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Bioengineering

복 부 복 부 헤 르 니 아 수리 공부 쥐 모델의 사용

doi: 10.3791/53587 Published: October 2, 2017

Summary

이 원고 작성 및 복 부 복 부 벽의 결함 (탈 장)의 수리와 관련 된 방법을 설명 합니다. 이 모델은 이식된 재료를 사용 하는 복구 전략을 공부를 사용할 수 있습니다. 이 원고에 돼지 작은 창 자 submucosa와 실험 탈의 복구 예로 제공 됩니다.

Abstract

복 부 복 부 헤 르 니 아 가끔 필요한 herniorraphy (외과 수리) 상대적으로 일반적인 임상 상태 이다. 복 부 복 부 헤 르 니 아 수리는 일반적으로 복 부 벽의 결함에 걸쳐 기계 다리 역할을 물자의 주입을 요구 한다. 또한 돼지 작은 창 자 submucosa (SIS) 등 생체 이식으로 세포 성장에 대 한 격자 역할 하 고 호스트 조직으로 자연스럽 게 통합할 수 있습니다. 이러한 수리 자료의 개발 동물 모델 실험 복 벽 결점 쉽게 만들 수 있습니다 및 받을 재현 방식에서 복구의 사용에서 혜택. 여기 제공 하는 메서드 외과 생성 및 쥐 모델에서 복 부 복 부 헤 르 니 아의 복구에 설명 합니다. SIS는이 모델에는 실험 복 부 복 부 탈 장 복구 하는 데 사용 됩니다 때 그것 빠르게 주입의 28 일 안에 호스트 조직에 통합 됩니다. 조직학, 강력한 fibrovascular 응답 호스트 조직으로 그들의 이식된 재료의 설립 특징 이다. 미래 수정 및 쥐 복 부 헤 르 니 아 모델의 응용 가능성이 남자의 더 긴밀 하 게 모방 일반적인 공동 morbidities 수단으로 당뇨병 또는 비만 동물 포함할 수 있습니다.

Introduction

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복 벽 탈 장 선 천 성 결함, 외상 성 부상, 또는 복 벽을 포함 하는 수술 상처의 실패 한 폐쇄의 결과로 발생할 수 있는 일반적으로 부닥친된 임상 문제입니다. 수리는 일반적으로 환자 누구에 복 벽은 봉합으로 단순히 폐쇄 한다 그에 비해는 임 플 란 트 치료에 재발의 감소 속도와 복 벽을 강화 하는 임 플 란 트를 사용 하 여 포함 한다. 1

외과 탈 장 복구는 종종 기계 다리 이식 소재 결함의 필요 합니다. 이와 관련, 합성 및 천연 재료 탈 장 복구에 대 한 사용 되었습니다. 많은 합성 물질은 일반적으로 비 흡수 및 다른 합성 임 플 란 트 결합 비 흡수 재료 중 하나는 흡수 하는 동안 폴 리 프로필 렌, 폴 리 에틸렌 테 레프 탈 산 폴 리 에스테 르, 그리고 확장 된 소계를 포함 polygalactine와 같은 중합체. 1 반면, 자연 소재 임 플 란 트 일반적으로에서 파생 된다 동물 또는 인간 시체 소스. 헤 르 니 아 수리를 위해 사용 하는 천연 재료는 일반적으로 콜라겐 풍부 그리고 ingrowth와 호스트 조직 통합에 대 한 비 계 행동.

개발 하 고 복 부 복 부 탈 장 복구에 대 한 새로운 자료 최적화 욕망 후보 재료의 평가 대 한 적절 한 동물 모델을 필요 합니다. 연구 종, 양, 돼지2 ,3 토끼,4 쥐,5,6,,78 개 등의 다양 한에서 실시 되었습니다. 9 는 쥐를 사용 하 여 이러한 연구의 장점은 그들은 쉽게 처리 모델 유전 가변성의 제어를 위한 수 있도록 타고 난된 종자의 다양 한에서 사용할 수 있는 제공. 더 작은 전반적인 바디 표면 영역 위에 나열 된 다른 종에 비해 쥐의 자연 속에서 실험 될 수 있는 자료의 평가 허용 하는 또한, 그리고, 그러므로, 풍부 하지.  다른 종 대 쥐와 관련 된 추가, 감소 비용 상대적으로 증가 수의 복 부 복 부 탈 장 복구에 사용 하기 위해 화면 후보 물질에 대 한 수 있습니다.  자료에 대 한 고려 사항 일반적으로 외과 의사, 강도, 호스트 조직, 생체 적합성, 그리고 감염에 저항으로 통합 하는 능력으로 취급의 용이성을 포함 합니다.

예를 들어, 돼지 작은 창 자 submucosa (SIS)는 자연 소재 복 부 사 타 구니, 복 부, 횡 격 막 탈 장 복구를 포함 하 여 조직의 복구 표시의 다양 한 사용 되었습니다. 10 , 11 , 12 SIS 호스트 조직으로 급속 하 게 통합 됩니다 및 일반적으로 감염에 저항력이 발견 되었습니다 고 그래서 재료 오염된 분야에서 특정 유틸리티를 있다. 13 , 14 쥐 모델에서 SIS 단축 인장 오류 테스트, 콜라겐 증 착 및 neovascularization 조직 ingrowth의 승진에 의해 결정으로 좋은 인장 강도 취급의 용이성을 시연 하고있다. 6 , 7

결함의 정확한 수술 브리징 후보 복구 자료를 평가할 때 생산적인 모델링의 필수적인 기능입니다. 동물 충분히 마 취 및 무 균 기술은 엄격 하 게 따라 해야 합니다. 또한, 표준 크기의 복 벽 결점 신중 하 게 작성 하 고 다리를 충분히 보호 하는 결함의 여백에 소재 하는 방식으로 될 해야 합니다. 8 이 프로토콜 예를 들어 쥐에서 브리징 SIS를 사용 하 여 복 부 복 부 탈 장 수술 생성 및 복구, 따라야 하는 표준 방법을 제공 합니다.

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Protocol

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이 프로토콜에는 동물의 사용 노 틀 담 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 대학에 의해 승인 되었다, 모든 규정 및 지침, 그리고 공인 시설에서 실시 된 평가 및 실험실 동물 배려 (AAALAC), 국제 인증 협회.

1. 동물의 선택

  1. 평판 공급 업체 또는 서식 지에서 취득 병원 체 무료 Sprague Dawley 쥐.
    참고: 종종, 시설 수 의사 또는 관리자 수 직접 해당 소스를 조사 합니다. 약 250 g 몸 무게의 쥐가이 절차에 대 한 적합.
  2. 수술 전에 1 일 임상 건강 다는 것을 확인 하는 데 사용 될 동물을 검사 합니다. 이와 관련, 동물의 무게와 몸 상태; 호흡, 열려 있는 상처 나 대 중, 그리고 동물의 일반적인 활동 수준에에서 어떤 이상이 note 수술 기록에 어떤 이상이 고 잠재적인 제외 기준으로 같은 관측을 고려 하십시오.

2. 마 취 및 무 균 수술에 대 한 동물의 준비

  1. 진통, 쥐 전에 수술. 양쪽 눈을 적용 안과 연 고 2 h에 지속적인된 출시 buprenorphine의 1.1-1.2 mg/kg을 피하 관리 및 관리 2 mL의 멸 균 생리 식 염 수를 피하 따뜻하게.
  2. Anesthetize 케 타 민 염 산 염 (90mg/kg) 및 xylazine (10 mg/kg)의 복 복용량 쥐. 각 막 dessication를 방지 하기 위해 각 눈에 눈 윤활제의 작은 금액을 적용. 일단 동물 ’ s 호흡은 꾸준한 및 회사 발가락 핀치에 어떤 응답은 더 이상, 쥐에는 마 취 수술에 대 한 충분 한 수준에 도달 했습니다. 마 취의 수락 가능한 수준을 더 깊은의 존재에 의해 확인 될 수 있다 일반 호흡과 눈 ( 창백, 부적당 한 심장 혈관 관류를 제안할 수 있는)의 정상적인 색상.
  3. 상업용 클리퍼 스는 ventrum에 측면 여백 및 흉 골을 치 골에서 함께 복 부 복 부를 면도. 축축한 종이 수건 지역에 적용 하 여 잘린된 머리를 제거.
  4. 스크럽 70% 에탄올으로 닦아 뒤를 iodophor 살 균으로 면도 지역. 창 절 개에 대 한 잠재적인 오염 으로부터 격리 될 수 있도록 수술 커튼 적용.
  5. 돈 메 마른 외과 용 가운, 얼굴 마스크, 머리 보 닛. 철저 하 게 세척 하 고 스크럽 비누와 돈 메 마른 외과 장갑 손을.

3. 생성 및 복 부 복 부 헤 르 니 아 수리

  1. 수술 전에 압력솥으로 수술 기구를 소독.
  2. 게 메스를 사용 하는 약 3-4 cm 세로 절 개 복 부 중간 복 부 근육의 수준에 따라. 복 부 벽 부드럽게는 집게와 고는 교육을 통해 작은 여 만듭니다 알바. 기본 내장을 보호 하기 위해 삽입 구멍을 통해 그리고 근육 벽 만드는 베로 보호 가이드 역할을 복 부 구멍으로 집게를 약 2 cm x 2 cm 전체 두께 결함, 양쪽에서 대략 1 cm 옆 절단 교육의 양쪽 끝에 중간의 알바 절 개.
  3. 결함을 놓고 소재의 기계적 브리징,이 경우 (그림 1), 4 층 SIS 미리 잘라 2 cm x 2 cm 섹션.
    참고: 또는, 언더레이 접근 방식을 사용할 수 있습니다 재료의 단면 배치 됩니다 복 부 구멍으로 인테리어 측면에서 결함을 커버.
  4. 봉합 간단한 중단된 봉합 패턴에 4-0 실크 또는 나일론을 사용 하 여 복 벽 근육에 소재는 브리지의 네 모퉁이.
    참고: 비 흡수 봉합 사를 사용 하 여 허용 흡수 되기 쉬운 봉합 사 물자 대 수확 시 이식된 재료의 쉽게 식별.
  5. 동등 하 게 간격을 둔 3 개의 추가 봉합 재료의 각 가장자리를 보안 합니다. 복 벽을 통해 내장의 통과 수 있도록 상당한 간격이 존재 하지 않습니다 보장 하기 위해 전체 원주 지 검사 그리고, 이러한 간격이 존재 하는 경우 배치 더 마진을 확보 하 여 추가 봉합.
  6. 간단한 중단된 패턴에 4-0 흡수 봉합과 피하 조직을 닫습니다. 간단한 중단된 패턴에 적용 하는 봉합도 사용할 수 있습니다 하지만 수술 스테이플, 피부를 닫습니다.
  7. 방치 하지 마십시오 동물 sternal recumbency;을 회복 하기 위해 충분 한 의식 회복 될 때까지 겪은 다른 동물의 회사를 수술 마 취에서 완전히 복구 되었습니다 때까지 동물을 반환 하지 않는. 이 시간 동안 저체온증을 방지 하기 위해 따뜻한 지역에 동물 유지.
  8. 검사 동물 매일이 절차를 전체 복구 및 정상적인 치유 받은 그. 수술 후 7-10 일 스테이플 리무버로 피부 스테이플을 제거.

4. 이식 재료의 수확

  1. 일관성 연구의 요구를 안락사, 이산화탄소 과다 한 챔버에 관리와 채우기 비율 10 ~ 30%, 자주 21-미리 정해진된 시간에 동물의 수술 후 28 일.
  2. 표준 검 시 도구를 사용 하 여, 피부와 복 부 벽 열고 플 영역을 노출.
    참고: 비 흡수 봉합은이 식을 확보 하는 데 사용 했다, 하는 경우 자료로 확인할 수 있습니다 원래 봉합 (그림 2).
  3. 어떤 불리 한 반응 (예를 들어, 상처 dehiscence, 농 양, seroma, 혈 종)와 접착 범위와 기본 내장 끈기를 포함 하 여 어떤 심한 병 적인 관찰 관찰.
  4. 는 임 플 란 트를 포함 하는 조직의 다양 한 부분을 절단 하 여 임 플 란 트 사이트를 제거 합니다. 10% 중립 버퍼링 된 포 르 말린, 조직학 검사 및 특성화에 대 한 처리에 대 한 준비 등 정착 액에 샘플 배치.

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Representative Results

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이식 후 28 일 SIS는 일반적으로 호스트 조직 (그림 2)으로 좋은 법인을 보여 줍니다. 대부분의 경우, 잔여 SIS 명백한, 비록은 조직 이식된 재료를 식별 하 탐험 자주 해야 합니다. 조직학 분석 주로 fibrovascular 조직 및 아주 작은 잔여 SIS 지적 했다 (그림 3) 좋은 조직 설립을 보여주는 총 병 적인 관측을 확인 했다. 이러한 결과 쥐 복 부 복 부 헤 르 니 아 모델의 유틸리티를 보여 줍니다. 쥐 쉽게 획득 하 고 유지 하 고, 일반적으로 수술 후 신속 하 게 복구 하 고. 이식된 소재에 조직 설립 생체 적합성을 나타내고 SIS 조직 ingrowth 위한 격자 역할을 하 고 복구의 기능을 보여 줍니다. 실질적인 조직 설립과도 플 사이트는 복 부 벽에 자료를 확보 하는 데 사용 하는 봉합에 의해 쉽게 식별할 수 있습니다. 그 결과, 헤 르 니 아 수리 자료는 일관 되 고 상대적으로 신속한 방식으로 평가할 수 있습니다.

Figure 1
그림 1: 2의 실험 복 부 복 부 헤 르 니 아 수리를 위해 사용 하는 SIS의 2 cm 섹션 x. SIS 소재는 돼지 작은 창 자 submucosa에서 파생 한 acellular 기질. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: SIS 통합 28 일 쥐에 복 부 복 부 헤 르 니 아 다리 이식 후. 안락사, 다음 복 부 복 부 피부는 SIS를 확보 하는 데 사용 하는 실크 봉합에 의해 설명 하는 이식된 재료 노출에 반영 되었다. 참고 SIS로 조직의 ingrowth 이식 호스트 조직으로 통합 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: 조직의 Photomicrograph 28 일 SIS 실험 복 부 복 부 탈 장 다리의 주입 다음. SIS는 크게 호스트 조직으로 통합 되었습니다. 화살표 섹션에서 잔여 SIS의 매우 작은 가닥을 표시 (H & E, 40 X). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

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Discussion

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특히 그는 초기 기계 다리를 제공 하 고 호스트 조직으로 통합 하는 큰 관심 복 부 복 부 탈 장 복구에 대 한 자료입니다. 이와 관련, 재료의 다양 한 있다 조사, SIS, 돼지 심장, 돼지 acellular 피부 매트릭스, 등. 6 , 7 이러한 자료의 그 조직 세포 외 매트릭스 나타내고 건설 기계는 세포 마이그레이션할 수 및 증식, 조직 설립을 촉진 역할.

헤 르 니 아 수리 재료의 평가 동물 모델을 쉽게 처리할 수 있으며 그대로 치유 능력을 필요 합니다. 쥐 복 부 헤 르 니 아 모델 수리 재료 비보를 평가 하기 위해 연구에 취급의 용이성에 대 한 수 있습니다. 그것은이 모델 이식된 탈 장 수리 재료를 호스트 응답의 조직학 비교 평가 대 한 사용할 수 입증 되었습니다. 6 이것은 생체 재료, SIS, 같은 복구 메커니즘의 일환으로 호스트 조직으로 정 관 수술을 위해 특히 필수적 이다.

쥐 복 부 복 부 헤 르 니 아 수리 모델 재현성 방식으로 쉽게 수행할 수 있습니다. 적절 한 무 균 기술을 오염 된 수술 필드 치료 응답을 변경할 수 있고 실험 결과의 해석에 따라서 복잡 하 게, 성공을 위해 필수적 이다. 15 여기서 설명 하는 프로토콜은 개별 동물 수술 경험이 성공적으로 탈 창조를 요구 하는 연구를 수행 하는 방법을 제공 하 고 복구 하도록 설계 되었습니다.

여기에 설명 된 절차 복구 자료는 복 부 벽의 외부 가장자리에 연결 지출 접근을 포함 한다. 그것은 또한 수리 재료 결함의 내부 측면에 연결 하는 속지 접근을 사용 하 여입니다. 메쉬를 통해 복 강경 수술 탈 장 수리 일반적으로 속지 방식으로 이루어집니다. 속지 메서드 수 있습니다 복 부 내장으로 임 플 란 트의 큰 직접 접촉을 따라서 다소 임 플 란 트와 내장 사이 adhesiogenesis의 가능성을 증가. 수술 후 유착 형성에 중요 한 임상 문제 이므로 속지 접근을 사용 하 여 밀접 하 게 adhesiogenesis를 검사 하고자 하는 연구 하실 수 있습니다.

비록 쥐가 일반적으로 매우 신속 하 게 수술 다음 복구, 수술 합병증에 대 한 몇 가지 가능성이 존재 합니다. 예를 들어 일부 쥐 피부 봉합, 심지어 스테이플 제거 됩니다. 절 개 상처 오픈 되 면 쥐 한다 안락사 하거나 다시 취 고 피부 폐쇄. 비록 드문, 피부와 복 부 벽 오픈 간격을 발견 하는 경우는 동물을 안락사 해야 한다. 이러한 모든 경우에 참석 수 의사 같은 동물의 즉시 형성 해야 한다.

여기에 설명 된 모델 이전에 표시 된 대로 많은 장점이 있다. 그러나, 그것은 쥐, 등 quadraped에서 복 부 복 부 헤 르 니 아의 모델링 사람에 게 번역 제한 인식 되어야 한다. 또한, 많은 임상으로 관련 된 탈 장 당뇨병, 비만, 등 결합 조직 결함 공동 morbidities 연결 될 여겨진다, 때문에 정상적인 동물에서 복구 전략의 평가의 변환 값 복잡 수는 모델입니다. 그럼에도 불구 하 고, 쥐 모델 헤 르 니 아 수리 재료의 상대적으로 신속 하 고 쉽게 평가 수 있습니다.

미래 수정 및 쥐 복 부 헤 르 니 아 모델의 응용 가능성이 남자의 더 긴밀 하 게 모방 일반적인 공동 morbidities 수단으로 당뇨병 또는 비만 동물 포함할 수 있습니다. 마찬가지로, 조직 복구를 돕기 위해 유도 만능 줄기 세포 방법의 평가이 모델에서 유틸리티를 찾을 가능성이 것입니다.

이 모델의 성공적인 사용을 위한 중요 한 단계는 동물 및 수술 기술 들 가운데에 있습니다. 무 균 기술 감염의 기회를 최소화 하는 방법으로 사용 되어야 한다. 적절 한 마 취와 무 통 수술 동물 편안 하 고 수술 절 개 폐쇄 남아 되도록 모니터링 뿐 아니라 필수, 있습니다. 중요 한 것은 때 복 벽 결점의 가장자리에 소재 확보, 외과 의사는 피하 공간으로 복 부 내장의 통행을 허용할 수 없는 채용과 모든 가장자리는 보안 설정 해야 합니다.

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Disclosures

저자 (CJ) 중 쿡 생명 공학, Inc., 의료 학년 누나의 제조 업체에 의해 채택 된다.

Acknowledgments

저자가이 작품의 기술적 측면에 대 한 그녀의 지원에 대 한 발레리 슈뢰더를 감사 하 고 싶습니다. 이 모델의 개발에 관련 된 일 쿡 생명 공학, Inc. (웨스트 라파예트, 인디애나 미국)에 의해 지원 되었다.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Suckow, M. A., Duke Boynton, F. D., Johnson, C. Use of a Rat Model to Study Ventral Abdominal Hernia Repair. J. Vis. Exp. (128), e53587, doi:10.3791/53587 (2017).More

Suckow, M. A., Duke Boynton, F. D., Johnson, C. Use of a Rat Model to Study Ventral Abdominal Hernia Repair. J. Vis. Exp. (128), e53587, doi:10.3791/53587 (2017).

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