Summary

Demonstrasjon av Rat iskemisk Skin Wound Model

Published: April 01, 2015
doi:

Summary

Rotte, på grunn av sin størrelse, tilgjengelighet og heller føyelig oppførsel, har blitt benyttet som et forskningsmodellen i mange år. Målet med denne protokollen er å utnytte den rotte som en iskemisk hud sårtilheling modell for å gi verdifull innsikt i patofysiologien av kroniske sår.

Abstract

Tilbøyelighet for kroniske sår hos mennesker øker med aldring, sykdomstilstander som diabetes og nedsatt hjertefunksjon, og unrelieved press på grunn av immobilitet. Dyremodeller har blitt utviklet som forsøk på å etterligne disse betingelser i den hensikt å fremme forståelsen av kompleksiteten av kroniske sår. Modellen er beskrevet her er en rotte iskemisk hud klaff modell som tillater en langvarig reduksjon av blodstrøm som resulterer i sår som blir iskemisk og ligner en kronisk sår fenotype (redusert vaskularisering, økt betennelse og forsinket lukking av sår). Den består av en bipedicled dorsal klaff med to iskemiske sår plassert sentralt og to ikke-iskemiske sår lateralt for klaffen som kontroller. En ny tillegg til dette iskemisk hud klaff modellen er plasseringen av en silikonplate under klaffen som fungerer som en barriere, og en skinne for å hindre revaskularisering og redusere kontraksjon som sår gror. Til tross for detdebatt om å bruke rotter for sårheling studier på grunn av deres ganske distinkte anatomiske og fysiologiske forskjeller sammenlignet med mennesker (dvs. tilstedeværelse av en panniculus carnosus muskel, kort levetid, økt antall hårsekker, og deres evne til å helbrede infiserte sår) modifikasjonene ansatt i denne modellen gjør det til en verdifull alternativ til tidligere utviklede iskemiske hud klaff modeller.

Introduction

Effektiv utvikling av legemidler og andre sårtilheling therapeutics kreve egnet in vivo-modeller, til tross for kjente problemer i sette funn i dyremodeller til menneskelige behandlinger en. Det som følger er en beskrivelse av en detaljert protokoll for anvendelse av en rottemodell for iskemisk hud sårheling å undersøke mekanismer som ytterligere forståelse av patologisk sårheling. Rotte arter, ofte ansatt på grunn av sin bred tilgjengelighet, størrelse og føyelig natur brukes for sårtilheling studier som det er stor nok til å gi et egnet hudområde for operasjonssåret og excisional såret, bildebehandling og vev samling 2. Men det bør tas i nøye overveielse at huden av en rotte og et menneske er forskjellige anatomisk, med rotter blir referert til som løs-skinned dyr. Denne distinkte karakteristiske tillater såret sammentrekning, snarere enn epithelialization å bidra vesentlig til stenging av rotte hud wounds to. I tillegg er tilstedeværelsen av en subkutan panniculus carnosus muskelen hos rotter, bidrar til helbredelse av både sammentrekning og kollagendannelse 3,4. Disse meget viktige anatomiske forskjeller ble vurdert i utviklingen av ischemisk rottemodell sår hud og spesifikke modifikasjoner ble gjennomført for å redusere såret kontraksjon og redusere innflytelsen av panniculus carnosus muskel 5.

I diabetiske fotsår, venøse leggsår, og trykksår, er healing forsinket og disse sårene anses kronisk. Sårene er preget av overdreven betennelse, som hindrer såret fra framdrift til de neste fasene av sår reparasjon seks. En av de viktigste faktorer i utviklingen av kronisk sår er lokalisert vevsischemi (redusert blodstrøm) 5 bidrar til den manglende evne til å fjerne inflammasjon. På den tiden denne modellen ble utviklet og validert (i 2003-4), Var det ingen standardiserte dyremodeller som kan gi nok vev til å teste induksjon av angiogenese i såret seng, en viktig fase under normal healing sår og motivasjon for å utvikle denne modellen fem. Når det er sagt, er modellen som presenteres her er en modifikasjon av den ischemiske såret modellen opprinnelig beskrevet av Schwartz et al. 7 og senere brukt i modifisert form av Chen et al. 8

I den modifiserte iskemisk såret modellen, er det gjort endringer for å omgå de nevnte anatomiske karakteristika for rotte som fører til helbredelse ved sammentrekning i stedet epithelialization: (1) To fulle tykkelse Excisional sår er skapt i et bipedicled rygghuden klaff og den panniculus carnosus muskel er fjernet fra sårflaten ved dissekere like over muskel fascia. (2) Klaffen selv har flere smale dimensjoner, som sikrer at blodtilførselen er tilfeldig og sårene som ligger på midtpunktet av than klaff er iskemiske. (3) Et silikonplate er satt inn under klaffen, hindrer readherence og reperfusjon av klaffen fra underliggende vev. Sår sammentrekning er begrenset (ikke eliminert) ved forankring eller sy klaffen til silikon ark 5.

Modellen har nylig blitt brukt i studier som spenner fra hyperbar oksygen effekter på iskemisk sårheling 9,10 til iskemisk sårtilheling i ung versus eldre rotter 11 og har vist seg å være en pålitelig modell av langvarig vevsischemi. Dimensjonene på bipedicled klaff har også blitt tilpasset til forskjellige rottestammer, inkludert Sprague Dawley (11 cm lang med 2 cm bred) og F344-rotter (10,5 cm lang og 3,0 til 3,5 cm bred) og andre arter, inkludert svine 12 og mus 13,14. Denne videoen benytter F344 innavlet rotte belastning i demonstrasjonen av iskemisk hud såret modell.

Godkjenning for alle dyre prosedyrer som presenteres nedenfor var fåed fra University of South Florida Animal Care Committee (IACUC) og overholde alle krav i dyrevernloven og Guide for Pleie og bruk av forsøksdyr.

Protocol

MERK: Godkjenning for alle dyre prosedyrer som presenteres nedenfor er hentet fra University of South Florida Animal Care Committee (IACUC) og overholde alle krav i dyrevernloven og Guide for Care og bruk av forsøksdyr. 1. Utarbeidelse av silikon Ark og kirurgiske instrumenter Precut strimler (10,5 cm x 3,0 cm) av uarmert 0,01 tykkelse, medisinsk silikon sheeting og sterilisere ved hjelp av en autoklav. Rense og sterilisere egnede kirurgiske instrumenter (saks, pinsett …

Representative Results

Rotte iskemisk sårtilheling modell protokollen bør ta ca 20 min per dyr hvis det utføres effektivt. Før påføring av en dressing modellen skal vises som representert i figur 1G. Det vil være viktig å kontrollere at bipedicled klaff og sår der er iskemisk. Subkutan oksygentensjon (PscO 2) på nivå med de sår har blitt målt under valideringen av modellen 5 ved å plassere en polarografisk elektrode i det subkutane vevet mellom de to iskemiske sår. PscO to verdi…

Discussion

Sårtilheling hos rotter har ofte vært gjenstand for debatt på grunn av deres evne til å helbrede infiserte sår og høy grad av interanimal variabilitet 5. En av de opprinnelige målene i modellen under utviklingen var å redusere denne variasjonen. Modifikasjoner til bredden av klaffen, redusere antall sår med spesiell plassering (sentrert på klaff med konsistent cranio-caudal plassering) og innføring av en silikonplate har oppnådd dette målet. Sårtilheling ved sammentrekning har også blitt …

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Davidson, J. M. Animal models for wound repair. Arch Dermatol Res. 290 (S1-11), (1998).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Roy, S., et al. Characterization of a preclinical model of chronic ischemic wound). Physiological genomics. 37 (3), 211-224 (2009).
  13. 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).
  14. 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).

Play Video

Cite This Article
Trujillo, A. N., Kesl, S. L., Sherwood, J., Wu, M., Gould, L. J. Demonstration of the Rat Ischemic Skin Wound Model. J. Vis. Exp. (98), e52637, doi:10.3791/52637 (2015).

View Video