Summary
Rotter på grund af sin størrelse, tilgængelighed og snarere føjelige adfærd er blevet anvendt som et forsknings- model for mange år. Målet med denne protokol er at udnytte rotten i en iskæmisk hud sårheling model til at give værdifuld indsigt i patofysiologien af kroniske sår.
Abstract
Tilbøjeligheden til kroniske sår hos mennesker stiger med aldring, sygdomstilstande såsom diabetes og nedsat kardiovaskulær funktion og unrelieved pres på grund af immobilitet. Animal modeller er blevet udviklet, forsøg på at efterligne disse forhold med henblik på at fremme vores forståelse af kompleksiteten af kroniske sår. Den beskrevne model er en rotte iskæmisk hudlap model, der tillader en forlænget reduktion af blodstrømmen resulterer i sår, der bliver iskæmisk og ligner et kronisk sår fænotype (reduceret vaskularisering, øget inflammation og forsinket sårlukning). Den består af en bipedicled dorsal klap med 2 iskæmiske sår placeret centralt og 2 ikke-iskæmiske sår lateralt i forhold til klappen som kontroller. En ny tilføjelse til dette iskæmisk hudlap model er placeringen af en silikone ark under klappen, der fungerer som en barriere og en skinne for at forhindre revaskularisering og mindske sammentrækning som sår heles. Trodsdebat anvendelse rotter til sårheling undersøgelser på grund af deres helt forskellige anatomiske og fysiologiske forskelle i forhold til mennesker (dvs. tilstedeværelsen af en panniculus carnosus muskulatur, kort levetid, øget antal hårsække, og deres evne til at helbrede inficerede sår) ændringerne anvendes i denne model gør det et værdifuldt alternativ til tidligere udviklede iskæmisk hud flap-modeller.
Introduction
Effektiv lægemiddeludvikling og andre sårhelende lægemidler kræver passende in vivo modeller, på trods af kendte problemer med at oversætte fund i dyremodeller for humane terapier 1. Det følgende er en beskrivelse af en detaljeret protokol for anvendelse af en rottemodel for iskæmisk hud sårheling at undersøge mekanismer, der yderligere forståelse af patologiske sårheling. De rotte arter, ofte er ansat på grund af sin brede tilgængelighed, størrelse og føjelig naturen bruges til sårheling undersøgelser, da det er stort nok til at give et passende hudområde til incisional og excisional såret, billedbehandling og væv kollektion 2. Det skal dog tages i nøje overvejelse, at huden på en rotte og en menneskelig er forskellige anatomisk, med rotter benævnes løs-flået dyr. Denne særskilte egenskab giver mulighed for sår sammentrækning, snarere end epitelialisering at bidrage væsentligt til lukning af rottehud wounds 2. Derudover er tilstedeværelsen af en subkutan panniculus carnosus muskulatur i rotter, bidrager til heling af både kontraktion og kollagen formation 3,4. Disse meget vigtige anatomiske forskelle blev anset for udviklingen af rotte iskæmisk hudsår model og specifikke modifikationer blev gennemført for at mindske sår sammentrækning og reducere indflydelsen af panniculus carnosus muskulatur 5.
Hos diabetiske fodsår, venøse bensår og tryksår, er healing forsinket, og disse sår betragtes kronisk. Sårene er kendetegnet ved overdreven inflammation, som forhindrer såret udvikler sig og de næste faser i sårheling 6. En af de vigtigste faktorer i udviklingen af en kronisk sår er lokaliseret væv iskæmi (reduceret blodstrømning) 5 bidrager til den manglende evne til at fjerne betændelse. På det tidspunkt, hvor denne model blev udviklet og valideret (i 2003-4), Var der ingen standardiserede dyremodeller, der kunne give nok væv til at teste induktion af angiogenese i såret, et afgørende tidspunkt under normal sårheling og motivationen for at udvikle denne model 5. Det er sagt, model præsenteres her er en modifikation af den iskæmiske sår model oprindeligt beskrevet af Schwartz et al. 7 og efterfølgende anvendes i modificeret form af Chen et al. 8
I den modificerede iskæmisk sår model er der foretaget ændringer for at omgå de ovenfor nævnte anatomiske karakteristika af rotte, der fører til helbredelse ved sammentrækning stedet epitelialisering: (1) To fuld tykkelse Excisionssår er skabt inden for en bipedicled flap dorsale hud og panniculus carnosus muskulatur fjernes fra såret ved dissekering lige over muskelfascie. (2) flap selv har mere smalle dimensioner, der sikrer, at blodforsyningen er tilfældig og sår placeret ved midtpunktet af than klap er iskæmisk. (3) En silicone ark indsættes under klappen, forebygge readherence og reperfusion af klappen fra det underliggende væv. Sår sammentrækning er begrænset (ikke elimineres) ved at forankre eller suturering klappen til silikone ark 5.
Modellen er for nylig blevet anvendt i undersøgelser spænder fra oxygenovertrykskramper virkninger på iskæmisk sårheling 9,10 til iskæmisk sårheling hos unge versus ældre rotter 11 og har vist sig at være en pålidelig model for langvarig vævsiskæmi. Dimensionerne af bipedicled flap er også blevet tilpasset til forskellige rottestammer, herunder Sprague Dawley (11 cm lang og 2 cm bred) og F344-rotter (10,5 cm lang med 3,0-3,5 cm bred) og andre arter, herunder svin 12 og mus 13,14. Denne video udnytter F344 indavlede rotte stamme i demonstrationen af den iskæmiske hudsår model.
Godkendelse af alle dyreforsøg præsenteres nedenfor var fåed fra University of South Florida Animal Care Udvalg (IACUC) og overholde alle krav i dyreværnsloven og vejledningen for pleje og anvendelse af forsøgsdyr.
Protocol
Representative Results
Discussion
Sårheling hos rotter har ofte været genstand for debat på grund af deres evne til at helbrede inficerede sår og høje interanimal variabilitet 5. En af de oprindelige mål af modellen under udviklingen var at mindske denne variation. Ændringer i bredden af klappen, hvilket reducerer antallet af sår med specifik placering (centreret på flappen med konsekvent kranio-caudale placering) og indførelse af et silicone ark har opnået dette mål. Sårheling ved sammentrækning er også blevet redu…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge funding support from the University of South Florida, Department of Surgery (Mack Wu, MD, PhD).
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Sil-Tec medical grade sheeting | Technical Products Inc. | 500-3 | nonreinforced, 0.01 inches in thickness |
| Mini Iris scissors, 8cm, curved, SS | World Precision Instruments | #503671 | |
| Ethilon Nylon Sutures | Ethicon | 1964G | black, size 4.0, PC-3 16mm needles (3/8 circle) |
| Laser Doppler Imager | Moor Instruments | moorLDI2-IR | Standard blood flow imager: http://us.moor.co.uk/product/moorldi2-laser-doppler-imager/8 |
| ImageJ | NIH | free download | http://rsb.info.nih.gov/ij/ |
| Mastisol | Henry Schein | Cat # 7289210 | Fisher Scientific NC9774929 |
| Tegaderm | Medical Specialties | 3M1624W | Fisher Scientific NC9922128 |
References
- Ansell, D. M., Holden, K. A., Hardman, M. J. Animal models of wound repair: Are they cutting it. Experimental dermatology. 21 (8), 581-585 (2012).
- Dorsett-Martin, W. A. Rat models of skin wound healing: a review. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 12 (6), 591-599 (2003).
- Davidson, J. M. Animal models for wound repair. Arch Dermatol Res. 290 (S1-11), (1998).
- Finn, G., Magnus, S. A., Tonny, K. Models for use in wound healing research: A survey focusing on in vitro and in vivo adult soft tissue). Wound Repair and Regeneration. 8, (2000).
- Gould, L. J., Leong, M., Sonstein, J., Wilson, S. Optimization and validation of an ischemic wound model. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 13 (6), 576-582 (2004).
- Loots, M. A., et al. Differences in cellular infiltrate and extracellular matrix of chronic diabetic and venous ulcers versus acute wounds. The Journal of investigative dermatology. 111 (5), 850-857 (1998).
- Schwartz, D. A., Lindblad, W. J., Rees, R. R. Altered collagen metabolism and delayed healing in a novel model of ischemic wounds. Wound Repair Regen. 3 (2), 204-212 (1995).
- Chen, C., et al. Molecular and mechanistic validation of delayed healing rat wounds as a model for human chronic wounds. Wound Repair and Regeneration. 7, (1999).
- Zhang, Q., Chang, Q., Cox, R. A., Gong, X., Gould, L. J. Hyperbaric oxygen attenuates apoptosis and decreases inflammation in an ischemic wound model. The Journal of investigative dermatology. 128 (8), 2102-2112 (2008).
- Zhang, Q., Gould, L. J. Hyperbaric oxygen reduces matrix metalloproteinases in ischemic wounds through a redox-dependent mechanism. The Journal of investigative dermatology. 134 (1), 237-246 (2013).
- Moor, A. N., et al. Consequences of age on ischemic wound healing in rats: altered antioxidant activity and delayed wound closure. Age (Dordrecht, Netherlands). 36 (2), 733-748 (2014).
- Roy, S., et al. Characterization of a preclinical model of chronic ischemic wound). Physiological genomics. 37 (3), 211-224 (2009).
- Biswas, S., et al. Hypoxia inducible microRNA 210 attenuates keratinocyte proliferation and impairs closure in a murine model of ischemic wounds. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (15), 6976-6981 (2010).
- Winocour, S., Vorstenbosch, J., Trzeciak, A., Lessard, L., Philip, A. CD109, a novel TGF-beta antagonist, decreases fibrotic responses in a hypoxic wound model. Exp Dermatol. 23 (7), 475-479 (2014).
