大鼠缺血性皮肤伤口模型的建立与演示

摘要

由于大鼠体型、易得性以及相对温顺的行为，多年来一直被用作研究模型。本实验方案的目的是利用大鼠建立缺血性皮肤伤口愈合模型，以深入了解慢性伤口的病理生理机制。

摘要

人类慢性伤口的发生倾向随着年龄增长、糖尿病和心血管功能受损等疾病状态以及因活动受限导致的持续受压而增加。已开发出多种动物模型，旨在模拟这些情况，以增进我们对慢性伤口复杂性的理解。本文所述模型是一种大鼠缺血性皮瓣模型，可实现血流的长期减少，从而形成缺血性伤口，表现出慢性伤口的表型特征（血管化减少、炎症增强以及伤口闭合延迟）。该模型包括一个双蒂背侧皮瓣，在皮瓣中央设置两个缺血性伤口，皮瓣两侧设置两个非缺血性伤口作为对照。该缺血性皮瓣模型的一项创新改进是在皮瓣下方放置一层硅胶片，该硅胶片起到屏障和夹板的作用，可防止血管再通并减少伤口愈合过程中的收缩。尽管由于大鼠与人类在解剖和生理上存在显著差异（例如，存在肉膜肌、寿命较短、毛囊数量较多以及其能够愈合感染性伤口的能力），在伤口愈合研究中使用大鼠仍存在争议，但本模型所采用的改进措施使其成为先前所开发的缺血性皮瓣模型的一种有价值的替代方案。

引言

尽管已知动物模型的研究结果在转化为人类治疗手段方面存在一些问题，但有效的药物开发及其他伤口愈合治疗方法仍需要合适的体内模型¹。以下详细描述了一种利用缺血性皮肤伤口愈合大鼠模型的研究方案，旨在探讨病理性伤口愈合的潜在机制，以加深对该过程的理解。大鼠因来源广泛、体型适中且性情温顺，常被用于伤口愈合研究，其体型足够大，可提供适宜的皮肤区域用于切开或切除性造伤、成像以及组织采集²。然而必须谨慎考虑的是，大鼠与人类的皮肤在解剖结构上存在差异，大鼠属于皮肤松弛型动物。这一显著特征使得大鼠皮肤伤口的闭合主要依赖于伤口收缩，而非上皮化过程²。此外，大鼠皮下存在肉膜肌（panniculus carnosus muscle），该结构通过促进伤口收缩和胶原形成参与愈合过程^3,4。在建立大鼠缺血性皮肤伤口模型时，已充分考虑了这些重要的解剖学差异，并实施了特定的改进措施，以减少伤口收缩程度并降低肉膜肌对愈合过程的影响⁵。

在糖尿病足溃疡、静脉性腿部溃疡和压力性溃疡中，愈合过程延迟，这些伤口被视为慢性伤口。这些伤口的特征是存在过度的炎症反应，从而阻碍伤口进入修复过程的后续阶段⁶。导致慢性伤口形成的主要因素之一是局部组织缺血（血流减少）⁵，这导致炎症无法被有效清除。在本模型开发和验证期间（2003–2004年），尚无标准化的动物模型能够....

方案

注意：以下所有动物实验程序均已获得南佛罗里达大学动物护理委员会（IACUC）的批准，并严格遵守《动物福利法》及《实验动物护理与使用指南》的全部要求。

1. 硅胶片和手术器械的准备

1. 将非加厚型、厚度为0.01、医用级硅胶片裁剪成10.5 cm × 3.0 cm的条状，并使用高压灭菌器进行灭菌。
2. 清洁并灭菌合适的外科手术器械（如剪刀、镊子，以及用于手术过程中建立无菌区域的手术单或毛巾）。

2. 实验动物

1. 使用来自商业养殖商的成年雄性或雌性大鼠，体重范围为250–350 g。若使用老龄大鼠，其体重应≥350 g，以确保术后更高的存活率。在开始任何实验前，所有动物均应在12小时光照-黑暗循环的标准条件下适应至少7天，并可自由获取食物和水。 随意摄取.

3. 麻醉、术前镇痛与手术准备

1. 使用异氟烷通过诱导室以3%-4%浓度诱导全身麻醉，并在皮肤准备和手术期间通过鼻罩以1%-2%浓度维持麻醉，同时使用O₂。通过观察呼吸频率和深度、趾间夹捏反应或眼睑眨眼反射来监测麻醉深度。
   注意：此时可在动物眼睛上涂抹兽医专用眼膏，以防止麻醉期间角膜干燥。
2. 在远离无菌手术区域的位置，将大鼠置于俯卧位，使用电....

结果

若操作熟练，大鼠缺血性伤口愈合模型的建立每只动物大约需要20分钟。在敷料应用前，模型应呈现如图1G所示的外观。验证双蒂皮瓣及其内伤口是否处于缺血状态至关重要。在该模型的验证过程中，通过将极谱电极置入两个缺血性伤口之间的皮下组织，测量了伤口水平的皮下氧张力（PscO₂）⁵，测得的PscO₂值处于严重缺血范围（20–40 mmHg）。自该模型建立以来，激光多普勒成像（LDI） increasingly 被用于测量血流灌注，该技术可充分评估双蒂皮瓣的缺血状态。

简而言之，激光多普勒成像（LDI）技术基于由光纤探头传导的激光束发射。测量深度取决于组织特性和激光波长。在正常皮肤中，使用标准光纤间距（0.25 mm）探头并以780 nm波长激光进行测量时，其测量深度约为0.5–1 mm。图2显示了一个背侧双蒂皮瓣的代表性多普勒图像（左侧），其中可见灌注区域（缝合线左侧）和无灌注区域（缝合线右侧）。

除了测量.......

讨论

大鼠的伤口愈合常引发争议，因其具有愈合感染性伤口的能力，且个体间差异率较高⁵该模型在开发过程中的最初目标之一是降低这种变异性。通过调整皮瓣宽度、减少伤口数量并进行特定定位（将伤口置于皮瓣中央，且保持一致的头尾方向位置），以及引入硅胶片，已成功实现这一目标。此外，伤口收缩性愈合也得到减少，而以表皮再生方式进行的愈合（与人类相似）成为主要的评估指标。该模型已被适配至不同品系的大鼠， 即F344大鼠也已成功应用，其产生的缺血程度与使用Sprague Dawley大鼠所观察到的相当。总体而言，该模型所需的外科技术（活检、缝合和伤口切除）对于大多数手术经验有限的学生和技术人员而言均易于掌握。

为了在进行多次手术时与该模型保持一致，研究发现，在抬起皮瓣以放置硅胶片之前，应先制备缺血性伤口⁵。此外，避免穿破肉膜筋膜（panniculus carnosus fascia）至关重要，以确保在硅胶片下方保留一个有活力的伤口床。硅胶片不仅可防止血管再生，还可作为“夹板”促进伤口再上皮化。使用粘合剂和敷料以预防感染并维持有利于伤口愈合的湿润环境.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
医用级Sil-Tec板材	Technical Products Inc.	500-3	非增强型，厚度0.01英寸
迷你虹膜剪刀，8 cm，弯曲型，不锈钢	World Precision Instruments	#503671
Ethilon尼龙缝线	Ethicon	1964G	黑色，4.0号，PC-3 16 mm针（3/8圆弧）
激光多普勒成像仪	Moor Instruments	moorLDI2-IR	标准血流成像仪：http://us.moor.co.uk/product/moorldi2-laser-doppler-imager/8
ImageJ	NIH	免费下载	http://rsb.info.nih.gov/ij/
Mastisol	Henry Schein	货号 # 7289210	Fisher Scientific NC9774929
Tegaderm	Medical Specialties	3M1624W	Fisher Scientific NC9922128