一个生产缺血性损伤模型的简化技术

Summary

我们已经开发出一种微创技术，创建除以中央动脉和神经，颅神经血管束兔子缺血耳朵伤口模型。皮下隧道，然后切开皮下组织。此过程会导致皮肤的破坏最小，可以安全地用于糖尿病动物。

Abstract

目前糖尿病伤口研究中的一个主要障碍是缺乏缺血性损伤模型，可以安全地用于糖尿病动物。工作在非缺血性伤口的药物可能无法正常工作，在人类糖尿病患者的伤口，因为血管病变是一个主要因素，阻碍了这些伤口的愈合。我们在2007年发表的文章描述了一种微创外科技术创造一只兔子耳缺血性损伤模型。从那时起，我们已进一步简化，易于操作的过程。一只耳朵上，提出了三个小的皮肤切口上的血管蒂，从耳根1-2厘米。中央动脉结扎和切断神经。整个颅捆绑切断结扎，留下完整的只有尾分行。圆周皮下隧道，通过切口，以减少皮下组织，肌肉，神经，和小型船只。另一只耳朵被用来作为非缺血性的控制。腹侧方Ø四个伤口F各耳。这种技术产生配对比较4缺血性伤口和4个非缺血性伤口在一个动物。手术后，缺血耳朵是凉爽和紫绀，呈减少运动和耳动脉中的脉冲缺乏。缺血耳的皮肤温度为1-10°C下比正常耳，这种差异维持一个月以上。在缺血性比对照耳耳耳组织高能磷酸含量较低。伤口愈合时间长于在缺血性耳在非缺血性耳时使用了相同的待遇。该技术目前已超过80只，其中23例糖尿病（糖尿病的时间从2个星期至2年不等）。没有一个单一的兔子已开发的任何手术并发症，如出血，感染，或在皮肤切口破裂。该模型具有许多优点，如小皮中断，缺血时间较长，成功率较高，许多其他车型相比。它长约n是安全地使用在动物抵抗力降低，也可以修改，以满足不同的测试要求。

Protocol

1。解剖学基础

兔耳伤口护理的最惠国待遇研究材料，自²⁰世纪初。耳提供三个维管束（中央，颅，尾）;中央束是最大的，而大小不等的船只在头部和尾部束。偶尔，尾动脉可能缺席^。1所有这些船只很容易确定背侧后，耳朵被剃（ 图1）。远端皮肤上腹部，不接受从近端血管的血液供应。背耳上的三个血管束有许多分支，穿透软骨提供血液供应，远端腹侧皮肤（ 图2）。在一些兔子，一个非常小的皮下血管也发生在腹侧方，供应血液不超过1/3的腹侧皮肤。在一个开放的环状皮肤切口，有埃森tially从腹部切口无出血。

2。外科手术

1. 兔子称重，随着颈后，耳朵被剃光。
2. 丁丙诺啡（0.01毫克/千克）的术前给出IM手术前一小时，。
3. 麻醉诱导氯胺酮（50毫克/公斤）和甲苯噻嗪（5毫克/千克）IM的混合物。
4. 兔子在手术过程中，用加热垫保护眼睛的保护与软膏，并在手术过程中监测其生命体征。
5. 无菌手术区域准备与手术擦洗，并披上使两个耳朵暴露。
6. 一只耳朵呈现缺血，而另一只耳朵配对的非缺血性控制供应。
7. 由动脉和静脉血管蒂确定。
8. 使用15号刀片，三个小（1-1.5厘米）垂直切口上的血管蒂，从耳朵基地约1-2厘米。
9. 中央静脉从周围组织分离，缝合用于包围它的回缩。 4-0缝线结扎中央动脉和分歧。
10. 随行的中央神经也被削减。
11. 整个颅蒂结扎和划分。
12. 尾蒂被保存下来。
13. 通过3个切口皮下隧道。这是通过与钝性剥离钳和用刀子和剪刀的锐利解剖。所有的皮下组织，肌肉，神经，和小血管分支已停产。下方的真皮小vasculatures完全分歧。所有的皮下组织切割刀片软骨水平。
14. 进一步尖锐和生硬的夹层是用来清理的基础，留下裸露的软骨关于5-10毫米宽。
15. 此过程中断所有的皮下血管分支，以防止他们从迅速建立抵押品。
16. 出血最小的。如果有任何，它很容易被控制的纱布压缩，而不需要为电灼。
17. 耳内的皮肤不携带大量的血液供应，从而不切开。
18. 使用4-0或5-0缝合皮肤切口封闭，并用无菌纱布覆盖。
19. 3小的皮肤切口，并会导致皮肤损伤远远低于开放手术过程的结果。
20. 四个圆形全层皮肤伤口上创建的每个耳腹面，用6毫米的不锈钢冲。伤口之间的距离至少有20-30毫米。软骨内冲伤口的皮肤被删除。 ，与皮肤或单独的骨膜也将被删除。造粒和上皮发生的基础是软骨，但软骨是不穿孔（ 图3）。
21. 当两个耳朵上的伤口已经完成，测试药物被应用到两个伤口的一侧，而对照药物是APPL灭蝇灯对对方的伤口。一个闭塞敷料（TegaDerm，3M）是用来覆盖伤口。这可防止伤口变得干燥。
22. 在底部的耳朵的伤口通常比伤口愈合得更快，在耳朵上方。建议对伤口愈合的对比研究，比较一方的两个伤口，另一侧的两个伤口，或单独比较的顶部和底部的伤口。

3。术后护理

1. 一个芬太尼透皮贴剂的补丁连接到背部皮肤释放芬太尼（25微克/小时）为2-3天，以减少可能出现的疼痛。
2. 兔子被允许自由进入食品和饮料。
3. 每天进行换药。拆除旧敷料，并用无菌棉签清洗伤口。数码照片进行比较。应用新的敷料，伤口再次由TegaDerm覆盖。没有麻醉需要在更衣室通道安格斯。
4. 皮肤温度测量每日每只耳朵上进行比较。
5. 与经皮氧张力仪或激光多普勒流量计可以测量额外的耳朵的血液循环。
6. 一周后缝线可能会被删除。
7. 对于非糖尿病的动物，最通常的耳朵伤口愈合2-3个星期内。

4。潜在的并发症，以及如何避免

这种微创手术是安全的，并发症是罕见的。除了一个过渡性的术后轻度耳肿胀，没有我们的兔子有任何严重的手术并发症。然而，也有一些潜在的并发症，此过程：

1. 出血。出血可能发生在切口止血是不完整的或损坏，如果一个较大的血管（如主要蒂船只之一）。小心剥离，这是很容易避免。除了三大维管束，有重新皮下许多小血管分支。皮下隧道时，这些船只都被切断，但没有搭售是必要的。可以实现简单止血纱布按压。插入几分钟隧道纱布的一角，这是很容易做到。关闭切口前，确保无活动性出血存在。
2. 如果被污染的切口，切口感染，裂开：这些并发症可能发生。这可避免使用严格的无菌技术和无抗生素是必要的。然而，如果感染发生，适当引流和换药是必要的。
3. 耳水肿：由于血管结扎及淋巴循环中断，可能会出现轻度耳肿胀几天。然而，它本身消失，没有治疗是必要的。

5。代表结果

自2007年以来，我们在此过程中超过70只，其中包括23糖尿病1imals。在糖尿病组中，手术是在不同的糖尿病时间：7兔有两个星期，对糖尿病有四个，其中有两个月，十有12个月，2例糖尿病时间24个月。

后立即手术，缺血性耳出现凉爽和紫绀，轻度水肿。最重要的耳动脉中央动脉有一个强脉冲在正常的耳朵，但这种脉冲是在缺血性耳不存在。耳运动减少，但并未完全消失。皮肤表明明确的洼地，在隧道发现任何动物，但没有缺血或坏死（ 图4）。

正常和缺血耳朵的皮肤温度测量与数字温度计（欧姆龙保健，班诺克本，白细胞介素，或一个K型红外点温度计​​尔科技，宾夕法尼亚州匹兹堡欧姆龙）。非缺血性和缺血性耳之间的温度差异范围从1到10℃，W2-6°C。 图范围内的第i个最兔下降。 5显示了30只兔的平均气温差异。温差在初期较高，手术后15天之后逐渐下降，但仍维持在一个月结束。

在一些动物处死后，他们组织高能磷酸含量测定。 6个组织样本取自每个耳朵和高能量的磷酸盐含量测定高效液相色谱法。 ATP和总能量浓度较高，在正常的耳朵比缺血耳朵图。 6显示了一个例子在手术后23天牺牲一只兔子。平均组织ATP含量分别为0.349±0.047μmol/克的（平均值±SD）在正常耳与0.237±0.059μmol/克的缺血耳（P <0.005）。平均总能量（ATP + ADP + AMP）的为（0.882±0.137）μmol/克的正常耳与0.556±0.115μmol/克的“ische麦克风耳（P <0.001）。

伤口愈合时间永远不再为缺血性耳比在各组的非缺血性耳（非糖尿病或糖尿病）。 图。 7显示了对缺血性和非缺血性耳朵之间的26对伤口愈合的比较。愈合时间为13至18天（平均14.9±1.6天），与17至27天的正常耳（平均20.5±3.4天）对缺血性耳（P = 0.001）。老年人和糖尿病兔伤口愈合时间更长，尤其是在糖尿病的时间超过12个月。

在这些兔子，所有的切口愈合，无任何并发症通常包括与糖尿病时间24个月的兔子。 图8是一个组织学样品展示愈合的皮下隧道，在肌肉的缺席而被纤维组织取代。然而，皮肤完好。

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图1。兔耳提供三个维管束。中央是最大的，颅较小，尾包是最小的。这些船只很容易看到表面上被剃​​得耳后。

图2。背耳供血不仅要背的皮肤，而且还通过穿透血管的腹部皮肤上的三个血管束。箭头穿透血管通过软骨。插图显示越过这些船只的部分。

图3。四个6毫米的伤口上创建腹耳侧，骨膜也将被删除。造粒和上皮发生的基础是软骨，但软骨是不穿孔。 3 SMaL公司升皮肤切口封闭，用很少的皮肤破坏。

图4。关闭后皮肤切口，皮下隧道缩进清楚地看到。

图5。正常和缺血性之间的30只兔耳皮肤的平均温度差。早期的差异范围从0°C至10°C后手术。差异逐渐减小，但仍维持在一个月结束。

图6。耳组织高能磷酸含量减少缺血耳相比，在手术后23天（P <0.001），非缺血性耳。

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图7。创面愈合时间较长比非缺血性耳）（26伤口缺血耳朵。愈合被定义为诚信恢复到受伤的组织，即完整的表皮细胞再生，伤口网站。

图8。组织学样本显示含有皮下隧道的耳朵部分。愈合组织比正常耳薄，原有的骨骼肌是缺席，由纤维组织所取代。然而，皮肤完好。

Discussion

糖尿病的影响，在美国^，2,3 23.6万人，有15-20％的患者发展足部溃疡，在其一生中^，4,5在每年的治疗费用超过25亿美元^。3,6然而，即使是最好的治疗愈合率只有50％，并实现这往往是暂时的，复发率高达66％的糖尿病患者^7。3,6当溃疡发生在糖尿病患者的主要并发症，如感染和截肢的大幅度增加。尽管近一个世纪广泛的研究和发展成千上万的敷料产品，尚没有证明是有效的。声明说：“在1830年的旧溃疡会在1860年的旧溃疡”，描述慢性创面治疗的第一篇论文之一，今天仍然适用。找到一个合适的动物模型伤口研究一直是科学家作为一个重大的挑战以及为临床医师。许多动物模型已建立伤口护理研究或建议，但伤口模型与一种慢性，非人类愈合伤口是不存在的^。9,10这是因为所有人类的糖尿病伤口组织缺血，慢性高血糖，氧化应激，神经病变，细菌定植。缺血可能是最早的糖尿病足溃疡的原因，但主要原因是持久的这些伤口^，11。这是因为伤口不愈合组织，不流血，而他们几乎总是在组织愈合，流血广泛^。12-15遗憾的是，目前使用的动物缺血性创面模型尚未被用于糖尿病动物的成功，而这伤口药物检测已经创建了一个主要障碍。生长因子，如碱性成纤维细胞生长因子，小规模临床试验表明，它们是非常有效的，但他们是在缺氧的皮肤溃疡模型无效^。16,17

我们出版的一门艺术^18。的ICLE在2007年描述缺血兔耳伤口被成功地用于糖尿病动物模型。该技术是有点难以执行，因为需要小心剥离的颅神经血管束。因为这些船只是小，术后恢复的贡献是微不足道的。从那时起，我们已经简化了切割整个颅神经血管束的过程。为了比较与颅束被保存在其中的过程，有没有在伤口愈合或耳并发症的差异。这个修改​​后的微创手术具有以下优点：1）。这是简单，安全，并具有较高的成功率，从而减少动物的痛苦和痛苦。无手术并发症发生在这些动物中，包括几个兔糖尿病时间24个月; 2）。它有一个长期的缺血时间。我们的测量表明，在一个月的皮肤温度差异。这是可能的，日Ë无需缝合延迟侧支循环形成的组织返回的结果广泛皮下的组织解剖; 3）。它是非常灵活。因为三个维管束手术控制下，这个模型可以很容易地被模仿各种慢性伤口（见下文）; 4）。不像在其他地方的皮肤，这些伤口在伤口床上有没有毛囊。完全愈合的伤口边缘; 5）。此过程创建在相同的成对比较兔缺血性伤口和4个非缺血性伤口，从而减少个体差异; 6）。皮肤收缩是微乎其微。虽然兔耳背侧皮肤有一定的流动性，腹侧皮肤夹板由软骨，允许更精确的研究，再上皮化; ¹⁹ 7）。一般家兔胆小病名。麻醉药，只需要在手术伤人。这可以减少任何潜在的干扰因素，可能会影响伤口愈合的过程; 8）。这也就是VERŸ经济因​​为8伤口，可在一只兔子。 9）。相反，一些以前的报告中，我们还没有看到任何超过24个月，观察手术后任何非糖尿病或糖尿病兔增生性疤痕的形成。的机制仍不清楚。

可以采取几种方法修改的操作，以满足不同的测试要求。 1）。缺血时间的进一步延长。我们目前的结果表明，皮肤温差保持至少一个月。如果一些惰性材料（如硅）用于填充隧道，延缓侧支循环形成，缺血时间可以延长。我们尝试这种技术在一些兔子，发现非常小的组织反应; 2）。共有耳神经。我们的技术，减少了两个）血管蒂（中央和颅神经，留下完整的尾鳍分支。是必要的，如果总的伤口神经尾蒂的神经分支也可以，因为我们被切断LL; 3）。如果伤口细菌接种是必要的，它可以应用在伤口上。因为伤口的基础是耳软骨，它有可能获得感染和穿孔。为了防止软骨并发症，细菌接种应适用后的软骨被肉芽组织覆盖。应当指出，容易使细菌污染，它可以显着延长愈合时间。然而，建立在急性创伤生物膜是更加困难。临床资料和国家的最先进的技术，生物膜已被证明必须建立在急性创伤的只有6％，而在慢性伤口的发病率是10倍（60％）; ²⁰我们的经验表明，当糖尿病的时间达到两年，对缺血性耳伤口最能成为感染甚至有严格的无菌技术。 4）。由于感觉丧失，中枢或周围神经损伤患者压疮常发生。使用这种模式，pressu重新溃疡也可以创建各种压缩方法^。21,22

Materials

For monitoring during surgery

A heating pad to maintain normal temperature. A transcutaneous oxygen monitor. A temperature monitor.

For surgery

A #3 knife with #15 blade. Two pairs of forceps (one for skin and another for other soft tissues). 2-3 pairs of small clamps. One or two pairs of micro scissors (for tissue cutting). One pair of small scissors (for cutting sutures). A needle holder. A few stainless steel punches (for making wounds).