Summary
En modell som efterliknar det kliniska scenariot för brännskador och infektion är nödvändig för att främja brännskadeforskning. Det nuvarande protokollet visar en enkel och reproducerbar råttbränningsinfektionsmodell jämförbar med den hos människor. Detta underlättar studien av brännskador och infektioner efter brännskada för att utveckla nya aktuella antibiotikabehandlingar.
Abstract
Bränninduktionsmetoder beskrivs inkonsekvent i råttmodeller. En enhetlig modell för brännskador, som representerar det kliniska scenariot, är nödvändig för att utföra reproducerbar brännskadeforskning. Detta protokoll beskriver en enkel och reproducerbar metod för att skapa ~ 20% total kroppsyta (TBSA) fulltjockleksbrännskador hos råttor. Här applicerades en 22,89 cm2 (5,4 cm diameter) kopparstav uppvärmd till 97 °C i ett vattenbad på råtthudytan för att inducera brännskadan. En kopparstav med hög värmeledningsförmåga kunde sprida värmen djupare i hudvävnaden för att skapa en fulltjockleksbrännskada. Histologisk analys visar försvagad epidermis med koagulativ skada på dermis och subkutan vävnads fulltjockleksutsträckning. Dessutom är denna modell representativ för de kliniska situationer som observerats hos brännskadepatienter på sjukhus efter brännskador såsom immundysregulering och bakterieinfektioner. Modellen kan rekapitulera den systemiska bakterieinfektionen av både grampositiva och gramnegativa bakterier. Sammanfattningsvis presenterar detta dokument en lättlärd och robust råttbränningsmodell som efterliknar de kliniska situationerna, inklusive immundysregulering och bakterieinfektioner, vilket är av stor nytta för utveckling av nya aktuella antibiotika för brännskador och infektioner.
Introduction
Brännskador är bland de mest förödande formerna av trauma, med dödlighet som når 12% även i specialiserade brännskadecentra 1,2,3. Enligt nyligen publicerade rapporter behöver ~ 486 000 brännskadepatienter medicinsk vård årligen i USA, med nästan 3 500 dödsfall 1,2,3,4,5,6. Brännskada innebär en stor utmaning för patienternas immunförsvar och skapar ett betydande öppet sår, som är långsamt att läka, vilket gör dem mottagliga för kutan, lung- och systemisk kolonisering med nosokomiala, opportunistiska bakterier. Immundysreglering i kombination med bakterieinfektionen är förknippad med ökad sjuklighet och dödlighet hos brännskadepatienter7.
En djurbrännings- och infektionsmodell är avgörande för att studera patogenesen av bakteriella infektioner efter hudskador och immunsuppression i samband med brännskada. Sådana modeller möjliggör design och utvärdering av nya metoder för behandling av bakteriella infektioner hos brännskadepatienter. Råttor och människor delar liknande hudfysiologiska och patologiska egenskaper som tidigare har dokumenterats8. Dessutom är råttor mindre i storlek, vilket gör dem lättare att hantera, billigare och lättare att skaffa och underhålla än större djurmodeller.
Dessa egenskaper gör råttor till ett idealiskt modelldjur för att studera brännskador och infektioner9. Tyvärr är tekniken för bränninduktion inkonsekvent och ofta minimalt beskriven 10,11,12,13,14. Detta protokoll är utformat för att utveckla en enkel, kostnadseffektiv och reproducerbar procedur för att skapa en konsekvent fulltjockleksbrännskada i en råttmodell som simulerar det kliniska scenariot och kan användas för att utvärdera immunsuppression och bakteriell infektion.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla procedurer godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) vid University of North Carolina och genomfördes i enlighet med dess fastställda riktlinjer. Han- och honråttor av Sprague Dawley (250-300 g) i åldern 7-9 veckor användes för experimenten. Alla djur var inrymda i en 12 h: 12 h ljus-mörk cykel med fri tillgång till mat och vatten ad libitum. Arbeta alltid med din institutionella veterinär om en smärtstillande plan innan studiestart.
1. Förbereda råttor för brännskada
- Förbered djuren för brännskador 24 timmar före bränningen.
- Bedöva råttan med 5% isofluran i 100% syre i en induktionskammare i 5 min (flödeshastighet: 2 l/min) tills andningen har avtagit.
- När råttan är djupt sövd (svarar inte på tånyp på alla lemmar), flytta råttan över till en värmedyna i ett benäget läge och minska isofluran till 1,5% i syre för underhåll genom en noskon.
- För att förhindra hornhinnetorkning efter anestesi och under proceduren, applicera ögonsmörjmedel på hornhinnorna i båda ögonen med en bomullsspetsad applikator.
- Raka ryggområdet på råttan med en elektrisk klippare (se materialtabellen) och ta bort så mycket hår som möjligt i en stor rektangel från axelbladen ner till svansbasen (figur 2A).
- Rengör det rakade området med en vävnad indränkt i saltlösning för att torka ut de lösa hårstrån. Applicera hårborttagningslotion på det rakade området med en bomullsapplikator och låt den verka i ~ 3 minuter.
OBS: Applicering av den refererade hårborttagningslotionen i mer än 3 minuter kommer att framkalla röda utslag på huden. - Torka av området med en våt gasvävsvamp två gånger för att ta bort lotionen och förhindra hudirritation.
- Stäng av isofluranet, ta bort noskonen och placera råttan i återhämtningsburen.
OBS: Sätt en värmedyna i återhämtningsburen. - Överför det återvunna djuret till en ren bur för nästa dags brännskadeprocedur (det kan ta ~ 10-15 minuter för råttan att återhämta sig från anestesin).
2. Inducera brännskada hos råttor
- På bränningsdagen ställs vattenbadets temperatur in på 97 °C och alla fyra kopparstavarna placeras (420 g vardera; Figur 1) I vattenbadet 1 h före bränningsexperimentet för att låta stavarna värmas upp jämnt.
OBS: Stavarna måste nedsänkas i vattnet. Kontrollera noggrannheten hos den digitala temperaturdisplayen med en termometer före experimentet. - Bedöva råttan enligt avsnitt 1.
- När råttan inte svarar på tånyp på alla extremiteter, placera den på en värmedyna i ett benäget läge med 1,5% isofluran i syre för underhåll (figur 2A).
- Injicera morfin (20 mg/kg kroppsvikt) intraperitonealt (i.p.) för smärtlindring6.
- Kontrollera temperaturen på vattnet i vattenbadet. Ställ in timern och sätt på de värmebeständiga handskarna.
- Ta ut en uppvärmd kopparstav från vattenbadet och rör den på råttans dorsumområde i 7 sekunder för att inducera bränningen.
OBS: Håll ett minsta avstånd (10-15 cm) mellan vattenbadet och djuret för att minimera värmeförlusten och tryck inte på stavarna medan du inducerar bränningen (dvs. kontakten måste upprätthållas av tyngdkraften). - Applicera fyra brännskador med en stav per brännplats, den ena omedelbart efter den andra för att producera en cirka 20% TBSA fullkontaktförbränning (figur 2B).
- Efter brännskadan, återuppliva djuret genom intravenös injektion av lakterad Ringerlösning (0,1 ml/g kroppsvikt).
OBS: Använd en kroppstemperaturjusterad lakterad ringerlösning för att återuppliva råttorna. - Stäng av isofluranet, ta bort noskonen och placera råttan på värmemattan för återhämtning.
3. Beredning av bakteriell inokulum och infektion
- Stryk det frysta provet av Pseudomonas aeruginosa PAO1 och Staphylococcus aureus ATCC25923 på Müller Hinton Agar (MHA) plattor, 2 dagar före bränningsexperimentet.
- Nästa dag, välj en enda koloni av odlade bakterier från plattan och skrapa den något från plattan med en inokuleringsslinga. Placera den sedan i odlingsröret för att inokulera 10 ml Muller Hinton Broth (MHB) och odla över natten vid 37 ° C i en inkubatorskakare.
- På brännings- och infektionsdagen, centrifugera kulturen vid 4 000 × g i 5 minuter. Tvätta pelleten med normal saltlösning (0,9% NaCl-lösning).
- Återsuspendera bakteriepelleten i saltlösning och späd upp till 0,1 OD 600nm (optisk densitet vid600 nm). Späd bakterieinokulatet genom att ta 200 μL av denna bakteriesuspension och blanda den med 800 μL saltlösning för att få önskat bakterieinokulum på 2 × 107 CFU/ml.
- Injicera 50 μl P. aeruginosa eller S. aureusinokulum som beretts i föregående steg (infektionsdos 1 × 106 CFU) i den sövda råttan 15 minuter efter brännskadan, med en 29 G nål subkutant så nära brännsåret som möjligt.
- Efter att ha infekterat brännsåret, placera råttan på värmedynan för återhämtning. När djuret återhämtar sig (~ 15-20 min), hysa det i en ren bur.
OBS: Efter brännskadan, hysa en råtta per bur. Använd vattenpellets för enkel tuggning och placera dem på burgolvet för enkel räckvidd. - Fyll vattenflaskorna i buren med morfinspetsat vatten (0,4 mg / ml) för smärtlindring.
OBS: Oralt morfin speglar den kliniska situationen hos mänskliga brännskadepatienter. Denna studie använde oralt morfin för att hålla dessa experiment jämförbara med mänskliga brännskadepatienter efter samråd med veterinärpersonalen vid flera tillfällen. Dricks- och viktloggar upprätthölls under hela experimentet. Använd samma drickssystem under alla procedurer. Andra analgetika, såsom buprenorfin, kan administreras subkutant/intraperitonealt enligt institutionens riktlinjer för djurvård. - Fyll i checklistan för övervakning och övervaka djuren noggrant för nöd eller sjukdom under hela försöket.
4. Utvärdering av brännskadan
- Utvärdera hudbrännskadan morfologiskt med avseende på färg och marginal omedelbart efter brännskadan.
- Färga den brända huden med hematoxylin och eosin (H&E) för att visualisera brännskadans sårstruktur och epitelgap15 (se steg 5.6 för provbehandling).
5. Efterbehandling av råttprover och bakterieräkning
- Avliva råttan vid 24, 48 och 72 timmar efter bränningen med en överdos av anestesi.
- Ta blodprover från råttorna via hjärtpunktering och samla dem i ett mini-uppsamlingsrör.
- Analysera fullständiga blodvärden från blodproverna för att bestämma effekten av bränninduktion på värdens immunsystem.
- Skörda hud, subkutan vävnad, muskler, lunga och mjälte vid tidpunkten för eutanasi.
OBS: Håll en del (~ 1 cm × 1 cm; väger ~ 200-300 mg) av huden för H&E-färgning och en annan del för bakteriell uppräkning. - Samla vävnaderna i ett 10 ml uppsamlingsrör och placera dem i normal saltlösning på is för bakteriell uppräkning.
- Normalisera vävnadsvikten med normal saltlösning och homogenisera proverna med en vävnadshomogenisator (se materialtabellen).
- Seriellt späd vävnadshomogenaten i normal saltlösning.
- Platta 100 μl outspätt homogenat och alla utspädningar av varje vävnadsprov på cetrimidagarplattor för prover som samlats in från råttor infekterade med P. aeruginosa.
OBS: Använd mannitol agarplattor för plätering av prover som samlats in från råttor infekterade med S. aureus. - Inkubera plattorna vid 37 °C i en inkubator i 16-18 timmar.
- Nästa dag, räkna bakteriekolonierna på plattorna, multiplicera med utspädningsförhållandet för att få CFU / ml-räkningen och normalisera med vävnadens vikt för att beräkna CFU / g-vävnaden.
- Använd dataanalysprogramvara för att plotta bakterieantalet i olika organ vid de olika provtagningstidpunkterna.
- Utför H&E-färgning av bränd hud för att visualisera sårstrukturen och epitelgapet.
- Klipp med sax och tandad pincett en hudfläck på 1 cm x 1 cm från brännområdet och sänk ner den i ett fixeringsmedel (10% neutralt buffrat formalin, NBF) i 48 timmar vid rumstemperatur.
OBS: Snurra behållaren för att säkerställa att alla vävnader är helt nedsänkta i fixativet, med fixeringsmedlets volym 30x vävnadsvolymen. - Dehydrera hudvävnaden med 70% (v/v) etanol i 72 timmar vid rumstemperatur.
- Bearbeta de uttorkade proverna i paraffinblock för att skära sektionerna och fläcka med H&E15.
- Avbilda de färgade bilderna digitalt i en bildskanner (se materialförteckningen) med ett 40x-objektiv.
- Analysera den skannade bilden med hjälp av programvara (se Kompletterande fil 1 för bearbetning av bilden för analys; se materialförteckningen).
- Undersök alla fält i den färgade hudsektionen för att utvärdera tillståndet hos epidermis, dermis, subkutan vävnad och skelettmuskulatur.
- Klipp med sax och tandad pincett en hudfläck på 1 cm x 1 cm från brännområdet och sänk ner den i ett fixeringsmedel (10% neutralt buffrat formalin, NBF) i 48 timmar vid rumstemperatur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Protokollet som presenteras här är mycket reproducerbart och resulterade i en tredje gradens brännskada i full tjocklek hos råttor. Brännsåret verkar vaxartat vitt efter brännskadeinduktion (figur 2B). Färgen på brännskadan ändrades från vit till brun under loppet av 72 timmar efter bränningen (figur 2B-E).
Histologisk analys bekräftade en brännskada i full tjocklek (djup >2,61 mm vid 24 timmar efter bränning; Figur 3B). Jämfört med intakt hud utan brännskador visade hudprover från brännskadade djur tecken på skada över alla lager vid 24, 48 och 72 timmar efter brännskada (figur 3). Dessutom visade histologisk analys fullständig förstörelse av epidermalt skikt och skada på dermis fulla tjocklek med involvering av subkutant fett och skelettmuskel (figur 3B).
För att utvärdera bakteriell clearance skördades olika vävnader vid 24, 48 och 72 timmar efter infektion med P. aeruginosa och S. aureus. Bakterier återfanns från infektionsstället för alla råttor med brännskador (figur 4A, B). Dessutom var antalet bakterier som återfanns från huden hos brännråttor mindre än det initiala inokulum för P. aeruginosa vid 24 timmar efter infektion, medan vävnadsprover erhållna vid 48 och 72 timmar efter bränning och infektion visade en ökning av bakteriebelastningen (figur 4A). Däremot observerades en ökning med 2 log10 vid alla tidpunkter för S. aureus i huden jämfört med den initiala inokulaten (figur 4B). Detta tyder på att S. aureus kunde etablera infektion på grund av dess aktiva replikation i vävnaderna och inte enbart på grund av immunsuppression inducerad av brännskadan.
Olika lager av huden (dvs subkutan vävnad, muskler och distala organ) analyserades också för att undersöka bakteriell spridning. Den subkutana vävnaden och musklerna visade en högre bakteriebelastning än lungan och mjälten. Sammantaget visar dessa data att brännråttor utvecklar en systemisk infektion 24 timmar eller 48 timmar efter sårinokulering med P. aeruginosa (figur 4A) respektive S. aureus (figur 4B). Fullständig blodstatus erhölls också med hjälp av en hematologianalysator (se materialtabellen) vid baslinjen och 72 timmar efter brännskada. Totalt antal vita blodkroppar minskade med tiden, vilket indikerar immunsuppression. Antalet neutrofila granulocyter minskade efter brännskada men ökade efter infektion vid 72 timmar jämfört med utgångsvärdet (tabell 1). Ökningar av antalet röda blodkroppar och blodplättar observerades dock efter brännskada och infektion, vilket indikerar systemisk inflammation.
Figur 1: Kopparstav som används för att orsaka bränninduktion. Vikten på den skräddarsydda stången är 420 g med en diameter på 5,4 cm och 6,4 cm höjd. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 2: Makroskopisk bild av råttryggsidan före och efter brännskadeinduktion . (A) Råttrygg efter rakning, (B) omedelbart efter brännskada, (C) 24 timmar efter brännskada, (D) 48 timmar efter brännskada och (E) 72 timmar efter brännskada. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 3: Representativa bilder av H&E-färgade tvärsnitt för varje brännskadans allvarlighetsgrad. (A) Histologin hos skenråtthud visar en tydlig skillnad mellan epidermis, dermis och subkutana vävnadsskikt. (B) Hudhistologi 24 timmar efter bränning visar försvagad epidermis med koagulationsskada på hela tjockleken på dermis och subkutan vävnad med ett maximalt bränndjup på >2,61 mm. (C) Vid 48 timmar efter bränning var det maximala bränndjupet 2,35 mm och (D) vid 72 timmar efter bränning var det maximala bränndjupet 2,20 mm. Bilder skannades med 40x förstoring. Skalstänger = 500 μm (AD). Förkortning: H&E = hematoxylin och eosin. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 4: Kvantifiering av bakteriebelastning i olika organ efter infektion av brännsår. Råttor infekterades med 6 log CFU av bakterierna via subkutana injektioner 15 min efter brännskadan. Hud, subkutan vävnad, muskler, lunga och mjälte samlades in 24, 48 och 72 timmar efter infektion för att bestämma progressionen av systemisk sjukdom. Tre råttor användes vid varje tidpunkt. a) Pseudomonas aeruginosa PA01, B) Staphylococcus aureus ATCC25923. Förkortning: CFU = kolonibildande enheter. Klicka här för att se en större version av denna figur.
| Typ av cell | Baslinje (genomsnittlig ± SD) | 72 h Oinfekterade (medelvärde ± SD) | 72 h-infekterade (genomsnitt ± SD) |
| Vita blodkroppar (109/L) | 16.9 ± 4.9 | 7.1 ± 2.0 | 6.50 ± 5.5 |
| Neutrofil (109/L); (%) | 4.0 ± 1.1; (24.3 ± 2.8) | 1,4 ± 0,4; (20.2 ± 5.7) | 1,88 ± 1,0; (35.0 ± 12.4) |
| lymfocyter (109/l); (%) | 11.6 ± 4.1; (68,5 ± 1,7) | 4.8 ± 1.7; (66.5 ± 7.6) | 3,54 ± 3,9; (46.4 ± 17.0) |
| Monocyter (109/l); (%) | 0,9 ± 0,3; (5.4 ± 1.5) | 0,8 ± 0,2; (11.5 ± 1.6) | 1,0 ± 0,6; (17.3 ± 5.5) |
| Röda blodkroppar (1012/L) | 7.5 ± 0.3 | 7.1 ± 0.8 | 10.0 ± 1.1 |
| Hemoglobin (g / dl) | 14,3 ± 0,7 | 13.4 ± 1.0 | 18.6 ± 2.0 |
| Trombocyter (109/L) | 723,3 ± 353,1 | 942,7 ± 43,1 | 1359,0 ± 228,5 |
| HCT (%) | 45.6 ± 3.0 | 39.9 ± 3.7 | 55,7 ± 8,2 |
Tabell 1: Hematologiska parametrar före och efter brännskada och infektion. Förkortning: HCT = hematokrit.
Kompletterande fil 1: Steg för att analysera H&E-bilder i Aperio ImageScope. Förkortning: H&E = hematoxylin och eosin. Klicka här för att ladda ner den här filen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Flera brännskademodeller har presenterats för att studera patofysiologin vid brännskador 8,12,16,17. I den aktuella studien använde vi en råttmodell för att utveckla ett enkelt och reproducerbart protokoll för att inducera en fulltjockleksbrännskada följt av bakteriell infektion för att simulera ett infekterat bränntrauma hos patienter. Valet av råtta som djurmodell för att efterlikna mänskliga förhållanden baseras på en balans mellan kostnad, användarvänlighet, reproducerbarhet och tillförlitlighet av data. Råttmodellen som används här har många fördelar jämfört med andra: den är lätt att hantera och är den vanligaste brännmodell, vilket möjliggör jämförelser över litteraturen. Trots att råttan används i stor utsträckning i experimentell miljö är råtta och mänskliga integritet inte histologiskt identiska18,19. Råttans integument består av huden, ett fettlager som kallas panniculus adiposus, och under detta lager är en mantel av lös bindväv associerad med vit fettvävnad och glatt muskulatur som bildar ett lager som kallas panniculus carnosus. Det senare skiktet är frånvarande i det mesta av det mänskliga integumentet. Detta är av betydelse, eftersom dess glatta muskelceller främjar snabb och riklig sårkontraktion20. Dessutom måste det noteras att sårläkningsmekanismerna hos råttor skiljer sig väsentligt från hos människor8. Därför bör forskare ha detta i åtanke när de tolkar resultaten av protokollet som beskrivs i detta dokument. Trots detta är nyttan av råttmodellen för att studera lokaliserade brännskador och sepsis efter brännskador obestridlig och har producerat rikliga data som är kliniskt tillförlitliga och överförbara21. Dessutom har råttor mer yta jämfört med andra små djur, vilket möjliggör induktion av relativt större brännskador, vilket gör det till en bra modell för kliniskt relevanta brännskadestudier.
Olika metoder för bränninduktion har publicerats, inklusive kokande vatten16, uppvärmd mässingsstång 22, uppvärmd aluminiummall17, en värmeplatta med konstant temperatur placerad över rostfria stavar23 och skållning över 45% av kroppsytan24. Ett idealiskt experimentellt protokoll skulle ha kapacitet att uppnå brännskador som är konsekventa i storlek och djup. I den aktuella studien användes 420 g kopparstavar uppvärmda i vatten vid 97 °C för att överföra värmen genom direkt konduktans för att inducera bränningen. Under brännskadeinduktionen vidrördes stavarna direkt på hudytan utan att något yttre tryck applicerades, eftersom värmeenergiledningen från en fast struktur till en hudyta inte beror på det använda trycket utan snarare på temperaturgradienten 25 och avståndet mellan den fasta strukturen och huden17,25. De faktorer som bestämde valet av metall inkluderade värmeledningsförmåga och förmågan att motstå rost och korrosion.
Koppar har en hög värmeledningsförmåga (398 W / mK; där W är värme i watt, m är arean i meter, K är temperaturen i kelvin) jämfört med rostfritt stål, aluminium eller mässing med 16 W / mK, 225 W / mK respektive109 W / mK 9. Metallstavar med hög värmeledningsförmåga skulle sprida värmeenergi snabbare till hudvävnaderna än stavar med låg värmeledningsförmåga och inducera en djupare brännskada inom samma exponeringstid. Dessutom skalades stavens storlek och vikt allometriskt från brännmodellen hos möss 7,26,27 och inducerar en cirka 20% TBSA-brännskada. En stav med en diameter på 1,9 cm (total brännyta är 11,3 cm 2 i en mus efter fyra appliceringar) skalades till 5,4 cm diameter (total brännyta är 91,6 cm 2 i en råtta efter fyra appliceringar) för att inducera en liknande ~ 20% -30% TBSA-brännskada hos råtta (TBSA hos en 220 g råtta är 356,0 cm2)28, med tanke på att TBSA hos råtta är 6x större än musen (TBSA för en 20 g mus är 61,2 cm2)29. Resultaten visar tydligt att denna metod inducerade fullhudsbrännskada, och histologisk analys indikerade utmärkt kontrast mellan normal och bränd hudvävnad vid olika tidpunkter efter brännskada (figur 3). Denna modell kunde också fånga immunsuppression, vilket observeras hos patienter efter brännskada30,31 (tabell 1).
Bakteriella infektioner är ett viktigt hot som äventyrar läkningsprocessen hos brännskadepatienter och är ofta den främsta orsaken till sjuklighet och dödlighet efter brännskador. För att simulera liknande förhållanden infekterades råttan efter en brännskada med antingen P. aeruginosa eller S. aureus. Inledningsvis försökte vi topisk applicering av bakterierna, men det vaxartade utseendet på brännytan hämmade absorptionen av bakterieinokulat. Denna modell kunde också rekapitulera systemisk sjukdomsprogression efter bakteriell infektion på brännplatsen sett med bakteriell börda som återhämtats från lungan och mjälten (figur 4). Sammanfattningsvis har vi demonstrerat en enkel och reproducerbar metod för att skapa fullhudsbrännskador som uppvisar många av de egenskaper som observerats vid brännskador hos människor. Detta protokoll kan hjälpa till att studera en mängd olika nya aktuella terapier för behandling av infekterade brännskador. Denna modell kan också användas som en kostnadseffektiv modell för att utvärdera olika sårförband.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inga intressekonflikter att avslöja.
Acknowledgments
Författarna tackar avdelningen för jämförande medicin vid University of North Carolina för tillhandahållande och vård av djur. Vi tackar Lauren Ralph och Mia Evangelista i Pathology Services Core för teknisk experthjälp med histopatologi / digital patologi, inklusive vävnadssnitt och bildbehandling. Denna forskning stöddes av ett forskningsbidrag från försvarsdepartementet (Award nummer W81XWH-20-1-0500, GR och TV).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 1 mL syringe | BD, USA | 309597 | Used to inject the analgesic |
| 1.7 mL Microtube | Olympus, USA | 24-282 | Used to carry morphine |
| 10% NBF | VWR, USA | 16004-115 | Used to fix the skin piece for staining |
| 30 mL syringe | BD, USA | 302832 | Used to inject the lactate ringer solution |
| 70% ethyl alcohol | Fischer Scientific, USA | BP28184 | |
| Aperio AT2 Digital Pathology Slide Scanner with ImageScope software | Aperio, Technologies Inc., Vista, CA, USA | n/a | Scanning of H & E slides and analysis |
| Cetrimide agar plates | BD, USA | 285420 | Selective media plates for Pseudomonas aeruginosa growth |
| Copper rods | n/a | n/a | Used to induce the burn injury |
| Cotton tipped applicators | OMEGA Surgical supply, USA | 4225-IMC | Used to apply eye ointment |
| Electric shaver | Oster, USA | Golden A5 | Used to remove the dorsal side hairs |
| Eye lube | Dechra, UK | n/a | The eye wetting agent to provide long lasting comfort and avoid eye dryness |
| Fluff filled underpads | Medline, USA | MSC281225 | Used in the burn procedure |
| Forcep | F.S.T. | 11027-12 | Used to hold the skin piece |
| Gauze sponges | Oasis, USA | PK412 | Used to clean the applied nair cream from the dorsal side |
| Heat-resistant gloves | n/a | n/a | Used to hold the heated copper rods |
| Hematology Analyzer | IDEXX laboratories, USA | ProCyte Dx | |
| Induction chamber | Kent Scientific, USA | vetFlo-0730 | Used to anesthesize the animals |
| Insulin syringe | BD, USA | 329461 | |
| Isoflurane | Pivetal, USA | NDC46066-755-04 | Used to anesthesized rats to induce a loss of consciousness |
| Isoflurane vaporiser | n/a | n/a | |
| Lactated ringer's solution | icumedical, USA | NDC0990-7953-09 | Used to resuscitate the rats |
| L-shaped spreader | Fischer Scientific, USA | 14-665-230 | |
| Mannitol Agar | BD, USA | 211407 | Selective media plates for Staphylococcus aureus growth |
| Minicollect tubes (K2EDTA) | greiner bio-one, USA | 450480 | Used to collect the blood |
| Morphine | Mallinckrodt, UK | NDC0406-8003-30 | This analgesia was used to induce the inability to feel burn injury pain |
| Muller Hinton Broth | BD, USA | 275730 | |
| Muller Hinton II Agar | BD, USA | 211438 | |
| Nair hair removal lotion | Nair, USA | n/a | Used to remove the residual hairs on dorsal side |
| Needle 23 G | BD, USA | 305193 | Used to inject the lactate ringer solution |
| Normal saline | n/a | n/a | |
| Spectrophotometer | ThermoScientific, USA | Genesys 30 | |
| Sprague-Dawley rats, male and female | Charles River Labs | n/a | 7-9 weeks old for burn induction |
| Surgical Scissor | F.S.T. | 14501-14 | Used to cut the desired skin piece |
| Tissue collection tubes | Globe Scientific | 220101236 | |
| Tissue Homogenizer | Kinematica, Inc, USA | POLYTRON PT2100 | Used to homogenize the tissue samples |
| Water bath | Fischer Scientific, USA | n/a | Used to induce the burn injury |
| Weighted heating pad | Comfytemp, USA | n/a | Used during the procedure to keep rat's body warm |
References
- Peck, M., Molnar, J., Swart, D. A global plan for burn prevention and care. Bulletin of the World Health Organization. 87, 802-803 (2009).
- American Burn Association. Burn incidence and treatment in the United States: 2011 fact sheet. Chicago: American Burn Association. , (2011).
- Miller, S. F., et al. National burn repository 2007 report: a synopsis of the 2007 call for data. Journal of Burn Care & Research. 29 (6), 862-870 (2008).
- Kruger, E., Kowal, S., Bilir, S. P., Han, E., Foster, K. Relationship between patient characteristics and number of procedures as well as length of stay for patients surviving severe burn injuries: analysis of the American Burn Association National Burn Repository. Journal of Burn Care & Research. 41 (5), 1037-1044 (2020).
- American Burn Association. Burn incidence and treatment in the United States: 2016. Burn Incidence Fact Sheet. Chicago: American Burn Association. , (2016).
- Willis, M. L., et al. Plasma extracellular vesicles released after severe burn injury modulate macrophage phenotype and function. Journal of Leukocyte Biology. 111 (1), 33-49 (2022).
- Kartchner, L. B., et al. One-hit wonder: late after burn injury, granulocytes can clear one bacterial infection but cannot control a subsequent infection. Burns. 45 (3), 627-640 (2019).
- Abdullahi, A., Amini-Nik, S., Jeschke, M.
- Cai, E. Z., et al. Creation of consistent burn wounds: a rat model. Archives of Plastic Surgery. 41 (4), 317 (2014).
- Pessolato, A. G. T., dos Santos Martins, D., Ambrósio, C. E., Mançanares, C. A. F., de Carvalho, A. F. Propolis and amnion reepithelialise second-degree burns in rats. Burns. 37 (7), 1192-1201 (2011).
- Gurung, S., Škalko-Basnet, N. Wound healing properties of Carica papaya latex: in vivo evaluation in mice burn model. Journal of Ethnopharmacology. 121 (2), 338-341 (2009).
- Eloy, R., Cornillac, A. Wound healing of burns in rats treated with a new amino acid copolymer membrane. Burns. 18 (5), 405-411 (1992).
- Upadhyay, N., et al. Safety and healing efficacy of Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) seed oil on burn wounds in rats. Food and Chemical Toxicology. 47 (6), 1146-1153 (2009).
- El-Kased, R. F., Amer, R. I., Attia, D., Elmazar, M. M. Honey-based hydrogel: In vitro and comparative In vivo evaluation for burn wound healing. Scientific Reports. 7 (1), 1-11 (2017).
- Fan, G. -Y., et al. Severe burn injury in a swine model for clinical dressing assessment. Journal of Visualized Experiments. (141), e57942 (2018).
- Davenport, L., Dobson, G., Letson, H. A new model for standardising and treating thermal injury in the rat. MethodsX. 6, 2021-2027 (2019).
- Kaufman, T., Lusthaus, S., Sagher, U., Wexler, M. Deep partial skin thickness burns: a reproducible animal model to study burn wound healing. Burns. 16 (1), 13-16 (1990).
- Casal, D., et al. Blood supply to the integument of the abdomen of the rat: a surgical perspective. Plastic and Reconstructive Surgery Global Open. 5 (9), (2017).
- Casal, D., et al. A model of free tissue transfer: the rat epigastric free flap. Journal of Visualized Experiments. (119), e55281 (2017).
- Naldaiz-Gastesi, N., Bahri, O. A., Lopez de Munain, A., McCullagh, K. J., Izeta, A. The panniculus carnosus muscle: an evolutionary enigma at the intersection of distinct research fields. Journal of Anatomy. 233 (3), 275-288 (2018).
- Weber, B., et al. Modeling trauma in rats: similarities to humans and potential pitfalls to consider. Journal of Translational Medicine. 17 (1), 1-19 (2019).
- Nguyen, J. Q. M., et al. Spatial frequency domain imaging of burn wounds in a preclinical model of graded burn severity. Journal of Biomedical Optics. 18 (6), 066010 (2013).
- Sobral, C., Gragnani, A., Morgan, J., Ferreira, L. Inhibition of proliferation of Pseudomonas aeruginosa by KGF in an experimental burn model using human cultured keratinocytes. Burns. 33 (5), 613-620 (2007).
- Olivera, F., Bevilacqua, L., Anaruma, C., Boldrini Sde, C., Liberti, E. Morphological changes in distant muscle fibers following thermal injury i n Wistar rats. Acta Cirurgica Brasileira. 25, 525-528 (2010).
- Davies, J. W. Physiological Responses to Burning Injury. , Academic Press. (1982).
- Neely, C. J., et al. Flagellin treatment prevents increased susceptibility to systemic bacterial infection after injury by inhibiting anti-inflammatory IL-10+ IL-12-neutrophil polarization. PloS One. 9 (1), e85623 (2014).
- Dunn, J. L., et al. Direct detection of blood nitric oxide reveals a burn-dependent decrease of nitric oxide in response to Pseudomonas aeruginosa infection. Burns. 42 (7), 1522-1527 (2016).
- Gouma, E., et al. A simple procedure for estimation of total body surface area and determination of a new value of Meeh's constant in rats. Laboratory Animals. 46 (1), 40-45 (2012).
- Dawson, N.
- Moins-Teisserenc, H., et al. Severe altered immune status after burn injury is associated with bacterial infection and septic shock. Frontiers in Immunology. 12, 529 (2021).
- Robins, E. V.
