이 프로토콜은 유연한 구리 코일패치를 이용해 쥐에게 전층 원형 피부 상처를 만들고 치유를 촉진하는 방법을 시연합니다. 이 패치는 전자기장을 전달합니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
방법 논문
* These authors contributed equally
이 프로토콜은 유연한 구리 코일패치를 이용해 쥐에게 전층 원형 피부 상처를 만들고 치유를 촉진하는 방법을 시연합니다. 이 패치는 전자기장을 전달합니다.
만성 및 큰 피부 상처는 치유 지연과 높은 감염 위험으로 인해 상당한 임상적 도전을 제공합니다. 펄스 전자기장(PEMF) 치료는 비침습적 접근법으로 조직 수리를 촉진할 수 있습니다. 본 연구는 유연한 인쇄 구리 코일 패치를 맞춤형 PCB 컨트롤러에 연결하여 전층 등쪽 상처에 국소 PEMF 자극을 전달하는 재현 가능한 쥐 상처 모델 프로토콜을 설명합니다. 반대쪽 상처는 치료받지 않은 대조군 역할을 했습니다. 치유 진행 상황은 정기적인 사진 촬영과 상처 부위 측정을 통해 평가하였다. 프로토콜은 다양한 상태에서 생 체 내 PEMF 기반 치료를 평가하고 최적화하기 위한 실용적이고 유연한 시스템을 제공하며, 재생 의학의 국지적 적용과 매개변수 조정에 중점을 둡니다. 매개변수 선택은 0.25-1.3 mT, 10-40 Hz, 하루 30-90분을 측정한 직교 CCK-8 섬유아세포 증식 스크린을 기반으로 하였으며; 주효과 분석 결과 1.3 mT, 30 Hz, 60분/일 최적 수준이 확인되어 생체 내 검사에 채택되었습니다.
만성 피부 상처(예: 당뇨병성 궤양)는 점점 더 심각한 건강 문제로 이어지며, 종종 치유 장애, 감염, 절단으로 이어집니다1. 전통적인 치료는 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 들 수 있어, 조직 회복을 가속화할 수 있는 보조 요법에 대한 관심이 높아집니다2. 전자기장 치료는 비침습적이며 전임상 및 임상 환경에서 치유 촉진 효과를 입증한 방법 중 하나입니다 2,3,4,5. 극저주파(~1-100 Hz) 범위의 펄스 전자기장(PEMF)은 혈관 신생과 성장인자 방출 등 수리에 중요한 세포 과정을 자극할 수 있습니다.
예를 들어, PEMF 노출은 당뇨병 및 건강한 설치류에서 섬유아세포 성장 인자-2(FGF-2)를 상향 조절하고 혈관신생8을 증가시켜 상처 봉합을 유의미하게 가속화했습니다. 마찬가지로, 치유 장애 모델(예: 당뇨병 쥐)에서는 PEMF 치료가 치유율을 높이고 새로 형성된 조직의 인장 강도를 증가시키는 것으로 나타났습니다. 임상적으로 PEMF 치료는 만성 상처 환자에서 연구되어 왔습니다. 당뇨병성 족부 궤양 환자를 대상으로 한 무작위 임상시험에서는 PEMF 노출 시 미세순환 혈류가 증가하고 상처 봉합이 빨라지는 경향이 보고되었습니다10. 일반적으로 PEMF는 다른 상처 유형에서도 유익한 효과를 보여주었는데, 예를 들어 펄스 자기장으로 치료된 화상 상처에서 치유 개선이 관찰되었다11. 이 연구들은 전자기 자극이 상처 치료를 위한 보완 치료로서 잠재력을 강조합니다 8,9,10,11.
기존 유선 자극기와 비교할 때, 자기 작동은 경피적 커넥터가 필요 없고 하드웨어 관련 합병증 위험을 줄여줍니다. 무선 자기 시스템은 다른 맥락에서도 조직 특이적 자극을 달성했는데, 예를 들어 전도성 신경 유도 도관은 교류 자기장 하에서 유도 미세전류를 생성할 수 있으며, 전류 진폭은 자기장매개변수 12에 의해 간접적으로 결정됩니다. 자기 전략은 혈관 형성을 지원할 수도 있는데, 이는 피부 치유의 중요한 병목 현상으로, 정적 또는 동적 자기장이 단독으로 또는 자기 반응성 생체재료와 결합되어 내피 행동과 혈관 생성 신호를 조절하는 것으로 입증되었기 때문입니다13. 이러한 선례들은 착용형 접근법 개발에 동기를 부여했는데, 이는 상처 베드에 PEMF를 집중시키면서 비침습성과 외부 프로그래밍 가능성을 유지하는 맞춤형 분리형 코일 패치입니다12,13. 다음 프로토콜에서는 쥐 전층 상처 모델에서 이 PEMF 치료를 적용하는 단계, 장치 적용, 자극 요법, 결과 평가를 자세히 설명합니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
모든 동물 시술은 강남대학교(JN) 기관동물 관리 및 이용 위원회(IACUC)의 승인을 받았습니다. 번호 2025-0630S0360-915[408]). 우리는 수컷 SD 쥐(6-8주, 약 200-250g)를 사용해 프로토콜을 시행했습니다. 실험 이전에는 쥐를 개별적으로 방양하여 자유롭게 음식과 물을 공급했으며, 12시간의 밝고 어두운 주기로 실험실 동물 관리 및 사용 가이드에 따라 유지되었습니다.
1. 전층 절제 상처의 생성
2. PEMF 장치의 적용
3. 상처 모니터링 및 데이터 수집
4. 데이터 분석 및 해석
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 전층 쥐 상처 모델에서 유연한 코일 패치를 통한 일일 PEMF 치료는 대조군에 비해 상처 봉합 속도가 유의미하게 빨라졌습니다. 효과를 엄밀히 평가하기 위해, 쥐들은 프로토콜 섹션에서 제시한 실험 설계에 따라 세 그룹으로 배정되었습니다: 피험자 내 대조군(각 쥐는 PEMF 치료 상처 1개와 반대쪽 치료받지 않은 상처 1개, 분석을 위해 데이터를 통합), 가짜 대조군(PATCH: 전원이 없는 코일로 덮인 상처), 그리고 치료되지 않은 대조군(CTRL: 표준 상처 치료만 가능합니다). 그림 1, 그림 2, 그림 3 은 14일간의 상처 치유 진행 과정을 이들 그룹에 걸쳐 보여줍니다. 0일 시점에 쌍 상처 크기가 두 그룹 모두 동일하여 초기 상태가 일관됨을 확인하였다. 3일째 시점에 대조군과 PEMF 그룹 모두 상...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
중요한 단계로는 대칭적인 전층 상처를 만들고, 코일 패치가 틈 없이 멸균 장벽 위에 평평하게 놓이도록 하며, 일일 노출을 일정하게 유지하는 것이 포함됩니다; 편차는 필드 전달을 줄이고 치유 결과의 변동성을 증가시킬 수 있습니다.
이 연구는 연구 결과를 해석하고 번역 잠재력을 평가할 때 고려해야 할 몇 가지 한계가 있습니다. 첫째, 이 프로토콜은 급성 절제 상처를 가진 건강한 수컷 SD 쥐(6-8주, 200-250g)에서 입증되었으므로, 당뇨병, 허혈, 감염, 노화, 면역억제 등 임상적으로 손상된 치유 환경을 완전히 포착하지 못했습니다. 또한, 단일 PEMF 매개변수 세트(1.3 mT, 30 Hz, 60분/일)만 생 체 내에서 평가되었으며, 이 요법은 시험관 내 섬유아세포 증식 스크리닝을 기반으로 선택되었습니다; 최적의 투여량은 종, 상처 유형과 깊이, 드레싱 또는 장벽 두께, 그리고 표적...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자들은 이 연구에 사용된 제품이나 기기에 대해 이해 상충이나 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다. 설명된 맞춤형 PEMF 장치는 연구 목적으로 작성되었으며 상업적 관련이 없습니다.
통찰력 있는 토론을 해주신 장 박사님과 동물 관리 및 조직학 분야에서 도움을 준 푸 박사님께 감사드립니다. 이 연구는 (2022YFC3006200) 중국 국가 핵심 연구개발 프로그램의 지원을 받았습니다. 저자들은 또한 생 체 내 실험 동안 지원을 해준 강난대학교 우시 의과대학 동물 시설 직원들께도 감사를 표합니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 96웰 세포 배양 플레이트 | 바이디 | H908002 | CCK-8 분석에 대해 |
| ADHDESION 현미경 슬라이드 | 그리고 nbsp; 치토테스토 | P/N.80312-3161 | 장비는... H& E/Masson 염색 |
| 진통제(리도카인 하이드로클로라이드 주사) | 후아무 | 70011657 | 오피오이드 진통제, 4 mg/kg (통증 조절용) |
| 마취기 | RWD 라이프 사이언스 (선전, CN) | R520-ISO | 산소 공급이 가능한 이소플루란 증기 |
| 자동 면역조직화학 염색기 | 라이카 | 21.2201 | 그리고 nbsp; 자동 면역조직화학 염색 |
| 생검 펀치 (20mm) | 인테그라 밀텍스 | #33-37 | 원형 피부 펀치, 직경 2cm |
| 카메라, 디지털 | 화웨이 메이트 70 프로 | 해당 없음 | ≥ 상처 영상 촬영을 위한 12 MP |
| CD31 항체 | 앱캠 | ab182981 | IHC의 내피 마커 (그림 4B) |
| CD34 항체 | 앱캠 | AB81289 | IHC의 내피 마커 (그림 4B) |
| 세포 계수 키트-8 (CCK-8) | 바이오샤프 | BS350B | 시험관 내 PEMF 매개변수 스크리닝(OD450)에 사용됨 |
| 세포 배양 접시 (10cm) | 바이디 | H802004 | 섬유아세포 배양을 위한 10 cm (100 mm) 조직 배양 접시; |
| 세포 배양 배지 (예: DMEM + FBS) | 바이디 | L100-500 | CCK-8 스크린에서 섬유아세포 배양을 위한 검사 |
| CO2 인큐베이터 | 열학 | BB150-2TCS-L | 섬유아세포 배양을 위해 |
| 코일, 유연한 구리 | 맞춤 제작(사내 제작) | 해당 없음 | 나선형 인쇄 코일 (직경 5cm, 폴리이미드) |
| 제어판 (PEMF 발전기) | 맞춤 제작(자체 설계) | 해당 없음 | 커스텀 PCB, 코일을 30Hz, ~1.3 mT 구동 |
| 전기 헤어 클리퍼 | Wahl 또는 Oster (반려동물 미용) | 모델 9160 | 동물 털 면도용 미용 이발기 |
| 엘리자베스 시대 목걸이 (설치류) | 뮤케바이오 | MK-EC-01 | 상처 간섭 방지 |
| 임베딩 스테이션 | 에프레디아 히스토스타 | A81000002 | 조직학 처리 (시행 시) |
| 그리고 nbsp; 마스크 | 베뎅 | V531596 | 마취 유지 |
| 섬유아세포 (세포주 L929) | 프로셀 | CL-0137 | CCK-8 증식 선별에 사용되는 세포 |
| 유한 요소 시뮬레이션 소프트웨어(예: COMSOL Multiphysics) | 컴솔 | CM010004 | 자기장 시뮬레이션 (그림 5B-C) |
| 유연한 알루미늄 스트립 스플린트 | 디아고 | 1592 | 코일 변위 방지를 위한 지지 |
| 겸자 | 마제스틱 | 01625 | 수술 중 피부와 드레싱을 다루기 위해 |
| 헤마톡실린 & 이오신 (H& E) 자동 염색 및 밀봉 유니 | DRS-프리즈마-P+필름 | 61770249 | 일상적인 조직학 염색을 위한 소모품 |
| 이미지 분석 소프트웨어 | 국립보건원(NIH) | 버전 1.54 | 상처 면적 측정(예: ImageJ) |
| 이미지 분석 소프트웨어 | 국립보건원(NIH) | 버전 1.54 | 상처 면적 측정(예: ImageJ) |
| 유도실 | RWD 라이프 사이언스 (선전, CN) | 802-00132-00 | 이소플루란 마취 유도 |
| 적외선 열화상 카메라 | 히크마이크로 | H11 | 코일 표면 온도 모니터링 (그림 5A) |
| 요오드 포비돈 소독제 10% | 하이노트 | 해당 없음 | 피부 소독제(요오도포르) |
| 이소플루란 | RWD 라이프 사이언스 (선전, CN) | 20037015 | 흡입 마취제(USP 등급) |
| 리도카인 주사 10% | 산마 | 해당 없음 | 수술 후 진통을 위해 |
| 매송의 트리크롬 스테인 키트 | 바소 | C250202 | 콜라겐/ECM 시각화용 소모품 |
| 의료용 피부 마커 및 자 | 톤다우스 | 해당 없음 | 상처 사진에 비늘을 포함하세요 |
| 마이크로플레이트 리더 | 열학 | A51119500C | CCK-8 분석법에서 OD450 측정을 위한 |
| 미세토름 | 에프레디아 HM 340E | 23900670 | 조직학/IHC를 위한 절절 절단 (시행 시) |
| 폴리포름알데히드 조직 고정제 | 공유-소개 | SB-C009 | 동물 조직 표본의 고정 |
| 쥐 사육 우리 | 펑차오 | CP-JM | 개별 사육용 표준 쥐 사육 케이지입니다. |
| 랫츠, 스프래그 도울리 (남성, 6– 8주) | 위경위 쑤저우 | SCXK2024-0004 | 200– 250g; 개별 거주; IACUC 승인 사용 |
| 메스 | 진환 | 35W0602 | 절제 상처 생성을 위한 목적 |
| 반투과성 필름 드레싱 | ZD | Q20189 | 대체 상처 차단 방법 |
| 통계 분석 소프트웨어(예: GraphPad Prism 또는 R) | 소프트웨어 마케이브 | 10.6.9(890) | 양측 ANOVA 및 사후 다중 비교 |
| 멸균 거즈 | ZD | 3141626 | 상처 드레싱/보호 장벽 |
| 멸균 수술용 커튼 | ZD | V271617 | 피부 준비 후 수술 부위를 드레이핑하기 |
| 외과용 가위 | 마제스틱 | 01627 | 절제 상처 생성을 위한 목적 |
| 주사기와 바늘 | 미난크 | 20193141643 | 피하 진통 투여를 위해 |
| 전체 슬라이드 스캐너 | 3 DHISTECH | 해당 없음 | 디지털 슬라이드 스캔 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.