Szachownica gojącego rany po oparzeniach model myszy oparty na cyfrowym urządzeniu grzewczym
27 grudnia 2024
Przedstawiono uproszczony protokół do tworzenia modelu gojenia ran oparzeniowych u myszy za pomocą cyfrowego urządzenia grzewczego. Przypominające szachownicę miejsca eksperymentalne utworzone na skórze ułatwiają dalszą analizę funkcjonalną w teście gojenia się ran.
Opracowaliśmy prosty, ekonomiczny i przyjazny dla użytkownika model zwierzęcia do oparzeń myszy do tworzenia spójnych oparzeń o pełnej grubości. Badanie to dostarczy naukowcom niezbędnych narzędzi, które ułatwią opracowanie nowych metod leczenia oparzeń. Metody stosowane do wytwarzania powierzchni oparzeń różnią się w zależności od eksperymentalnych modeli zwierzęcych.
Jednak technika zadawania oparzeń i wytwarzane głębokości oparzeń są również niespójne i słabo opisane we wcześniejszych badaniach, co ma kluczowe znaczenie dla określenia ciężkości oparzenia i metod leczenia oparzeń. W tym protokole użyliśmy wygodnego cyfrowego urządzenia grzewczego, aby stworzyć przypominającą szachownicę ranę oparzeniową na grzbiecie myszy. Zapewnia precyzyjną kontrolę temperatury, zwiększając bezpieczeństwo i powtarzalność w porównaniu z innymi zmiennymi technikami, co minimalizuje wykorzystanie zwierząt i pozwala na wiarygodne badania gojenia się ran.
Aby rozpocząć, ustaw temperaturę cyfrowego urządzenia grzewczego na 97 stopni Celsjusza. Gdy mysz zostanie głęboko znieczulona, przenieś ją na podgrzewaną podkładkę w pozycji leżącej. Hire wysterylizował jednomililitrową końcówkę pipety o średnicy dziewięciu milimetrów, aby dokładnie określić pożądane miejsca zranienia.
Przykryj skórę wcześniej przyciętym sterylnym obłożeniem, pozostawiając odsłonięte pole operacyjne. Załóż rękawice żaroodporne i sprawdź temperaturę cyfrowego urządzenia grzewczego. Następnie przyłóż końcówkę urządzenia grzewczego do środka zlokalizowanych miejsc ran na 10 sekund w temperaturze 97 stopni Celsjusza, aby utworzyć sześć okrągłych ran, każda o średnicy czterech milimetrów.
Następnie nałóż lód na ranę oparzeniową, aby poradzić sobie z potencjalnym bólem. Umieść mysz w klatce regeneracyjnej, a następnie zmiękcz kilka granulek jedzenia za pomocą pięciu do 10 kropli wody pitnej i umieść je na podłodze klatki, aby ułatwić karmienie. Po 24 godzinach od indukcji oparzenia oczyść wszystkie rany sterylną gazą zwilżoną solą fizjologiczną.
Osusz skórę gazą i nałóż niewielką ilość hydrożelowego żelu antybakteryjnego TKH za pomocą strzykawki, aby zakryć rany oparzeniowe. W określonych dniach po indukcji oparzenia należy oznaczyć ranę końcówką sterylnej końcówki pipety o pojemności jednego mililitra i zrobić zdjęcie aparatem cyfrowym. Po eutanazji zwierzęcia za pomocą nożyczek należy odizolować miejsce rany i otaczającą je skórę, w tym mięśnie leżące pod spodem, mierząc jeden po centymetrze.
Analiza mikroskopowa wykazała całkowite zniszczenie naskórka i uszkodzenie skóry na całej grubości, rozciągające się na podskórne warstwy tłuszczu i mięśni. Trzeciego dnia rany znajdowały się w fazie zapalnej z rozszerzeniem naczyń krwionośnych i znacznym naciekaniem komórek zapalnych. Do siódmego dnia zaobserwowano znaczne zmniejszenie powierzchni rany, a w 14 dniu utworzyła się ziarnina z gęstym odkładaniem się kolagenu, co oznaczało etap przebudowy.
Zdolności gojenia się ran uległy znacznej poprawie w ranach leczonych hydrożelem peptydowym TKH, o czym świadczą mniejsze obszary ran w siódmym, dziesiątym i czternastym dniu w porównaniu z ranami nieleczonymi.
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia uproszczony protokół tworzenia modelu gojenia oparzeń u myszy z wykorzystaniem cyfrowego urządzenia grzejnego. Technika ta pozwala na generowanie powtarzalnych oparzeń pełnej grubości skóry, co umożliwia wiarygodną analizę funkcjonalną procesu gojenia ran.
Kluczowe elementy badania
Obszar badawczy
- Oparzenia i ich leczenie
- Mechanizmy gojenia ran
- Opracowywanie modeli zwierzęcych
Wstęp
- Wyzwania w istniejących modelach oparzeń obejmują niespójność w głębokości oparzeń oraz technikach ich wywoływania.
- Konieczność opracowania wiarygodnych modeli do badania gojenia ran i skuteczności leczenia.
- Niniejsze badanie odpowiada na potrzebę zastosowania podejścia kostefektywnego i przyjaznego dla użytkownika.
Zastosowane metody
- Zastosowanie cyfrowego urządzenia grzewczego do tworzenia ran oparzeniowych.
- Model mysi do badania gojenia ran.
- Zastosowanie hydrożelu TKH do oceny leczenia ran.
Główne wyniki
- Zaobserwowano całkowite zniszczenie naskórka oraz uszkodzenie skóry właściwej w pełnej grubości.
- Do 14. dnia rany poddane leczeniu wykazywały poprawę gojenia w porównaniu z ranami nieleczonymi.
- Istotne różnice w pomiarach powierzchni rany zostały potwierdzone w analizie mikroskopowej.
Wnioski
- Badanie pomyślnie demonstruje powtarzalny model do badań nad gojeniem ran oparzeniowych.
- Model ten jest istotny dla opracowania nowych metod leczenia oparzeń oraz zrozumienia procesów gojenia.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Spójne i powtarzalne modele oparzeń in vivo są kluczowe dla przedklinicznej oceny terapeutyków wspomagających gojenie ran oraz badań mechanistycznych nad naprawą tkanek. Model oparzeń u myszy o wzorze szachownicy, z wykorzystaniem cyfrowego urządzenia grzewczego, eliminuje zmienność głębokości i powierzchni oparzenia, wspierając rzetelną walidację celów terapeutycznych oraz ciągłość translacyjną w badaniach nad gojeniem ran. Model ten umożliwia zespołom biofarmaceutycznym generowanie ilościowych, standaryzowanych danych do przesiewu kandydatów oraz redukcji ryzyka mechanistycznego we wczesnych etapach procesów odkrywania leków.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia rygorystyczną analizę szlaków gojenia ran i hipotez terapeutycznych w kontrolowanym systemie in vivo.
- Wspiera funkcjonalną walidację celu poprzez zapewnienie powtarzalnych punktów końcowych urazu i gojenia.
- Zwiększa pewność prognostyczną w wyborze kandydatów dzięki standaryzowanej indukcji urazu i ocenie gojenia.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Przygotowuje zwalidowane modele zwierzęce do dalszego przesiewowego badania związków i biomateriałów wspomagających gojenie ran.
- Umożliwia standaryzację i powtarzalność testów poprzez kontrolę wielkości, głębokości i lokalizacji oparzenia.
- Generuje dane ilościowe, takie jak redukcja powierzchni rany i oceny histologiczne, co pozwala na rzetelną ewaluację związków.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodny z punktami końcowymi istotnymi dla przebiegu choroby poprzez modelowanie pełnowarstwowych oparzeń oraz faz przebudowy tkanki.
- Wspiera ciągłość procesu od etapu odkrywania do walidacji przedklinicznej, umożliwiając odczyty histologiczne i funkcjonalne.
- Zapewnia mechanistyczną redukcję ryzyka dla kandydatów terapeutycznych ukierunkowanych na stan zapalny, reepitelializację i tworzenie tkanki ziarninowej.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model ten wpisuje się w kontinuum od wczesnego etapu odkrywania do walidacji przedklinicznej, umożliwiając testowanie hipotez, identyfikację związków wiodących oraz ocenę translacyjną interwencji w procesie gojenia ran.
- Biologia odkrywcza: Ułatwia testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków w procesach gojenia ran i stanu zapalnego.
- Screening: Dostarcza powtarzalnych, ilościowych parametrów gojenia ran do wstępnej selekcji związków.
- Analityka: Zapewnia zestandaryzowane pomiary powierzchni rany, cech histologicznych oraz kinetyki gojenia.
- Badania translacyjne: Łączy fazę odkryć z fazą przedkliniczną poprzez modelowanie klinicznie istotnych oparzeń i ich naprawy.
- Wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje wielokrotnego użytku, zestandaryzowaną platformę do oceny różnorodnych metod i interwencji w zakresie gojenia ran.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w badaniach nad gojeniem ran.
- Wartość operacyjna: Poprawia standaryzację, powtarzalność i skalowalność modeli oparzeń in vivo.
- Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) oraz zwiększa efektywność kapitałową poprzez dostarczenie rzetelnych danych przedklinicznych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój kandydatów na terapie gojenia ran.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest biegłość w obchodzeniu się ze zwierzętami, znieczulaniu oraz procedurach pielęgnacji ran.
- Niezbędny jest dostęp do cyfrowego urządzenia grzewczego z precyzyjną kontrolą temperatury oraz infrastruktury obrazowej do oceny ran.
- Wymagana jest standaryzacja protokołów indukcji oparzeń i oceny gojenia pomiędzy zespołami.
- Możlizna może być konieczność adaptacji metody dla różnych szczepów myszy lub różnych punktów końcowych gojenia ran.
- Ograniczenia obejmują różnice między gatunkami modelowymi oraz potrzebę walidacji histologicznej głębokości uszkodzenia.
