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方法文章

一种用于研究多种深度烧伤创面愈合过程的猪烧伤模型

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DOI:

10.3791/66362

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2024年2月23日

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* These authors contributed equally

本文内容

摘要

本方案描述了一种在尤卡坦微型猪中可重复的多深度烧伤伤口模型。

摘要

烧伤创面愈合是一个复杂而漫长的过程。尽管已有丰富的临床经验,整形外科医生及烧伤中心的专业团队仍面临诸多挑战。其中,烧伤后早期软组织损伤范围可能持续演变,使得保守治疗与坏死组织清除之间的决策变得尤为微妙。热力烧伤是最常见的类型,其烧伤深度受温度、接触时间等多种因素影响。烧伤深度亦随时间动态变化,继发性加重的 "阴影区" 仍是一种 poorly understood phenomenon。针对这些挑战,已有若干创新疗法被研究,更多疗法尚处于早期开发阶段。现代伤口敷料和人工皮肤中的纳米颗粒即为目前仍在评估中的现代疗法示例。总体而言,烧伤诊断与烧伤治疗均需重大进展,研究团队亟需一种可靠且相关的模型以测试新工具和新疗法。在动物模型中,猪因其皮肤结构与人类高度相似而成为最相关的模型。更具体而言,尤卡坦小型猪(Yucatan minipigs)具有黑色素色素沉着和生长缓慢等有趣特征,可用于研究高光型皮肤及长期愈合过程。本文旨在描述一种可靠且可重复的实验方案,用于在尤卡坦小型猪中研究多深度烧伤创面,实现长期随访,并为诊断与治疗研究提供相关模型。

引言

烧伤是一个重大的公共卫生问题,根据国家烧伤登记库的数据,每年在美国影响超过48万名患者1,2。这导致每年有超过5万名患者因非致命的复杂病例而住院,需要深入治疗2。此外,烧伤是军事人员死亡和伤病的根本原因之一,占军事伤亡人数的10%至30%3,4。尽管烧伤对患者的影响广泛而多样,涵盖身体、心理和情绪等多个方面,但其治疗方式在很长一段时间内几乎未发生改变5。

烧伤损伤的初步诊断和评估需根据烧伤类型(一度、二度和三度)或受损组织的深度(表浅、部分皮层和深层烧伤)进行基础分类6,7,8。部分皮层厚度烧伤(即一度和二度烧伤)累及表皮及真皮不同深度(浅层或深层真皮,即浅二度和深二度烧伤)9。特别是,深层真皮中附属器的损伤排除了来自附属器上皮再上皮化的可能性10。根据定义,全层厚度烧伤....

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方案

所有动物实验均按照 ARRIVE(动物研究:体内实验报告)清单37 进行,并符合马萨诸塞州总医院机构动物护理和使用委员会(IACUC)第 #2021N000271 号方案的要求。动物福利遵循《实验动物护理与使用指南》38。本实验共使用了五只30 kg的雌性尤卡坦小型猪,动物来源于商业供应商(见材料表)。

1. 术前护理与麻醉

  1. 实验前禁食动物12小时 全身麻醉
  2. 通过肌肉注射2-4 mg/kg盐酸替来他明和盐酸唑拉西泮以及1-2 mg/kg赛拉嗪启动麻醉,随后吸入异氟烷(氧气中浓度2-3%)(参见 材料表用于在手术过程中维持麻醉。

2. 烧伤创面设计与随机分组

  1. 为了在同一动物身上研究部分厚度烧伤和全层烧伤,并设置阴性对照(避免个体间差异),在每只猪背部旁正中区域制造八个伤口。其中三个为全层厚度伤口,三个为部分厚度伤口,两个为对照伤口。
  2. 将伤口编号为1至8,并进行随机化分配,以将不同烧伤程度(部分厚度、全层厚度、对照)分配至背部不同的解剖位置。
    注意:对每个伤口(深度和位置)....

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结果

图2A、B展示了在尤卡坦微型猪背部进行多次烧伤后的结果。伤口(I)和(VII)为对照伤口(37 °C)。二度烧伤伤口(II、III和VIII)表现为明显红斑和水疱。相比之下,三度烧伤伤口(IV、V和VI)呈苍白外观,触诊时质地坚硬。值得注意的是,伤口VIII的表现介于二度与三度之间:为了正在进行的研究目的,我们将65 °C条件下的接触时间延长至45秒。图2C展示了术后第3天焦痂切开术后的伤口外观。对二度烧伤伤口进行了水疱切除术,对三度烧伤伤口则进行了坏死组织的整块切除,以形成可用于二期愈合的活性创面床。若真皮丛出血未自行停止,则进行最小范围的电凝止血。图2D–F分别展示了后续不同时间点(第2周、第3周和第7周)的伤口外观。

组织学结果如图所示 图3

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讨论

烧伤后的伤口愈合是一个漫长的过程,可能持续数月之久,期间存在多种治疗选择并需考虑患者护理的诸多因素2,13。为了研究这一过程,需要建立一种可靠且可重复的模型。已有多种动物模型被描述,主要包括啮齿类动物29,45,46和猪29,47。其中,猪的模型更具相关性,因其皮肤结构与人类皮肤相似34,48。成年猪的体型允许在同一动物身上制造多个伤口,从而提高统计学显著性,并消除实验处理组与其对照组之间的个体间差异7。我们建议根据体重而非年龄来选择实验对象。当前模型可在不.......

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

本工作获得了Shriners儿童医院研究基金对S.N.T.的慷慨资助。Y.B.获得了Shriners儿童医院的支持。我们还衷心感谢以下机构对S.N.T.的资助:美国国立卫生研究院(K99/R00 HL1431149;R01HL157803;R01DK134590,R24OD034189)、美国心脏协会(18CDA34110049)、哈佛医学院Eleanor和Miles Shore研究员奖学金、Polsky家族基金会,以及麻省总医院外科部门和/或麻省总医院研究执行委员会授予的Claflin杰出学者奖。此外,我们感谢麻省总医院研究执行委员会向R.J.授予医学发现基金(FMD)奖项所提供的支持。最后,感谢来自 "破碎面容基金会" 感谢法国雷恩第一大学、雷恩大学、雷恩大学医疗中心及法国整形外科学会向 Y.B. 提供的支持。作者感谢 Knight Surgery Research Laboratory 在动物麻醉方面的贡献与协助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
阿顿组织镊Jarit130-234
铝珠Lab Armor42370-002Lab Armor Beads 
盐酸布托啡诺Ranbaxy PharmaceuticalsNDC:12469-0757-01Buprenex Injectable
卡洛芬PfizerNADA 141-199Rymadyl 50mg/ml injectable 
圆柱形黄铜块手工制作N/A工程图纸包含在稿件中
皮肤标记笔McKesson无菌外科皮肤标记笔
一次性#15外科手术刀片MedlineMDS15315手术刀片
芬太尼透皮贴剂MylanNDC:60505-7082Fentanyl Transdermal System
异氟烷 PiramalNDC:66794-013-25异氟烷,符合美国药典标准
麦克弗森双极电凝镊BovieA842可重复使用,可高压灭菌
Miltex混合规格活检打孔器(3、4和5 mm)Integra33-38活检打孔器——根据研究需要选择尺寸
无纺纱布StarryshineGZNW222 x 2" 四层无纺医用纱布垫
聚维酮碘BetadineNDC:0034-9200-887.5%外科洗手液 
无菌等渗氯化钠溶液 0.9%Aqualite SystemRL-2095无菌生理盐水溶液
纹身墨水Spaulding & Rogers黑色 - 2盎司 - #9053
纹身标记笔Spaulding & Rogers特种电动纹身标记笔
纹身针Spaulding & Rogers1310251五点式纹身针
Tegaderm透明薄膜敷料3M1.628大型透明粘性敷料
温控加热板Cole-Parmer03407-11StableTemp加热搅拌板
温度计American ScientificU14295玻璃管汞温度计
盐酸替来他明和唑拉西泮ZoetisNDC:54771-9050Telazol
苯甲酸酊喷雾剂Smith&Nephew407000粘合层喷雾
三重抗生素软膏FougeraNDC 0168-0012-31三重抗生素软膏
管状网套MedlineNONNET02Curad Medline 无乳胶弹性网套
加热毯3MBair Hugger 750 warming unit
Xeroform闭合性纱布条Covidien8884433301Xeroform凡士林伤口敷料
赛拉嗪VetoneNDC:13985-704-10AnaSed LA
尤卡坦小型猪(雌性,30 kg)Sinclair Bio ResourcesN/A完全色素沉着à 

参考文献

  1. Rui, P., Kang, K. National hospital ambulatory medical care survey: 2017 emergency department summary tables. National Center for Health Statistics. , (2017).
  2. Carter, J. E., et al. Ev....

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