Articolo metodologico

Modello di guarigione delle ferite da ustione simile a una scacchiera di topi basato su un dispositivo di riscaldamento digitale

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DOI:

10.3791/67375

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27 dicembre 2024

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1State Key Laboratory of Oral Diseases & National Center for Stomatology & National Clinical Research Center for Oral Diseases, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University, 2Department of Endodontics, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University

In questo articolo

Sommario

Viene presentato un protocollo semplificato per stabilire un modello di guarigione delle ferite da ustione nei topi utilizzando un dispositivo di riscaldamento digitale. I siti sperimentali a scacchiera creati sulla pelle facilitano ulteriori analisi funzionali per il test di guarigione delle ferite.

Abstract

Le ustioni gravi sono tra le condizioni più traumatiche e fisicamente debilitanti, hanno un impatto su quasi tutti i sistemi di organi e provocano una notevole morbilità e mortalità. Data la loro complessità e il coinvolgimento di più organi, sono stati creati vari modelli animali per replicare diversi aspetti delle lesioni da ustione. I metodi utilizzati per produrre superfici bruciate variano tra i modelli animali sperimentali. Questo studio descrive un modello di ustione del mouse semplice, economico e facile da usare per creare ustioni coerenti a tutto spessore utilizzando un dispositivo di riscaldamento digitale. La punta di questo dispositivo è stata applicata al dorso dei topi per 10 s a 97 °C per stabilire un'ustione simile a una scacchiera ed esaminare la guarigione delle ferite sotto il trattamento di una medicazione sperimentale. Sono stati raccolti campioni di pelle per l'analisi istologica, tra cui la colorazione con ematossilina ed eosina (H&E) e la colorazione di Masson. La guarigione della ferita è stata valutata attraverso l'analisi dell'area della ferita e l'esame microscopico dell'infiltrazione infiammatoria, della riepitelizzazione e della formazione di tessuto di granulazione. Il modello di lesione da ustione del topo può fungere da strumento fondamentale per studiare la fisiopatologia delle lesioni termiche e valutare gli interventi terapeutici.

Introduzione

Le ustioni sono considerate una delle lesioni critiche alla pelle, causate dall'esposizione al calore, all'elettricità, ai materiali chimici e all'esposizione alle radiazioni 1,2. Può essere classificato in quattro gradi a seconda della profondità della lesione, che vanno dall'epidermide all'intero spessore della pelle e persino ai muscoli e alle ossa. Piccole ustioni possono portare alla formazione di cicatrici e aumentare il rischio di infezione. Un'ampia area di ustione non solo provoca danni locali, ma stimola anche disturbi del cuore, dei reni e di altri organi o sistemi del corpo attraverso infiammazioni gravi e a lungo termine e risposte immunitarie, portando a gravi conseguenze sistemiche e ad un'elevata morbilità3. La maggior parte dei sopravvissuti alle ustioni è accompagnata da disabilità fisiche di lunga durata, disagio emotivo e diminuzione della qualità della vita 4,5. Pertanto, è importante studiare il processo patologico delle ustioni e i meccanismi di rigenerazione del tessuto ustionato.

Coinvolti nelle risposte immunitarie, nella rigenerazione tissutale e nell'omeostasi sistematica, gli studi in vitro non sono stati in grado di indagare in modo completo il processo patologico di guarigione delle ferite da ustione. Pertanto, negli ultimi due decenni, al fine di esplorare potenziali interventi terapeutici, sono stati sviluppati diversi modelli animali di guarigione delle ferite da ustione per replicare le varie caratteristiche delle lesioni da ustione 6,7. Le ustioni sono solitamente prodotte sulla superficie del dorso di maiali, ratti, topi, conigli e altri animali dopo la depilazione. Il tempo di combustione può durare da 3 s a 30 s per formare danni termici da parziali a tutto spessore con un intervallo compreso tra il 5% e il 30% della superficie corporea totale (TBSA)8. Attualmente non esistono modelli standardizzati di questi metodi nella ricerca sugli animali ustionati a causa dell'elevata variabilità delle tecniche utilizzate. I metodi utilizzati per produrre superfici bruciate variano tra i modelli animali sperimentali, tra cui la fiamma a gas9, il bagno di etanolo combustionato10, la singola piastra/barra metallica preriscaldata11,12, l'acqua bollente o calda13,14. Tuttavia, la tecnica di inflizione dell'ustione e la profondità di ustione prodotta sono spesso incoerenti e scarsamente descritte in studi precedenti, il che è fondamentale per determinare la gravità dell'ustione e il metodo di trattamento delle ustioni.

Questo studio mira a sviluppare un modello animale di ustione di topo semplice, economico e di facile utilizzo per creare ustioni coerenti a tutto spessore in scenari clinici simulati. In questo protocollo, abbiamo utilizzato un comodo dispositivo di riscaldamento digitale per controllare la profondità dell'ustione regolando la temperatura applicata alla pelle. La punta di questo dispositivo può essere commutata in diverse dimensioni per indurre ustioni termiche con intervalli variabili di TBSA. Ciò consente la creazione di una ferita da ustione simile a una scacchiera sul dorso del topo, consentendo il confronto di diversi trattamenti sperimentali e di controllo all'interno dello stesso animale. Abbiamo osservato e registrato il processo di chiusura della ferita. I campioni di pelle sono stati raccolti per la valutazione istologica (colorazione con ematossilina ed eosina (H&E) e colorazione tricromica di Masson) in diverse fasi della guarigione della ferita. Questo approccio riduce il numero di animali utilizzati nell'esperimento e, quindi, riduce i costi economici pur essendo più compatibile con l'etica animale. Questo studio fornirà ai ricercatori strumenti essenziali per facilitare lo sviluppo di nuovi trattamenti per le ustioni e rivelare i meccanismi fisiopatologici della guarigione delle ferite da ustione.

Protocollo

Tutte le procedure sugli animali in questo studio sono state esaminate e approvate dal Comitato etico della West China School of Stomatology, Sichuan University (WCHSIRB-D-2024-499). Per il presente studio sono stati utilizzati ventiquattro topi C57BL/6 di otto settimane (femmina, peso corporeo 25-30 g). I dettagli dei reagenti e delle attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.

1. Preparazione dell'attrezzatura e del mouse prima dell'ustione

  1. Acquisisci gli animali e ospitali in gabbie per 7 giorni all'arrivo per consentire loro di acclimatarsi all'ambiente.
  2. Sterilizzare l'area di lavoro spruzzando e strofinando con etanolo al 70% (v/v). Coprire il tavolo operatorio con assorbenti chirurgici sterili.
  3. Regolare la temperatura del riscaldatore digitale a 97 °C. Il dispositivo di riscaldamento è composto da tre parti (Figura 1).
    NOTA: La temperatura da 50 a 450 °C può essere regolata tramite il regolatore di temperatura (Figura 1A). La base del supporto viene utilizzata per posizionare la punta (Figura 1B), che può essere smontata (Figura 1C) per sostituire strumenti di diverse dimensioni. Disinfettare la punta con iodoforo o alcool.
  4. Anestetizzare il topo con isoflurano al 5% in ossigeno al 100% in una camera di induzione per 3 minuti (portata: 4 L/min) fino a quando la respirazione non è rallentata. Valutare la profondità dell'anestesia utilizzando un test di pizzicamento delle dita dei piedi.
    NOTA: L'inalazione di isoflurano può portare a sonnolenza e danneggiare il sistema cardiovascolare. È essenziale indossare dispositivi di protezione e maneggiarli all'interno di una cappa aspirante in un'area ben ventilata.
  5. Una volta che il mouse è profondamente anestetizzato, trasferirlo su un tappetino riscaldato in posizione prona per mantenere il calore e prevenire l'ipotermia durante il recupero dall'anestesia. Ridurre l'isoflurano a 1. 5% di ossigeno per il mantenimento tramite un cono anteriore.
  6. Applicare il gel lubrificante su entrambi gli occhi del topo con un batuffolo di cotone per prevenire l'essiccazione della cornea.

2. Indurre ustioni a tutto spessore

NOTA: Il processo generale di induzione e analisi della combustione è mostrato nella Figura 2.

  1. Radere la pelle del mouse con un rasoio elettrico su un'area di circa 5 cm di lunghezza e 4 cm di larghezza dal collo alla coda. Lavorare delicatamente per evitare di ferire la pelle durante la rasatura (Figura 3C).
  2. Utilizzare un applicatore con punta di cotone per applicare la crema depilatoria sulla zona della pelle rasata per 3 minuti (Figura 3D).
    NOTA: Evitare di applicare la crema depilatoria su altre parti del mouse per evitare ustioni, che possono essere difficili da rilevare. La crema ha causato eruzioni cutanee se usata per più di 5 minuti. La durata precisa per un'efficacia ottimale varia da un prodotto all'altro e deve essere determinata dall'operatore.
  3. Pulire la crema con una garza umida fino a quando la crema e i capelli non vengono rilevati. Disinfettare l'area chirurgica con scrub alla clorexidina seguito da etanolo al 70% (v/v) tre volte ciascuno. Pulire e asciugare l'area con una garza sterile.
  4. Utilizzare un puntale per pipetta sterilizzato da 1 ml con un diametro di 9 mm (Figura 3A) immerso in inchiostro sterilizzato per individuare con precisione i siti di ferita desiderati. La cute dorsale murina è caratterizzata da una topografia irregolare. Definire l'area della ferita oltre al midollo spinale dei topi è essenziale per garantire la ripetibilità.
  5. Coprire la pelle con un telo sterile precedentemente tagliato, lasciando libera l'area chirurgica (Figura 3). Indossare guanti resistenti al calore e controllare la temperatura del dispositivo di riscaldamento digitale. Prima e dopo l'induzione della combustione, disinfettare la punta del dispositivo con etanolo al 70% (v/v).
  6. Applicare la punta del dispositivo di riscaldamento al centro dei siti della ferita localizzati (97 °C per 10 s) per creare sei ferite rotonde con un diametro di 4 mm (Figura 3B). L'intervallo tra le ustioni adiacenti è di 0,5-1 cm. Determinare il numero di ustioni in base al disegno sperimentale.
    NOTA: L'ustione è causata principalmente dalla conduzione del calore; Pertanto, non è necessario esercitare pressione sull'asta, cioè tenerla a contatto con la pelle per gravità durante l'induzione della bruciatura. Ci sono state sei ustioni per il disegno sperimentale. Questo è il numero massimo di ustioni che possono essere costruite in base al dispositivo che abbiamo utilizzato e all'area del dorso del topo. Su questa base è possibile ottenere più repliche dello stesso gruppo sperimentale.

3. Cura e misurazione post-ustione

  1. Applicare del ghiaccio sulla ferita da ustione per 5 minuti per ridurre il potenziale dolore per la gestione del dolore (Figura 3G).
  2. Spegnere l'isoflurano e rimuovere il cono del naso dopo la lesione da ustione. Trasferire il mouse su un termoforo finché il mouse non si muove normalmente (ad esempio, non accovacciato o tremante).
  3. Metti ogni topo in una gabbia di recupero per evitare che si graffino a vicenda. Ammorbidisci alcuni pellet di cibo aggiungendo 5-10 gocce di acqua potabile a ciascun pellet e posizionali sul pavimento della gabbia per facilitare l'alimentazione.
    NOTA: Sterilizzare le gabbie spruzzando e strofinando con etanolo al 70% (vol/vol). La lettiera deve essere sostituita regolarmente per mantenere i topi caldi e assorbire l'urina.
  4. Somministrare buprenorfina (0,1 mg/kg) per via sottocutanea in posizione caudale due volte al giorno per un totale di 3 giorni, assicurando almeno 8 ore tra le iniezioni.
  5. Pulire tutte le ferite con una garza sterile inumidita con soluzione fisiologica dopo 24 ore di induzione dell'ustione. Tamponare la pelle con una garza e applicare una piccola quantità di gel antibatterico (TKH hydrogel) utilizzando una siringa per coprire la ferita da ustione12,14. Ripetere questa procedura nei giorni 3, 7 e 10 successivi.
  6. Utilizzare una medicazione traspirante e trasparente per coprire le ferite. La dimensione della medicazione dovrebbe coprire circa 1 cm intorno alla ferita e non dovrebbe coprire l'area senza depilazione.
    NOTA: Cambiare la medicazione della ferita almeno una volta ogni 2 giorni. L'uso prolungato della medicazione senza sostituzione può portare a un'infezione della ferita con formazione di pus, con conseguente ritardo nella guarigione della ferita.
  7. Durante il periodo di follow-up, misurare il peso ogni 2-3 giorni. In generale, i topi che perdono il 15%-20% del loro peso corporeo iniziale dovrebbero essere sacrificati e rimossi dall'esperimento.

4. Raccolta delle ferite

  1. A 0, 3, 7, 10 e 14 giorni, contrassegnare la ferita con la punta di una pipetta sterile da 1 ml e registrarla con una fotocamera digitale.
  2. Eutanasia dei topi mediante sovradosaggio di anestesia e lussazione cervicale (seguendo protocolli istituzionalmente approvati).
    NOTA: Prestare attenzione durante la lussazione cervicale per evitare una trazione eccessiva, che potrebbe danneggiare le ferite del dorso.
  3. Con le forbici, isolare il sito della ferita e la pelle circostante, compresa la muscolatura sottostante (1 cm x 1 cm). Preparare almeno tre campioni per ogni gruppo.
  4. Fissare i campioni di pelle in paraformaldeide al 4% (PFA) per 24 ore e conservare a 4 °C. Il volume fissativo deve essere 30 volte il volume del tessuto 15,16.
    NOTA: Il PFA è pericoloso. Assicurarsi di lavorare in un'area ben ventilata e utilizzare dispositivi di protezione adeguati.

5. Valutazione della guarigione delle ferite

  1. Lavare due volte il tessuto della ferita con PBS e stenderlo con carta da filtro, che deve essere tagliata a una dimensione appropriata (Figura 2H). A causa della presenza di un certo contenuto mucoso all'interno dello strato di tessuto sottocutaneo, aderisce alla superficie della carta da filtro senza movimento o arricciamento dei tessuti.
    1. Mettere la carta da filtro e il campione in una cassetta di fazzoletto per la disidratazione della paraffina per ottenere campioni di tessuto relativamente lisci e quindi incorporare il tessuto15,16. Conservare i campioni a 4 °C.
      NOTA: Allungare il tessuto il più possibile ed evitare qualsiasi piegatura, poiché queste pieghe diventeranno permanenti dopo il fissaggio.
  2. Tagliare i campioni inclusi in paraffina in sezioni di 5 μm di spessore e colorare i vetrini tramite H&E e la tricromia di Masson per valutare l'entità del tessuto di granulazione, la formazione di angiogenesi e la deposizione di collagene, fornendo prove per valutare le diverse fasi e la progressione della guarigione della ferita17,18.
  3. Acquisizione di immagini di tutti i campioni utilizzando un microscopio con obiettivo 40x.
  4. Utilizzare un software compatibile per analizzare la sezione della pelle macchiata, compresa l'epidermide, il derma, il tessuto sottocutaneo e le condizioni muscolari.

Risultati

In questo protocollo, il dispositivo di riscaldamento digitale ha creato ferite da ustione simili a quelle di una scacchiera con una durata di combustione di 10 s a 97 °C (Figura 1). La punta del dispositivo è realizzata in rame puro, noto per la sua eccellente conduzione del calore e le sue capacità di riscaldamento rapido. L'impugnatura tenuta dallo sperimentatore è realizzata in policarbonato, che fornisce resistenza al calore e non infiammabilità. Rispetto ai metodi preriscaldati a singola piastra/barra metallica o ad acqua bollente, questo dispositivo dimostra prestazioni di sicurezza superiori e riduce il tempo di anestesia nei topi, accorciando di conseguenza la durata complessiva dell'esperimento.

Il processo generale di induzione e analisi della combustione è mostrato nella Figura 2. Ogni animale aveva sei ferite da ustione sul dorso, disposte come illustrato nella Figura 2E. È stata valutata la dimensione della ferita in questi animali e sono stati raccolti campioni di pelle per l'analisi istologica, inclusa la colorazione tricromica H&E e Masson nei giorni post-ustione 1, 3, 7, 10 e 14, rispettivamente.

Ogni ferita da ustione era di forma circolare con un'area uguale e una profondità uniforme dopo l'induzione dell'ustione. Il colore del bordo della lesione da ustione è passato dal bianco ceroso al rosso, accompagnato da una zona iperemica a causa dell'immediata risposta infiammatoria alla lesione. Inoltre, la dimensione della ferita da ustione è leggermente aumentata nelle 72 ore successive all'ustione (Figura 4A).

L'analisi microscopica delle sezioni delle ferite con colorazione tricromica H&E e Masson (Figura 4B) ha rivelato la completa distruzione dello strato epidermico e il danneggiamento dell'intero spessore del derma, colpendo sia il grasso sottocutaneo che il muscolo. L'esame istologico ha indicato che il processo di guarigione della ferita era nella fase infiammatoria del giorno 3, caratterizzata da vasodilatazione e una sostanziale infiltrazione di cellule infiammatorie. Una notevole riduzione dell'area della ferita è stata osservata il giorno 7 post-ustione rispetto al giorno 3, come si vede nelle immagini microscopiche dei campioni. Il tessuto di granulazione e le fibre cardiovascolari si depositano densamente il giorno 14, il che significa che la guarigione delle ferite entra nella fase di rimodellamento. Le ferite si sono riprese senza infezioni evidenti durante il processo di guarigione.

Inoltre, le capacità di guarigione delle ferite sono state valutate quantificando i dati di guarigione delle ferite e analizzando i tracciati delle ferite (Figura 5). È stato osservato che il recupero della ferita è migliorato nelle ferite trattate con idrogel peptidico TKH12,14, evidenziato da aree della ferita significativamente più piccole nei giorni 7, 10 e 14.

L'intervallo tra le ferite adiacenti (Figura 6), trasversale o longitudinale, non ha confermato alcuna differenza rispetto alla pelle non ustionata. L'epidermide, il derma e i tessuti sottocutanei erano intatti e non c'era infiltrazione di linfociti e vasodilatazione. Il processo di guarigione delle due ferite non interferisce l'una con l'altra. Pertanto, diversi farmaci o medicazioni possono essere applicati al trattamento delle ferite sulla base del modello per valutare l'effetto in vivo.

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Figura 1: Dispositivo di riscaldamento digitale per l'induzione della combustione. Il dispositivo di riscaldamento digitale utilizzato per indurre ustioni. (a) Il regolatore di temperatura consente impostazioni di temperatura comprese tra 50 e 450 °C. (b) La base del supporto viene utilizzata per trattenere la punta di combustione. (c) La punta del dispositivo può essere commutata in diverse dimensioni. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 2: Schema del modello di ferita a scacchiera. Uno schema passo dopo passo per riprodurre il modello di ferita simile a una scacchiera descritto nell'articolo. (A) Un topo di 8 settimane viene utilizzato come modello per esperimenti di guarigione delle ferite. (B) I peli vengono rimossi dall'area designata per la ferita. (C) I sei siti di ferita sono contrassegnati utilizzando un puntale per pipetta da 1 mL. (D) Un dispositivo di riscaldamento digitale viene utilizzato per creare sei ferite da ustione al centro di ciascun sito contrassegnato (E). (F) Un'immagine ravvicinata del dorso dopo l'induzione della bruciatura. (G) I campioni di pelle (circa 1 cm × 1 cm) vengono raccolti nei giorni 3, 7, 10 e 14. (H) I campioni di pelle vengono appiattiti utilizzando carta filtrata e trasferiti in cassette di inclusione. (I) Viene eseguita la disidratazione della paraffina e (J) i campioni vengono sezionati a uno spessore di 5 μm. (K) Le sezioni sono colorate con ematossilina ed eosina (H&E) e tricromia di Masson. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 3: Processo di induzione di lesioni da ustione a tutto spessore. (A) Il diametro di una punta per pipetta da 1 ml e (B) la punta del dispositivo di riscaldamento digitale sono rispettivamente di 9 mm e 4 mm. (C) L'area dorsale del mouse viene rasata con un rasoio elettrico. (D) La crema depilatoria viene applicata per 3 minuti. (E) L'area rasata viene pulita e asciugata e i punti di ferita vengono contrassegnati con un puntale per pipetta sterilizzato da 1 ml. (F) Il dispositivo di riscaldamento digitale viene applicato a 97 °C per 10 s per creare sei ustioni. (G) Il ghiaccio viene applicato sulle ferite da ustione per la gestione del dolore. (H) L'intera parte posteriore del topo mostra le sei ferite da ustione a tutto spessore. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 4: Immagini rappresentative delle ferite da ustione e analisi istologica. (A) Immagini delle ferite da ustione nei giorni 3, 7, 10 e 14, che mostrano la progressione della guarigione. (B) Le immagini istologiche colorate con H&E e il tricromo di Masson dimostrano la guarigione delle ferite e la rigenerazione della pelle. Barre di scala = 200 μm. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 5: Variazione delle dimensioni della ferita nel tempo. (A) La variazione delle dimensioni della ferita negli animali di controllo e trattati con idrogel TKH nel tempo, analizzata utilizzando il software ImageJ. (B) Vengono presentati i dati corrispondenti sulle tracce della ferita. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Figura 6: Ustioni adiacenti e analisi istologica. (A) Immagini rappresentative delle ustioni adiacenti il giorno 1. (B) Campioni di ferite adiacenti raccolti per l'analisi istologica il giorno 3 (cerchiati in rosso). (C) La carta da filtro viene utilizzata per appiattire i campioni di tessuto prima della disidratazione della paraffina. (D) Analisi in tricromia di H&E e Masson delle ferite adiacenti. Barre della scala: 1 mm e 200 μm (ingrandite). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Discussione

Per gli studi sulle ustioni, i modelli in vitro si concentrano tipicamente sugli effetti inibitori di agenti antimicrobici locali o antibiotici sui batteri associati alle ustioni, come Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa19, nonché sull'impatto di vari biomateriali (come elastina, seta e medicazioni in idrogel14,20) su cellule infiammatorie post-ustione (come neutrofili, macrofagi) o cellule staminali (come le cellule staminali mesenchimali). Questi esperimenti sono solitamente condotti in ambienti controllati artificialmente e le cellule coltivate in vitro possono mostrare caratteristiche di crescita e comportamenti diversi da quelli in vivo, che potrebbero non riuscire a replicare completamente i processi fisiologici di guarigione delle ferite da ustione, come le interazioni cellula-cellula e l'influenza della matrice extracellulare. Per questi motivi, i modelli animali di ustioni sono essenziali per chiarire i meccanismi patologici post-ustione e valutare nuovi approcci terapeutici. Il processo di guarigione delle ferite nei topi e nell'uomo subisce quattro fasi sovrapposte ma distinte: infiammazione, proliferazione, riepitelizzazione e rimodellamento 21,22. Ci sono diversi vantaggi biologici nell'utilizzare i topi come soggetti sperimentali, tra cui la disponibilità di numerosi reagenti specifici per i topi e la fattibilità della creazione di modelli transgenici per studiare le vie di segnalazione molecolare coinvolte nel processo di recupero. Questo rende i topi uno dei modelli animali più comunemente utilizzati per la ricerca sulle ustioni e sulla guarigione delle ferite.

Il presente studio ha stabilito un modello di ferita simile a una scacchiera di ustione a tutto spessore e ha valutato l'efficacia di una medicazione in idrogel utilizzando questo modello. I risultati indicano che questo modello può monitorare efficacemente le prestazioni cliniche delle medicazioni sperimentali. All'interno di ogni animale, sei ferite da ustione erano distribuite simmetricamente lungo la colonna vertebrale. Le ustioni possono essere create in luoghi simili ma su topi diversi. A causa dell'area cutanea limitata del dorso e del numero di ferite, l'analisi istologica ha mostrato che le ferite non interagivano tra loro, garantendo una valutazione indipendente di ciascuna medicazione sperimentale in diverse posizioni sullo stesso dorso di topo, riducendo al minimo i pregiudizi relativi al processo di guarigione della ferita. Inoltre, questo modello beneficia anche del fatto che ogni topo funge da controllo autonomo, rendendo possibile confrontare i trattamenti sperimentali e di controllo sul dorso dello stesso topo, portando a una significativa riduzione del numero di animali e dei costi sperimentali. A causa dei diversi impatti di diversi farmaci sulla salute generale dei topi, se più farmaci devono essere applicati sulla pelle dello stesso topo per il trattamento di ferite diverse e il successivo confronto, potrebbe essere necessario osservare e verificare se l'applicazione di un singolo farmaco o l'applicazione combinata di diversi farmaci influenzerà la salute generale del topo. Inoltre, è necessario prestare attenzione alla stabilità o all'adesione di diversi farmaci sulla superficie della pelle per prevenire la contaminazione incrociata dei farmaci o l'infezione della ferita dovuta al graffio del topo durante il processo di guarigione.

La raccolta dei campioni di pelle è fondamentale per la successiva analisi istologica. Il bordo del tessuto si restringerà e si piegherà nel fissativo senza alcun trattamento16. Dopo la disidratazione e la sezione della paraffina, sarà anche curvata o addirittura parzialmente sovrapposta al vetrino, risultando in immagini antiestetiche al microscopio e potenzialmente influenzando ulteriori analisi istologiche, come l'analisi statistica della lunghezza o dello spessore della ferita. Pertanto, l'uso della carta da filtro per appiattire il tessuto può ottenere una sezione più liscia sul vetrino, che rende l'immagine istologica ordinata e facilita ulteriori analisi statistiche. Abbiamo anche provato a utilizzare graffette per fissare il campione prima della disidratazione, il che ha contribuito a garantire la levigatezza dei tessuti. Tuttavia, l'applicazione di graffette può esercitare pressione sul tessuto bloccato, portando alla compressione e alla deformazione del tessuto. Pertanto, quando si utilizza questo metodo, la parte della ferita da ustione non può essere bloccata per evitare di compromettere l'osservazione.

Numerosi fattori possono influenzare il processo di guarigione, tra cui dolore, prurito e infezione batterica23. Una gestione efficace del dolore da ustione è fondamentale per il recupero e il reinserimento dei pazienti con ustioni. Un controllo inadeguato del dolore può ostacolare il processo di guarigione, portando a sfide fisiche e psicologiche durature, nonché a lunghe degenze ospedaliere24. In generale, il dolore influisce sul comportamento alimentare nei topi. Pertanto, ogni ferita è stata immediatamente trattata con ghiaccio dopo l'ustione e iniettata buprenorfina (0,1 mg/kg) per via sottocutanea due volte al giorno per 3 giorni per la gestione del dolore. Inoltre, i pellet di cibo sono stati ammorbiditi e posizionati sul pavimento della gabbia per facilitare l'alimentazione. Nelle abitazioni comuni, i topi possono graffiarsi e leccarsi a vicenda le ferite, ritardando potenzialmente la guarigione delle ferite o causando infezioni. Pertanto, l'alloggio individuale dei topi diventa necessario come misura preventiva. L'uso di medicazioni traspiranti per coprire il dorso dopo l'induzione dell'ustione può impedire ai topi di graffiare la ferita e ridurre il rischio di infezione25. Tuttavia, è essenziale selezionare le medicazioni con giudizio e tagliarle alla dimensione corretta per consentire il normale movimento dei topi. Le medicazioni devono essere prontamente sostituite se cadono, con la raccomandazione di cambiarle almeno una volta ogni due giorni. L'uso prolungato di medicazioni può portare a un assorbimento inadeguato degli essudati della ferita.

Sebbene il modello murino abbia i suoi vantaggi specifici, non è ancora in grado di simulare completamente il processo di guarigione delle ferite nell'uomo. Gli esseri umani guariscono principalmente attraverso la riepitelizzazione e la granulazione. Al contrario, la pelle del topo presenta un pannicolo carnoso unico, un sottile strato di muscolo scheletrico che è presente solo nel platisma del collo negli esseri umani7, quindi la guarigione delle ferite avviene principalmente attraverso la contrazione della ferita. Inoltre, la pelle del topo può possedere un pool arricchito di cellule progenitrici, che facilita la rapida guarigione della pelle e la cheratinizzazione26,27. Questi fattori contribuiscono collettivamente a ridurre sostanzialmente i tempi di guarigione. Nei modelli animali, gli anelli anti-contrazione della ferita sono stati utilizzati per mitigare l'impatto della contrazione della ferita sul processo di guarigione e imitare la guarigione fisiologica delle ferite simile a quella umana che guarisce con il tessuto di granulazione e la riepitelizzazione 12,17,28.

La riuscita creazione del modello di lesione da ustione nel topo fornisce uno strumento prezioso per studiare la fisiopatologia delle lesioni termiche e valutare potenziali interventi terapeutici. I cambiamenti istologici osservati nel tessuto cutaneo ustionato si allineano con le caratteristiche della lesione termica, evidenziando l'affidabilità e la validità del modello nel ricapitolare le manifestazioni cliniche delle ustioni.

Nel complesso, il modello di ustione da ustione del topo offre una solida piattaforma per studiare i meccanismi molecolari alla base del danno tissutale indotto dall'ustione, dell'infiammazione e dei processi di guarigione delle ferite. Studi futuri che utilizzano questo modello possono contribuire allo sviluppo di nuovi approcci terapeutici volti a migliorare i risultati per i pazienti ustionati e a ridurre l'onere della morbilità e della mortalità correlate alle ustioni.

Dichiarazioni

Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato supportato dal Sichuan Science and Technology Program (23ZYZYTS0120), dalle sovvenzioni dell'Università del Sichuan del West China Hospital of Stomatology (RD-03-202011) e dal Sichuan Science and Technology Program (2022NSFSC0614). Le figure sono state create con BioRender. Com.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Puntale per pipetta da 1 mLKIRGEN,USAKG1333Utilizzato per localizzare i siti delle ferite da ustione
3 M Tegaderm film3M,USA1624WCN 6 cm x 7 cmPer la copertura della ferita dopo l'induzione dell'ustione
4% paraformaldeide (PFA)Biosharp,ChinaBL539AUtilizzato per fissare i campioni di pelle
BuprenorfinaSigma-Aldrich,USAPHR8955-50MGPer la gestione del dolore dei topi
C57BL/6 topiChengdu Dashuo azienda animale sperimentale, CinanessunoPer l'istituzione del modello di ustione
Crema depilatoriaVeet, Cina...Per la depilazione del dorso dei topi
Dispositivo di riscaldamento digitaleShenzhen Kapper Technology Company, CinaNo.936DPer l'induzione della combustione dei topi
Rasoio elettricoAUX, CinaAUX-A5Per la depilazione del dorso dei topi Carta
da filtro...—Utilizzato per dispiegare i campioni di pelle
Software GraphPad—Prisma GraphPad 9.5.0Per l'analisi dell'area della ferita da ustione
Guanti resistenti al calore...—Utilizzato per tenere la punta del dispositivo di riscaldamento digitale
Kit per colorante di ematossilina ed eosinaSolarbio, CinaG1120Per l'analisi istologica dei vetrini
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cassetta di tessutoCITOTEST LABWARE MANUFACTURING Co., LTD, Cina31050102WPer la disidratazione della paraffina tissutale e l'inclusione della paraffina
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Riferimenti

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