Это исследование представляет собой практический и эффективный протокол для создания модели непрерывного расширения тканей у крыс, что способствует изучению механизмов и совершенствованию технологий регенерации кожи.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Это исследование представляет собой практический и эффективный протокол для создания модели непрерывного расширения тканей у крыс, что способствует изучению механизмов и совершенствованию технологий регенерации кожи.
Регенерация кожи необходима для заживления различных поверхностных ран и может стимулироваться механической стимуляцией. Расширение тканей — широко используемая стратегия для ускорения регенерации кожи за счёт контролируемого механического растяжения; однако клиническая эффективность часто ограничена несоответствием механической нагрузки и регенеративной способности кожи. Для решения этого ограничения срочно требуется разработка стандартизированной модели расширения тканей на животных. В этом исследовании мы установили модель расширения тканей у крыс Спраг-Доули. После дорсальной имплантации тканевого экспандера объемом 10 мл сразу после операции было введено 5 мл физиологического раствора. После двухнедельного периода восстановления животным проходили режим дважды в неделю инъекций физиологического раствора (10 мл за сеанс). Кинетика расширения демонстрировала характерную тенденцию быстрого роста кожи с постепенным замедлением. На поздних стадиях наблюдались серьёзные осложнения, такие как некроз кожи, разрушение тканей и воздействие экспандеров. Эта работа устанавливает воспроизводимую доклиническую структуру, которая тесно имитирует физиологические и патологические процессы расширения человеческих тканей, предоставляя базовую модель для изучения регенеративных механизмов и оптимизации клинических протоколов.
Кожа служит первой линией защиты организма, обеспечивая механическую защиту и предотвращая потерю воды, а также играя ключевую роль в регуляции температуры, внешнем раздражительном ответе ииммунитете. Кожные раны часто встречаются в клинической практике, возникающие в результате травм, микробных инфекций, химических повреждений и хирургическойрезекции 2. Хотя небольшие раны могут заживать при нормальном виде, крупные травмы обычно оставляют сильные фиброзные рубцы, которые нарушают функцию тканей и могут даже стать опаснымидля жизни 3. Аутологичная пересадка кожи полной толщины широко считается золотым стандартом для лечения крупных ран и предотвращениярубцов 4. Однако получение достаточного количества трансплантируемой кожи остаётся критической клинической задачей. В результате разработка инновационных технологий регенерации кожи стала центральным направлением в области регенеративной медицины и биоматериалов5.
С тех пор как Нойман впервые ввёл принцип расширения тканей в 1957 году, имплантировав полиэтиленовый баллон в постаурикулярную область сосцевидной кости для реконструкции деформацииуха 6, эта техника значительно эволюционировала. Сегодня это один из самых широко используемых методов в реконструктивной хирургии и остаётся важным способом лечения серьёзных кожных дефектов. В частности, расширение тканей создаёт дополнительную аутологичную ткань, привлекая соседнюю кожу и стимулируярегенерацию 7. Благодаря механической стимуляции вновь образовавшаяся кожа очень похожа на родную кожу как внешне, так и по структуре, что делает её идеальной для клиническогоприменения 8. Однако из-за несоответствия величины нагрузочной силы и скорости роста кожи на поздней стадии количество собранной кожи оказывается недостаточным для масштабного покрытияран 9. Кроме того, развитие технологий расширения тканей затрудняется низкой эффективностью расширения, серьёзными осложнениями, неполными количественными показателями оценки и плохо охарактеризованными молекулярнымимеханизмами 10. Учитывая сложность регулирующих сетей in vivo, подходящие животные модели расширения тканей необходимы для точного повторения физиологических и патологических реакций кожных тканей на механическую стимуляцию.
В настоящее время основным выбором для исследований in vivo являются модели мышей (мыши и крысы) и свиней. Модели расширения спины или кожи головы у мыши широко используются благодаря их простоте эксплуатации; однако кожа слишком тонкая, чтобы выдержать длительное или непрерывноерасширение 12. Модель дорсального расширения крысы подходит для непрерывного расширения благодаря своему обширному подкожному пространству, но отсутствие окончательного протокола для прекращения расширения ограничивает её клиническуюприменимость 13,14. Хотя свиная кожа обладает наибольшей степенью гомологии с человеческой кожей, её низкая эластичность приводит к задержке реакций на механическое растяжение, а необходимость глубокой седации во время процесса значительно усложняет экспериментальныеманипуляции 15. Поэтому разработка подходящей модели непрерывного расширения, имитирующей клинический процесс, остаётся научной проблемой.
Целью этого исследования было разработать модель непрерывного расширения кожи на крысах. Кратко времени в дорсальную область крыс Спраг-Доули (SD) вводили силиконовый экспандер объемом 10 мл, а после операции сразу же вводили 5 мл физиологического раствора. После двухнедельного периода восстановления дважды в неделю вводилось 10 мл физиологического раствора до достижения общего объёма 155 мл, после чего наблюдалось значительное снижение генерации кожи, что свидетельствует об исчерпании регенеративных способностей. Регенеративное истощение означает критическое снижение регенеративной способности кожи, характеризующееся на клеточном уровне снижением пролиферативного потенциала и разрушением внеклеточногоматрикса 16. Макроскопически это проявляется в виде заметного ухудшения текстуры кожи, проявляющегося в виде истончения кожи, ишемии и расширения строек, что может привести к некрозу и разрушениютканей 17. Помимо технической простоты, эта доклиническая модель успешно воспроизводит непрерывное расширение кожи, позволяя исследователям изучать различные этапы расширения, адаптированные к конкретным целям исследования. Этот метод моделирования также можно применить к генетически модифицированным крысам, что облегчает выявление ключевых функций генов и тем самым раскрывает основные механизмы. Кроме того, обширная поверхность спинной кожи способствует самоконтролируемому проектированию исследований, позволяя применять как экспериментальные, так и контрольные методы на одном и том жеживотном 18. В совокупности эта модель служит полезным инструментом для изучения специфических механизмов, участвующих в расширении тканей, и способствует преодолению современных технологических ограничений.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры на животных были одобрены Этическим комитетом Шанхайской девятой народной больницы (No SH9H-2025-A1673-1) и проводится в соответствии с Руководством Национального института здоровья по уходу и использованию лабораторных животных.
1. Подготовка
2. Предоперационный и внутриоперационный уход за животными
3. Имплантация тканевых экспандеров
4. Процесс непрерывного расширения
5. Измерение области расширения и сбор регенерированной кожи
6. Гистологическое окрашивание кожи
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом исследовании мы разработали стандартный протокол для модели непрерывного расширения тканей. После подтверждения безопасности экспандера (рисунок 1A) он был хирургически имплантирован подкожно в спинную область SD-крыс. Её надувающаяся поверхность была расположена ближе к коже. Чтобы предотвратить смещение экспандера, точка соединения между катетером и инъекционным портом была закреплена на мышечной фасции (рисунок 1B). После двух недельных инъекций физиол...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Расширение тканей стало широко используемой техникой для получения дополнительной кожи, которая по текстуре и цвету очень похожа на соседнюю здоровуюкожу 19. Он применялся в различных клинических условиях, включая восстановление рубцов, реконструкцию груди и реконструкцию после резекции опухолей поверхноститела 20. Тем не менее, долгосрочное расширение тканей по-прежнему остаётся критической проблемой, главным образом из-за истощенной реген...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Это исследование спонсируется Национальным фондом естественных наук Китая (грант No 82372536, 82572898, 82472543), Шанхайским исследовательским центром пластической хирургии Шанхайского приоритетного исследовательского центра (2023ZZ02023), Шанхайской программой развития молодежи «Восходящие звёзды медицинских талантов» (программа для специалистов молодежных медицинских специалистов), Специальной клинической исследовательской программой Шанхайской муниципальной комиссии здравоохранения здравоохранения индустрии здравоохранения (грант No 20244Y0031).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Антитела к CD31 | Abcam Shanghai Trading Co., Ltd | ab182981 | IHC окрашивание |
| Прибор электронно-лучевой облучения | Tongwei Xinda Technology (Цзянсу) Co. Ltd | Высокоэнергетический электронный ускоритель (10 МэВ, 24 кВт) | Стерилизация |
| FITC-конъюгированный вторичный антител | Proteintech Group, Inc | SA0003-2 | IHC окрашивание |
| Программное обеспечение Graghpad Prism | Программное обеспечение GraphPad | Версия 10.0 | Статистический анализ |
| Набор для окрашивания гематоксилина и эозина | Beyotime Biotech Inc | C0105S | Гистологическое окрашивание |
| Высокоточный 3D-сканер | СИЯНИЕ 3D | EinScan Pro 2X V2 | Измерение площади |
| Программное обеспечение Image J | Национальные институты здравоохранения | Версия 1.54 | Статистический анализ |
| Трихромный набор для окраски Masson | Beyotime Biotech Inc | C0189S | Гистологическое окрашивание |
| Тканевые экспандеры | Шанхайская компания Winning Plastic Surgery Products Co., Ltd. | Н/Д | Специальная кастомизация |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение