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Articolo metodologico

Lesione grave ustione in un modello di suina per valutazione clinica Dressing

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DOI:

10.3791/57942

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6 novembre 2018

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1Graduate Institute of Medical Sciences, National Defense Medical Center, 2Department and Graduate Institute of Biology and Anatomy, National Defense Medical Center, 3Department of Gerontological Health Care, National Taipei University of Nursing and Health Sciences, 4Division of Rheumatology/Immunology/Allergy, Department of Internal Medicine, Tri-Service General Hospital, National Defense Medical Center, 5Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Tri-Service General Hospital, 6Department of Nursing, Yuanpei University, 7Department of Physiology and Biophysics; Graduate Institute of Physiology, National Defense Medical Center, 8Division of Urology, Department of Surgery, Tri-Service General Hospital, National Defense Medical Center

In questo articolo

Sommario

Per strettamente imitare la modalità delle lesioni di ustione richiede l'interazione tra l'osservazione clinica e studi in modelli animali. In questo studio, un modello di suina della ferita di ustione severa è stato istituito per valutare una medicazione sperimentale nelle impostazioni fisiologiche e patofisiologiche.

Abstract

Guarigione delle ferite è un processo di ripristino dinamico ed è il più complesso processo biologico nella vita umana. In risposta alla lesione da ustione, alterazioni nelle vie biologiche alterano la risposta di infiammazione, con conseguente ritardata guarigione delle ferite. Alterata cicatrizzazione si verifica frequentemente nei pazienti con diabete che conduce a risultati sfavorevoli come l'amputazione. Quindi, avendo un effetto benefico nel promuovere la riparazione della ferita di ustione di medicazioni sono necessari. Tuttavia, gli studi sul trattamento della ferita dell'ustione sono limitati a causa della mancanza di modelli animali corretto. Il nostro studio precedente ha dimostrato prestazioni cicatrizzazione in modelli di ratto e suina utilizzando una tecnica chirurgica mini-invasiva. Questo studio ha mirato a dimostrare un modello suina della ferita di ustione severa che elimina la contrazione della ferita e più si avvicina i processi umani di riepitelizzazione e formazione di nuovo tessuto. Questo protocollo fornisce una procedura dettagliata per la creazione di ferite da ustione coerente ed esaminando le prestazioni di guarigione nell'ambito del trattamento di una medicazione sperimentale in un modello di suina. Sei ferite da ustione sono state create simmetricamente sul dorsum, che sono stati coperti con una medicazione clinica composta da quattro strati: uno strato interno di contatto di materiali sperimentali, uno strato intermedio interno di pellicola impermeabile, strato intermedio esterno di garza, e uno strato esterno di cerotto adesivo. Al termine degli esperimenti, la chiusura della ferita, zona della ferita e Punteggio di Vancouver Scar Scale sono stato esaminato. I campioni di pelle resecato da ogni post-sacrificio animale istologicamente sono stati preparati e colorati con ematossilina ed eosina. Inoltre è stato esaminato l'attività antibatterica di ogni medicazione nel contesto della guarigione della ferita. L'applicazione della medicazione clinica per le ferite nel modello suina imita i processi biologici di cicatrizzazione umana rispetto ai processi di epithelialization, proliferazione cellulare e l'angiogenesi. Pertanto, questo modello di suina fornisce un metodo facile da imparare, conveniente e affidabile per valutare l'effetto di medicazioni cliniche in gravi ustioni.

Introduzione

Una lesione da ustione avvia il processo infiammatorio e induce effetti patologici complessi, che influenzano numerose funzioni del corpo immediatamente dopo un incidente, con conseguente impatto negativo sulla qualità della vita dei pazienti. Alterata cicatrizzazione causa significativa morbidità e mortalità tra i pazienti con diabete mellito1,2. Maggior parte dei pazienti con le lesioni da ustione provare dolore durante sbrigliamento della ferita di ustione, che è conosciuto come un processo straziante nonostante l'uso di analgesici oppioidi potente3.

A differenza di altri mammiferi, suina condivisione diverse caratteristiche anatomiche e fisiologiche con gli esseri umani per quanto riguarda il processo di epithelialization, proliferazione cellulare e l'angiogenesi. Questo rende suina un modello potenzialmente migliore per alcune procedure e studi, e sono spesso utilizzati negli studi successivi che ha dimostrato risultati promettenti in topi. Queste caratteristiche hanno portato all'uso crescente di porci come una specie maggiore in fase di test preclinici. Recentemente, un rapido aumento nella ricerca biomedica con rispetto a cardiovascolare, urinario, tegumentario e sistemi digestivi è stato osservato4,5,6. Questo studio mira a dimostrare un modello suina della ferita di ustione severa che elimina la contrazione della ferita e fornisce una migliore approssimazione dei processi di guarigione della ferita umana e la formazione di nuovo tessuto. Sei ferite da ustione sono state create simmetricamente sul dorsum, tre su ogni lato della spina dorsale del suino. Successivamente, anexperimental medicazione è stata esaminata in un modello di suina della lesione da ustione grave, che può essere adattato per replicare la guarigione della ferita umana (Figura 1). Le ferite sono stati coperti con una medicazione clinica, che si compone di quattro strati: uno strato interno di contatto di materiali sperimentali, uno strato intermedio interno di pellicola impermeabile, strato intermedio esterno di garza e uno strato esterno di cerotto adesivo. Una pellicola impermeabile mantiene la ferita in ambiente umido impedendo l'infezione batterica e permettendo gas a permeare la medicazione. Lo strato intermedio esterno di garza è stato applicato sui film impermeabile e protetto da uno strato esterno di cerotto adesivo. Al completamento degli esperimenti, sono stato esaminato la chiusura della ferita, zona della ferita e il Punteggio di Vancouver Scar scala (VSS). I campioni di pelle resecato da ogni post-sacrificio animale istologicamente sono stati preparati e colorati con ematossilina ed eosina (lui). Attività antibatterica di ogni medicazione nel contesto della guarigione della ferita inoltre è stato esaminato in questo modello. Il nostro studio precedente ha dimostrato prestazioni cicatrizzazione nel modello di ratto e suina usando una tecnica chirurgica mini-invasiva7. Dato che c'erano che sei ustioni sul dorsum all'interno di ogni suino, ogni medicazione sperimentale è stato testato e valutato in tutte le posizioni di minimizzare bias legate alla ferita il processo di guarigione in diversi punti sul dorsum suina. Pertanto, il modello di suina della lesione da ustione grave stabilita in questo studio fornisce un nuovo approccio per la valutazione di medicazioni cliniche e facilita lo sviluppo di un nuovo trattamento per lesione da ustione. Questo studio fornisce strumenti fondamentali per scoprire la patofisiologia di guarigione della ferita di ustione.

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Protocollo

Procedure che coinvolgono soggetti animali sono state approvate dal comitato di cura degli animali al centro medico della difesa nazionale, Taiwan (R.O.C). Questo studio è stato condotto al centro di animali di laboratorio presso il centro medico della difesa nazionale. Suini di peso compreso tra 20 e 25 kg sono stato instrumentato con successo utilizzando questo protocollo.

1. adattamento degli animali a manipolazione umana

  1. Dopo l'arrivo nella struttura, casa degli animali solitarily ma farli interagire tra loro.
  2. Fornire agli animali ad libitum accesso a cibo e acqua.
  3. Acclimatare suina alla manipolazione umana e trasporto dalla struttura animale al laboratorio sperimentale di maneggiamento dell'animale almeno una volta al giorno per una settimana.
  4. Veloce l'animale per almeno 12 ore prima dell'intervento chirurgico per prevenire la nausea, il vomito e l'aspirazione di fluidi dello stomaco.

2. sedazione

  1. Prima della creazione della ferita dell'ustione, sedare gli animali tramite un'iniezione endovenosa con Zoletil 50 (25 mg/kg).

3. l'intubazione e la ventilazione

  1. Metti l'animale su un tavolo e/o il carrello in posizione sternale.
  2. Aprire la bocca dell'animale con un divaricatore orale.
  3. In caso di insufficiente rilassamento delle ganasce o presenza di riflessi di deglutizione, che ostacolano l'intubazione, maschera suina con isoflurano per indurre sedazione.
  4. Monitorare la pressione sanguigna, frequenza cardiaca e temperatura corporea da monitor segnale fisiologico durante la chirurgia per impedire le complicazioni potenziali.

4. anestesia

  1. Indurre e mantenere l'anestesia; preferibilmente anestetizzare l'animale tramite un'iniezione intramuscolare di tiletamina e zolazepam (25 mg / kg + 25 mg / kg).
  2. Intubare l'animale con il tubo endotracheale quando reflexed rilassamento muscolare, caratterizzato dalla perdita di tono di mascella e palpebrale, è stata osservata.
  3. Mantenere tutti i maiali in un stato di anestesia con un'impostazione di vaporizzatore di 0,5-2,5% (v/v) isoflurane fino alla fine della chirurgia.
  4. Esaminare la profondità dell'anestesia testando i riflessi di dolore con un pizzico di punta del piedino posteriore prima della chirurgia. Quando necessario, aggiungere ulteriore anestesia o attendere per pochi minuti. Controllare i dolori riflessi regolarmente durante la chirurgia.

5. sterilizzazione del sito chirurgico

  1. Rasatura e pulire la pelle dell'animale su una superficie di circa 25 cm di larghezza della colonna vertebrale fino al axilla su entrambi i lati.
  2. Strofinare la pelle idratata con scrub povidone-iodio (75 mg/mL) per circa 5 min.
  3. Rimuovere il sapone di povidone-iodio dalla pelle utilizzando garze sterili bagnate.
  4. Sterilizzare la pelle con la lozione di povidone-iodio (100 mg/mL).
  5. Coprire l'animale con teli chirurgici sterili per ridurre il trasferimento batterico e successiva contaminazione del sito chirurgico.

6. masterizzare creazione ferita

  1. Utilizzare un pennarello chirurgico per segnare il centro di sei ferite da ustione simmetricamente sul dorsum del maiale. Assicurarsi che la distanza tra ogni ferita da ustione sia almeno maggiore del raggio della ferita (Figura 1A).
  2. Riempire un saldatore modificato con 50 mL di glicerina e inserirvi un termometro elettronico per monitorare la temperatura. Il ferro caldo possiede un'area pianeggiante di circa 9 cm2 (Figura 1B).
  3. Riscaldare il ferro a 137-139 ° C con una piastra riscaldante (Figura 1).
  4. Creare sei ferite da ustione uniforme inserendo il ferro sulla zona marcata senza applicare alcuna forza per 30 secondi (Figura 1).
  5. Lavare le ferite da ustione con soluzione fisiologica 0,9% (Figura 1).
  6. Misurare le dimensioni della ferita e la ferita per registrare la fotomicrografia (Figura 1E).

7. preparazione di condimenti

  1. Coprire ogni ferita con lo strato interno di contatto di una preparazione clinica di quattro strati attraverso il contatto diretto. Per questo livello, utilizzare tappi contenenti medicazione o materiali alternativi (Figura 1F).
  2. Applicare una pellicola impermeabile sulla medicazione clinica per servire come una barriera contro la penetrazione batterica (Figura 1F).
  3. Coprire ogni ferita con una garza (0,5 cm di spessore) e fissare con nastro adesivo di carta per servire come strato intermedio della medicazione (Figura 1).
  4. Fissare la garza con uno strato esterno di cerotto adesivo. Estendere questo strato al torso per evitare lo spostamento della medicazione (Figura 1 H-1J).

8. post-masterizzare cura e misurazione

  1. Iniettare la suina con buprenorfina (0,1 mg/kg, IM) per la gestione del dolore per ogni 8-12 h, a partire prima del recupero dall'anestesia, per una settimana per ridurre il potenziale dolore.
  2. Consentire l'accesso gratuito di maiale al mangime e acqua.
  3. Cambiare le medicazioni cliniche ogni 2 giorni per i primi 10 giorni e poi due volte a settimana per 6-settimana di studio.
  4. Pulire e misurare le ferite prima di riapplicare medicazioni cliniche. Somministrare anestetici durante i cambi di medicazione.
  5. Registrare la ferita di microfotografia per il confronto di velocità di guarigione della ferita ogni 2 giorni per i primi 10 giorni e poi due volte a settimana per 6-settimana di studio.
  6. Calcolare la riepitelizzazione della ferita o contrazione come percentuale delle dimensioni della ferita originale secondo un metodo descritto in precedenza. L'analisi della chiusura della ferita è stata condotta in un modo doppio accecato.
  7. Misurare la cicatrice dell'ustione utilizzando VSS, che consiste di quattro variabili: vascolarizzazione, l'altezza (spessore), duttilità e pigmentazione post-ustione giorni 0, 7, 21 e 42. Ogni variabile ha quattro-sei punteggi possibili. Il totale punteggio varia da 0 a 14, per cui un punteggio pari a 0 riflette pelle normale.

9. esperimenti di crescita batterica dei tessuti post-ustione

  1. Tamponare la ferita per test antibatterico su post-ustione giorni 0, 7, 21 e 42.
  2. Inserire il tampone nel 100 mL di soluzione sterile salina allo 0,9% e delicatamente vortice per ottenere una sospensione omogenea.
  3. In serie diluire (10− 1– 10− 5) l'omogeneizzato e piastra 100 μL di ogni diluizione media selettivi e non selettivi, rispettivamente.
  4. Incubare tutte le diluizioni in condizioni aerobiche a 37 ° C per 24-72 ore.
  5. Aliquote triplici di piastra di 10 μL di ogni da tutte le diluizioni sulla piastra di agar sangue completati con sangue di montone al 5% per isolare gli organismi aerobici gram-positivi.
  6. Incubare il campione da spalmare o versando il campione uniformemente sulla superficie di una piastra di agar durante la notte per determinare il numero di formazione di colonie (CFUs) unità.
  7. Leggere le piastre dopo incubazione overnight. Capovolgere la piastra di agar sangue di pecora e dividere il fondo del piatto in quattro quadranti uguali utilizzando un marcatore e un piccolo righello.
  8. Posizionare la piastra sul palco di un microscopio di dissezione e conta delle colonie su ogni piatto. Per definizione, una colonia deve avere un minimo di 300 CFU da enumerare.
  9. Conta delle colonie batteriche in ciascuno dei tre replicati. Calcolare che il valore medio dei tre replica. Determinare il CFU per piastra moltiplicando il valore medio per il fattore di diluizione finale.

10. eutanasia e fissazione del tessuto

  1. Iniettare per via endovenosa una dose eccessiva di soluzione di sodio pentobarbital eutanasia (80 – 120 mg/kg).
  2. Eseguire in blocco l'asportazione del tessuto di ferita di ustione per includere la muscolatura sottostante e i tessuti circostanti.
  3. Difficoltà tessuti con formalina neutra tamponata 10%.
    1. Miscelare 10 mL di formaldeide (37%) in 90 mL di soluzione tamponata fosfato (PBS) e conservare a 4 ° C.
    2. Transfer tessuti a fissativo e agitare il contenitore per assicurare che tutti i tessuti sono completamente immersi nel fissativo. Il volume del fissativo deve essere 30 volte il volume del tessuto.
    3. Difficoltà tessuti durante la notte a 4 ˚ c.
  4. Disidratare i tessuti con etanolo e incorporare blocchi di paraffina. Procedere come segue a 4 ˚ c in un agitatore.
    1. Lavare due volte con PBS per 30 minuti.
    2. Disidratare i tessuti con etanolo al 70% per 8 ore, durante la notte in 80% di etanolo, etanolo al 95% per 8 ore e poi in etanolo al 100% durante la notte.
    3. Incubare tessuti in 100% etanolo per altre 8 ore.
    4. Incubare tessuti in tre cambi di xilene ogni 30 minuti.
    5. Sostituire lo xilene con cera appena fuso (52 ° C) e incubare a 52 ° C in forno per 1 ora.
    6. Sostituire la cera con la cera fresca e incubare a 52 ° C in forno per 3 ore e poi ancora una volta sostituire e incubare a 52 ° C durante la notte.
    7. Tessuti con due ulteriori modifiche di cera ogni di incubare per 1 ora e poi incorporare il tessuto e conservare a 4 ° C.
  5. Tagliare e macchiare le sezioni paraffina-incastonato con lui e visualizzare tramite un microscopio ottico con 100× ingrandimento.
    1. Creare sezioni di paraffina tramite un microtomo rotativo.
    2. Sparaffinatura sezioni con tre cambi di xilene ogni per 3 minuti.
    3. Reidratare i tessuti con il 100%, 95%, 80% e 70% di etanolo per 3 minuti e poi immergere in acqua distillata.
    4. Macchiare con ematossilina per 10 minuti e poi sciacquare in acqua corrente.
    5. Differenziare con etanolo acido cloridrico 0,1% per 5 minuti e risciacquare in acqua di rubinetto.
    6. Macchia con eosina 0,5% per 1 minuto.
    7. Disidratare i tessuti con etanolo 70%, 80%, 95% e 100% ogni 2 minuti.
    8. Deselezionare la colorazione con xilene e asciugare in cappa.

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Risultati

Ustione di durata di 30 secondi di ferro caldo ha provocato ferite che erano circolari con un margine ben definito e chiaro uniforme con un orlo di eritema (Figura 1). All'interno di ogni animale, c'erano sei ferite da ustione sul dorsum. La disposizione delle ferite dell'ustione è stata raffigurata in Figura 1 K. Ferite da ustione sono stati completamente coperto con medicazione contenenti tappi e utilizzate per valutare la prof...

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Discussione

Lo studio presente ha stabilito un modello di suina della ferita di ustione severa ed esaminato il modello utilizzando una medicazione CAPS-contenente. I nostri risultati indicano che questo modello di suina può essere utilizzato per monitorare l'andamento clinico dei condimenti sperimentali, tra cui proprietà antibatterica. Cicatrizzazione di tasso, la chiusura della ferita e attività antibatterica inoltre sono stati analizzati mediante test di colorazione ed antibatterico VSS, H & E. L'uso di modelli animali ustione è ...

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Ringraziamenti

Questo studio è stato sostenuto da una sovvenzione del Tri-Service General Hospital; Centro medico della difesa nazionale, Taiwan (TSGH-C107-042); Ministero della scienza e della tecnologia, Taiwan (maggior parte 106-2314-B-016-014); e il centro medico della difesa nazionale (MAB-106-055; MAB-106-010; MAB-107-064).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Sedazione:
KetaminaMerial2528 ESP10 ml fiala
AzaperoneCina chimico e farmaceutico47W406100 ml fiala
Atropina Lavori chimici orientaliIN120802fiala da 1 ml
Anestetico:
Tiletamina+ZolazepamVirbacBC91fiala da 5 ml,
IsofluranoBaxterN002A225fiala da 100 ml
Chirurgia:
TagliacapelliMoser--
Soluzione di scrub allo iodio povidoneEver starHA161202barilotto da 4 litri
Ferro modificato---
Soluzione salina allo 0,9%CHI SHENGKC130Fiala da 500 ml
GarzaCina Centro medicazioni chirurgicheMO1590008010 x10 cm
CAPSCoreLeader Biotech Co., Ltd, Taipei, Taiwan--
Carta nastro3MNDC-8333-1530-012,5 cm x 9,1 m
Pellicola impermeabile3MNDC-8333-1600-4010 cm x 10 m
Cerotto adesivochemicalBH142601510 cm x 10 m
Dissezione:
Paio di forbici dritte standard affilate/smussate (14 cm)Strumenti ShinetecST-S114-
Halstead-Mosquito (12,5 cm)Shinetec instrumentsST-H012-Impugnatura
(# 4)Shinetec instrumentsST-H004-Lama
chirurgica(#21)Shinetec instrumentsST-B021-
Post-Fissazione & Conservazione: < / forte>
50 ml Tubo da centrifuga in plastica Falcon352070-10
% formalina tamponata neutraLeica3800604EG-
Esperimenti di crescita batterica 
Piastra di agar sanguigno (BAP) (TSA con il 5% di sangue di pecora) CMP-90mm Mono
Young

Riferimenti

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