Ce protocole démontre une méthode pour créer des plaies cutanées circulaires d’épaisseur complète chez les rats et améliorer leur cicatrisation à l’aide d’un patch en cuivre flexible qui délivre un champ électromagnétique pulsé.
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Article de méthode
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Ce protocole démontre une méthode pour créer des plaies cutanées circulaires d’épaisseur complète chez les rats et améliorer leur cicatrisation à l’aide d’un patch en cuivre flexible qui délivre un champ électromagnétique pulsé.
Les plaies cutanées chroniques et grandes présentent des défis cliniques importants en raison d’un retard de guérison et d’un risque élevé d’infection. La thérapie par champ électromagnétique pulsé (PEMF) est une approche non invasive qui peut favoriser la réparation tissulaire. Cette étude décrit un protocole reproductible de modèle de plaie de rat utilisant un patch flexible imprimé en cuivre connecté à un contrôleur PCB personnalisé pour délivrer une stimulation PEMF localisée aux plaies dorsales d’épaisseur complète. La blessure controlatérale servait de témoin non traité. La progression de la cicatrisation a été évaluée par des photographies régulières et des mesures de la surface de la plaie. Le protocole offre un système pratique et adaptable pour évaluer et optimiser les thérapies basées sur le PEMF in vivo dans diverses conditions, avec un accent sur l’application localisée et l’ajustement des paramètres pour la médecine régénérative. La sélection des paramètres s’est basée sur un écran CCK-8 orthogonal de prolifération des fibroblastes testant 0,25-1,3 mT, 10-40 Hz, et 30-90 min/jour ; l’analyse à effet principal a identifié 1,3 mT, 30 Hz et 60 min/jour comme niveaux optimaux, qui ont été adoptés pour les tests in vivo .
Les plaies cutanées chroniques (comme les ulcères diabétiques) sont un problème de santé croissant, conduisant souvent à une guérison altérée, à une infection ou à uneamputation 1. Les traitements traditionnels peuvent être longs et coûteux, suscitant l’intérêt pour des thérapies complémentaires qui peuvent accélérer la réparationtissulaire 2. La thérapie par champs électromagnétiques est l’une de ces approches, non invasive et ayant démontré des effets pro-guérisseurs tant en contexte préclinique queclinique 2,3,4,5. Les champs électromagnétiques pulsés (PEMF) dans la plage de fréquences extrêmement basse (~1-100 Hz) peuvent stimuler des processus cellulaires importants pour la réparation, notamment l’angiogenèse et la libérationde facteurs de croissance 2,6,7.
Par exemple, l’exposition au PEMF a considérablement accéléré la fermeture des plaies chez les rongeurs diabétiques et en bonne santé en augmentant à la hausse le facteur de croissance des fibroblastes 2 (FGF-2) et en augmentant l’angiogenèse8. De même, dans le modèle de guérison altérée (par exemple, rats diabétiques), il a été démontré que le traitement PEMF améliore les taux de guérison et augmente la résistance à la traction des tissus nouvellementformés 9. Cliniquement, la thérapie PEMF a été explorée chez des patients atteints de plaies chroniques. Un essai pilote randomisé chez des patients diabétiques atteints d’ulcères du pied a rapporté une augmentation du flux sanguin microcirculatoire et une tendance à une fermeture plus rapide des plaies sous exposition auPEMF 10. En général, la PEMF a également montré des effets bénéfiques sur d’autres types de plaies, par exemple, une cicatrisation améliorée a été observée dans les brûlures traitées avec des champs magnétiquespulsés 11. Ces études soulignent collectivement le potentiel de la stimulation électromagnétique comme thérapie complémentaire pour les soins des plaies 8,9,10,11.
Comparé aux stimulateurs filaires conventionnels, l’actionnement magnétique élimine le besoin de connecteurs transcutanés et réduit le risque de complications liées au matériel. Les systèmes magnétiques sans fil ont permis une stimulation spécifique aux tissus dans d’autres contextes, par exemple, un conduit conducteur de guidage nerveux peut générer des microcourants induits sous un champ magnétique alternatif, l’amplitude du courant étant déterminée indirectement par les paramètresdu champ 12. Les stratégies magnétiques peuvent également soutenir la vascularisation — un goulot d’étranglement crucial dans la guérison cutanée — car des champs magnétiques statiques ou dynamiques, seuls ou en combinaison avec des biomatériaux magnétiquement sensibles, ont démontré leur capacité à moduler le comportement endothélial et la signalisationangiogénique 13. Ces précédents ont motivé notre développement d’une approche portable : un patch à spirale conforme, amovible, qui concentre le PEMF sur le lit de la plaie tout en préservant la non-invasion et la programmabilitéexterne 12,13. Dans le protocole suivant, nous détaillons les étapes pour mettre en œuvre cette thérapie PEMF dans un modèle de plaie à pleine épaisseur chez le rat, incluant l’application du dispositif, le protocole de stimulation et l’évaluation des résultats.
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Toutes les procédures animales ont été approuvées par le Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux (IACUC) de l’Université du Jiangnan (JN. No2025-0630S0360-915[408]). Nous avons mis en œuvre le protocole avec des rats mâles SD (6-8 semaines, environ 200-250 g). Avant l’expérimentation, les rats étaient hébergés individuellement avec un accès libre à la nourriture et à l’eau, maintenu sur un cycle clair/obscur de 12 heures, conformément au Guide pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire.
1. Création de plaies excisionnelles à pleine épaisseur
2. Application du dispositif PEMF
3. Surveillance des blessures et collecte de données
4. Analyse et interprétation des données
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Dans ce modèle de plaie de rat à pleine épaisseur, une thérapie PEMF quotidienne via un patch flexible en spirale a permis une fermeture de la plaie nettement plus rapide que chez les témoins. Pour évaluer rigoureusement l’effet, les rats ont été répartis en trois groupes selon le plan expérimental décrit dans la section Protocole : un groupe témoin au sein du sujet (où chaque rat présentait une plaie traitée par PEMF et une plaie controlatérale non traitée, données regroupées pour analy...
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Les étapes cruciales incluent la création de foulures symétriques à pleine épaisseur, la garantie que la bobine est placée sur une barrière stérile sans espaces, et le maintien d’une exposition quotidienne constante ; Les écarts peuvent réduire la livraison sur le terrain et augmenter la variabilité des résultats de cicatrisation.
Ce travail présente plusieurs limites qui doivent être prises en compte lors de l’interprétation des résultats et de l’évaluation d...
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Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun conflit d’intérêts ni d’intérêt financier dans les produits ou dispositifs utilisés dans cette étude. Le dispositif PEMF personnalisé décrit est à des fins de recherche et n’est pas commercialement affilié.
Nous remercions le Dr Zhang pour ses discussions éclairantes et le Dr Fu pour son aide dans les soins et l’histologie des animaux. Ce travail a été soutenu par le programme national de recherche et développement (2022YFC3006200) de Chine. Les auteurs remercient également le personnel de l’établissement animalier de la Wuxi School of Medicine de l’Université Jiangnan pour son soutien lors des expériences in vivo .
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Plaques de culture cellulaire à 96 puits | BaiDi | H908002 | Pour le test CCK-8 |
| LAMES DE MICROSCOPE À ADHÉRENCE | ; CITOTESTO | P/N.80312-3161 | Équipement pour ; H& Coloration E/Masson |
| Analgésique (injection de chlorhydrate de lidocaïne) | HUAMU | 70011657 | Analgésique opioïde, 4 mg/kg (pour le contrôle de la douleur) |
| Machine d’anesthésie | Sciences de la vie RWD (Shenzhen, CN) | R520-ISO ; | Vaporisateur à isoflurane avec apport en oxygène |
| Machine automatisée de coloration immunohistochimique | Leica | 21.2201 | ; coloration immunohistochimique automatisée & nbsp ; |
| Perforateur de biopsie (20 mm) | Integra Miltex | #33-37 | Perforatrice circulaire à peau, diamètre de 2 cm |
| Appareil photo, numérique | Huawei Mate 70 Pro | N/A | &ge ; 12 MP pour l’imagerie des plaies |
| Anticorps CD31 | Abcam | ab182981 | Marceur endothélial pour l’IHC (Figure 4B) |
| Anticorps CD34 | Abcam | ab81289 | Marceur endothélial pour l’IHC (Figure 4B) |
| Kit de comptage cellulaire-8 (CCK-8) | Biosharp | BS350B | Utilisé pour le dépistage in vitro des paramètres PEMF (OD450) |
| Plat de culture cellulaire (10 cm) | BaiDi | H802004 | Un bol de culture tissulaire de 10 cm (100 mm) pour la culture de fibroblastes ; |
| Milieu de culture cellulaire (par exemple, DMEM + FBS) | BaiDi | L100-500 | Pour la culture de fibroblastes dans le dépistage CCK-8 |
| Incubateur à CO2 | Thermo | BB150-2TCS-L | Pour la culture des fibroblastes |
| Bobine, cuivre flexible | Fabrication sur mesure (en interne) | N/A | Bobine imprimée en spirale (5 cm de diamètre, polyimide) |
| Carte contrôleur (générateur PEMF) | Conception sur mesure (conception interne) | N/A | PCB personnalisé, entraîne la bobine à 30 Hz, ~1,3 mT |
| Tondeuse électrique à cheveux | Wahl ou Oster (toilettage des animaux) | Modèle 9160 & nbsp ; | Tondeuse de toilettage pour animaux afin de raser la fourrure |
| Collier élisabéthain (rongeur) | MukeBio | MK-EC-01 | Prévenir les interférences de la plaie |
| Station d’Immersion | Epredia HistoStar | A81000002 | Traitement pour l’histologie (si réalisé) |
| ; Masque facial | Vedeng | V531596 | Maintenir l’anesthésie |
| Fibroblastes (lignée cellulaire L929) | Procell | CL-0137 | Cellules utilisées pour le dépistage de la prolifération CCK-8 |
| Logiciels de simulation par éléments finis (par exemple, COMSOL Multiphysics) | COMSOL | CM010004 | Simulation du champ magnétique (Figure 5B-C) |
| Attelle flexible en bande en aluminium | Deargo | 1592 | Support pour éviter le déplacement de la bobine |
| Pinces | Majestueux | 01625 | Pour manipuler la peau et les pansements pendant la chirurgie |
| Hématoxyline & Hématoxyline Éosine (H& ; E) Teinture et étanchéité automatiques | DRS-Prisma-P+FILM | 61770249 | Consommable pour la coloration histologique de routine |
| Logiciels d’analyse d’images | Instituts nationaux de la santé | Version 1.54 & nbsp ; | Pour la mesure de la surface de la plaie (par exemple, ImageJ) |
| Logiciels d’analyse d’images | Instituts nationaux de la santé | Version 1.54 | Pour la mesure de la surface de la plaie (par exemple, ImageJ) |
| Chambre d’induction | Sciences de la vie RWD (Shenzhen, CN) | 802-00132-00 | Induction d’anesthésie à l’isoflurane |
| Caméra thermique infrarouge | HIKMICRO | H11 | Surveillez la température de surface de la bobine (Figure 5A) |
| Désinfectant à l’iode Povidone 10 % | HYNAUT | N/A | Antiseptique cutané (iodophore) |
| Isoflurane | Sciences de la vie RWD (Shenzhen, CN) | 20037015 | Anesthésique inhalatoire (qualité USP) |
| Injection de lidocaïne 10 % | SANMA | N/A | Pour les analgésies postopératoires |
| Kit de coloration trichrome de Masson | BASO | C250202 | Consommable pour la visualisation du collagène/ECM |
| Marqueur et règle de peau médicale | Tondaus | N/A | Inclure l’échelle dans les photographies de blessures |
| Lecteur de microplaques | Thermo | A51119500C | Pour la mesure OD450 dans le test CCK-8 |
| Microtome | Epredia HM 340E | 23900670 | Césarienne pour histologie/IHC (si réalisée) |
| Fixateur tissulaire polyformaldéhyde | Partager-bio | SB-C009 | Fixation des échantillons de tissus animaux |
| Cage pour rats | FengQiao | CP-JM | Cage standard pour un logement individuel. |
| Rats, Sprague Dawley (mâle, 6 et ndash ; 8 semaines) | WeiJingyu SUZHOU | SCXK2024-0004 | 200&ndash ; 250 g ; logés individuellement ; Utilisation approuvée par l’IACUC |
| Scalpel | Jinhuan | 35W0602 | Pour la création de plaies excisionnelles |
| Enroulement semi-perméable | ZD | Q20189 | Barrière alternative à la plaie |
| Logiciels d’analyse statistique (par exemple, GraphPad Prism ou R) | Logiciel Mackeiv | 10.6.9(890) | ANOVA bidirectionnelle et comparaisons multiples post hoc |
| Gaze stérile | ZD | 3141626 | Pansement/barrière protectrice pour plaies |
| Rideaux chirurgicaux stériles | ZD | V271617 | Pour drapé le champ chirurgical après la préparation de la peau |
| Ciseaux chirurgicaux | Majestueux | 01627 | Pour la création de plaies excisionnelles |
| Seringues et aiguilles | MINANK | 20193141643 | Pour l’administration d’analgésique sous-cutané |
| Scanner à diapositives entières | 3DHISTECH | N/A | Numérisation numérique des diapositives |
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