استخدام نموذج الفئران لدراسة إصلاح الفتق البطني البطني

Summary

ويصف هذه المخطوطة الأساليب المرتبطة بإنشاء وإصلاح عيب في جدار البطن البطني (فتق). يمكن استخدام هذا النموذج لدراسة استراتيجيات إصلاح مثل تلك التي تستخدم مواد مزروع. ويرد في هذه المخطوطة، إصلاح فتق تجريبية مع الخنزير submucosa معوية صغيرة كمثال.

Abstract

الفتق البطني البطني هو حالة سريرية شائعة نسبيا في بعض الأحيان يتطلب هيرنيورافي (جراحية). عادة ما يتطلب إصلاح الفتق البطني البطني غرس مادة لتكون بمثابة جسر ميكانيكية عبر العيب في جدار البطن. الحيوية، مثل الخنزير submucosa الأمعاء الصغيرة (SIS)، أيضا بمثابة شعرية لنمو الخلايا في عملية الزرع وطبيعيا يمكن أن تدرج في النسيج المضيف. تطوير مواد إصلاح مثل هذه الفوائد من استخدام نماذج حيوانية عيوب جدار البطن التجريبية التي يتم إنشاؤها بسهولة وقابلة للإصلاح بطريقة استنساخه. ويصف الطريقة التي عرضت هنا إنشاء العمليات الجراحية وإصلاح الفتق البطني البطني في نموذج الفئران. عندما يتم استخدام جهاز الأمن والمخابرات لإصلاح فتق البطني البطني تجريبية في هذا النموذج، سرعة أدمجت في أنسجة المضيف في غضون 28 يوما غرس. الأشيع، يتميز إدماج موادها مزروع في أنسجة المضيف ردا قويا من فيبروفاسكولار. التحسينات المستقبلية وتطبيقات نموذج الفتق البطني الفئران قد المحتمل أن تنطوي الحيوانات السكري و/أو يعانون من السمنة المفرطة كوسيلة لمزيد المراضات المشارك المشتركة عن كثب تقليد رجل.

Introduction

فتق جدار البطن مسألة شائعة مصادفة سريرية التي قد تحدث نتيجة لعيب خلقي، والإصابات الرضية، أو فشل إغلاق الجروح الجراحية التي تنطوي على جدار البطن. عادة يتضمن إصلاح استخدام زرع لتدعيم جدار البطن، مع انخفاض معدل تكرار لوحظ في المرضى الذين عولجوا بزرع مقارنة مع أولئك الذين ببساطة إغلاق جدار البطن مع خياطة. ¹

تصليح الفتق الجراحي وغالباً ما يتطلب سد الميكانيكية العيب مع مادة مزروع. وفي هذا الصدد، استخدمت المواد الاصطناعية والطبيعية على حد سواء لإصلاح الفتق. العديد من المواد الاصطناعية هي عادة غير الامتصاص وتشمل بولي بروبلين والبولي ايثلين البوليستر تترافلوروايثيلين الموسعة، بينما يزرع الاصطناعية الأخرى الجمع بين واحد من المواد غير الامتصاص امتصاص بوليمر مثل بوليجالاكتيني. ¹ وفي المقابل، يزرع المواد الطبيعية عموما مستمدة من المصادر الحيوانية أو البشرية المأخوذة. المواد الطبيعية المستخدمة لإصلاح الفتق عادة غنية بالكولاجين وتتصرف سقالة إينجرووث والتكامل في النسيج المضيف.

الرغبة في تطوير وتحسين المواد الجديدة لإصلاح الفتق البطني البطني يتطلب نموذج حيوان مناسب لتقييم المواد المرشحة. وقد أجريت دراسات في مجموعة متنوعة من الأنواع، بما فيها الأغنام والخنازير² ،³ الأرانب، والفئران⁴ ،^5،6،،من⁷⁸ والكلاب. ⁹ الاستفادة من استخدام الفئران لمثل هذه الدراسات أنها توفر نموذجا بسهولة معالجة متوفرة في مجموعة متنوعة من السلالات الفطرية للسماح للسيطرة على التنوع الجيني. وبالإضافة إلى ذلك، تسمح مساحة سطح الجسم عموما أصغر من الفئران مقارنة بغيرها من الأنواع المذكورة أعلاه من تقييم المواد التي قد تكون تجريبية بطبيعتها، ومن ثم ليست وفيرة.  علاوة على ذلك، خفض التكاليف المرتبطة بالفئران مقابل الأنواع الأخرى تسمح نسبيا زيادة القدرة على الشاشة المرشح المواد لاستخدامها في إصلاح الفتق البطني البطن.  وتشمل الاعتبارات المتعلقة بالمواد عادة سهولة التعامل مع الجراح، القوة، والقدرة على إدماج الأنسجة المضيف وتوافق مع الحياة، ومقاومة للعدوى.

على سبيل مثال، هو الخنزير submucosa الأمعاء الصغيرة (SIS) مادة بيولوجية طبيعية التي تم استخدامها لمجموعة واسعة من مؤشرات إصلاح الأنسجة، بما في ذلك إصلاح الفتق البطني حجابي الاربية والبطن. ^{10 , 11 , 12} الأخت سرعة أدمجت في نسيج المضيف وقد وجد أن تكون عموما مقاومة للعدوى وحتى المواد التي لها فائدة خاصة في الحقول الملوثة. ^{13 , 14} في نموذج الفئران، أثبتت الأخت سهولة المناولة والشد جيدة حسبما تقرره باختبار فشل الشد أونياكسيال، وتعزيز إينجرووث الأنسجة من حيث ترسيب الكولاجين ونيوفاسكولاريزيشن. ^{6 , 7}

سد الجراحية الدقيقة العيب سمة أساسية للنمذجة الإنتاجية عند تقييم مواد إصلاح المرشح. يجب أن يكون الحيوان بما فيه الكفاية تخديره والعقيم تقنية تتبع بدقة. علاوة على ذلك، يجب إنشاؤها بعناية عيب جدار البطن من الحجم القياسي وثم سدها على نحو يضمن المواد إلى هوامش العيب بما فيه الكفاية. ⁸ هذا البروتوكول يوفر طريقة قياسية للواجب اتباعها لإنشاء العمليات الجراحية، وإصلاح، فتق البطن البطني باستخدام جهاز الأمن والمخابرات على سبيل مثال سد المواد في الفئران.

Protocol

استخدام الحيوانات في هذا البروتوكول أقرتها جامعة Notre Dame الرعاية الحيوان المؤسسية واستخدام اللجنة واتباع المبادئ التوجيهية والمتطلبات التنظيمية كافة، وأجرى في منشأة معتمدة من قبل جمعية التقييم والاعتماد لمختبر رعاية الحيوان (آآلاك)، الدولي.

1-"انتقاء الحيوانات"

1. الحصول على خالية من مسببات المرض الفئران "سبراغ داولي" من بائع حسن السمعة أو تربية مستعمرة.
   ملاحظة: في كثير من الأحيان، طبيب بيطري مرفق أو إدارة مباشرة المحقق للمصادر المناسبة. الفئران من حوالي 250 غرام وزن الجسم مناسبة لهذا الإجراء.
2. يوم واحد قبل الجراحة، دراسة الحيوانات لاستخدامها للتأكد من أنها سليمة سريرياً. وفي هذا الصدد، وزن الحيوان وتقييم حالة الجسم؛ ملاحظة أي خلل في التنفس، ووجود أي الجروح المفتوحة أو الجماهير، ومستوى النشاط العام للحيوان. ملاحظة أي خلل في سجل العمليات الجراحية، والنظر في هذه الملاحظات كمعايير الاستبعاد المحتمل.

2. التخدير وإعداد الحيوانات "عملية جراحية معقمة"

1. للتسكين، إدارة 1، 1، 1-2 مغ/كغ البوبرينورفين الإفراج المطرد، تحت الجلد للفئران ح 2 قبل الجراحة. تطبيق مرهم العيون لكلتا العينين، وإدارة استعد 2 مل من المحلول الملحي الفيزيولوجي معقمة تحت الجلد.
2. تخدير الفئران بجرعة داخل من الكيتامين هيدروكلوريد (90 ملغ/كغ) وإكسيلازيني (10 مغ/كغ). تنطبق على كمية صغيرة من زيوت التشحيم العين كل عين لمنع ديسيكاتيون القرنية. مرة واحدة هذا الحيوان ’ التنفس s ثابت ولم يعد هناك أي استجابة لقرصة إصبع القدم راسخ، والفئران قد وصلت إلى مستوى التخدير كافية لإجراء عملية جراحية. يمكن تأكيد مستوى مقبول من التخدير كذلك بوجود العميق والتنفس العادية، واللون الطبيعي للعين (مقابل شحوب، التي قد توحي بعدم كفاية التروية القلبية الوعائية).
3. يحلق في البطن البطني مع لوس أنجليس كليبرز تجارية من العانة للقص ومن الهوامش الجانبية في فينتروم. إزالة الشعر مقصوصا بتطبيق منشفة ورقية رطبة إلى المنطقة-
4. فرك منطقة حلق مع إيودوفور مطهر متبوعاً بمسح مع الإيثانول 70%. تطبيق الستائر الجراحية بحيث يمكن أن تكون نافذة للشق معزولة من التلوث المحتملة.
5. ارتداء ثوب جراحية معقمة وقناع لوجه غطاء شعر. تغسل جيدا وفرك اليدين بالصابون وارتداء القفازات الجراحية المعقمة.

3. إنشاء وإصلاح "الفتق البطني البطني"

1. قبل الجراحة، وتعقيم الأدوات الجراحية اﻷوتوكﻻف.
2. باستخدام مشرط، جعل حوالي 3-4 سم شق عمودي على طول خط الوسط البطني وصولاً إلى مستوى عضلات البطن. رفع جدار البطن برفق مع ملقط وإنشاء فتحه صغيرة من خلال ينيا ألبا. حماية الأحشاء الكامنة، إدراج ملقط من خلال الثقب وفي تجويف البطن لتكون بمثابة دليل حماية كما هو قطعي الجدار العضلات لإنشاء حوالي 2 سم × 2 سم سمك كامل عيب، قطع حوالي 1 سم الجانبية من كل جانب من خط الوسط على طرفي ينيا ألبا شق.
3. وضع قسم قبل قطع 2 × 2 سم من مادة الجسور الميكانيكية، الأخت 4-الطبقة في هذه الحالة (الشكل 1)، عبر العيب.
   ملاحظة: بدلاً من ذلك، نهج موضعها يمكن استخدامها الذي تم وضع مقطع المواد في تجويف البطن لتغطية هذا العيب من الناحية الداخلية-
4. خياطة الأركان الأربعة لسد المادية إلى عضلة جدار البطن باستخدام الحرير أو النايلون 4-0 في نمط خياطة توقف بسيطة.
   ملاحظة: يسمح استخدام خياطة غير الامتصاص من السهل تعريف المواد مزروع عند الحصاد مقابل مواد قابلة للامتصاص خياطة.
5. تأمين كل حافة من المواد مع خيوط إضافية ثلاثة متباعدة على قدم المساواة. دراسة الحافة كفافى كاملة التأكد من عدم وجود ثغرات كبيرة التي قد تسمح بمرور الأحشاء من خلال جدار البطن؛ وفي حالة وجود مثل هذه الفجوات، ضع خيوط إضافية لتأمين زيادة الهامش.
6. إغلاق الأنسجة تحت الجلد بخياطة الامتصاص 4-0 في نمط توقف بسيطة. إغلاق الجلد بدبابيس جراحية، على الرغم من أن خياطة المطبقة في نمط توقف بسيطة يمكن أن تستخدم أيضا-
7. لا تترك الحيوان غير المراقب حتى قد وعيه كافية لاستعادة القصية ريكومبينسي؛ ولا يعود حيوان الذي خضع لجراحة لشركة الحيوانات الأخرى حتى أنه تعافي تماما من التخدير. وخلال هذا الوقت، إبقاء الحيوان في منطقة دافئة لمنع انخفاض حرارة الجسم.
8. دراسة الحيوانات اليومية التي مرت بهذا الإجراء لضمان الشفاء التام والشفاء الطبيعي. إزالة دبابيس الجلد مع مزيل التيلة 7-10 أيام بعد الجراحة-

4. الحصاد "المواد" التي زرعها

1. تمشيا مع احتياجات الدراسة، euthanize، مع جرعة زائدة من ثاني أكسيد الكربون التي تديرها في دائرة التعبئة بنسبة 10 إلى 30 ٪، الحيوانات في وقت محدد مسبقاً، غالباً ما 21-28 يوما بعد الجراحة-
2. استخدام الأدوات القياسية نيكروبسي، فتح الجلد وجدار البطن وتعريض المنطقة للزرع.
   ملاحظة: إذا استخدمت خيوط غير-قابلة للامتصاص لتأمين عملية الزرع، يمكن تعريف المواد بخيوط الأصلي (الشكل 2).
3. مراقبة أي ملاحظات المرضية الإجمالية بما في ذلك أي ردود الفعل السلبية (مثلاً، ديهيسسينسي الجرح، الخراج، سيروما، ورم دموي) ومدى التصاق ومثابرة للاحشاء الأساسية-
4. إزالة موقع الزرع بقطع قطاع عريض من الأنسجة التي تشمل عملية الزرع. ضع العينة في مثبت، مثل الفورمالين 10% مخزنة محايدة، تحضيرا لتجهيزها للفحص النسيجي وتوصيف.

Representative Results

قبل 28 يوما من غرس، يوضح SIS عادة إدماج جيدة في أنسجة المضيف (الشكل 2). في معظم الحالات، هناك الأخت المتبقية الظاهر، على الرغم من أن كثيرا ما ينبغي استكشاف الأنسجة لتحديد المواد مزروع. وأكدت تحاليل نسيجية الملاحظات المرضية الجسيمة، التي توضح إدماج الأنسجة جيدة مع الأنسجة فيبروفاسكولار والأخت المتبقية قليلة جداً ولاحظت (الشكل 3) في المقام الأول. هذه النتائج تثبت فائدة النموذجي الفتق البطني البطني الفئران. بسهولة الحصول على الفئران والمحافظة، وعموما للشفاء بسرعة في أعقاب عملية جراحية. تضمين مادة بيولوجية مزروع الأنسجة يشير إلى توافق مع الحياة ويوضح قدرة الدول الجزرية الصغيرة لتكون بمثابة شعرية للأنسجة إينجرووث وإصلاح. حتى مع إدماج الأنسجة كبيرة، يمكن تحديد موقع الزرع سهولة بخيوط تستخدم لتأمين المواد لجدار البطن. كنتيجة لذلك، يمكن تقييم مواد إصلاح فتق بطريقة متسقة وسريعة نسبيا.

رقم 1:2 × 2 سم القسم للأخت المستخدمة لإصلاح الفتق البطني البطني التجريبية. المواد الأخت مصفوفة خارج الخلية اللاخلوي مشتقة من الخنزير submucosa الأمعاء الصغيرة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

رقم 2: إدراج الأخت 28 يوما بعد زرع لسد فتق البطني البطن في الفئران. في أعقاب القتل الرحيم، انعكس الجلد البطن البطني لكشف المواد مزروع المذكور بخيوط الحرير التي تستخدم لتأمين نظام معلومات شنغن. ملاحظة إينجرووث للنسيج كزرع جهاز الأمن والمخابرات قد أدمجت في النسيج المضيف. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

الشكل 3: الصورة المجهرية للنسيج 28 يوما بعد غرس الأخت لسد فتق البطني البطني تجريبية. جهاز الأمن والمخابرات قد أدرجت إلى حد كبير النسيج المضيف. إظهار الأسهم حبلا صغيرة جداً للأخت المتبقية في المقطع (ح & ه، 40 س). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Discussion

المواد اللازمة لإصلاح الفتق البطني البطني ذات أهمية كبيرة، لا سيما تلك التي تقدم على جسر ميكانيكية أولية وثم يتم إدماجها في النسيج المضيف. وفي هذا الصدد، حققت مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك جهاز الأمن والمخابرات ومصفوفة الجلدي اللاخلوي الخنزير والخنزير تامور. ^{6 , 7} هذه المواد تمثل المصفوفات خارج الخلية من تلك الأنسجة وتعمل السقالات التي يمكن ترحيل الخلايا وتتكاثر، وبالتالي تيسير إدماج الأنسجة.

ويتطلب تقييم مواد إصلاح فتق نموذج حيوانية التي يتم التعامل معها بسهولة ولديها القدرة على الشفاء سليمة. نموذج الفتق البطني الفئران يسمح لسهولة المناولة في دراسات لتقييم إصلاح المواد في فيفو. وقد ثبت أن هذا النموذج يمكن أن تستخدم للتقييم النسيجي نسبية للمضيف استجابة لمواد إصلاح فتق مزروع. ⁶ وهذا ضروري خاصة للمواد الحيوية، مثل جهاز الأمن والمخابرات، التي تخضع لإدماجها في النسيج المضيف كجزء من إصلاح إليه.

يمكن بسهولة إجراء نموذج إصلاح الفتق البطني البطني الفئران بطريقة جداً استنساخه. الأسلوب العقيم السليم أمر ضروري لنجاح، كما يمكن تغيير الاستجابة الشفاء حقول الجراحية الملوثة وتعقيد ومن ثم تفسير النتائج التجريبية. ¹⁵ بروتوكول الموصوفة هنا يهدف إلى تزويد الأفراد ذوي خبرة في جراحة الحيوان بأسلوب القيام بنجاح بالدراسات التي تتطلب إنشاء فتق وإصلاح.

الإجراء الموضح هنا ينطوي على نهج أنفاق الذي يتم إرفاقه مواد إصلاح الحواف الخارجية لعيب جدار البطن. من الممكن أيضا استخدام نهج البطانة التي ترتبط مواد إصلاح الجانب الداخلي من العيب. ويتحقق إصلاح فتق بشبكة عن طريق تنظير البطن عادة مع نهج البطانة. الأسلوب البطانة يسمح اتصال مباشر أكبر لعملية الزرع مع الأحشاء في البطن، وبالتالي زيادة إمكانية أديسيوجينيسيس بين الزرع والأحشاء إلى حد ما. لأن تشكيل الالتصاق بعد الجراحة مسألة سريرية هامة، الدراسات التي ترغب في أن تدرس عن كثب أديسيوجينيسيس قد ترغب في استخدام النهج البطانة.

على الرغم من أن الفئران استرداد عموما بسرعة كبيرة بعد عملية جراحية، تتوافر إمكانية بعض المضاعفات بعد العمليات الجراحية. على سبيل المثال، سيتم إزالة بعض الفئران خيوط الجلد، حتى المواد الغذائية الأساسية. إذا تم العثور على شق الجرح مفتوحاً، الفئران ينبغي أما euthanized أو إعادة تخديره وإغلاق الجلد. ولو نادرة، إذا تم العثور على كل من الجلد وجدار البطن لفتح الثغرات، ينبغي أن يكون euthanized الحيوان. وفي جميع هذه الحالات، ينبغي أن يكون الطبيب البيطري حضور أخطر فورا من هذه الحيوانات.

النموذج الموصوف هنا يحتوي على عدد من المزايا كما ذكر سابقا. بيد أنه ينبغي الاعتراف بأن النمذجة الفتق البطني البطن في كوادرابيد، مثل الفئران، يحد من ترجمة للرجل. علاوة على ذلك، نظراً لأن الفتق ذات الصلة سريرياً العديد من يعتقد أن تترافق مع المراضات المشاركة مثل داء السكري والسمنة وعيوب النسيج الضام، يمكن أن تعقد تقييم استراتيجيات الإصلاح في حيوان عادي قيمة متعدية الجنسيات نموذج. ومع ذلك، يسمح نموذج الفئران التقييم السريع والسهل نسبيا من مواد إصلاح فتق.

التحسينات المستقبلية وتطبيقات نموذج الفتق البطني الفئران قد المحتمل أن تنطوي الحيوانات السكري و/أو يعانون من السمنة المفرطة كوسيلة لمزيد المراضات المشارك المشتركة عن كثب تقليد رجل. وبالمثل، تقييم أساليب المستحثة pluripotent الخلايا الجذعية للمساعدة في إصلاح الأنسجة المحتمل أن يجد فائدة في هذا النموذج.

خطوات حاسمة للنجاح في استخدام هذا النموذج يتم توسيط في العناية مهارة الحيوان والجراحية. يجب استخدام تقنية معقمة كطريقة لتقليل فرصة الإصابة. التخدير المناسب والتسكين يتم الأساسية، فضلا عن بعد العمليات الجراحية الرصد للتأكد من أن الحيوانات مريحة وأن الشق الجراحي لا تزال مغلقة. الأهم من ذلك، عند الحصول مادة بيولوجية لحواف عيب جدار البطن، الجراح يجب أن يثبت أن كل الحواف مؤمنة مع لا من الفتحات التي قد تسمح بمرور الأحشاء البطن في الفضاء تحت الجلد.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Isoflurane (Isoflo)	Henry Schine Animal Health	17579	gas anesthetic
Optixcare Eye Lubricant	Henry Schine Animal Health	OPX4240	Ocular lubricant
Oster clippers	Henry Schine Animal Health	6092	hair clippers
Betadine surgical scrub	Henry Schine Animal Health	1618	antiseptic iodophor
Sterile scalpel	Henry Schine Animal Health	329	#10 scalpel
9" x 12" disposable surgical drape	Braintree Scientific, Inc.	SP-RPS	Surgical drape
4-0 nylon suture	Braintree Scientific, Inc.	SUT 812	Suture material
4-0 Absorbable Suture	Henry Schine Animal Health	29242	Synthetic absorbable suture
9 mm Autoclips and applier	Braintree Scientific, Inc.	ACS KIT	Surgical staples for closure of skin incision
Torbugesic/analgesic	Henry Schein Animal Health	12084	Butorphanol tartarate for post-operative analgesia
Small intestinal submucosa (SIS)	Cook Biotech, Inc.		Implant material for bridging experimental abdominal wall defect
Rats	Harlan, Inc.	Sprague Dawley	Animal for hernia modeling