Name: 생물막 감염 및 보이지 않는 상처의 돼지 모델 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-06-16T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 16 s
Description: 학습하세요 돼지 모델을 이용한 생물막 감염 만성 상처 연구 방법을. 임상 분리 병원체 접종과 피부 장벽 기능 측정으로 치유 과정을 평가하여 생물막 역학과 숙주-미생물 상호작용을 규명합니다.

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인디애나 대학교의 실험실 동물 자원 센터(LARC)의 지원과 연구 기간 동안 동물을 수의사로 돌봐 주신 데 대해 감사드립니다. 이 연구는 미국 국립보건원(National Institutes of Health)의 보조금 NR015676, NR013898 및 DK125835와 국방부 보조금 W81XWH-11-2-0142의 지원을 받았습니다. 또한 이 연구는 GM077185, GM069589, DK076566, AI097511 및 NS42617와 같은 미국 국립보건원(National Institutes of Health) 상의 혜택을 받았습니다.

생물막에 감염된 화상 상처 연구를 위한 장기 돼지 모델 개발

<ol><li>Goodwine, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pyruvate-depleting+conditions+induce+biofilm+dispersion+and+enhance+the+efficacy+of+antibiotics+in+killing+biofilms+in+vitro+and+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Pyruvate-depleting conditions induce biofilm dispersion and enhance the efficacy of antibiotics in killing biofilms in vitro and in vivo.</a> Scientific Reports. 9 (1), 3763(2019).</li>
<li>Sen, C. K., Roy, S., Mathew-Steiner, S. S., Gordillo, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilm+management+in+wound+care%5BTitle%5D)+AND+%22Plastic+and+Reconstructive+Surgery%22%5BJournal%5D)">Biofilm management in wound care.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 148 (2), 275-288 (2021).</li>
<li>Church, D., Elsayed, S., Reid, O., Winston, B., Lindsay, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Burn+wound+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Microbiology+Reviews%22%5BJournal%5D)">Burn wound infections.</a> Clinical Microbiology Reviews. 19 (2), 403-434 (2006).</li>
<li>Nguyen, T. T., Gilpin, D. A., Meyer, N. A., Herndon, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+treatment+of+severely+burned+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Current treatment of severely burned patients.</a> Annals of Surgery. 223 (1), 14-25 (1996).</li>
<li>Eriksson, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+wounds%3A+Treatment+consensus%5BTitle%5D)+AND+%22Wound+Repair+and+Regeneration%22%5BJournal%5D)">Chronic wounds: Treatment consensus.</a> Wound Repair and Regeneration. 30 (2), 156-171 (2022).</li>
<li>Lebeaux, D., Chauhan, A., Rendueles, O., Beloin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+in+vitro+to+in+vivo+models+of+bacterial+biofilm-related+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens%22%5BJournal%5D)">From in vitro to in vivo models of bacterial biofilm-related infections.</a> Pathogens. 2 (2), 288-356 (2013).</li>
<li>Ganesh, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+wound+biofilm+model%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Wound+Care%22%5BJournal%5D)">Chronic wound biofilm model.</a> Advances in Wound Care. 4 (7), 382-388 (2015).</li>
<li>Bjarnsholt, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+in+vivo+biofilm%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">The in vivo biofilm.</a> Trends in Microbiology. 21 (9), 466-474 (2013).</li>
<li>Stewart, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biophysics+of+biofilm+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens+and+Disease%22%5BJournal%5D)">Biophysics of biofilm infection.</a> Pathogens and Disease. 70 (3), 212-218 (2014).</li>
<li>Jensen, L. K., Johansen, A. S. B., Jensen, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porcine+models+of+biofilm+infections+with+focus+on+pathomorphology%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Porcine models of biofilm infections with focus on pathomorphology.</a> Frontiers in Microbiology. 8, 1961(2017).</li>
<li>Mah, T. F., O'Toole, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+biofilm+resistance+to+antimicrobial+agents%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of biofilm resistance to antimicrobial agents.</a> Trends in Microbiology. 9 (1), 34-39 (2001).</li>
<li>Gonzalez, J. F., Hahn, M. M., Gunn, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+biofilm-based+infections%3A+Skewing+of+the+immune+response%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens+and+Disease%22%5BJournal%5D)">Chronic biofilm-based infections: Skewing of the immune response.</a> Pathogens and Disease. 76 (3), 023(2018).</li>
<li>Roy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mixed-species+biofilm+compromises+wound+healing+by+disrupting+epidermal+barrier+function%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Pathology%22%5BJournal%5D)">Mixed-species biofilm compromises wound healing by disrupting epidermal barrier function.</a> Journal of Pathology. 233 (4), 331-343 (2014).</li>
<li>Sen, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+wound+and+its+burden%3A+Updated+2020%5BTitle%5D)+AND+%22Compendium+of+Estimates.+Advances+in+Wound+Care%22%5BJournal%5D)">Human wound and its burden: Updated 2020.</a> Compendium of Estimates. Advances in Wound Care. 10 (5), 281-292 (2021).</li>
<li>Barki, K. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electric+field+based+dressing+disrupts+mixed-species+bacterial+biofilm+infection+and+restores+functional+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Electric field based dressing disrupts mixed-species bacterial biofilm infection and restores functional wound healing.</a> Annals of Surgery. 269 (4), 756-766 (2019).</li>
<li>Dusane, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroceutical+treatment+of+Pseudomonas+aeruginosa+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Electroceutical treatment of Pseudomonas aeruginosa biofilms.</a> Scientific Reports. 9 (1), 2008(2019).</li>
<li>Roy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Staphylococcus+aureus+biofilm+infection+compromises+wound+healing+by+causing+deficiencies+in+granulation+tissue+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Staphylococcus aureus biofilm infection compromises wound healing by causing deficiencies in granulation tissue collagen.</a> Annals of Surgery. 271 (6), 1174-1185 (2020).</li>
<li>Ghanbari, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inoculation+density+and+nutrient+level+determine+the+formation+of+mushroom-shaped+structures+in+Pseudomonas+aeruginosa+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Inoculation density and nutrient level determine the formation of mushroom-shaped structures in Pseudomonas aeruginosa biofilms.</a> Scientific Reports. 6, 32097(2016).</li>
<li>Yin, R., Cheng, J., Wang, J., Li, P., Lin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+Pseudomonas+aeruginosa+infectious+biofilms%3A+Challenges+and+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Treatment of Pseudomonas aeruginosa infectious biofilms: Challenges and strategies.</a> Frontiers in Microbiology. 13, 955286(2022).</li>
<li>Norbury, W., Herndon, D. N., Tanksley, J., Jeschke, M. G., Finnerty, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infection+in+burns%5BTitle%5D)+AND+%22Surgical+Infections%22%5BJournal%5D)">Infection in burns.</a> Surgical Infections. 17 (2), 250-255 (2016).</li>
<li>Nitz, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+detection+of+drug-resistance+genes+of+bla%28OXA-23%29-bla%28OXA-51%29+and+mcr-1+in+clinical+isolates+of+Pseudomonas+aeruginosa%5BTitle%5D)+AND+%22Microorganisms%22%5BJournal%5D)">Molecular detection of drug-resistance genes of bla(OXA-23)-bla(OXA-51) and mcr-1 in clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa.</a> Microorganisms. 9 (4), 786(2021).</li>
<li>Davis, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscopic+and+physiologic+evidence+for+biofilm-associated+wound+colonization+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Wound+Repair+and+Regeneration%22%5BJournal%5D)">Microscopic and physiologic evidence for biofilm-associated wound colonization in vivo.</a> Wound Repair and Regeneration. 16 (1), 23-29 (2008).</li>
<li>Breuing, K., Kaplan, S., Liu, P., Onderdonk, A. B., Eriksson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wound+fluid+bacterial+levels+exceed+tissue+bacterial+counts+in+controlled+porcine+partial-thickness+burn+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Plastic+and+Reconstructive+Surgery%22%5BJournal%5D)">Wound fluid bacterial levels exceed tissue bacterial counts in controlled porcine partial-thickness burn infections.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 111 (2), 781-788 (2003).</li>
<li>Nusbaum, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effective+method+to+remove+wound+bacteria%3A+Comparison+of+various+debridement+modalities+in+an+in+vivo+porcine+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Surgical+Research%22%5BJournal%5D)">Effective method to remove wound bacteria: Comparison of various debridement modalities in an in vivo porcine model.</a> Journal of Surgical Research. 176 (2), 701-707 (2012).</li>
<li>Hirsch, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+susceptibility+to+infections+in+a+diabetic+wound+healing+model%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Surgery%22%5BJournal%5D)">Enhanced susceptibility to infections in a diabetic wound healing model.</a> BMC Surgery. 8, 5(2008).</li>
<li>Roche, E. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increasing+the+presence+of+biofilm+and+healing+delay+in+a+porcine+model+of+MRSA-infected+wounds%5BTitle%5D)+AND+%22Wound+Repair+and+Regeneration%22%5BJournal%5D)">Increasing the presence of biofilm and healing delay in a porcine model of MRSA-infected wounds.</a> Wound Repair and Regeneration. 20 (4), 537-543 (2012).</li>
<li>Hartoch, R. S., McManus, J. G., Knapp, S., Buettner, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emergency+management+of+chronic+wounds%5BTitle%5D)+AND+%22Emergency+Medical+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Emergency management of chronic wounds.</a> Emergency Medical Clinics of North America. 25 (1), 203-221 (2007).</li>
<li>Mustoe, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+chronic+wounds%3A+a+unifying+hypothesis+on+their+pathogenesis+and+implications+for+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Understanding chronic wounds: a unifying hypothesis on their pathogenesis and implications for therapy.</a> American Journal of Surgery. 187 (5), 65-70 (2004).</li>
<li>Bhattacharya, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Staphylococcus+aureus+biofilms+release+leukocidins+to+elicit+extracellular+trap+formation+and+evade+neutrophil-mediated+killing%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Staphylococcus aureus biofilms release leukocidins to elicit extracellular trap formation and evade neutrophil-mediated killing.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (28), 7416-7421 (2018).</li>
<li>Chum, H., Pacharinsak, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endotracheal+intubation+in+swine%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Animal%22%5BJournal%5D)">Endotracheal intubation in swine.</a> Lab Animal. 41 (11), 309-311 (2012).</li>
<li>Sinha, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa+theft+biofilm+require+host+lipids+of+cutaneous+wound%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa theft biofilm require host lipids of cutaneous wound.</a> Annals of Surgery. 277 (3), e634-e647 (2023).</li>
<li>Fan, G. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Severe+burn+injury+in+a+swine+model+for+clinical+dressing+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Severe burn injury in a swine model for clinical dressing assessment.</a> Journal of Visualized Experiments. (141), e57942(2018).</li>
<li>Sullivan, T. P., Eaglstein, W. H., Davis, S. C., Mertz, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pig+as+a+model+for+human+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Wound+Repair+and+Regeneration%22%5BJournal%5D)">The pig as a model for human wound healing.</a> Wound Repair and Regeneration. 9 (2), 66-76 (2001).</li>
<li>Meyer, W., Schwarz, R., Neurand, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+skin+of+domestic+mammals+as+a+model+for+the+human+skin%2C+with+special+reference+to+the+domestic+pig%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Problems+in+Dermatology%22%5BJournal%5D)">The skin of domestic mammals as a model for the human skin, with special reference to the domestic pig.</a> Current Problems in Dermatology. 7, 39-52 (1978).</li>
<li>Vardaxis, N. J., Brans, T. A., Boon, M. E., Kreis, R. W., Marres, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Confocal+laser+scanning+microscopy+of+porcine+skin%3A+implications+for+human+wound+healing+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Anatomy%22%5BJournal%5D)">Confocal laser scanning microscopy of porcine skin: implications for human wound healing studies.</a> Journal of Anatomy. 190, 601-611 (1997).</li>
<li>Heinrich, W., Lange, P. M., Stirtz, T., Iancu, C., Heidemann, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+and+characterization+of+the+large+cyanogen+bromide+peptides+from+the+alpha1-+and+alpha2-chains+of+pig+skin+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Letters%22%5BJournal%5D)">Isolation and characterization of the large cyanogen bromide peptides from the alpha1- and alpha2-chains of pig skin collagen.</a> FEBS Letters. 16 (1), 63-67 (1971).</li>
<li>Marcarian, H. Q., Calhoun, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscopic+anatomy+of+the+integument+of+adult+swine%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Veterinary+Research%22%5BJournal%5D)">Microscopic anatomy of the integument of adult swine.</a> American Journal of Veterinary Research. 27 (118), 765-772 (1966).</li>
<li>Sullivan, T. P., Eaglstein, W. H., Davis, S. C., Mertz, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pig+as+a+model+for+human+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Wound+Repair+and+Regeneration%22%5BJournal%5D)">The pig as a model for human wound healing.</a> Wound Repair and Regeneration. 9 (2), 66-76 (2001).</li>
<li>Dawson, H. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+annotation+of+the+porcine+immunome%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Genomics%22%5BJournal%5D)">Structural and functional annotation of the porcine immunome.</a> BMC Genomics. 14, 332(2013).</li>
<li>Kim, J. Y., Dunham, D. M., Supp, D. M., Sen, C. K., Powell, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+burn+device+for+rapid%2C+reproducible+burn+wound+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Burns%22%5BJournal%5D)">Novel burn device for rapid, reproducible burn wound generation.</a> Burns. 42 (2), 384-391 (2016).</li>
<li>Nielson, C. B., Duethman, N. C., Howard, J. M., Moncure, M., Wood, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Burns%3A+Pathophysiology+of+systemic+complications+and+current+management%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Burn+Care+and+Research%22%5BJournal%5D)">Burns: Pathophysiology of systemic complications and current management.</a> Journal of Burn Care and Research. 38 (1), e469-e481 (2017).</li>
<li>Rowan, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Burn+wound+healing+and+treatment%3A+Review+and+advancements%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Care%22%5BJournal%5D)">Burn wound healing and treatment: Review and advancements.</a> Critical Care. 19 (1), 243(2015).</li>
</ol>

저자는 상충되는 이해관계가 없음을 선언합니다.

이 보고서는 실험 연구를 위해 만성 상처 생물막 감염의 돼지 모델을 설정하기 위한 자세한 프로토콜을 제공합니다. 몇몇 돼지 biofilm 모형은 22,23,24,25,26 이전에 보고되었습니다, 그러나 그(것)들의 아무도는 8 주 장기 학문을 포함하는 돼지 모형이 아닙니다. 만성 상처는 4주 이상 열려 있는 상처이다 14,27,28. 문헌에 보고된 다른 만성 상처 생물막 모델은 없습니다. 이 연구는 기능적 상처 봉합 2,7,13,15,17,29의 개념을 다룹니다. 2014년에 수행된 한 연구는 생물막에 감염된 상처가 장벽 기능을 회복하지 않고도 봉합될 수 있다고 최초로 보고했다7. 이 연구에서는 경피 수분 손실(TEWL)을 사용하여 치유되는 상처의 피부 장벽 기능 측정이 보고됩니다.
해부학적으로나 생리학적으로 돼지 피부는 다른 작은 동물의 피부와 비교했을 때 인간의 피부와 더 가깝다(32,33,34). 돼지와 인간의 피부는 모두 두꺼운 표피(33)를 가지고 있으며, 진피-표피 두께 비율은 돼지에서 10:1 내지13:1로 인간(34,35)과 비슷하다. 조직학적으로나 생체역학적으로 인간과 돼지의 피부는 망피융지, 피하지방, 진피 콜라겐, 모발 분포, 부속기 구조, 혈관 크기 및 분포에서 유사성을 보인다36,37,38. 기능적으로 돼지와 인간은 표피층의 지질, 단백질 및 케라틴 성분의 구성과 유사한 면역조직학적 패턴에서 유사성을 공유합니다37,38. 돼지의 면역 체계는 다른 작은 동물의 면역 체계와 비교했을 때 인간의 면역 체계와 더 높은 유사성을 공유하는데, 이는 돼지가 상처 감염에서 병리학적 생물막의 복잡성에 필수적인 숙주 상호 작용에 대한 연구에 적합한 모델이라는 것을 의미한다39. 다양한 동물 모델이 제공하는 장단점에 대한 비판적 평가는 돼지가 상처 치유를 연구하는 데 효율적인 모델이라는 합의로 이어졌습니다34,38. 또한, 사육 돼지는 인간에서 관찰되는 만성 세균 감염을 자발적으로 발생시킨다10. 상처를 생성하는데 사용되는 화상 장치는 표적 피부 부위(22,40)로부터 판독된 온도에 기초하여 열 에너지를 전달하는 진보되고 자동화된 화상 장치이다. 이러한 접근 방식은 화상 부상의 엄격함과 재현성을 향상시킵니다. 돼지 상처를 감염시키기 위해 박테리아의 인간 임상 분리체를 사용하는 것은 전임상 모델로서 가치를 더합니다.
화상 부상은 복잡하며 여러 가지 전신 교란을 일으킨다20,41. 따라서 적절한 수분으로 돼지를 소생시키고 마취 및 회복 중 저체온증을 예방하는 것이 중요합니다. 화상 후 영양, 체액 및 통증을 포함한 여러 요인이 상처 치유를 방해할 수 있다42. 따라서 영양 및 통증 평가에 대한 면밀한 모니터링이 중요합니다. 화상 후 통증은 심할 수 있으며 동물의 행동과 식단에 영향을 미칠 수 있습니다. 행동 문제를 해결하기 위한 개입을 적극적으로 고려해야 합니다. 정기적이고 지속적인 통증 점수 및 관리가 필수적입니다. 매우 상세한 통증 관리 계획이 포함된 철저한 통증 평가 시트가 이 프로토콜에 포함되어 있습니다. 상처 사이의 교차 오염을 방지하려면 각 상처에 드레싱의 첫 번째 층을 별도로 적용하는 데 특별한 주의를 기울여야 합니다. 모든 생물학적 위험 물질을 취급하고 장비, 도구 및 전체 수술실을 철저히 소독할 때 세심한 주의를 기울여야 합니다. 드레싱을 여러 겹 바르면 돼지가 가려운 등을 문지르거나 긁으려고 노력하는 동안 상처가 노출되는 것을 방지할 수 있습니다.
현재 모델의 돼지는 근본적인 대사 장애(예: 당뇨병)에 의해 손상되지 않았으므로 연구 중인 효과는 순전히 상처 치유에 대한 박테리아 생물막 감염의 영향이었습니다. 그러나 이 모델은 당뇨병 유도(예: 스트렙토조토신 사용)에 적합하며 근본적인 대사 장애와 관련하여 생물막 감염을 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 이 모델의 또 다른 한계는 박테리아인 녹농균(P. aeruginosa)을 이용한 감염 설정을 조절하는 것입니다. 돼지의 정상적인 피부 미생물총도 상처에서 자랄 수 있으며 치유에 영향을 미칠 수 있습니다. 상처의 미생물 함량을 설명하기 위해 NGS 또는 기타 고급 기술을 사용한 추가 분석이 필요합니다. 현재 모델은 서로 다른 미생물 종(예: 곰팡이, 바이러스 등)과의 혼합 감염에도 적용될 수 있습니다. 이는 임상적으로 관련된 상처가 혼합 미생물에 의해 채워질 가능성이 높기 때문에 상처 치유에 차별적으로 영향을 미칠 수 있기 때문에 중요한 요소입니다.
이 모델에는 인간 만성 상처의 복잡성 및 장기 후유증과의 유사성, 자동화되고 재현 가능한 화상 과정, 임상적으로 분리된 박테리아 종의 사용 등 많은 잠재적인 이점이 있습니다. 여러 비침습적 이미징 방식을 사용하는 것은 상처를 특성화하는 유용한 생리학적 데이터를 수집하기 위한 강력한 접근 방식입니다. 마지막으로, TEWL을 기반으로 한 피부 장벽 기능 회복을 통한 기능적 상처 치유 평가가 중요합니다. 결론적으로, 돼지 모델 시스템을 사용하여 생물막에 감염된 중증 화상 부상을 개발하기 위한 강력하고 간단하며 상세하고 사용하기 쉬운 프로토콜이 이 연구에서 보여집니다.

생물막 감염은 화상과 만성 상처를 복잡하게 만들고 만성 1,2,3,4,5를 유발한다. 미생물학에서 생물막 메커니즘은 주로 미생물 1,6에 중점을 두고 연구됩니다. 이 학문에서 배운 교훈은 생물 과학 견지에서 가장 중요하 그러나 임상으로 관련된 병원성 biofilms 6,7,8에 반드시 적용 가능하지 않을지도 모른다. 임상적으로 관련된 생물막 구조 응집체에는 미생물 및 숙주 인자 8,9,10이 포함되어야 합니다. 이러한 미세환경은 숙주-미생물 반복적 상호작용을 포함할 수 있으며, 이는 임상적으로 관련된 생물막 개발에 매우 중요합니다 7,8. 이러한 과정에서 면역 세포와 혈액 매개 인자의 참여가 중요합니다11,12. 만성 상처에서 볼 수 있듯이 임상 병원성 생물막의 기초가 되는 숙주-미생물 상호 작용은 오랜 기간에 걸쳐 발생합니다. 따라서, 생물막 감염의 번역으로 관련된 모델을 개발하는 것을 목표로 하는 모든 실험적 접근은 이러한 요인을 설명해야 합니다. 그래서 우리는 임상적으로 재현 가능한 돼지 만성 생물막 감염 모델을 개발하고자 했습니다.
인간 연구는 치유 결과를 연구하는 가장 좋은 방법임이 분명하지만, 근본적인 메커니즘과 새로운 기계론적 패러다임을 다루는 데 가장 적합하지 않은 경우가 많습니다. 윤리적 문제로 인해 서로 다른 시점에서 만성 상처에서 여러 생검을 수집해야 하는 연구 설계의 사용이 제한됩니다. 그러므로, 생물막 운명 7,13의 철저한 검사를 위한 침습적인 연구를 가능하게 하기 위하여 잘 확립되고 재현 가능한 동물 모형을 갖는 것이 중요하다. 동물 모델의 선택은 과학적/중개적 관련성 및 물류를 포함한 여러 요인에 따라 달라집니다. 돼지 시스템은 인간의 피부 상처를 연구하는 데 가장 중개학적으로 가치 있는 실험 모델로 널리 알려져 있다7. 따라서, 이 연구는 생물막에 감염된 전층 화상 손상의 확립된 돼지 모델을 보고한다. 이 연구는 문헌 2,7,13,14,15,16,17에 보고된 여러 원본 출판물을 기반으로 합니다. 이 연구에서는 상처를 감염시키기 위해 다제내성 녹농균(PA01)의 임상 분리를 선택했습니다. 녹농균(P. aeruginosa)은 상처 감염의 흔한 원인이다 2,18,19,20. 일부 항생제11,19,21에 대한 내성으로 인해 치료하기 어려울 수 있는 그람 음성 박테리아입니다. 지금까지 보고된 돼지 생물막 모형의 아무도는 8 주 장기 학문 22,23,24,25,26를 포함했다. 만성 상처는 4주 이상 열려 있는 상처이다 14,27,28. 문헌에 보고된 다른 만성 상처 생물막 모델은 없습니다. 이 연구는 기능적 상처 봉합 2,7,13,15,17,29의 개념을 다룹니다.

<table><tbody><tr><td>진정제</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Zoetis</td><td>10004027</td><td>100mg/ml</td></tr><tr><td>Telazol</td><td>Zoetis</td><td>106-111</td><td>100mg/ml</td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Pivetal</td><td>04606-6750-02</td><td>100mg/ml Anased</td></tr><tr><td>3ml 주사기 w/ 20g 바늘</td><td>Covidien-Monoject</td><td>8881513033</td><td></td></tr><tr><td>날개 달린 주입 세트 21g</td><td>Jorgensen Labs</td><td>J0454B</td><td></td></tr><tr><td>마취</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Pivetal</td><td>21295097</td><td></td></tr><tr><td>수술</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>이발기</td><td>Wahl</td><td>8787-450A</td><td></td></tr><tr><td>Nair</td><td>Church 및 Dwight Co. Inc</td><td>70506572</td><td></td></tr><tr><td>클로르헥시딘 솔루션</td><td>First Priority Inc.</td><td></td><td></td>179925722</tr><tr><td>70% 이소프로필 알코올</td><td>Uline</td><td>S-17474</td><td></td></tr><tr><td>0.9% 식염수 ICU</td><td>의료</td><td>용&nbsp; RL-7282</td><td></td></tr><tr><td>부직포 거즈</td><td>Pivetal 21295051</td><td></td><td></td></tr><tr><td>종이 테이프</td><td>McKesson</td><td>455531</td><td></td></tr><tr><td>2" 탄성 테이프</td><td>Pivetal</td><td>21300869</td><td></td></tr><tr><td>18-22g 정맥 혈관</td> 주사 <td>SurVet</td><td>(01)14806017512306</td><td></td></tr><tr><td>중성화 훅</td><td>Jorgensen Labs</td><td>J0112A</td><td></td></tr><tr><td>멸균 윤활유</td><td>McKesson</td><td>16-8942</td><td></td></tr><tr><td>후두경</td><td>Jorgensen Labs</td><td>J0449S</td><td></td></tr><tr><td>롤 거즈</td><td>Pivetal</td><td>21295032</td><td></td></tr><tr><td>기관내관(7-9mm)</td><td>Covidien</td><td>86112</td><td>Shiley Hi-Lo 구강 비강 기관 튜브 커프드</td></tr><tr><td>15gtt/ml IV 투여 세트</td><td>ICU Medical</td><td>12672-28</td><td></td></tr><tr><td>LRS 1000ml 백</td><td>ICU Medical</td><td>07953-09</td><td></td></tr><tr><td>쓰리 쿼터 드레이프 시트</td><td>McKesson</td><td>16-i80-12110G</td><td></td></tr><tr><td>진통</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>부프레노르핀</td><td>RX 제네릭</td><td>42023-0179-05</td><td>0.3mg/ml</td></tr><tr><td>펜타닐 경피</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Carprofen</td><td>21294548</td><td>Pivetal</td><td>50mg/ml Levafen</td></tr><tr><td> 붕대</강력></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>투명 필름 드레싱 26x30</td><td>Genadyne Biotechnologies</td><td>A4-S00F5</td><td></td></tr><tr><td>필름 드레싱 4 x 4-3/4 프레임 스타일</td><td>McKesson</td><td>886408</td><td></td></tr><tr><td>Vetrap</td><td>3M</td><td>1410BK BULK</td><td></td></tr><tr><td>탄성 테이프 4"</td><td>Pivetal</td><td>21300931</td><td></td></tr><tr><td>Kerlix 롤 거즈</td><td>Cardinal Health</td><td>3324</td><td></td></tr><tr><td>이미징</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Canon EOS 80D</td><td>Canon</td><td>1263C004</td><td></td></tr><tr><td>Speedlight 600EX II-RT</td><td>Canon</td><td>1177C002</td><td></td></tr><tr><td>EFS 17-55mm 초음파</td><td>Canon</td><td>1242B002</td><td></td></tr><tr><td>GE Logiq E9</td><td>GE</td><td>5197104-2</td><td></td></tr><tr><td>ML6-15 프로브</td><td>GE</td><td>5199103</td><td></td></tr><tr><td>PeriCamPSI</td><td>Perimed</td><td>90-00070</td><td></td></tr><tr><td>DermaLab</td><td>Cortex Technologies Inc</td><td>4608D78</td><td></td></tr><tr><td>Biopsy/Tissue Collection</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>6mm punch biopsy</td><td>Integra Lifesciences</td><td>33-36</td><td></td></tr><tr><td>부피비카인 0.5%</td><td>Auromedics Pharma</td><td>55150017030</td><td></td></tr><tr><td>사이즈 10 일회용 메스</td><td>McKesson</td><td>16-63810</td><td></td></tr><tr><td>해부 가위</td><td>Pivetal</td><td>21294806</td><td></td></tr><tr><td>쥐 치아 엄지 조직 집게</td><td>Aesculap</td><td>BD512R</td><td></td></tr><tr><td>비접착성 드레싱</td><td>Covidien</td><td>2132</td><td>Telfa</td></tr><tr><td>50ml 원추형 튜브</td><td>Falcon</td><td>352070</td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf/microcentrifuge 튜브</td><td>Fisherbrand</td><td>02-681-320</td><td></td></tr><tr><td>OCT 카세트</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>부직포 거즈 4x4</td><td>Pivetal</td><td>21295051</td><td></td></tr><tr><td>Inoculum</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Low salt LB 한천</td><td>Invitrogen</td><td>22700-025</td><td></td></tr><tr><td>저염 LB 국물</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1427-500</td><td></td></tr><tr><td>페트리 플레이트</td><td>팔콘</td><td>REF-351029</td><td></td></tr><tr><td>Polyprophyline 라운드 바닥 튜브 (14 ml)</td><td>Falcon</td><td>REF-352059</td><td></td></tr><tr><td>Pseudomonas Agar Base (Dehydrated)</td><td>Thermo Scientific</td><td>OXCM0559B</td><td></td></tr><tr><td>LB Agar, 분말 (Lennox L agar)</td><td>Thermo Fisher Scientific (Life Technologies)</td><td>22700025</td><td></td></tr><tr><td>Gibco&trade; DPBS, 칼슘, 마그네슘</td><td>Gibco</td><td>14040133</td><td></td></tr><tr><td>< 강한>안락사 < / 강한></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>18-22g 정맥 Angiocath</td><td>SurVet</td><td>(01) 14806017512306</td><td></td></tr><tr><td>치명적인 플러스</td><td>Vortech 제약</td><td>9373</td><td></td></tr></tbody></table>

생물막 감염 및 보이지 않는 상처의 돼지 모델

Swine Model of Biofilm Infection and Invisible Wounds

생물막 감염은 상처 만성의 주요 원인입니다. 임상적으로 관련된 실험적 상처 생물막 감염을 확립하려면 숙주 면역 체계의 개입이 필요합니다. 이러한 임상적으로 관련된 생물막이 형성되는 동안 숙주와 병원체의 반복적인 변화는 생체 내 에서만 발생할 수 있습니다. 돼지 상처 모델은 강력한 전임상 모델로서의 장점을 인정받고 있습니다. 상처 생물막을 연구하기 위한 몇 가지 보고된 접근 방식이 있습니다. in vitro 및 ex vivo 시스템은 숙주 면역 반응 측면에서 결핍되어 있습니다. 단기간의 생체 내 연구는 급성 반응을 포함하며, 따라서 임상적으로 발생하는 것으로 알려진 바와 같이 생물막 성숙을 허용하지 않습니다. 최초의 장기 돼지 상처 생물막 연구는 2014년에 보고되었습니다. 이 연구는 생물막에 감염된 상처가 평탄도법에 의해 결정된 대로 봉합될 수 있지만 영향을 받은 부위의 피부 장벽 기능이 회복되지 않을 수 있음을 인식했습니다. 나중에, 이 관찰은 임상적으로 검증되었다. 이렇게 해서 기능적 상처 봉합술의 개념이 탄생했습니다. 봉합된 상처는 피부 장벽 기능이 결핍된 상처로 볼 수 있습니다. 이 연구에서 우리는 임상적으로 관련성이 있고 중개 가치가 있는 생물막 감염 중증 화상 손상의 장기 돼지 모델을 재현하는 데 필요한 방법론적 세부 사항을 보고하고자 합니다. 이 프로토콜은 녹농균(P. aeruginosa , PA01)을 사용하여 8주간의 상처 생물막 감염을 확립하는 방법에 대한 자세한 지침을 제공합니다. 8개의 전신 화상 상처가 국내 백돼지의 등쪽에 대칭으로 생성되었으며, 화상 후 3일째에 (PA01)을 접종했습니다. 그 후, 레이저 스페클 이미징(LSI), 고해상도 초음파(HUSD) 및 경피 수분 손실(TEWL)을 사용하여 서로 다른 시점에서 상처 치유에 대한 비침습적 평가를 수행했습니다. 접종된 화상 상처는 4겹 드레싱으로 덮었습니다. 접종 후 7일째에 SEM에 의해 구조적으로 확립되고 확인된 생물막은 기능적 상처 봉합을 손상시켰습니다. 이러한 불리한 결과는 적절한 개입에 따라 반전될 수 있습니다.

표준화된 화상 장치를 사용하여 150°C에서 1분 동안 전층 화상 상처를 만들었으며, 그 결과 홍반과 염증의 균일한 가장자리를 가진 균일한 심부 화상이 발생했습니다(그림 3 및 그림 7). 각 돼지는 그림 3C에 묘사된 것처럼 등에 8개의 전신 화상을 입었습니다. 
상처 깊이와 시간 경과에 따른 상처 치유 진행을 확인하기 위해 B 모드 고해상도 초음파로 화상 상처에 대한 비침습적 실시간 평가는 피하 지방까지 모든 피부층이 파괴되었음을 보여주었습니다(그림 4). 레이저 스페클 이미징(LSI)은 상처 관류의 추가 특성화를 위해 사용되었습니다(그림 4A).
화상 상처는 접종 후 7일째까지 상처 표면에 두꺼운 화농성 막을 보여주었고, 따라서 감염 및 화상 상처 생물막의 확립을 확인했습니다(그림 7A). 디지털 평탄측정법은 PAO1 접종 후 3일째에 상처 부위와 가장자리의 염증 반응으로 인해 상처 부위가 증가한 것을 보여주었습니다(그림 7A,B). 접종 후 14일째부터 상처 부위가 줄어들기 시작했지만, 56일째에는 원래 상처 크기의 약 25%까지 불완전하게 치유되는 것이 관찰되었으며, 이는 상처의 만성성을 나타냅니다(그림 7B). 상처 만성 및 상처 치유 장애는 TEWL에 의해 추가로 확인되었으며, 이는 높은 경피 수분 손실을 보여주었습니다. TEWL 결과는 측정된 시점에 대해 정상 피부와 비교하여 피부 장벽 기능의 손실을 반영하여 화상 상처 치유의 기능적 손상을 나타냅니다(그림 7B). 이는 또한 육안 상처 봉합에도 불구하고 35일(중간) 및 56일(후기)에 관찰된 높은 TEWL 값에 반영된 바와 같이 단단한 접합 단백질 ZO-1 및 213의 억제 및 피부 장벽 기능 회복의 손상에 의해 확인되었습니다(그림 7I).
화상 깊이는 그림 7C와 같이 모든 조직학적 피부층의 왜곡 및 괴사를 보여주는 H&amp;E 염색에 의해 추가로 검증되었습니다. PA01의 확립된 생물막은 접종 후 7일째에 CFU(그림 7E,F), SEM 이미징(그림 7G) 및 면역형광 염색(그림 7H)에 의해 추가로 검증되었습니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65301/65301fig01.jpg"> 그림 1: 시술 설정 (A) 수술대 준비. (B) IV 수액 및 약물 투여를 위한 귀 정맥 캐뉼레이션. (C) 시술 중 저체온증으로부터 돼지를 보호하기 위한 열 담요 덮개. (D) 버너 및 타이머 설정. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65301/65301fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65301/65301fig02.jpg"> 그림 2: 수술 부위 멸균 및 마킹 . (A) 머리 깎기 및 살균. (B) 멸균 8개의 상처가 있는 표준 템플릿을 사용한 화상 부위 표시(각 상처는 2인치 x 2인치). (C) 멸균 피부 마커를 사용한 최종 마킹. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65301/65301fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65301/65301fig03.jpg"> 그림 3: 화상 상처 유도. (A,B) 압력 게이지와 자동 컨트롤러 장치(2인치 x 2인치)가 있는 표준화된 버너가 미리 표시된 상처 부위에 적용됩니다. (C) 여덟 군데의 전신 화상을 보여주는 등 전체. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65301/65301fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65301/65301fig04.jpg"> 그림 4: 비침습적 화상 영상 및 평가 . (A) 레이저 빔 표시기가 상처 중앙으로 적절한 방향을 가진 레이저 스페클 이미징(LSI)이 왼쪽 이미지에 표시됩니다. 오른쪽 이미지는 LSI 장치와 실시간 피부 혈관 관류 맵을 보여줍니다. (B) 5개의 다른 지점(4개의 상처 모서리와 오른쪽 하단 모서리 이미지에 표시된 중앙)의 상처 부위에 대한 경피 수분 손실(TEWL) 프로브 적용이 왼쪽 이미지에 나와 있습니다. 오른쪽 이미지는 TEWL 측정의 대표적인 실시간 캡처 화면입니다. (C) 고해상도 16MHz 초음파 프로브를 사용한 화상 상처의 고조파 초음파 스캔이 왼쪽에 표시됩니다. 오른쪽 이미지는 초음파 장치와 실시간 화면 녹화를 보여줍니다. (D) 접종 당일 및 접종 후 7일째에 화상 상처 부위의 구조적(B-모드 이미지, 회색조 초음파) 및 생체 역학적(엘라스토그래피, 컬러 초음파) 이미지. 상처 깊이는 노란색 점선으로 표시됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65301/65301fig04large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65301/65301fig05.jpg"> 그림 5: 상처 드레싱 및 붕대. (A) 각 상처에 대해 투명 필름 드레싱을 개별적으로 도포합니다. (B) 등쪽에 접종된 모든 화상 상처는 첫 번째 드레싱으로 덮여 있습니다. (C) 더 큰 투명 필름 드레싱을 전체 상처 부위에 배치합니다. (D) 거즈의 두 번째 층을 적용하고 돼지의 전체 몸통에 신축성 있는 탄성 붕대를 느슨하게 감아 상처에서 나오는 삼출액을 흡수합니다. (E) 접착 드레싱에서 4의 마지막 층으로 전체 상처 부위를 덮습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65301/65301fig05large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65301/65301fig06.jpg"> 그림 6: 세균 접종 . (A) 화상 후 01일째에 녹농균( PA3) 접종을 위한 설정. (B) 각 상처에 대해 500μL 부피를 사용하는 피펫으로 접종물을 국소 도포합니다. (C) 접종물은 멸균 일회용 스프레더를 사용하여 상처 표면에 고르게 분산됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65301/65301fig06large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65301/65301fig07.jpg"> 그림 7: 상처 치유 진행 및 생물막 확인. (A) 연구 기간 동안 상처 봉합의 대표 이미지. 눈금 막대 = 1cm. (B) 연구 타임라인에 대한 상처 부위 및 TEWL 측정의 정량화(n = 6). 데이터는 평균 ± SD로 표시되며, NS는 정상 피부의 TEWL 값을 나타냅니다. (C) 다양한 상처 생검 부위를 보여주는 개략도. 디. 화상 후 3일째 및 접종 후 7일째에 모든 피부층의 왜곡과 괴사를 보여주는 해당 Masson's trichrome 염색을 사용한 H&amp;E 염색. 눈금 막대 = 500μm. (E) 돼지 상처 침대 조직에서 성장한 박테리아 콜로니가 있는 비선택적 한천(Luria-Bertani 한천) 및 선택적 한천(Pseudomonas Isolation Agar)의 대표적인 디지털 이미지. 선택적 매체를 사용하면 PA01 콜로니만 정확하게 계수할 수 있습니다. (F) 처리된 접종 후 7일차 상처 생검에서 채취한 콜로니 수에서 샘플 콜로니 형성 단위(CFU) 계산이 표시됩니다. (G) 접종 후 7일째에 접종된 화상 상처의 대표적인 주사전자현미경(SEM) 이미지는 오른쪽에 확대된 이미지와 함께 확립된 PA01 생물막을 보여줍니다. 눈금 막대 = 1μm. 빨간색 화살촉은 세포외 고분자 물질(EPS)을 가리킵니다. (H) 화상 상처의 녹농균은 항-슈도모나스(녹색) 항체를 사용하여 시각화하였다; 접종 후 7일차 상처 생검의 면역형광 이미지는 녹농균에 의한 상처 조직의 심한 집락화를 보여줍니다. 눈금 막대 = 100μm. (I) 접종 후 35일째 및 56일에 ZO-1 및 ZO-2 염색 섹션의 대표 모자이크(눈금 막대 = 200μm) 및 해당 확대(눈금 막대 = 50μm) 이미지, 유도 감염 후 단백질 발현 감소를 보여줍니다. OCT 포매 동결 절편(10μm)은 항-ZO-1(녹색) 또는 항-ZO-2(녹색)를 사용하여 염색하였다. 단면은 DAPI를 사용하여 대조염색되었습니다. 막대 그래프는 ZO-1 및 ZO-2 신호 강도의 정량을 나타냅니다. 데이터는 평균± SD(n = 3)로 표시됩니다. * p&lt; 0.05 자발적인 것과 비교. 유의성을 검정하기 위해 Mann-Whitney 또는 Kruskal-Wallis 일원 분산 검정을 수행했습니다. 그림 7H,I는 Roy et al.13에서 수정되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65301/65301fig07large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

항생제에 내성이 있는 만성 상처는 의료 시스템에 큰 위협이 됩니다. 생물막 감염은 완고하고 적대적이며 기능적 상처 봉합 부족을 유발할 수 있습니다. 우리는 생물막에 감염된 전층 만성 상처의 임상적으로 관련된 돼지 모델을 보고합니다. 이 모델은 기계론적 연구뿐만 아니라 중재 테스트에도 강력합니다.

Biofilm infection is a major contributor to wound chronicity. The establishment of clinically relevant experimental wound biofilm infection requires the ...

생물막 감염은 상처 만성의 원인이 됩니다. 이 전임상 모델은 전층 돼지 상처를 임상적으로 분리된 병원체로 감염시켜 상처 생물막 형성 및 상처 결과의 생물막 의존적 변화를 연구합니다. 숙주 인자뿐만 아니라 미생물을 모두 포함시킴으로써, 우리는 만성 상처의 병원성 생물막의 기초가 되는 복잡한 숙주 미생물 상호 작용을 조사하는 것을 목표로 합니다.현재 문헌은 이 둘을 구별하지 않지만, 상처 생물막 응집체는 숙주 인간 방어가 없는 상태에서 미생물 상호 작용에 의해 발견되는 생물막 응집체와 크게 다릅니다. 예를 들어, 플라스틱 표면이나 죽은 피부에서 자라는 생물막. 미생물 과정과 숙주 면역 방어 시스템 간의 반복적인 상호 작용은 상처 생물막 응집체 형성으로 이어집니다.이 과정은 며칠이 걸리기 때문에 상처 감염에 대한 장기적인 모델을 갖는 것이 중요합니다. in vitro 및 ex vivo 시스템 모두 상처 생물막을 연구하는 데 필요한 숙주 면역 반응이 부족합니다. 단기간의 생체 내 연구는 급성 반응을 나타내고 생물막 성숙을 허용하지 않지만, 임상적으로 관련성이 있는 결과가 보고된 표준화된 전임상 실험 시스템은 이러한 격차를 해결합니다.생물막에 감염된 상처는 구조적으로 봉합될 수 있지만, 수리된 스케일이 장벽 기능을 회복하지 못하는 경우가 많기 때문에 기능적 상처 봉합을 달성하지 못할 수 있습니다. 장벽 기능이 손상된 감염된 피부는 구조적으로 덮여 있지만 기능적으로 열려 있는 보이지 않는 열린 상처를 구성합니다. 본 연구는 기능적 상처 봉합을 결정하기 위해 상처 복구 부위에서 피부 장벽 기능을 측정하는 것의 중요성을 강조합니다.장벽 기능은 경피 수분 손실에 대한 임상적으로 검증된 현장 진료 측정으로 측정됩니다.

swine-model-of-biofilm-infection-and-invisible-wounds

Research

연구

JoVE Journal

Immunology and Infection

면역학 및 감염학

출처: 드 브리스, C. R., et.al. 만성 Pseudomonas aeruginosa 상처 감염의 지연 접종 모델. J. Vis. 경험 (2020)이 영상은 투명 필름 드레싱으로 덮인 두 개의 전층 등 피부 상처를 가진 쥐에 발광성 Pseudomonas aeruginosa 를 지연 접종하는 과정을 보여줍니다. 이로 인해 바이오필름 형성과 만성 감염 형성이 촉진됩니다. 정기적인 생물발광 모니터링을 통해 박테리아 부담을 정량화하고 감염 진행 상황을 시간에 따라 추적할 수 있습니다.

만성 Pseudomonas aeruginosa 피부 상처 감염의 마우스 모델 개발 

Source: Hunt, A. M. A., et al. Come to the Light Side: In Vivo Monitoring of Pseudomonas aeruginosa Biofilm Infections in Chronic Wounds in a Diabetic Hairless Murine Model. J. Vis. Exp.(2017).This video demonstrates the procedure for assessing infection clearance and healing progression in a wounded diabetic mouse using bioluminescent and microscopic images.

Bioluminescence Imaging to Track Bacterial Infection and Wound Healing in a Mouse Model

여기는 실시간, 비-침략 적, 발광 녹 농 균의 biofilm 상처 감염의 모니터링을 위한 털 쥐를 활용 하 여 새로운 당뇨병 murine 모델에 설명 합니다. 이 메서드는 다른 세균성 종 및 다 종 biofilms를 포함 하 여 유전자 변형된 미생물의 감염을 평가 하 고 antibiofilm 전략의 효능 테스트에 적용할 수 있습니다.

라이트 사이드에와 서: Vivo에서 당뇨병 털 Murine 모델에 만성 상처에서 녹 농 균 Biofilm 감염의 모니터링

만성 상처는 전체 두께 의 상처 후 산화 스트레스의 높은 수준을 유도하여 당뇨병 마우스 모델에 급성 상처에서 개발된다. 상처는 카랄라제와 글루타티온 과산화효소에 대한 억제제로 처리되어 피부 미생물군유전체에 존재하는 박테리아에 의한 치유 및 생물막 발달을 방해합니다.

당뇨병 마우스에서 만성 상처를 만드는 프로토콜

밀접 하 게 모방 화상 상해의 모드 하려면 임상 관찰과 동물 모델에서 연구 사이 상호 작용. 이 연구에서 가혹한 화상 상해의 돼지 모델 생리 및 병 태 생리 설정에서 실험적인 드레싱을 평가 하기 위해 설립 되었다.

임상 드레싱 평가 대 한 돼지 모델에서 가혹한 화상 상해

우리는 면역 적격 마우스에서 만성 상처 감염을 생성하기위한 지연 접종 프로토콜을 설명합니다.

만성 슈도모나스 녹농증 상처 감염의 지연 접종 모델

여기에서, 우리는 마우스에 있는 상처 감염에서 세균성 분산을 평가하기 위한 ex vivo 및 생체 내 방법을 기술합니다. 이 프로토콜은 국소 항균 및 항 생물막 요법의 효능을 테스트하거나 다른 세균성 균주 또는 종의 분산 용량을 평가하는 데 활용 될 수 있습니다.

뮤린 상처에서 생물막 분산 평가

이 프로토콜은 유카탄 미니피그에서 재현 가능한 다중 깊이 화상 상처 모델을 설명합니다.

다발성 화상(Multiple Depth Burn Wounds)의 치유 과정을 조사하기 위한 돼지 화상 모델(A Swine Burn Model for Investigating the healing process in Multiple Depth Burn Wounds)

프로토콜 공촛점 레이저 스캐닝 현미경 (CLSM)에 대한 미생물 biofilms 성장 분석을위한 플로우 전지 시스템의 응용 프로그램을 설명합니다.

흐름 세포 녹농균 및 Saccharomyces cerevisiae의의 Biofilm

분석은 박테리아와 곰팡이의 초기 biofilm 형성을 측정하는 빠른 방법을 설명합니다. 이 방법은 미생물의 biofilm 형성에 대한 하층으로 microtiter 접시를 사용하고, biofilm은 크리스탈 바이올렛 스트레인을 사용하여 시각입니다. 분석도 초기 biofilm 형성에 대한 질적 양적 분석 또는를 제공합니다.

Microtiter 디시 Biofilm 형성 분석

학습하세요 돼지 모델을 이용한 생물막 감염 만성 상처 연구 방법을. 임상 분리 병원체 접종과 피부 장벽 기능 측정으로 치유 과정을 평가하여 생물막 역학과 숙주-미생물 상호작용을 규명합니다.

생물막 감염 및 보이지 않는 상처의 돼지 모델

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