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方法文章

一种大鼠外科皮肤伤口模型:用于伤口愈合研究与生物材料评估的方法

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DOI:

10.3791/71306

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2026年7月21日

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本文内容

摘要

本文描述了一种大鼠皮肤伤口模型,可在组织修复的不同阶段,在生理或病理条件下评估各种治疗剂的效果。此外,还详细介绍了通过手动平面测量法监测组织修复过程中伤口收缩率的实验方案。

摘要

皮肤伤口愈合是一个复杂的生物学过程,涉及炎症、增殖和重塑等协调的阶段。为了更好地理解伤口愈合的潜在机制,切除性动物伤口模型被广泛用于加深对该过程的认识,并促进新型治疗策略的开发。在这些模型中,常采用打孔活检法诱导皮肤伤口,因其可产生标准化的损伤。然而,该技术将损伤限制为圆形,可能不适用于某些实验目的。在此背景下,本文介绍了一种简单且可重复的外科手术方案,用于在大鼠 flank 部位建立标准化的方形全层皮肤切除伤口模型。该方法能够创建不同大小和几何形状的损伤,为各项研究的具体目标提供更大的实验灵活性,并可在生理或病理条件下监测愈合过程。此外,还描述了一种通过手动平面测量法监测伤口收缩率的方法。尽管该方案的实施需要注重细节和技术熟练度,但并不要求高超的外科技能。

引言

皮肤伤口愈合是一个复杂且高度协调的生物学过程,包含多个有序事件,旨在恢复组织完整性。该过程经历一系列明确但相互重叠的阶段,包括止血与炎症期、增殖期以及重塑期1。炎症期在伤口形成后数分钟内开始,于受伤后24至48小时达到高峰,涉及免疫细胞的募集及炎症介质的释放。增殖期以再上皮化和肉芽组织形成为特征,通常在受伤后4至5天启动,可持续数周。最后,伤口进入重塑期,该阶段始于受伤后第三周,可持续数月甚至数年,其特征为组织的重新排列与重构2。当愈合过程无法正常进行时,可能形成慢性伤口,给患者及医疗系统带来沉重负担3,凸显了开发新型治疗策略的迫切需求。

通过手术切除动物全层皮肤(表皮、真皮和皮下组织)形成切除性伤口,可对炎症、肉芽组织形成、再上皮化、血管生成及组织重塑过程进行研究4。近几十年来,伤口愈合模型的广泛应用推动了多项发现,拓展了人们对促进该过程的分子与细胞事件的认识5。体内模型仍是研究人类伤口修复最具预测性的工具,因其包含多种细胞类型、环境信号及旁分泌相互作用,能更真实地再现完整的愈合微环境6。在此背景下,大鼠和小鼠因易于操作和饲养而被广泛使用....

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方案

所有实验操作均经圣克鲁斯州立大学(UESC)动物使用伦理委员会(CEUA)批准。实验所用Wistar大鼠(Rattus norvegicus)来自UESC的动物繁殖、饲养与实验实验室(LaBIO)/动物饲养设施,遵循CEUA/UESC第010/25号协议。所有动物操作均按照美国国立卫生研究院(NIH)《实验动物护理与使用指南》进行,并符合机构规定的动物福利与伦理使用准则。实验方案的整体设计见图1,本方案中所用材料与设备详见作为补充材料提供的材料表。

小鼠伤口愈合过程示意图;显示麻醉、伤口诱导、护理和治疗阶段。
图 1: 大鼠模型中皮肤伤口诱导方案的实验设计。 (A)动物镇静后,剃除实验区域毛发;(B)在异氟烷麻醉....

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结果

在本实验中,采用磺胺嘧啶银作为对照治疗。在造模后24小时,将该产品局部应用于创面。选择磺胺嘧啶银是基于其作为抗菌剂以及在皮肤创面管理中的明确临床应用。数据以中位数和四分位距表示,每个实验时间点包含5只动物。图3A展示了皮肤创面在造模当天(D0)以及第3、7、14和21天的宏观变化,这些时间点分别对应各动物的安乐死时间。图3B展示了通过ImitoWound软件进行手动创面平面测量所获得的数据,从而实现对创面面积随时间变化的定量分析。

伤口愈合分析;宏观评估,治疗后21天内收缩率图表。
图3

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讨论

尽管人类伤口愈合的研究已取得显著进展,但由于存在固有的困难和局限性,实验模型的使用在该领域的研究中仍不可或缺4。在此背景下,本实验方案旨在描述一种在大鼠侧 flank 部位使用手术刀制造全层切除性伤口的模型,作为传统技术的一种替代方法。背部区域结合圆形打孔活检技术是皮肤愈合研究中最广泛使用的方法。然而,将 flank 部位作为替代解剖区域的应用也有充分文献记载,证明其在组织修复评估中具有同等的适用性21,22,23。与其他小鼠模型类似,该方案也受到伤口收缩过程的影响,这一现象与肉膜(panniculus carnosus)直接相关;肉膜是一层肌肉结构,负责损伤后皮肤的收缩24。尽管在伤口周围使用硅胶夹板可减轻这种收缩效应,但该技术需要更高的外科操作技能24,

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披露

作者声明无竞争利益。

致谢

我们衷心感谢巴伊亚州研究支持基金会(FAPESB)和高等教育人员进修协调办公室(CAPES)提供的奖学金支持;感谢南巴伊亚联邦大学研究与研究生副校长办公室(PROPP/UESC)以及微生物学与微生物生物技术研究生项目(PPGBBM/UESC)提供的经费支持。同时,我们感谢南巴伊亚联邦大学兽医院(HVET/UESC)提供手术室和设备。

....

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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
酒精(70% 乙醇)DinâmicaP.01.0024.006.06.81消毒
解剖镊Sigma-AldrichF3892不锈钢
绷带任意品牌不适用伤口保护
游标卡尺Mitutoyo530-104伤口边界界定
0.2% 氯己定水性消毒液Riohex不适用消毒
CO2 麻醉舱BontherD149F1LYSZ麻醉诱导 
弹性绷带 Cremer81876515 cm × 1.25 m
一次性乳胶手套Descarpake0530101非无菌
纱布垫 Cremer8193427.5 cm × 7.5 cm
皮下注射器Dercarpack e03242011 mL 带针头
ImageJImage Jhttps://imagej.net/ij/平面测量
ImitoWound ImitoWoundhttps://imito.io/pt/imitowound平面测量
层叠纸巾 Scott Smart48260常规清洁
异氟烷 Cristália7.89668E+12吸入性麻醉剂
操作用乳胶手套Latex gloves for procedure Latex gloves for procedure个人防护装备
液体肥皂任意品牌不适用伤口区域清洁
直型尖-尖梅奥剪刀Fine Science Tools14001-12不锈钢
毫米尺任意品牌不适用
硫酸吗啡 Sigma-AldrichM8777注射液 1 mg/mL
纸张 任意品牌不适用
永久性记号笔任意品牌不适用皮肤标记
聚维酮碘RioquimicaZK48BN72E消毒剂
23 号手术刀片Descarpak740801不锈钢
4 号手术刀柄Sigma-Aldrich不适用不锈钢
不锈钢剃刀刀片WilkinsonN/A脱毛
无菌外科手套Descarpake0212101无菌
外科口罩任意品牌不适用非无菌
盐酸曲马多UniãoQuímica7.89601E+12注射液 50 mg/mLção injetável 50 mg/mL
透明薄膜敷料Vital derme 150315 cm × 10 m
透明聚丙烯胶带Transparent polypropylene adhesive tape Transparent polypropylene adhesive tape伤口保护
带 PVC 外套的兽用保温毯PrevtechMSO2VT001体温维持 
防水胶带Cremer81911310 cm × 4.5 m

参考文献

  1. Lin X, Lai Y. Skin scarring: mechanisms and therapies. Int J Mol Sci. 2024;25(3):1458.
  2. Desjardins-Park HE, Mascharak S, Longaker MT, Wan DC. Endogenous mechanisms of craniomaxillofacial repair: toward novel regenerative therapies. Front Oral Health. 2021;2:676258.
  3. Han G, Ceilley R. Chronic wound healing: a review of current management and treatments. Adv Ther. 2017;34(3):599-610.
  4. Benito-Martínez S, Pérez-Köhler B, Rodríguez M, Izco JM, Recalde JI, Pascual G. Wound healing modulation through the local application of powder collagen-derived treatments in an excisional cutaneous murine model. Biomedicines. 2022;10(5):960.
  5. Ell....

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