood perfusion in patients with artificial urinary sphincters. Actas Urol Esp 31(5):482–487
Gross MS, Broghammer JA, Kaufman MR, Milam DF, Brant WO, Cleves MA, Dum TW, McClung C, Jones LA, Brady JD, Pryor MB, Henry GD (2017) Urethral stricture outcomes after artificial urinary sphincter cuff erosion: results from a multicenter retrospective analysis. Urology 104:198–203
Guralnick ML, Miller E, Toh KL, Webster GD (2002) Transcorporal artificial urinary sphincter cuff placement in cases requiring revision for erosion and urethral atrophy. J Urol 167(5):2075–2078
Hajivassiliou CA (1999) A review of the complications and results of implantation of the AMS artificial urinary sphincter. Eur Urol 35:36–44
Hampel C, Thuroff JW, Gillitzer R (2010) Epidemiology and etiology of male urinary incontinence. Urology 49:481–488
Holzapfel GA (2000) Nonlinear solid mechanics: a continuum approach for engineering. Wiley, New York
Irwin DE, Milson I, Hunskaar S, Reilly K, Kopp Z, Herschorn S, Coyne K, Kelleher C, Hampel C, Artibani W, Abrams P (2006) Population-based survey of urinary incontinence, overactive bladder, and other lower urinary tract symptoms in five countries: results of the EPIC study. Eur Urol 50(6):1306–1314
Koeppen BM, Stanton BA (2008) Berne and Levy physiology, 6th edn. London, Elsevier Inc
Kruth JP, Bartscher M, Carmignato S, Schmitt R, De Chiffre L, Weckenmann A (2014) Computed tomography for dimensional metrology. CIRP Ann Manuf Technol 60:821–842
Ma J, Gharaee-Kermani M, Kunju L, Hollingsworth JM, Adler J, Arruda EM, Macoska JA (2012) Prostatic fibrosis is associated with lower urinary tract symptoms. J Urol 188(4):1375–1381
Marklan AD, Goode PS, Redden DT, Borrud LG, Burgio KL (2010) Prevalence of urinary incontinence in men: results from the national health and nutrition examination survey. J Urol 184(3):1022–1027
Masri C, Chagnon G, Favier D, Sartelet H, Girard E (2018) Experimental characterization and constitutive modeling of the biomechanical behavior of male human urethral tissues validated by histological observations. Biomech Model Mechanobiolol 17(4):939–950
Minassian VA, Drutz HP, Al-Badr A (2003) Urinary incontinence as a worldwide problem. Int J Gynecol Obstet 82:327–338
Myers JB, Brant WO, Hotaling JN, Lenherr SM (2017) Urethral Strictures and Artificial Urinary Sphincter Placement. Urol Clin North Am 44(1):93–103
Natali AN, Pavan PG, Carniel EL, Dario P, Izzo I (2008) Characterization of soft tissue mechanics with aging. IEEE Eng Med Biol Mag 27(4):15–22
Natali AN, Fontanella CG, Carniel EL (2012) A numerical model for investigating the mechanics of calcaneal fat pad region. J Mech. Behav. Biomed. Mat. 5(1):216–223
Natali AN, Carniel EL, Frigo A, Pavan PG, Todros S, Pachera P, Fontanella CG, Rubini A, Cavicchioli L, Avital Y, De Benedictis GM (2016) Experimental investigation of the biomechanics of urethral tissues and structures. Exp Physiol 101:641–656
Natali AN, Fontanella CG, Todros S, Carniel EL (2017a) Urethral lumen occlusion by artificial sphincteric device: evaluation of degraded tissues effects. J Biomech 65:75–81
Natali AN, Carniel EL, Frigo A, Fontanella CG, Rubini A, Avital Y, De Benedictis GM (2017b) Experimental investigation of the structural behavior of equine urethra. Comput Meth Prog Bio 141:35–41
Natali AN, Carniel EL, Fontanella CG, Frigo A, Todros S, Rubini A, De Benedictis GM, Cerruto MA, Artibani W (2017c) Mechanics of the urethral duct: tissue constitutive formulation and structural modeling for the investigation of lumen occlusion. Biomech Model Mechanobiol 16:439–447
Natali AN, Carniel EL, Fontanella CG, Todros S, De Benedictis GM, Cerruto M, Artibani W (2017d) Urethral lumen occlusion by artificial sphincteric devices: a computational biomechanics approach. Biomech Model Mechanobiol 16(4):1439–1446
Natali AN, Carniel EL, Fontanella CG (2019) Interaction phenomena between a cuff of an artificial urinary sphincter and a urethral phantom. Artif Organs 43(9):888–896
Prinz JF, de Wijk RA, Huntjens L (2007) Load dependency of the coefficient of friction of oral mucosa. Food Hydrocolloid 21:402–408
Puso MA (2000) A Highly Efficient Enhanced Assumed Strain Physically Stabilized Hexahedral Element. Int J Numer Methods Eng 49:1029–1064
Santos A Jr., Rodrigues LO, Azevedo DC, Carvalho LM, Fernandes MR, Avelar SO, Horta MG, Kelles SM (2017) Artificial urinary sphincter for urinary incontinence after radical prostatectomy: a historical cohort from 2004 to 2015. Int Braz J Urol 43(1):150–154
Srivastava A, Joice GA, Patel HD, Manka MG, Sopko NA, Wright EJ (2019) Causes of artificial urinary sphincter failure and strategies for surgical revision: implications of device component survival. EurUrol Focus 5(5):887–893
Valerio M, Jichlinski P, Dahlem R, Tozzi P, Mundy AR (2013) Experimental evaluation of an electromechanical artificial urinary sphincter in an animal model. BJU Int 112:E337–E343