Summary
Til tett etterligne modus for brannskader krever samspillet mellom klinisk observasjon og studier i dyremodeller. I denne studien etablert svin modell av alvorlig brenning skade for å vurdere en eksperimentell dressing i fysiologiske og patofysiologiske innstillinger.
Abstract
Sårheling er en dynamisk reparasjonsprosessen og er den mest komplekse biologiske prosessen i menneskers liv. Svar å brenne skade, svekke endringer i biologiske banene betennelse response, som resulterer i forsinket sårtilheling. Nedsatt sårheling forekommer ofte hos pasienter med diabetes fører til dårlige resultater som amputasjon. Derfor er dressinger har gunstig effekt i å fremme brenne sår reparasjon nødvendig. Men er studier på brenne sårbehandling begrenset på grunn av mangel på skikkelig dyremodeller. Vår forrige studie viste sårhelende ytelse i rotte og svin modeller med en minimal invasiv kirurgisk teknikk. Denne studien rettet å demonstrere en svin modell av alvorlig brenning skade som eliminerer såret sammentrekning og mer tilnærmet tett menneskelige prosessene av ny epithelialization og ny vev formasjonen. Denne protokollen gir en detaljert prosedyre for å opprette konsistente brenne sår og undersøke sårhelende ytelsen under behandling av en eksperimentell dressing i svin modell. Seks brenne sår ble opprettet symmetrisk på dorsum, som var dekket med en klinisk dressing består av fire lag: en indre kontakt laget av experimental materialer, en indre mellomliggende laget av vanntett film, et ytre mellomliggende lag med gasbind, og et ytre lag av selvklebende gips. Ved ferdigstillelse av eksperimenter, ble såret nedleggelse, såret området og Vancouver arr skala score undersøkt. Prøvene av huden resected fra hvert dyr etter offer var histologisk forberedt og farget med hematoxylin og eosin flekker. Antibakteriell aktivitet av hver dressing i sammenheng med sårheling ble også undersøkt. Anvendelsen av klinisk dressing til sår i svin modellen etterligner de biologiske prosessene av menneskelig sårheling forhold til prosesser i epithelialization, mobilnettet spredning og angiogenese. Derfor gir denne svin modellen en lett å lære, kostnadseffektiv og robust metode for å vurdere effekten av klinisk dressinger i alvorlig brenning skade.
Introduction
En brenning skade starter inflammatorisk prosessen og induserer komplekse patologisk effekter, som påvirker mange kroppsfunksjoner umiddelbart etter en ulykke, noe som resulterer i negativ innvirkning på livskvaliteten for pasienter. Nedsatt sårheling forårsaker betydelig sykelighet og dødelighet hos pasienter med diabetes mellitus1,2. De fleste pasienter med brannskader opplever smerter under brenne sår rensing, som er kjent som en uutholdelig prosess av kraftige opioidanalgetika3.
I motsetning til andre pattedyr dele svin flere anatomiske og fysiologiske egenskaper med mennesker om prosessen med epithelialization og mobilnettet spredning angiogenese. Dette gjør svin en potensielt bedre modell for bestemte prosedyrer og studier, og de er ofte brukt i studier som har vist lovende resultater i mus. Disse funksjonene har ført til den økende bruken av svin som store Art i preklinisk testing. En rask økning i biomedisinsk forskning med respekt til hjerte, urin, integumentary og fordøyelsessystem er nylig observert4,5,6. Denne studien har som mål å demonstrere en svin modell av alvorlig brenning skade som eliminerer såret sammentrekning og gir en nærmere tilnærming av menneskelig sår helbredelse prosesser og dannelse av nye vev. Seks brenne sår ble opprettet symmetrisk på dorsum, tre på hver side av ryggen av svin. Deretter ble anexperimental dressing undersøkt i en svin modell av alvorlig brenning skade, som kan tilpasses å replikere menneskelig sårheling (figur 1). Sår var dekket med en klinisk dressing, som består av fire lag: en indre kontakt laget av experimental materialer, en indre mellomliggende laget av vanntett film, et ytre mellomliggende lag med gasbind og et ytre lag av selvklebende gips. En vanntett film holder såret miljøet fuktig mens forebygge bakterielle infeksjoner og tillate gasser å gjennomsyre dressing. Den ytre middels lag med gasbind ble brukt på vanntett filmene og sikret av et ytre lag av selvklebende gips. Ferdig av eksperimentene, ble såret nedleggelse, såret området og Vancouver arr skala (VSS) score undersøkt. Prøvene av huden resected fra hvert dyr etter offer var histologisk forberedt og farget med hematoxylin og eosin (han) flekker. Antibakteriell aktivitet av hver dressing i sammenheng med sårheling ble også undersøkt i denne modellen. Vår forrige studie har vist sårhelende ytelse i rotte og svin modellen med en minimal invasiv kirurgisk teknikk7. Siden det var seks brenne sår på dorsum i hver svin, var hver eksperimentelle dressing testet og evalueres i alle posisjoner å minimere skjevhet knyttet til såret helbredelsesprosessen på forskjellige steder på svin-dorsum. Derfor svin modell av alvorlig brenning skade i denne studien gir en ny tilnærming for vurdering av klinisk dressinger og forenkler utviklingen av en ny behandling for brenning skade. Denne studien gir avgjørende verktøy for å avdekke i Patofysiologien ved brenne sårtilheling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Prosedyrer som involverer dyr fag er godkjent av dyr omsorg komiteen i National Defense Medical Center, Taiwan (R.O.C). Denne studien ble gjennomført i laboratoriet dyr senter ved National Defense Medical Center. Svin veier mellom 20 og 25 kg har vært vellykket instrumenterte bruker denne protokollen.
1. tilpasning av dyrene menneskelige håndtering
- Etter ankomst i anlegget, huset dyrene solitarily men la de samhandler med hverandre.
- Gi dyrene annonse libitum tilgang til mat og vann.
- Acclimate svin menneskelige håndtering og transport fra dyr anlegget til eksperimentelle laboratoriet ved håndtering dyret minst en gang om dagen i en uke.
- Rask dyret i minst 12 timer før kirurgi for å forhindre kvalme, oppkast og aspirasjon av mage væske.
2. sedasjon
- Før brenne sår opprettelsen, sedate dyr via en intravenøs injeksjon med Zoletil 50 (25 mg/kg).
3. intubasjon og ventilasjon
- Plassere dyret på en tabell og/eller tralle i sternal posisjon.
- Åpne munnen av dyret med en muntlig sprederen.
- Ved utilstrekkelig avslapning av jaws eller tilstedeværelse av svelge reflekser, som hindrer intubasjon maske svin med isoflurane å indusere sedasjon.
- Overvåke blodtrykk, puls og kroppstemperatur fysiologiske signalet skjermen under operasjonen å hindre mulige komplikasjoner.
4. anestesi
- Indusere og vedlikeholde anesthesia; fortrinnsvis bedøve dyret via intramuskulær injeksjon av tiletamine og zolazepam (25 mg / kg + 25 mg / kg).
- Intubate dyr med endotracheal tube når muskelavslapning, preget av tap av kjeven tone og palpebral reflexed, ble observert.
- Opprettholde alle griser i en anesthetic tilstand vaporizer innstillingen 0,5-2,5% (v/v) isoflurane til slutten av operasjonen.
- Undersøke dybden av anestesi ved testing smerte reflekser med bakben ben tå knipe før operasjonen. Når det er nødvendig, legge ekstra anestesi eller vent i noen minutter. Sjekk smerte reflekser jevnlig hele operasjonen.
5. sterilisering av kirurgiske området
- Barbere og rengjøre huden av dyret over et område på ca 25 cm bredde fra virvelsøylen til axilla på begge sider.
- Skrubbe fuktet huden med povidon-jod skrubb (75 mg/mL) for ca 5 min.
- Fjern povidon-jod såpe fra huden med våt sterilt gauzes.
- Sterilisere huden med povidon-jod lotion (100 mg/mL).
- Dekke dyret med sterilt kirurgisk forheng å redusere bakteriell overføring og påfølgende forurensning av kirurgiske området.
6. brenne sår etableringen
- Bruk en kirurgisk merking til å merke på midten av seks brenne sår symmetrisk på dorsum av grisen. Kontroller at avstanden mellom hver brenne sår er minst større enn radius av såret (figur 1A).
- Fyll en modifisert loddebolt med 50 mL av glyserin og sette inn en elektronisk termometer å overvåke temperaturen. Varmt jern besitter et flatt område ca 9 cm2 (figur 1B).
- Varme opp strykejernet 137-139 ° c med en varm plate (figur 1 c).
- Opprette seks uniform brenne sår ved å plassere jern på det merkede området uten å bruke noen kraft i 30 sekunder (figur 1 c).
- Vask brenne sår med 0,9% saltvann (figur 1 d).
- Måler såret og registrere såret av photomicrography (figur 1E).
7. utarbeidelse av dressinger
- Dekke hver såret med indre kontakt laget av en fire-lags klinisk dressing gjennom direkte kontakt. For dette laget, bruker du CAPS inneholder dressing eller alternative stoffer (figur 1F).
- Bruke en vanntett film på klinisk dressing som en barriere mot bakteriell penetrasjon (figur 1F).
- Dekker hver såret med en kompress (0,5 cm tykk) og fikse med papir tape som midt laget av bandasjen (figur 1G).
- Sikre gasbind med et ytre lag av selvklebende gips. Utvide dette laget å torso å unngå forskyvning av dressing (figur 1 H-1J).
8. etter brenne omsorg og måling
- Injisere svin med buprenorfin (0,1 mg/kg, IM) for smertebehandling for hver 8-12 h, starter før gjenoppretting fra anestesi, for en uke å redusere potensielle smerte.
- Gi gris gratis tilgang på fôr og vann.
- Endre de kliniske dressinger hver 2 dager for de første 10 dagene, og deretter to ganger i uken for 6-uke studere.
- Rengjør og måle sår før at kliniske bandasjer. Administrere anestesi under dressing endringer.
- Registrerer såret ved photomicrography for sammenligning av sår helbredelse hver 2 dager for de første 10 dagene, og deretter to ganger i uken for 6-uke studere.
- Beregne såret re epithelialization eller sammentrekning som en prosentandel av originalstørrelsen såret etter en tidligere beskrevet metoden. Analyse av såret nedleggelsen ble utført på en dobbel-blindet måte.
- Måle brenne arret bruker VSS, som består av fire variabler: vascularity, høyde (tykkelse), pliability og pigmentering på etter brenne dager 0, 7, 21 og 42. Hver variabel har fire til seks mulige resultater. Total score varierer fra 0 til 14, der skåren 0 gjenspeiler normal hud.
9. bakterievekst eksperimenter etter brenne vev
- Vattpinne såret for antibakterielle testing på etter brenne dager 0, 7, 21 og 42.
- Plass vattpinnen i 100 mL 0,9% sterilt saltvann og forsiktig vortex å oppnå en homogen suspensjon.
- Serielt fortynne (10−1– 10−5) av homogenate og plate 100 μL av hver fortynning selektive og ikke-selektivt medier, henholdsvis.
- Inkuber alle fortynninger under aerobe forhold ved 37 ° C for 24-72 timer.
- Plate tre eksemplarer dele 10 μL hver fra alle fortynninger på blod agar tallerkenen med 5% sauer blod å isolere aerobic Gram-positive organismer.
- Inkuber utvalget av sprer eller helle prøven jevnt på overflaten av en agar plate over natten for å bestemme antall colony-forming enheter (CFUs).
- Les platene etter overnatting inkubasjon. Invertere sauer blod agar platen og del bunnen av fatet i fire like quadrants bruke en markør og små hersker.
- Plasser platen på scenen av disseksjon mikroskop og telle koloniene på hver plate. Per definisjon, må en koloni ha minst 300 CFU nummereres.
- Telle bakteriell koloniene i hver av de tre replikat. Beregne gjennomsnittsverdien av tre replikerer. Bestemme CFU per plate ved å multiplisere den gjennomsnittlige verdien av den siste fortynningsfaktoren.
10. euthanasia og vev fiksering
- Intravenøst injisere en overdose av natrium pentobarbital euthanasia løsning (80-120 mg/kg).
- Utføre en bloc eksisjon av brenne sår vev å inkludere underliggende muskulatur og omkringliggende unwounded vev.
- Fastsette vev med 10% nøytral bufrede formalin.
- Bland 10 mL av formaldehyd (37%) i 90 mL fosfat bufret løsning (PBS) og store i 4 ° C.
- Overføre vev til bindemiddel og virvel beholderen for å sikre alle vev er helt oppslukt i bindemiddel. Volumet av bindemiddel må være 30 ganger vev volumet.
- Fastsette vev over natten på 4 grader.
- Tørke vev med etanol og bygge inn i parafin blokker. Utfør følgende trinn på 4 grader på en shaker.
- Vask to ganger med PBS i 30 minutter.
- Tørke vev med 70% etanol for 8 timer, 80% etanol over natten, 95% etanol i 8 timer, og deretter i 100% etanol over natten.
- Inkuber vev i 100% etanol en ytterligere 8 timer.
- Inkuber vev i tre endringer av xylen hver i 30 minutter.
- Erstatt xylen med fersk smeltet (52 ° C) voks, og ruge på 52 ° C i en ovn i 1 time.
- Erstatte voksen med fersk voks ruge på 52 ° C i en ovn for 3 timer, og erstatte igjen og ruge på 52 ° C over natten.
- Inkuber vev med to flere endringer av voks hver for 1 time, og deretter legge vevet og lagre på 4 ° C.
- Kutte flekken parafin-embedded avsnittene med han og visualisere via et lys mikroskop med 100× forstørrelsen.
- Opprette parafinsnitt bruker en roterende mikrotom.
- Dewax deler med tre endringer av xylen hver i 3 minutter.
- Rehydrate vev med 100%, 95%, 80% og 70% etanol hver 3 minutter, og deretter dyppe i destillert vann.
- Flekker med hematoxylin i 10 minutter, og skyll i rennende vann fra springen.
- Skille med 0,1% saltsyre etanol i 5 minutter og skyll i vann fra springen.
- Flekker med 0,5% eosin i 1 minutt.
- Tørke vev med 70%, 80%, 95% og 100% etanol hver i 2 minutter.
- Fjerner flekker med xylen og tørr i avtrekksvifte.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Brenne varigheten av 30 sekunder av varme strykejernet resulterte i sår som var sirkulær med en godt definert margin og jevnt lys med en kant av erytem (figur 1 d). Innenfor hvert dyr var det seks brenne sår på dorsum. Hvordan brenne sår ble avbildet i figur 1 K. Brenne sår var helt dekket med CAPS inneholder dressing og brukes til å evaluere dybden for skjemmende arr på etter brenne dager 0, 7, 21 og 42 og re epithelialization, som bestemmes av brutto inspeksjon. Brenne sår var re epithelialized basert på brutto inspeksjon etter brenne dag 42. Sår størrelse i disse dyrene ble vurdert til å bestemme sårheling rate (figur 2A). Såret områder var 9, 10, 8 og 3 cm2 på etter brenne dager 0, 7, 21 og 42, henholdsvis. En betydelig reduksjon i såret området ble observert etter brenne dag 42 sammenlignet med dagen 0. Helbredende hastigheten ble definert som den største gjennomsnittlige sår margin avstanden fra såret center delt tid til å fullføre såret nedleggelse. Sår behandlet med CAPS inneholder dressing viste en 73.43±6.33% såret nedleggelse etter brenne dag 42 (figur 2B).
Figur 3 viser VSS resultatet når det gjelder arr vascularity, pliability, pigmentering og høyde på etter brenne dager 0, 7, 21 og 42. VSS score nådde 7.4±0.5 på etter brenne dag 21 og redusert til 3.33±0.58 etter brenne dag 42.
Alle dyrene ble ofret etter brenne dag 42. Eksempler på huden resected fra hvert dyr etter offer var histologisk forberedt og farget av H & E. Histologic undersøkelse av prøvene bekreftet at full-tykkelse burns ble oppnådd, og sårene dukket fullt leget (Figur 4). Nekrose som følge av forbrenning kan observeres i overhuden, dermis og dermal komponenter av såret uten betydelig påvirker den underliggende muskelen (Figur 4). Dermis tykkelsen under eksperimentelle dressing var 5.4 mm (figur 4A). I tillegg sloughing av dermis og lymfatisk infiltrasjon er observert i H & E farging, som angitt av den røde pilen i figur 4B.
Antibakterielle eiendom eksperimentelle dressing var fast bestemt på å bruke en CFU analysen på etter brenne dager 0, 7, 21 og 42. Resultatet viste en svak økning i bakteriell cellen tallene observert mellom etter brenne dager 0 og 21 etterfulgt av en betydelig økning etter brenne dag 42 (figur 5). Dette resultatet antyder at svin modell av alvorlig brenning skade i denne studien kan brukes til å overvåke kliniske resultatene av eksperimentelle dressinger, inkludert antibakterielle eiendom.
Figur 1. Brenne sår oppretting og bruk av en CAPS inneholder klinisk dressing. Etter hårfjerning og utarbeidelse av huden med jod og alkohol, (A) kirurgisk merkepenn, fargeblyant ble brukt til å disponere seks sirkler på dorsum, hver side av midtlinjen. (B) endret jern var fylt med glyserin og en elektronisk termometer inn glyserin vise temperaturen. (C) jern er oppvarmet 137-139 ° c med en varm plate, og seks uniform brenne sår ble opprettet på merkene av huden. For å opprette brenne sår, plass varme strykejernet uten eksterne kraft på svins tilbake hud (30 sekunder) til å opprette to full-tykkelse sår. (D) når alle sår ble opprettet, sår ble vasket med 0,9% saltvann. (E) skalaer ble plassert ved siden av sår for å ta bilder. (F) det første laget er dekket med en test dressing og det andre laget med en vanntett film. (G) det tredje laget er dekket med gasbind av om 0,5 cm tykkelse og fast med papir tape. (H-J) Sikre gasbind med et ytre lag av selvklebende gips. Dette utvider til torso å unngå forskyvning av bandasjen. (K) skjematisk diagram fordelingens brenne sår. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2. Endring av sår størrelse i svin modell. (A) frekvensen av såret nedleggelsen ble bestemt som en prosent av den opprinnelige sår på dag 0. Sår hadde nesten helt kontrakt på etter brenne 42 dag, og (B) endringer i såret området ble observert mellom 0 til 42 dager etter brenne dyr modell. Det viser den største nedgangen etter brenne dag 42, viser 90 ± 4% såret området nedleggelse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3. Den gjennomsnittlige totale score av Vancouver arr skala (VSS) med en dobbel-blind eksperimentell design på etter brenne dager i svin modell. Arr vurdering omfatter pigmentering, vascularity, pliability og høyden på scar. En lav poengsum angir arret på betingelse av at tett tilnærmet normal hud (P = 0,0005). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4. Hematoxylin og eosin flekker på etter brenne dag 42. (A, B) den svarte omvendte trekanten angir reparerte brenne vevet. Morfologi av full-tykkelse såret var jevne papillary laget lignet funksjoner hypertrofisk arrdannelse. Legg merke til tilstedeværelsen av neo-overhuden dekker såret overflaten. (B) røde pilen viser den dermal bindevev-infiltrated inflammatoriske celler i brenne sår eschar over levedyktig dermis nedenfor. Opprinnelige visningsstørrelsen, × 10. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 5. En bar diagram viser bakteriell telling av sår på ulike tidspunkt. Antibakteriell aktivitet etter brenner såret dyr modell på 0, 7, 21 og 42 dager. Antibakteriell aktivitet ble evaluert av colony-forming enheter (CFU) analysen i tre uavhengige eksperimenter. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Studien etablerte en svin modell av alvorlig brenning skade og undersøkt modellen med en CAPS inneholder dressing. Våre resultater tyder på at dette svin modell kan brukes for overvåking kliniske resultatene av eksperimentelle dressinger, inkludert antibakterielle eiendom. Sårheling rate og såret nedleggelse antibakteriell aktivitet var også analysert bruker VSS, H & E flekker og antibakterielle test. Bruk av dyr brenne modeller er utviklet som et verdifullt verktøy for å vurdere i Patofysiologien ved brenning skade. Det er visse biologiske fordelene med rotter som eksperimentelle fag, inkludert det høye antallet rotte-spesifikke reagenser og de praktiske sidene av skaffe transgene rotter, til å oppdage de molekylære signalveier aktiv i utvinningen prosessen. Store ulempen ved å bruke rotter i en dyr brenne-modellen er imidlertid fiaskoen helt omtrent menneskelige såret helbredelsesprosessen. Re epithelialization er den viktigste helbredende tilnærmingen observert i mennesker8, mens sårheling i rotter sterkt avhenger av såret sammentrekning i en rask måte9. I tillegg ikke-sårbarheten i rotter til hypertrofisk eller keloid arr formasjon bekreftet dissimilarity av deres sår gjenopprettingsprosessen fra for mennesker. På den annen side, har svin nylig blitt gjenstand for forsker oppmerksomhet fordi deres hud arkitektur er lik som menneskehud. I tillegg oppstår såret helbredelsesprosessen svin og mennesker gjennom fysiologisk lignende faser som betennelse, spredning, re epithelialization og remodeling. Vanligvis gro brenner i svin av 21 dager, med re epithelialization forekommer mellom 7 og 14 dager etter såret infliction10,11, som passer til tidslinjene observert hos mennesker. Svin også vise større sykelighet sammenligne for rottene på grunn av sin kroppsstørrelse som gjør mer motstandsdyktig mot sår infeksjon. Mus er vanligvis den første modellen brukes til å evaluere brenne sår forhold under forskjellige behandlinger. I tillegg, i motsetning til andre pattedyr dele svin en rekke anatomiske og fysiologiske med mennesker om prosessen med epithelialization og mobilnettet spredning angiogenese. Dette gjør svin potensielt en bedre modell, og de er ofte brukt i studier som har vist lovende resultater i mus 12,13,14,15. Videre distribusjon av dermal kollagen og elastisk innhold, cutaneous blod forsyning, hendelsesforløpet i sårheling og re epithelialization har gjort svin en standard modell av sårtilheling og rekonstruktiv surgical behandlinger15 ,16,17,18. Innenfor hvert dyr, var det seks brenne sår plassert øverst, midten og lavere tilbake av svin og distribuert symmetrisk til ryggraden. Brenne sår kan opprettes på de samme stedene, men på forskjellige svin. Derfor kan hver eksperimentelle dressing, testet og evalueres på forskjellige steder å minimere skjevhet knyttet til såret helbredelsesprosessen på forskjellige steder på svin-dorsum. I tillegg denne svin modellen av alvorlig brenning skade i denne studien også fordelen av å sikre at hver svin fungerer som sin egen kontroll med en sår mottar ny behandling og den andre som kjøretøy kontroll, fører til en betydelig reduksjon i den antall dyr.
Forvaltningen av brannskader er en av de store komplikasjonene i sårtilheling. Menneskelige helbredelsesprosessen består av fire biologiske prosesser: hemostasen, betennelse, spredning og modning. Når helbredelsesprosessen forstyrret eller tilbakestående, fremmer det en fibroblastic spredning som resulterer i en hypertrophic arr, som er synlig og tendens til å være hevet over de omkringliggende hud16. For å sikre reproduserbarhet og nøyaktig måling, er tilstrekkelig vedheft bruke selvklebende gips nødvendig umiddelbart etter at skaden å minimere forsinkelsen i tid. Kutan irritasjon er en vanlig reaksjon fra selvklebende gips som resulterer i et utslett rundt klinisk dressing. Dermed anbefales forsiktighet i bruk av tilgjengelige selvklebende gips å unngå kløe. Etter steril teknikk og grundig desinfisere alt utstyr (f.eks, caliper) å unngå kryss-kontaminering mellom svin er viktig.
Brenne sår helbredelse er en innviklet prosess. Et visst antall faktorer har identifisert for å ha en negativ innflytelse på såret helbredelsesprosessen som smerter, kløe og bakteriell forurensning. Smerte har en negativ innvirkning på dyr diett. Uten tilstrekkelig nærings-opptak er forsinket sårheling uunngåelig. Derfor ble hver svin injisert med buprenorfin (0,1 mg/kg, IM) daglig i 7 påfølgende dager å redusere smerte. Matinntaket var overvåket en uke etter brenne sår etableringen. Når en endring i matinntaket ble observert på dagen 7 buprenorfin (0,1 mg/kg, IM) administrasjonen fortsetter inntil dag 14. Bakteriell infeksjon, hvilke er en potensiell risiko for sårheling, kan utløse betennelse og ytterligere dempe helbredelsesprosessen. Derfor var kliniske dressinger dekket med vanntett filmer å forebygge og redusere potensielle forurensning. Kløe er en ubehagelig del av såret helbredelsesprosessen. Svin kan ripe egen tilbake på bakken å redusere kløe, som kan være uheldig for såret helbredelsesprosessen. En god dressing besitter egenskaper for akselererende brenne sår helbredelse med en akseptabel arr, hindre infeksjon og betennelse, lindre smerte og tillater enkel og tidlig mobilisering19,20. Dressing kan fjernes ved behov for ytterligere aktuelle programmer og/eller måling av såret området21,22. Selv om en fire-lags klinisk dressing gjelder svin er en mer komplisert og tidkrevende prosess enn klinisk, lar svin modellen nærmere tilnærming til en menneskelig biologisk respons enn musemodell. Mange potensielle fordelene ved å bruke svin modell gjør det en bedre plattform for prekliniske testing enn andre arter.
Den klinisk effekten i såret nedleggelse effektivitet og såret området reduksjon var overvåket med en CAPS inneholder dressing som avslørte en 73.43±6.33% såret nedleggelse etter brenne dag 42. Videre ble VSS score, en validert subjektive skala score, også brukt til å vurdere sår i svin i denne studien17. Det er viktig å overvåke hypertrophic arr formasjon under behandling med eksperimentelle dressinger, spesielt i kliniske studier18. Anvendelsen av CAPS i behandlingen av brenne sår resulterte i en betydelig endring i VSS score etter brenne dag 42 sammenlignet med score på dag 21. En lav poengsum angir den skadde området prøver å gjenopprette til en tilstand som tett omtrentlig normal hud farge pigmentering, vascularity, pliability og høyde. I tillegg indikerte resultatene av H & E flekker et intakt stratum corneum lag i området CAPS-behandlet. Dette resultatet antyder at svin modell av en alvorlig brenning skade kan brukes pålitelig evaluere såret området, såret nedleggelse, VSS score, og helbredende fremgang.
Denne protokollen representerer mange detaljerte trinn for viser bruken av en eksperimentell dressing på en svin modell av alvorlig brenning skade og kan brukes til evalueringen av alle typer klinisk dressing. En modifisert loddebolt fylt med 50 mL av glyserin er i stand til å opprettholde temperaturen i 137 til 139° C under designprosessen såret. Denne metoden har imidlertid begrensninger som manglende evne til å etterligne absolutt real forbrenne temperaturen og hvor trang brenne opprettet området på grunn av loddebolt omfanget. Men overvinne fordelene ved metoden disse begrensningene. Modifisert jern kan brukes til å opprette konsistent sår med nøyaktighet og enkel sammenlignet med tradisjonelle metoder. Videre gir denne modellen en følsom mål på en termisk brenning skade under behandling av ulike klinisk dressinger fysiologiske og patofysiologiske svar. Fordelen av foreslåtte modellen, foruten de økonomiske fordelene, er at det er lett å bli behandlet av de med relativt lite kirurgisk erfaring. Anvendelsen av klinisk dressing til sår i svin modellen etterligner de biologiske prosessene av menneskelig sårtilheling. Derfor forenkler svin modell av alvorlig brenning skade etablert og testet med klinisk dressing i denne studien utvikling av ny behandling for brenning skade. Denne studien gir avgjørende verktøy for å avdekke i Patofysiologien ved brenne sårtilheling. Avslutningsvis gir denne svin modellen en lett å lære, kostnadseffektiv og robust metode for å vurdere effekten av klinisk dressinger i alvorlig brenning skade.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Denne studien ble støttet av et stipend fra Tri-Service General Hospital; National Defense Medical Center, Taiwan (TSGH-C107-042); Departementet for vitenskap og teknologi, Taiwan (de fleste 106-2314-B-016-014); og National Defense Medical Center (MAB-106-055; MAB-106-010; MAB-107-064).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sedation: | |||
| Ketamine | Merial | 2528 ESP | 10 mL vial |
| Azaperone | China chemical & pharmaceutical | 47W406 | 100 mL vial |
| Atropine | Oriental chemical works | IN120802 | 1 mL vial |
| Anesthetic: | |||
| Tiletamine+Zolazepam | Virbac | BC91 | 5 mL vial |
| Isoflurane | Baxter | N002A225 | 100 mL vial |
| Surgery: | |||
| Hair clippers | Moser | - | - |
| Povidone iodine scrub solution | Ever star | HA161202 | 4 L barrel |
| Modified iron | - | - | - |
| 0.9% saline solution | CHI SHENG | KC130 | 500 mL vial |
| Gauze | China Surgical Dressings Center | MO15900080 | 10 x10 cm |
| CAPS | CoreLeader Biotech Co., Ltd, Taipei, Taiwan | - | - |
| Paper tape | 3M | NDC-8333-1530-01 | 2.5 cm x 9.1m |
| Waterproof film | 3M | NDC-8333-1600-40 | 10 cm x 10 m |
| Adhesive plaster | Young chemical | BH1426015 | 10 cm x 10 m |
| Dissection: | |||
| Pair of standard sharp/blunt straight scissors (14 cm) | Shinetec instruments | ST-S114 | - |
| Halstead-Mosquito (12.5 cm) | Shinetec instruments | ST-H012 | - |
| Handle(# 4) | Shinetec instruments | ST-H004 | - |
| Surgical Blade(#21) | Shinetec instruments | ST-B021 | - |
| Post-Fixation & Storage: | |||
| 50 ml Plastic centrifuge tube | Falcon | 352070 | - |
| 10% neutral buffered formalin | Leica | 3800604EG | - |
| Bacterial Growth Experiments | |||
| Blood agar plate (BAP) (TSA with 5% sheep blood) | CMP | - | 90 mm Mono |
References
- Sen, C. K., et al. Human skin wounds: a major and snowballing threat to public health and the economy. Wound Repair Regeneration. 17, 763-771 (2009).
- Sen, C. K. Wound healing essentials: let there be oxygen. Wound Repair Regeneration. 17, 1-18 (2009).
- Verhaegen, P. D., et al. Differences in collagen architecture between keloid, hypertrophic scar, normotrophic scar, and normal skin: an objective histopathological analysis. Wound Repair Regeneration. 17, 649-656 (2009).
- Experimental Surgery and Physiology: Induced Animal Models of Human Disease. Swindle, M. M., Adams, R. J. , Williams and Wilkins. Baltimore. (1988).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Swine as Models in Biomedical Research. , Iowa State University Press. Ames. (1992).
- Advances in Swine in Biomedical Research. Vols 1-2. Tumbleson, M. E., Schook, L. B. , Plenum Press. New York. (1996).
- Wang, C. H., et al. Enhanced wound-healing performance of a phyto-polysaccharide-enriched dressing - a preclinical small and large animal study. International Wound Journal. 14, 1359-1369 (2017).
- Rowan, M. P., Cancio, L. C., Elster, E. A., Burmeister, D. M., Rose, L. F., Natesan, S., Chan, R. K., Christy, R. J., Chung, K. K. Burn wound healing and treatment: review and advancements. Journal of Critical Care. 19, 243 (2015).
- Wong, V. W., Sorkin, M., Glotzbach, J. P., Longaker, M. T., Gurtner, G. C. Surgical approaches to create murine models of human wound healing. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 969618, 8 (2011).
- Gaines, C., Poranki, D., Du, W., Clark, R. A., Van Dyke, M. Development of a porcine deep partial thickness burn model. Burns. 39, 311-319 (2013).
- Gnyawali, S. C., Barki, K. G., Mathew-Steiner, S. S., Dixith, S., Vanzant, D., Kim, J., Dickerson, J. L., Datta, S., Powell, H., Roy, S., Bergdall, V., Sen, C. K. High-resolution harmonics ultrasound imaging for non-invasive characterization of wound healing in a pre-clinical swine model. PLoS One. 10 (3), e0122327 (2015).
- Eaglstein, W. H., Mertz, P. M. New methods for assessing epidermal wound healing: the effects of triamcinolone acetonide and polyethelene film occlusion. Journal of Investigative Dermatology. 71, 332-384 (1978).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Comparative anatomy and physiology of the pig. Scandinavian Journal of Laboratory Animal Sciences. 25, 1-10 (1998).
- Swindle, M. M. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging and Experimental Techniques. , 2nd ed, CRC Press. Boca Raton. (2007).
- Mertz, P. M., et al. IL-1 as a potent inducer of wound re-epithelization. Progress in Clinical and Biological Research. 365, 473-480 (1991).
- Eming, S. A., Martin, P., Tomic-Canic, M. Wound repair and regeneration: mechanisms, signaling, and translation. Science Translation Medicine. 6, 265-266 (2014).
- Aryza, M. J., Baryza, G. A. The Vancouver Scar Scale: an administration tool and its interrater reliability. The Journal of Burn & Rehabilitation. 16, 535-538 (1995).
- Bystrom, A., Claesson, R., Sundqvist, G. The antibacterial effect of camphorated paramonochlorophenol, camphorated phenol and calcium hydroxide in the treatment of infected root canals. Endodontics & Dental Traumatology. 1, 170-175 (1985).
- Reig, A., Tejerina, C., Codina, J., Hidalgo, J., Mirabet, V. Application of a new cicatrization dressing in treating second-degree burns and donor sites. Annals of Burn and Fire Disasters. 4, 174 (1991).
- Hindy, A. Comparative study between sodium carboxymethyl-cellulose silver, moist exposed burn ointment, and saline-soaked dressing for treatment of facial burns. Annals of Burn and Fire Disasters. 22, 131-137 (2009).
- Galiano, R. D., et al. Topical vascular endothelial growth factor accelerates diabetic wound healing through increased angiogenesis and by mobilizing and recruiting bone marrow-derived cells. The American Journal of Pathology. 164, 1935-1947 (2004).
- Thangarajah, H., et al. The molecular basis for impaired hypoxia-induced VEGF expression in diabetic tissues. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , 13505-13510 (2009).
