Methodenartikel

Rattenverbrennungsmodell zur Untersuchung der thermischen Verbrennung und Infektion der Haut in voller Dicke

DOI:

10.3791/64345

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23. August 2022

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1UNC Eshelman School of Pharmacy, University of North Carolina at Chapel Hill, 2Department of Biochemistry & Pharmacology, School of Biomedical Sciences, Faculty of Medicine, Dentistry and Health Sciences, The University of Melbourne, 3Department of Microbiology & Immunology, University of North Carolina School of Medicine, 4Department of Surgery, University of North Carolina at Chapel Hill, 5Curriculum in Toxicology and Environmental Medicine, University of North Carolina at Chapel Hill, 6Department of Microbiology, Monash Biomedicine Discovery Institute, Monash University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Ein Modell, das das klinische Szenario von Verbrennungsverletzungen und -infektionen nachahmt, ist notwendig, um die Verbrennungsforschung voranzutreiben. Das vorliegende Protokoll demonstriert ein einfaches und reproduzierbares Modell für Rattenverbrennungen, das mit dem beim Menschen vergleichbar ist. Dies erleichtert die Untersuchung von Verbrennungen und Infektionen nach Verbrennungen für die Entwicklung neuer topischer Antibiotika-Behandlungen.

Zusammenfassung

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Verbrennungsinduktionsmethoden sind in Rattenmodellen uneinheitlich beschrieben. Ein einheitliches Brandwundmodell, das das klinische Szenario darstellt, ist notwendig, um eine reproduzierbare Verbrennungsforschung durchzuführen. Das vorliegende Protokoll beschreibt eine einfache und reproduzierbare Methode, um bei Ratten Verbrennungen mit ~20% Gesamtkörperoberfläche (TBSA) in voller Dicke zu erzeugen. Hier wurde ein 22,89 cm2 (5,4 cm Durchmesser) großer Kupferstab, der in einem Wasserbad auf 97 °C erhitzt wurde, auf die Hautoberfläche der Ratte aufgebracht, um die Brandverletzung zu induzieren. Ein Kupferstab mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit war in der Lage, die Wärme tiefer im Hautgewebe abzuleiten, um eine Verbrennung in voller Dicke zu erzeugen. Die histologische Analyse zeigt eine abgeschwächte Epidermis mit koagulativer Schädigung der gesamten Dicke der Dermis und des Unterhautgewebes. Darüber hinaus ist dieses Modell repräsentativ für die klinischen Situationen, die bei hospitalisierten Verbrennungspatienten nach Verbrennungsverletzungen wie Immundysregulation und bakteriellen Infektionen beobachtet werden. Das Modell kann die systemische bakterielle Infektion sowohl durch grampositive als auch durch gramnegative Bakterien rekapitulieren. Zusammenfassend stellt dieses Papier ein leicht zu erlernendes und robustes Rattenverbrennungsmodell vor, das die klinischen Situationen, einschließlich Immundysregulation und bakterieller Infektionen, nachahmt, was für die Entwicklung neuer topischer Antibiotika gegen Brandwunden und Infektionen von erheblichem Nutzen ist.

Einleitung

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Brandverletzungen gehören zu den verheerendsten Formen von Traumata, wobei die Sterblichkeitsrate selbst in spezialisierten Verbrennungszentren 12% erreicht 1,2,3. Laut kürzlich veröffentlichten Berichten benötigen in den Vereinigten Staaten jährlich ~486.000 Verbrennungspatienten medizinische Versorgung, mit fast 3.500 Todesfällen 1,2,3,4,5,6. Verbrennungen stellen eine große Her....

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Protokoll

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Alle Verfahren wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der University of North Carolina genehmigt und in Übereinstimmung mit den festgelegten Richtlinien durchgeführt. Für die Experimente wurden männliche und weibliche Sprague-Dawley-Ratten (250-300 g) im Alter von 7-9 Wochen verwendet. Alle Tiere wurden in einem Hell-Dunkel-Zyklus von 12 h:12 h mit freiem Zugang zu Futter und Wasser ad libitum untergebracht. Arbeiten Sie vor Beginn der Studie immer mit Ihrem institutionellen Tierarzt über einen analgetischen Plan.

1. Vorbereitung von Ratten auf die Brandverletzung

  1. Bereiten Sie die ....

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Ergebnisse

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Das hier vorgestellte Protokoll ist hochgradig reproduzierbar und führte bei Ratten zu einer Brandverletzung dritten Grades in voller Dicke. Die Brandwunde erscheint nach der Verbrennungsinduktion wachsweiß (Abbildung 2B). Die Farbe der Brandverletzung änderte sich im Laufe von 72 Stunden nach der Verbrennung von weiß nach braun (Abbildung 2B-E).

Die histologische Analyse bestätigte eine Verbrennung i.......

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Diskussion

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Es wurden mehrere Verbrennungsmodelle vorgestellt, um die Pathophysiologie von Verbrennungsverletzungenzu untersuchen 8,12,16,17. In der vorliegenden Studie haben wir ein Rattenmodell verwendet, um ein einfaches und reproduzierbares Protokoll zu entwickeln, um eine Verbrennung in voller Dicke zu induzieren, gefolgt von einer bakteriellen Infektion, um ein infiziertes Verbrennungstrauma bei Pati.......

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Offenlegungen

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Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.

Danksagungen

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Die Autoren danken der Abteilung für Vergleichende Medizin an der University of North Carolina für die Bereitstellung und Pflege von Tieren. Wir danken Lauren Ralph und Mia Evangelista im Pathology Services Core für die fachkundige technische Unterstützung bei der Histopathologie/digitalen Pathologie, einschließlich Gewebeschnitt und Bildgebung. Diese Forschung wurde durch ein Forschungsstipendium des Verteidigungsministeriums unterstützt (Preisnummer W81XWH-20-1-0500, GR und TV).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
1 mL SpritzeBD, USA309597Zur Injektion des Analgetikums
1,7 mL MicrotubeOlympus, USA24-282Zur Transport von Morphin
10% NBFVWR, USA16004-115Zur Fixierung des Hautstücks zum Färben
30 mL SpritzeBD, USA302832Zur Injektion der Laktatringerlösung
70% EthylalkoholFischer Wissenschaftlich, USABP28184
Aperio AT2 Digitale Pathologie  Diascanner mit ImageScope-SoftwareAperio, Technologies Inc., Vista, CA, USAn/aScannen von E Objektträger und Analyse
Cetrimid-AgarplattenBD, USA285420Selektive Medienplatten für Pseudomonas aeruginosa Wachstum
Kupferstäben/an/aWird verwendet, um die Verbrennungsverletzung herbeizuführen
Applikatoren mit WattespitzeOMEGA Chirurgisches Zubehör, USA4225-IMCWird zum Auftragen von Augensalbe
verwendet Elektrischer RasiererOster, USAGolden A5Wird verwendet, um die dorsalen Seitenhaare zu entfernen
AugenschmiermittelDechra, UKn/aDas Augenbenetzungsmittel, um lang anhaltenden Komfort zu bieten und Augentrockenheit zu vermeiden
Mit Flusen gefüllte UnterlagenMedline, USAMSC281225Wird bei der Verbrennung
verwendet PinzetteF.S.T.11027-12Wird verwendet, um das Hautstück
zu halten MullschwämmeOasis, USAPK412Wird verwendet, um die aufgetragene Nair-Creme von der Rückenseite zu reinigen 
Hitzebeständige Handschuhen/an/aZum Halten der erhitzten Kupferstäbe
Hämatologie-AnalysatorIDEXX laboratories, USAProCyte Dx
InduktionskammerKent Scientific, USAvetFlo-0730Zur Anästhesie der
Tiere InsulinspritzeBD, USA329461
IsofluranPivetal, USANDC46066-755-04Wird verwendet, um Ratten zu betäuben, um eine Bewusstlosigkeit herbeizuführen
Isofluran-Verdampfern/an/a
Laktat-Ringer-Lösungicumedical, USANDC0990-7953-09Wird verwendet, um Ratten zu reanschockieren
L-förmiger SpreaderFischer Scientific, USA14-665-230
Mannitol-AgarBD, USA211407Selektive Medienplatten für Staphylococcus aureus growth
MinicollectRöhrchen (K2EDTA)greiner bio-one, USA450480Wird verwendet, um das Blut zu sammeln
MorphinMallinckrodt, UKNDC0406-8003-30Diese Analgesie wurde verwendet, um die Unfähigkeit zu induzieren, Schmerzen bei Verbrennungsverletzungen
zu empfinden Müller Hinton BrüheBD, USA275730
Müller Hinton II AgarBD, USA211438
Nair HaarentfernungslotionNair, USAn/aWird verwendet, um die Resthaare auf der Rückenseite zu entfernen
Nadel 23 GBD, USAWird zur Injektion der Laktatringerlösung
Normale Kochsalzlösungn/an/a
SpektralphotometerThermoScientific, USAGenesys 30
Sprague-Dawley-Ratten, männlich und weiblichCharles River Labsn/a7-9 Wochen alt für die Einleitung von Verbrennungen
Chirurgische SchereF.S.T.14501-14Wird verwendet, um das gewünschte Hautstück zu schneiden
GewebeentnahmeröhrchenGlobe Scientific220101236
Tissue HomogenizerKinematica, Inc, USAPOLYTRON PT2100Wird verwendet, um die Gewebeproben zu homogenisieren
WasserbadFischer Scientific, USAn/aWird verwendet, um die Verbrennungsverletzung zu induzieren
Gewichtetes HeizkissenComfytemp, USAn/aWird während des Eingriffs verwendet, um den Körper der Ratte warm zu halten
305193 verwendet

Referenzen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Peck, M., Molnar, J., Swart, D. A global plan for burn prevention and care. Bulletin of the World Health Organization. 87, 802-803 (2009).
  2. American Burn Association. Burn incidence and treatment in the United States: 2011 fact sheet. Chicago: Ame....

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Nachdrucke und Genehmigungen

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Schlagwörter

Verbrennung voller HautdickeBrandwundeninfektionMethode zur Induktion von Verbrennungenbakterielle InfektionWundheilungPseudomonas aeruginosaStaphylococcus aureusTestung topischer Antibiotikahistologische Analyse

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