يصف هذا البروتوكول نموذجا قابلا للتكرار متعدد الأعماق لجرح الحروق في خنازير يوكاتان الصغيرة.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
يصف هذا البروتوكول نموذجا قابلا للتكرار متعدد الأعماق لجرح الحروق في خنازير يوكاتان الصغيرة.
التئام الجروح الحروقية عملية معقدة وطويلة. على الرغم من الخبرة الواسعة ، لا يزال جراحو التجميل والفرق المتخصصة في مراكز الحروق يواجهون تحديات كبيرة. من بين هذه التحديات ، يمكن أن يتطور مدى الأنسجة الرخوة المحروقة في المرحلة المبكرة ، مما يخلق توازنا دقيقا بين العلاجات المحافظة وإزالة الأنسجة الناخرة. الحروق الحرارية هي النوع الأكثر شيوعا ، ويختلف عمق الحرق اعتمادا على معايير متعددة ، مثل درجة الحرارة ووقت التعرض. يختلف عمق الحرق أيضا بمرور الوقت ، ويظل التفاقم الثانوي ل "منطقة الظل" ظاهرة غير مفهومة جيدا. استجابة لهذه التحديات ، تمت دراسة العديد من العلاجات المبتكرة ، والمزيد في مرحلة التطوير المبكرة. الجسيمات النانوية في ضمادات الجروح الحديثة والجلد الاصطناعي هي أمثلة على هذه العلاجات الحديثة التي لا تزال قيد التقييم. مجتمعة ، يحتاج كل من تشخيص الحروق وعلاجات الحروق إلى تطورات كبيرة ، وتحتاج فرق البحث إلى نموذج موثوق وملائم لاختبار أدوات وعلاجات جديدة. من بين النماذج الحيوانية ، تعتبر الخنازير هي الأكثر صلة بسبب أوجه التشابه القوية في بنية الجلد مع البشر. وبشكل أكثر تحديدا ، تظهر خنازير يوكاتان الصغيرة ميزات مثيرة للاهتمام مثل تصبغ الميلانين والنمو البطيء ، مما يسمح بدراسة الأنماط الضوئية العالية والشفاء على المدى الطويل. تهدف هذه المقالة إلى وصف بروتوكول موثوق به وقابل للتكرار لدراسة جروح الحروق متعددة العمق في خنازير يوكاتان الصغيرة ، مما يتيح المتابعة طويلة الأمد وتقديم نموذج ذي صلة للتشخيص والدراسات العلاجية.
تعتبر الحروق مشكلة صحية عامة رئيسية وتؤثر على أكثر من 480,000 مريض في الولايات المتحدة كل عام ، وفقا لمستودع الحروقالوطني 1,2. يؤدي هذا إلى أكثر من 50,000 حالة دخول إلى المستشفى سنويا للحالات المعقدة غير المميتة التي تتطلب رعايةمتعمقة 2. علاوة على ذلك ، تعتبر الحروق سببا أساسيا لوفاة العسكريين والمراضة وهي مسؤولة عن 10٪ إلى 30٪ من الخسائر العسكرية3،4. ظلت إدارة الحروق دون تغيير تقريبا لفترة طويلة ، على الرغم من آثارها الهائلة والمتنوعة على المرضى ، والتي تتراوح من الجسدية إلى النفسية والعاطفية5.
يؤدي التشخيص والتقييم الأولي لإصابات الحروق إلى تصنيف أساسي وفقا لنوع الحروق (الأول والثاني والثالث) أو عمق الأنسجة المصابة (سطحية ، سماكة جزئية ، وحروق عميقة)6،7،8. تشمل الحروق ذات السماكة الجزئية (الدرجة الأولى والثانية) البشرة وأعماق مختلفة من الأدمة (الأدمة السطحية أو العميقة ، أي الحروق السطحية والعميقة من الدرجة الثانية)9. على وجه الخصوص ، يستبعد تلف الزوائد في الأدمة العميقة إمكانية إعادة الظهارة من الظهارةالظهارية 10. بحكم التعريف ، تصل الحروق كاملة السماكة إلى الدهون تحت الجلد ، واللفافة و / أو العضلات الأساسية (حروق من الدرجة الثالثة) ، وأحيانا العظام (يشار إليها أيضا باسم حروق الدرجة الرابعة)11،12.
بعد دخول المستشفى ، يتلقى مرضى الحروق رعاية خاصة تتضمن استراتيجية تتكون من توازن دقيق بين تنضير الأنسجة والحفاظ عليها. يجب إزالة الأنسجة الرخوة التالفة و / أو المصابة بشكل ثانوي تدريجيا حتى يتم الكشف عن الأنسجة السليمة ، مما يسمح باستخدام ضمادات محددة وترقيع جلدي لتحسين عملية الشفاء13،14،15،16. ومع ذلك ، يجب توخي الحذر أثناء الجراحة لتجنب الإزالة غير المقصودة للأنسجة الشافية وتقليل المضاعفات من أجل الشفاء الأمثل. من الناحية البيولوجية ، تظهر الحروق منطقة نخرية مركزية محاطة بمنطقة "ظل" أو "ركود" ، مما يشير إلى نقص التروية الذي يحتمل أن يكون عكاسا. يمكن أن تتدهور هذه المنطقة ، مما يؤدي إلى منطقة نخر ممتدة ، أو تلتئم عن طريق عكس عملية موت الخلايا المبرمج17،18. تمثل هذه الشدة المتفاوتة للحروق تحديات للجراحين لتقييمها بدقة ، مما يعقد التوازن بين العلاجات التحفظية والاستئصال الجراحي19. حتى الآن ، لا توجد أداة فعالة متاحة للمساعدة في توصيف "منطقة الظل" السابقة لتحويل النسخ. يعد تطوير مثل هذه الأدوات أمرا بالغ الأهمية لتحسين هذا التوازن الدقيق.
تم اختبار العديد من العلاجات للمساعدة في تقليل تحويل الحروق الثانوية. ومع ذلك ، لا يوجد علاج محدد متاح حاليا في العيادة18. تشمل الأمثلة الأخرى على التقدم في علاجات الحروق تطوير ضمادات الجروح الحديثة والمواد النانوية20،21 ، والجلد المصمم بالأنسجة22،23 ، ومناهج زراعة البشرة الجديدة24،25. أيضا ، حسنت الجراحة الترميمية الحديثة واللوحات اللفافية الجلدية إدارة الآثار اللاحقة طويلة المدى ، وخاصة تقلصات الحروق بعد الشفاء المرضي لمناطق الطيات26،27. تعطي هذه التطورات آفاقا واعدة لمرضى الحروق ، وتحسين استراتيجيات العلاج ونوعية الحياة ، لكن النتائج الأخيرة تظهر أن التأثير الوظيفي لا يزال كبيرا ، سواء في المجالين الجسدي أو النفسي28. مجتمعة ، فإن الطلب على التطورات المبتكرة في كل من تشخيص الحروق وعلاج الحروق كبير.
بشكل عام ، تهدف العديد من الأساليب إلى تحسين تشخيص وإدارة وعلاج حالات الحروق المعقدة ، ويحتاج الباحثون إلى نموذج قابل للتكرار وذي صلة لاختبار هذه الأساليب الجديدة. نظرا لتعقيده البيولوجي ، الذي يتضمن العديد من الأعضاء والتفاعلات الجهازية ، لم يثبت أي نموذج في المختبر أنه مناسب لدراسة عملية جرح الحروق29. أظهرت نماذج القوارض تناقضات كبيرة مع البشر بسبب الاختلافات الرئيسية في علم الأحياء وبنية الجلد والمرونة وعدم الالتزام بالهياكل الأساسية29. في المقابل ، أثبت نموذج الخنازير أنه مناسب بسبب التشابه الهيكلي لجلد الخنازير مع جلد الإنسان30،31،32. إنه يقدم مع نفس الأوعية الدموية ، وتكوين الألياف المرنة ، وتوقيت التجديد. علاوة على ذلك ، تسمح بصيلات الشعر وملحق الشعراء بإعادة الظهارة الجزرية ، كما يمكن ملاحظته في الحروق السطحية السريرية33،34. وبشكل أكثر تحديدا ، توفر نماذج Yucatan minipig ميزات مثيرة للاهتمام ، مما يجعلها ذات صلة بدراسة الجلد المصطبغ35 والنتائج طويلة المدى مع الحد الأدنى من التغييرات الجسدية36.
الغرض من هذه المقالة هو وصف نموذج حرق موثوق به متعدد الدرجات في خنازير يوكاتان ، مما يتيح دراسة العديد من حروق الدرجة الثانية والثالثة حول نفس الموضوع. يوفر هذا نموذجا ذا صلة وقابلا للتكرار لدراسة الابتكارات التشخيصية والعلاجية لإدارة الحروق. علاوة على ذلك ، يتميز هذا النموذج بأنواع مختلفة من الحروق وشدة ، ومتابعة طويلة الأمد تسمح بدراسة تقلص الحروق والشفاء المرضي ، والسلوك التفاضلي للجلد المصطبغ ، والذي من المعروف أن له خصائص محددة.
تم تنفيذ جميع الأعمال الحيوانية وفقا لقائمة مراجعة ARRIVE (أبحاث: الإبلاغ عن التجارب في الجسم الحي)37 وكانت متوافقة مع لجنة رعاية المؤسسي لمستشفى ماساتشوستس العام واستخدامها (IACUC) بموجب البروتوكول #2021N000271. تم توفير رعاية إنسانية للحيوانات ، وفقا لدليل رعاية واستخدام المختبر38. تم استخدام خمس أنثى خنازير يوكاتان صغيرة تزن 30 كجم في هذه التجارب. تم الحصول على من مصدر تجاري (انظر جدول المواد).
1. رعاية ما قبل الجراحة والتخدير
2. تصميم جرح الحروق والتوزيع العشوائي
3. ترسيم الجرح الوشم
ملاحظة: يتكون الإجراء الأول من إنشاء وشم دائري على ظهر الخنزير من أجل تحديد الجروح العشوائية وترقيمها (الشكل 1). يتم إجراء ذلك قبل يومين من إجراء الحرق الأولي للسماح بالتأقلم بشكل أفضل ، ولكن يمكن إجراؤه في يوم إجراء الحرق.
4. إنشاء جرح الحروق وتضميد الجروح المتقدمة
ملاحظة: سيتم إنشاء الحروق عن طريق وضع الكتلة النحاسية على اتصال الجلد على البقعة المخصصة (التوزيع العشوائي) لمدة 30 ثانية (ثابتة). ستحدد درجة الحرارة عمق الاحتراق.
5. شق الحروق كامل السماكة
ملاحظة: بين 1 و 3 أيام بعد الجراحة ، ستتلقى استئصالا جراحيا كامل السماكة للسخار بعد حروق الدرجة الثالثة.
6. متابعة ضمادات الجرح
ملاحظة: يتم إجراء الضمادات اللاحقة كل 2 إلى 7 أيام ، اعتمادا على تصميم العلاج التجريبي وتحمل. يمكن إيقاف ضمادات الجروح بعد 21 يوما للسماح بإعادة الظهارة في بيئة جافة وتحسين تحمل. بدلا من ذلك ، إذا كانت مجموعة العلاج تتطلب بيئة رطبة أو رطبة ، فيمكن إطالة الضمادات حتى نهاية الدراسة. تم تمديد فترة المتابعة لمدة تصل إلى 10 أسابيع من أجل دراسة كل من عمليات الشفاء الحادة والمطولة.
يعرض الشكل 2 أ ، ب نتائج الحروق المتعددة على ظهر خنزير يوكاتان الصغير. الجروح (I) و (VII) هي جروح تحكمية (37 درجة مئوية). جروح من الدرجة الثانية (II; III و VIII) مع احمرار شديد وبثور. في المقابل ، جروح من الدرجة الثالثة (IV; V; و VI) شاحبة ومغمورة للجس. وتجدر الإشارة إلى أن الجرح الثامن يبدو متوسطا بين الدرجة الثانية والثالثة: لغرض دراسة مستمرة ، قمنا بزيادة وقت الاتصال إلى 45 ثانية عند 65 درجة. يوضح الشكل 2 ج جانب الجروح بعد بضع الإسكاروجين في اليوم 3 بعد الجراحة. تم إجراء استئصال البثور على الجروح من الدرجة الثانية ، وتم إجراء استئصال "en-bloc" للأنسجة المحترقة على جروح الدرجة الثالثة ، من أجل إنشاء سرير جرح قابل للحياة للشفاء الثانوي. تم إجراء الحد الأدنى من الكي للضفيرة الجلدية إذا لم يتوقف النزيف تلقائيا. تعرض الأشكال 2D-F جانب الجروح في نقاط زمنية لاحقة (الأسبوع 2 والأسبوع 3 والأسبوع 7 على التوالي).
تظهر النتائج النسيجية في الشكل 3 (H & E ، 5.5x و 20x). يظهر الجلد الضابط (الشكل 3 أ ، ب) بشرة سليمة (قوس أزرق) ، بما في ذلك الطبقة القرنية (السهم الأزرق) الملتصقة ببقية الأنسجة الجلدية. تظهر الأدمة فرط وردي فاتح متجانس (الكولاجين والألياف المرنة - النجمة الحمراء). تكشف حروق الدرجة الثانية (الشكل 3D ، E) عن فقدان الطبقة القرنية مقارنة بالضوابط (مستوى الانقسام ، المقابل للبثور). تظهر الأدمة السطحية فرط أقوى وشقوق / كسور داخل الهياكل الجلدية (الأسهم الزرقاء). يتم الحفاظ على الأوعية الدموية العميقة (السهم الأحمر). تظهر حروق الدرجة الثالثة (الشكل 3G ، H) إصابات واسعة النطاق مع زيادة فرط الحمضات في الأدمة طالما أن الكسور الجلدية الشديدة (الأسهم الزرقاء) ، تصل إلى الأدمة العميقة إلى تحت الجلد (فراغ الخلايا الشحمية ، النجمة الخضراء). أخيرا ، يسمح تلطيخ ثلاثي الألوان (الشكل 3C ، F ، I) بتقييم أفضل للنسيج الضام. يستخدم الاختلافات في قابلية تلطيخ الكولاجين المشوه بالحرارة لإظهار عمق الحرق. يوضح الشكل 3C بوضوح السمات الزرقاء في الأدمة السليمة لخزعة الجرح الضابط مع طبقة البشرة العليا. هذا على النقيض من حرق الدرجة الثانية (الشكل 3F) ، حيث يصاحب فقدان الظهارة تمسخ الكولاجين في طبقة الأدمة العليا (النجمة البيضاء). أخيرا ، يظهر الجرح من الدرجة الثالثة (الشكل 3I) فقدان طبقة البشرة مع تلطيخ أحمر واسع النطاق (سهم أصفر) للطبقة الجلدية ، مما يشير إلى تمسخ الكولاجين الكامل في هذه الطبقة من الجلد.

الشكل 1: إعداد جهاز الحرق في غرفة العمليات وتصميم الدراسة. يتم تخدير وتنبيبه وتهويته ووضعه ضعيفا. يتم وضع الكتلة النحاسية في حاوية مسخنة مسبقا مملوءة بخرز الألمنيوم +/- الماء. يتم وضع مقياس حرارة مركزيا في الكتلة النحاسية للسماح بمراقبة درجة الحرارة الأساسية. تعتمد درجة الحرارة المستهدفة على عمق الحرق المستهدف وفقا لتصميم الدراسة. لإثارة حروق السماكة الجزئية ، يوصى بملامسة 30 ثانية عند 65 درجة مئوية بدون ضغط إضافي. بالنسبة للحروق من الدرجة الثالثة ، يوصى بملامسة 30 ثانية عند 93 درجة مئوية بدون ضغط إضافي. يجب أن تكون الحروق من الدرجة الثانية والثالثة عشوائية لتجنب التحيزات بسبب سمك الجلد التفاضلي. يسمح موقع الجرح الموشوم مسبقا بمراقبة سهلة لكل جرح عشوائي أثناء المتابعة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: النتائج التمثيلية لجوانب الجرح بعد الحروق العشوائية متعددة العمق في Yucatan Minipig. (أ) يتم إجراء الوشم عن طريق وضعه في موقع جميع بقع الجرح الثمانية. يتم ترقيم كل موقع لتسهيل المراقبة. (ب) جانب الجروح بعد إحداث الحروق. الجروح الأولى والسابعة هي عناصر تحكم ، والجروح الثانية والثالثة والثامنة هي جروح ذات سمك جزئي. الجروح الرابعة والخامسة والسادسة هي جروح من الدرجة الثالثة. (ج) جانب الجروح بعد بضع الجروح من الدرجة الثالثة على POD3. كما تم إجراء استئصال المقروط على الجروح ذات السماكة الجزئية. (د) جانب التئام الجروح على POD14 يظهر سرير جرح نظيف من الجروح من الدرجة الثالثة (II و V) ، وجزر إعادة الظهارة من الزوائد الجلدية على الجروح ذات السماكة الجزئية (III ، IV ، VI ، VII ، VIII). (ه) جانب من عملية التئام الجروح على POD21 يظهر تقلص أسرة الجرح من الدرجة الثالثة والمزيد من إعادة الظهارة على الجروح من الدرجة الثانية. (و) جانب الجروح على POD49 يظهر تقلصا متقدما للجرح على الجروح من الدرجة الثالثة والظهارة شبه الكلية للجروح ذات السماكة الجزئية مع فرط تصبغ ما بعد الالتهاب. يرجى ملاحظة أن الجروح المعروضة يمكن أن تظهر ندوب في موقع الخزعة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: النتائج النسيجية. النتائج التمثيلية للجانب النسيجي للجروح [الفحص المجهري الضوئي 10x (A ، C ، D ، F ، G ، I) و 20x (B ، E ، H) ؛ الهيماتوكسيلين والإيوزين (أ ، ب ، د ، ه ، ز ، ح) ؛ ماسون ثلاثي الألوان (C ، F ، I)]. يظهر الجلد الضابط (أ ، ب) بشرة سليمة (قوس أسود) ، بما في ذلك الطبقة القرنية (السهم الأسود) الملتصقة ببقية الأنسجة الجلدية. تظهر الأدمة فرط وردي فاتح متجانس (الكولاجين والألياف المرنة - النجمة الحمراء). يكشف تلطيخ ثلاثي الألوان (C) عن الجانب الطبيعي لطبقة البشرة والنسيج الضام وألياف الكولاجين الجلدية. تكشف حروق الدرجة الثانية (D ، E) عن فقدان الطبقة القرنية مقارنة بالضوابط (مستوى الانقسام ، الذي تمت إزالته أثناء استئصال البلحوم). تظهر الأدمة السطحية فرط أقوى وشقوق / كسور داخل الهياكل الجلدية (الأسهم الزرقاء). يتم الحفاظ على الأوعية الدموية العميقة (السهم الأحمر). يكشف ثلاثي الألوان (F) عن فقدان الظهارة ، مصحوبا بتمسخ الكولاجين في طبقة الأدمة العليا (السهم الأصفر). تظهر حروق الدرجة الثالثة (E ، F) إصابات واسعة النطاق مع زيادة فرط الحمضات في الأدمة طالما أن الكسور الجلدية الشديدة (الأسهم الزرقاء) ، وتصل إلى الأدمة العميقة إلى تحت الجلد (فراغ الخلايا الشحمية ، النجمة الخضراء) وتلوين أحمر واسع النطاق (I ، السهم الأصفر) للطبقة الجلدية مع Trichrome ، مما يشير إلى تمسخ الكولاجين الكامل. أشرطة المقياس: A ، D ، G ، 500 ميكرومتر ؛ ب ، ه ، ح ، 100 ميكرومتر ؛ C ، F ، I ، 200 ميكرومتر. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: الرسم الهندسي للكتلة النحاسية المستخدمة في إنشاء جرح الحروق. (أ) رسم توضيحي يعرض أبعاد الكتلة النحاسية التي تم استخدامها لبناء الكتلة. يسمح قطر 40 مم بالجروح ذات الحجم الأمثل مع السماح بتصميم 8 جروح على خنزير يوكاتان صغير 20-30 كجم. (ب) رسم تخطيطي يوضح الجانب الأخير من الكتلة النحاسية مع نفق مركزي يسمح لمقياس الحرارة بقياس درجة الحرارة الأساسية للكتلة. (ج) صورة تبرز الكتلة النحاسية المسخنة إلى 65 درجة مئوية، كما هو معروض في مقياس الحرارة الزئبقي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
التئام الجروح بعد إصابات الحروق هو عملية طويلة يمكن أن تستغرق ما يصل إلى عدة أشهر ، مع خيارات واعتبارات علاجية مختلفة لرعاية المرضى2،13. من أجل دراستها ، هناك حاجة إلى نموذج موثوق به وقابل للتكرار. تم وصف العديد من النماذج الحيوانية ، بما في ذلك القوارض29،45،46 والخنازير29،47. يعتبر نموذج الخنازير أكثر أهمية بسبب أوجه التشابه بينه وبين بنية جلد الإنسان34،48. يعني حجم الخنزير البالغ أنه يمكن إجراء العديد من الجروح على نفس ، مما يزيد من الأهمية الإحصائية ويزيل التباين بين الأفراد بين العلاجات التجريبية وضوابطها7. نوصي باختيار الموضوعات حسب الوزن وليس بالضرورة حسب العمر. يسمح نموذج النموذج الحالي بأداء ما يصل إلى 8 جروح مع البقاء أقل من 10٪ من إجمالي سطح الجسم. يتيح ذلك الابتعاد عن عواقب ديناميكية الدم ، وكذلك الألم الذي يمكن التحكم فيه.
نقطة حرجة تتعلق بالسلالة. في حين أن معظم بروتوكولات الخنازير الحالية تستخدم خنازير يوركشاير29،31،47،48 ، فقد قمنا بتطوير نموذج Yucatan Minipig لعدة أسباب. أولا ، تظهر سلالة الخنازير الصغيرة هذه نموا طفيفا خلال أشهر المتابعة36،49. هذا يسمح بتقليل تباين حجم الجرح المرتبط بالنمو ، وبالتالي مقارنة أفضل بين الأفراد. يضمن الاختلاف في الوزن المنخفض مقارنة بخنازير يوركشاير أيضا تحسينا أفضل وجرعات أدوية التخدير. ثانيا ، الكمية العالية من الميلانين ذات صلة بدراسة تفاعلات الجلد المصطبغ لإصابات الحروق والشفاء ، مما يشير إلى إمكانية تطبيق أفضل على الأنماط الضوئية البشرية من 3 إلى 635،50،51. رايس وآخرون وجد اختلافات علاجية كبيرة بين يوكاتان والخنازير البيضاء الداجنة بعد تسحيج الجلد كعلاج للحروق الكيميائية52. علاوة على ذلك ، أظهرت الأنماط الضوئية الأعلى سريريا معدلات أعلى من التندب المرضي ، مثل الضخامية والجدرة53،54،55 ، على الرغم من أن سلالة Red Duroc يبدو أنها لا تزال الأكثر دقة لتقييم الندبة الضخامية34،56. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البشرة العلاجية المصطبغة تجعل من السهل أيضا قياس عملية إعادة الظهارة من الهوامش الخارجية وكذلك من الملحقات. أخيرا ، يظهر هذا النموذج علامات واضحة على فرط التصبغ التالي للالتهابات (الشكل 2D-F) ، وهو أمر مهم أيضا لمزيد من البحث لمعالجته. استخدم مؤلفون آخرون نموذج minipig هذا لدراسة السمية الجلدية الدوائية والسمية الضوئية ووجدوا قيما تنبؤية مثيرة للإعجاب للسلامة والفعالية للنتائج البشرية بنسبة 89٪ و 100٪ على التوالي57. إذا أكدت هذه الميزات على أهمية نموذج يوكاتان الصغير لدراسة التئام الجروح ، فإن الأدبيات في مجال الحروق المحدد لا تزال ضعيفة. لذلك ، بدا من الضروري وصف نموذج قابل للتكرار لتمكين دراسة التئام جروح الحروق والتدخلات التشخيصية والعلاجية المختلفة.
تم وصف البروتوكولات السابقة لدراسة الحروق في نموذج الخنازير. نشر Branski et al.58 نموذجا في عام 2008 لحروق التلامس الحراري كامل السماكة باستخدام قضيب من الألومنيوم يتم تسخينه إلى 200 درجة مئوية. نفذت أسلوبهم ، المستوحاة من العديد من المنشورات السابقة ، ضغطا محكما باستخدام حقنة سعة 50 مل متصلة بقضيب الألومنيوم. على الرغم من أن هذه الميزة تبدو ذات صلة نظرا لأن الضغط يؤثر على مدى إصابات الحروق ، إلا أن دقة أجهزتهم قد تفتقر إلى الدقة (ضغط المشغل على المحقنة نفسها غير قابل للنظر ، ومستوى الضغط بناء على التغييرات في موضع المكبس). في الآونة الأخيرة ، أظهر Kim et al.59 و Seswandhana et al.60 جروح حروق قابلة للتكرار باستخدام جهاز مخصص مزود بجهاز تسخين كهربائي والتحكم في درجة الحرارة. تضمن كلا جهازيهما مراقبة الضغط ، وقياس القوى الهابطة. تتيح حلقة التغذية الراجعة ، كما وصفها كيم ، الحفاظ على درجات الحرارة الأساسية والسطحية أثناء الاتصال. أظهر كلا المؤلفين ارتباطا جيدا بين عمق الحرق والضغط ، مؤكدين على أهمية التحكم في الضغط. اخترنا عدم تطبيق أي ضغط إضافي على الكتلة النحاسية بخلاف وزنها ، وعمل المشغل هو ببساطة الاستقرار. كان الهدف هو تبسيط النموذج وتقليل عدد المتغيرات. وصف Fan et al.61 نموذجا مشابها باستخدام مكواة لحام معدلة مملوءة بالجلسرين ، والتي لها عيب في خلق مقاومة حرارية تكميلية بين الوجه. كانت الكتل مصنوعة من النحاس الأصفر بسعة حرارية محددة (ج) تبلغ 395 واط / م * كلفن وموصلية حرارية (ك) تبلغ 134 جول / كجم * كلفن1. بالمقارنة مع المعادن الشائعة الأخرى مثل الحديد (ج = 490 واط / م * كلفن ، ك = 66 جول / كجم * كلفن) والألمنيوم (ج = 949 واط / م * كلفن ، ك = 240 جول / كجم * كلفن) ، تسمح هذه الخصائص بالوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة بشكل أسرع وتسمح أيضا بنقل أقصى قدر من الحرارة إلى الجلد بسرعة لإنتاج الحروق. لتعزيز قابلية التكاثر ، يوضح الشكل 4 ميزات الكتلة النحاسية التي تم استخدامها في صنع الحرق. يوضح الشكل 4 أ الرسم الهندسي للكتلة النحاسية بجميع الأبعاد بالمليمتر. كما هو موضح ، يبلغ القطر الخارجي للكتلة 40 مم × الارتفاع 151 مم. يظهر الخط المنقط ثقبا محوريا عبر الكتلة لإدخال مقياس حرارة ، بقطر ثقب 9 مم وعمق 128 مم. يوضح الشكل 4 ب ، ج مقياس الحرارة الذي تم إدخاله في الكتلة النحاسية لقياس درجة الحرارة الأساسية.
أحد حدود النموذج الحالي هو استمرار المناطق غير المحترقة بسبب نقوش الأضلاع ، والتي تمثل مشكلة رئيسية في حروق السماكة الجزئية (الشكل 2). يمكن أن يؤثر هذا على عملية إعادة الظهارة من خلال توفير مصدر مركزي لهجرة الخلايا الكيراتينية. ومع ذلك ، يبدو من الصعب تجنب هذه المشكلة أثناء استخدام المواد الصلبة لإحداث الحروق. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السطح الكلي للمناطق غير المحترقة طفيف ، ويوفر قطر الكتل النحاسية البالغ 4 سم سطحا كافيا للجرح لإجراء دراسات مع متابعات طويلة على الرغم من الخزعات المتكررة.
متغير رئيسي آخر هو توقيت بضع الإسكاروجين في الحروق كاملة السماكة ، المخطط له في POD3 في هذا البروتوكول. تم اختيار هذه النقطة الزمنية المتأخرة من أجل استهداف منطقة الظل التي تتميز بإصابات الأنسجة المتأخرة ، والتي يشار إليها أيضا باسم تحويل جرح الحروق في الممارسة السريرية62،63. كان الهدف هو إزالة جميع الأنسجة المصابة ، والتي تم تسهيلها من خلال تماسك الشجرة في هذه المرحلة الزمنية. يسمح هذا التوقيت أيضا بدراسة التدخلات المبكرة التي تهدف إلى تقليل الإصابات المتأخرة في "منطقة الظل" مثل العوامل المضادة للالتهابات64،65،66 ، أو العلاج بالخلايا الجذعية18،67،68 ، والعلاج البارد69 ، أو مضادات التخثر65،70،71 لمدة تصل إلى 3 أيام. بالإضافة إلى ذلك ، بينما وصف معظم المؤلفين فترات متابعة قصيرة من 2 إلى 4 أسابيع29،47 ، تم اعتماد فترة متابعة ممتدة من 8 إلى 10 أسابيع هنا ، مما سمح للمرء بدراسة ليس فقط المرحلة الحادة ولكن أيضا خطوات الشفاء الثانوية.
خلال هذه المتابعة الممتدة ، تعتبر رعاية ما بعد الجراحة وتضميد الجروح أمرا بالغ الأهمية: يحتاج الفريق إلى التدريب على توفير الرعاية الكافية للحيوان. غالبا ما تعاني سلالة يوكاتان من جفاف الجلد وتحتاج إلى تلقي غسول مرطب عدة مرات في الأسبوع لتقليل الحكة ، وهي علامة على عدم الراحة ويمكن أن تؤدي إلى إصابات لاحقة للجروح. الضمادة متعددة الطبقات المعروضة في هذه المخطوطة هي نتيجة لعدة سنوات من الخبرة في نماذج مماثلة داخل مركزنا 7,72. لا تظهر على علامات الانزعاج أو الألم. لم يتم العثور على عدوى في الدراسة ، ولكن لا تزال هناك حاجة إلى المراقبة اليومية للأسبوعين الأولين من أجل اكتشاف هذه المضاعفات المحتملة مبكرا. هذا يؤكد على الامتثال للسلامة ورعاية ، والتي لها أهمية قصوى في البحث الحديث. اخترنا التوقف عن الضمادات بعد 3 أسابيع للسماح بالتعرض للهواء وإعادة الظهارة الجافة73،74. ومع ذلك ، في العصر الحديث من20 المواد الهلامية القائمة على الجسيمات النانوية والمواد الهلاميةالمتشابكة 35 لتعزيز التئام جروح الحروق ، يمكن تنفيذ الضمادات المستمرة في هذا البروتوكول.
أخيرا ، تتمثل إحدى السمات الرئيسية لهذا النموذج في أنه يسمح بدراسة أعماق الجرح المختلفة في نفس الموضوع. تؤكد نتائج الأنسجة أهمية البروتوكول في هذا الصدد. هذه الميزة ذات أهمية لأغراض التشخيص ، مثل التقنيات الجديدة للمساعدة في قياس عمق الحرق ، أو التدهور خلال المرحلة الأولية ، أو التحسن أثناء عملية الشفاء ، ولكن أيضا لتقييم العلاجات الجديدة وعملها التفاضلي في حروق الدرجة الأولى والثانية والثالثة. نظرا لأن عملية الشفاء تختلف اختلافا كبيرا اعتمادا على عمق الحرق الأولي ، فإن هذا النموذج يسمح بقياس التأثيرات التفاضلية للعلاجات المحتملة مع تجنب الاختلافات بين الأفراد. ومع ذلك ، فإن أحد القيود هو أن خلط عدة أنواع من الحروق على نفس يجعل من المستحيل تقييم المؤشرات الحيوية الجهازية مثل البروتينات المعدنية والسيتوكينات المؤيدة للالتهابات والمضادة للالتهابات ، والتي من المعروف أنها تختلف باختلاف عمق الجرح وإجمالي مساحة السطحالمحروقة 75.
في الختام ، يتميز نموذج حرق Yucatan Minipig الحالي بقدرته على توفير منصة موثوقة لدراسة التئام الجروح بعد إصابات الحروق. من خلال الاستفادة من القرب الفسيولوجي بين الخنازير وجلد الإنسان ، يوفر نموذج الخنازير هذا مزايا مميزة ، بما في ذلك المقارنات الفردية الخاضعة للرقابة والقدرة على استيعاب أنواع متعددة من الجروح على واحد. تعد تقنيات تحريض الحروق القابلة للتكرار وتوقيت التدخلات ومدة المتابعة الممتدة من النقاط الحاسمة التي تعزز الأهمية السريرية وموثوقية هذا النموذج. يسمح جلد يوكاتان بدراسة الظواهر الخاصة بالبشرة المصطبغة ، مثل التندب الضخامي وفرط التصبغ التالي للالتهابات. تعد أدوات التشخيص الجديدة التي تهدف إلى توجيه الطبيب بتحويل حروق "منطقة الظل" والعلاجات الحديثة مثل الجسيمات النانوية أو ترقيع الجلد المطبوع ثلاثي الأبعاد أمثلة توضح الحاجة إلى مثل هذا النموذج قبل السريري الثمين لدراسة مراحل الحروق الحادة والمتأخرة والطويلة الأمد.
وليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.
تم دعم هذا العمل بتمويل سخي من منحة أبحاث الأطفال Shriners إلى S.N.T. Y.B. تم دعمه من قبل مستشفى شرينرز للأطفال. كما نعرب عن امتناننا لتمويل S.N.T. من المعهد الوطني الأمريكي للصحة (K99 / R00 HL1431149; R01HL157803. R01DK134590 ، R24OD034189) ، جمعية القلب الأمريكية (18CDA34110049) ، كلية الطب بجامعة هارفارد إليانور وزمالة مايلز شور ، مؤسسة عائلة بولسكي ، وجائزة كلافلين للباحث المتميز نيابة عن قسم الجراحة في MGH و / أو اللجنة التنفيذية ل MGH للأبحاث. علاوة على ذلك ، نقدر الدعم المقدم من اللجنة التنفيذية للأبحاث في مستشفى ماساتشوستس العام لمنح جائزة صندوق الاكتشاف الطبي (FMD) إلى RJ. أخيرا ، يتم الاعتراف بالدعم المقدم من "Fondation des Gueules Cassées" (فرنسا) وجامعة رين (فرنسا) و CHU de Rennes (فرنسا) والجمعية الفرنسية لجراحة التجميل ل Y.B. يشكر المؤلفون مختبر أبحاث جراحة نايت على مساهمتهم ومساعدتهم في تخدير.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ملقط الأنسجة Adson | Jarit | 130-234 | |
| حبات الألومنيوم | مختبر درع | 42370-002 | مختبر درع الخرز |
| بوبرينورفين هيدروكلوريد | رانباكسي للمستحضرات الصيدلانية | NDC: 12469-0757-01 | بوبرينكس عن طريق الحقن |
| كاربروفين | فايزر | نادا 141-199 | ريماديل 50 مجم / مل عن طريق الحقن ؛ |
| كتلة نحاسية أسطوانية | مصنوعة يدويا | N / A | رسم هندسي مدرج في المخطوطة |
| قلم Dermographic | McKesson | Surgical Skin Marker معقم | |
| يمكن التخلص منه # 15 مشارط جراحية | Medline | MDS15315 | شفرات مشرط |
| رقعة فنتانيل | Mylan | NDC: 60505-7082 | نظام الفنتانيل عبر |
| Isoflurane | Piramal | NDC: 66794-013-25 | Isoflurane ، USP |
| McPherson ملقط التخثر ثنائي القطب | Bovie | A842 | قابلة لإعادة الاستخدام وقابلة للتعقيم |
| (3،4 و 5 مم) | Integra | 33-38 | لكمات خزعة - حجم للتكيف مع الدراسة |
| غير منسوج | Starryshine | GZNW22 | 2 × 2 "غير منسوج 4 طبقات ضمادات شاش طبي |
| Povidone-Iodine | بيتادين | NDC: 0034-9200-88 | مقشر جراحي 7.5٪ |
| محلول كلوريد الصوديوم معقم متساوي التوتر 0.9٪ | نظام Aqualite | RL-2095 | محلول ملحي معقم |
| حبر الوشم | Spaulding & روجرز | بلاك - 2 أونصة - # 9053 | |
| علامة وشم | Spaulding & روجرز | خاص الوشم الكهربائية علامة | |
| إبرة الوشم | Spaulding & روجرز | 1310251 | الوشم 5 نقاط إبرة |
| Tegaderm خلع الملابس الشفافة 3M | 1.628 | ضمادة لاصقة شفافة كبيرة | |
| صفيحة ساخنة يتم التحكم في درجة حرارتها | كول بارمر | 03407-11 | StableTemp لوحة ساخنة النمام |
| ميزان الحرارة | الأمريكي العلمي | U14295 | أنبوب ميزان الحرارة الزئبق |
| تيلتامين وزولاتيبام هيدروكلوريد | Zoetis | NDC: 54771-9050 | التيلازول |
| من رذاذ البنزوين | سميث & ابن أخ | 407000 | رذاذ طبقة لاصقة |
| مرهم مضاد حيوي ثلاثي | Fougera | NDC 0168-0012-31 | مرهم مضاد حيوي ثلاثي |
| مخزون أنبوبي | Medline | NONNET02 | Curad Medline Medline Free Latex شباك |
| مرنة بطانية تسخين | بطانية 3M | Bair Hugger 750 وحدة | |
| Xeroform انسداد الشاش قطاع | Covidien | 8884433301 | ضمادات الجروح الفازلية |
| Xylazine | Vetone | NDC: 13985-704-10 | AnaSed LA |
| Yucat & agrave ؛ n خنازير صغيرة (أنثى ، 30 كجم) | سنكلير بيو ريسورسز | N / A | تصبغ كامل ؛ |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن