Creazione di un modello murino di fistola oronasale
Summary
Questo articolo delinea una procedura passo passo per stabilire un modello di topi con una fistola oronasale. La fistola oronasale è stata creata impiegando un cauterizzatore oftalmologico riscaldato per danneggiare la porzione mediana del palato duro, con conseguente formazione di un’apertura tra le cavità orali e nasali.
Abstract
Questo studio presenta un metodo che utilizza il cauterizzazione oftalmologica riscaldata per sviluppare un modello praticabile per lo studio delle fistole oronasali. I topi C57BL/6 sono stati utilizzati per stabilire il modello di fistola oronasale (ONF). Per creare l’ONF, i topi sono stati anestetizzati e immobilizzati e i loro palati duri sono stati esposti. Durante la procedura chirurgica, è stata indotta una lesione della mucosa a tutto spessore di 2,0 x 1,5 mm nella linea mediana del palato duro utilizzando la cauterizzazione oftalmologica. Era fondamentale controllare le dimensioni dell’ONF e ridurre al minimo il sanguinamento per garantire il successo dell’esperimento. La verifica dell’efficacia del modello ONF è stata condotta il 7° giorno dopo l’intervento, comprendendo sia valutazioni anatomiche che funzionali. La presenza del setto nasale all’interno della cavità orale e il deflusso di acqua sterile dalle narici al momento dell’iniezione nella cavità orale hanno confermato il successo del modello ONF. Il modello ha dimostrato una fistola oronasale pratica e di successo, caratterizzata da un basso tasso di mortalità, variazioni di peso significative e variazioni minime nelle dimensioni dell’ONF. Studi futuri potrebbero prendere in considerazione l’adozione di questa metodologia per chiarire i meccanismi di guarigione delle ferite del palato ed esplorare nuovi trattamenti per le fistole oronasali.
Introduction
La fistola oronasale (ONF), un’apertura anomala tra la cavità orale e quella nasale, si manifesta clinicamente come un difetto in un’area strutturale dal processo alveolare all’ugola, che si verifica comunemente come complicanza dopo la riparazione della palatoschisi1. I pazienti con ONF soffrono di reflusso alimentare, disturbi articolari e compromissione della funzione velofaringea, con un impatto significativo sulla qualità della vita 2,3,4. Il tasso di ONF post-operatoria varia dal 2,4% al 55% a causa di fattori quali la larghezza della schisi, il tipo di Veau e il metodo chirurgico 5,6,7,8. Inoltre, il tasso di recidiva dopo la riparazione dell’ONF è elevato, compreso tra lo 0% e il 43%9.
Diversi nuovi trattamenti si sono recentemente dimostrati promettenti nel campo dell’ONF, tra cui diversi materiali, farmaci e nuove tecniche 10,11,12,13,14,15,16,17. Una valutazione accurata degli effetti terapeutici è essenziale in quanto fornisce la base per la selezione e l’ulteriore sviluppo dei trattamenti per l’ONF. Tuttavia, ottenere una valutazione valida a breve termine per gli effetti terapeutici diversi dalla chirurgia è difficile, poiché le caratteristiche degli ONF variano tra i diversi pazienti. Pertanto, è necessario stabilire un modello di malattia ONF per verificare l’efficacia di questi metodi di trattamento.
Per diversi decenni, i ricercatori hanno generato il modello della fistola oronasale (ONF) in varie specie animali, tra cui ratti18,19, suinetti20,21, minipig22 e cani23, poiché queste specie possiedono un palato duro sostanziale adatto alla manipolazione chirurgica. Tuttavia, i topi hanno una sequenza genetica e un intero genoma simili a quelli degli esseri umani, il che li rende un modello importante per la ricerca e lo sviluppo di nuovi farmaci24,25,26. Inoltre, i topi offrono poche variazioni da lotto a lotto, il che li rende una scelta favorevole per stabilire il modello ONF12,13,27.
Tuttavia, i passaggi dettagliati per la creazione di ONF non sono stati descritti e la stabilità delle dimensioni ONF non è stata presa in considerazione. Inoltre, la verifica della formazione di ONF si basava esclusivamente sull’osservazione28, senza garantire la comunicazione diretta tra la cavità orale e quella nasale. Non è stato dimostrato con altri mezzi, come la perdita di peso corporeo del topo a causa delle difficoltà alimentari causate dall’ONF. Inoltre, non è stata presa in considerazione la normale variazione delle dimensioni della ferita, che è fondamentale per gli studi su farmaci o materiali che promuovono o inibiscono la guarigione della ferita. Pertanto, vi è una forte necessità di stabilire un modello ONF stabile e convalidato.
L’obiettivo di questo studio è stato quello di sviluppare un modello pratico di ONF che affronti le questioni di cui sopra, con la speranza che questo protocollo serva come base per la ricerca futura sui meccanismi di guarigione delle ferite palatali e nuovi trattamenti per l’ONF.
Protocol
Representative Results
Discussion
I ricercatori hanno esplorato vari materiali, farmaci e nuove tecniche per il trattamento dell’ONF 10,11,12,13,14,15,16,17. Con i progressi nelle procedure chirurgiche, l’incidenza e la recidiva di ONF sono state ridotte. Tuttavia, a causa delle caratterist…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato dal programma di ricerca e sviluppo, dall’ospedale di stomatologia della Cina occidentale, dall’Università del Sichuan (RD-02-202107), dal programma di supporto alla scienza e alla tecnologia della provincia del Sichuan (2022NSFSC0743) e dalla sovvenzione della Fondazione scientifica post-dottorato del Sichuan (TB2022005) a H. Huang.
Materials
| Germinator | Electron Microscopy Sciences | 66118-20 | Heating and disinfection equipment |
| Latex gloves | Allmed | or similar | |
| Lights | Olympus | A1813 | |
| Meloxicam | MedChemExpress | HY-B0261 | crushed; 5 mg/kg |
| Microsurgical instruments (scissors and tweezers) | Jiangsu Tonghui Medical Devices Co. | M-Y-0087 | Surgical instrument |
| Ophthalmologic cautery | Suqian Wenchong Medical Equipment Co. | 1.00234E+13 | Surgical instrument |
| Sterile cotton, | Yancheng Begu Technology Co. | or similar | |
| Sterile metal foil | Biosharp | or similar | |
| Sterile sheets | 3M | XH003801129 | or similar |
| Surgical drapes | Yancheng Begu Technology Co. | or similar | |
| Syringes | Yancheng Begu Technology Co. | S-015301 | or similar |
| Tape | Bkmamlab | or similar | |
| Temperature maintenance device | Harvard Apparatus | LE-13-2104 | |
| Zoletil50 | Virbac | 80 mg/kg |
References
- Alonso, V., et al. Three-layered repair with a collagen membrane and a mucosal rotational flap reinforced with fibrine for palatal fistula closure in children. International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology. 127, 109679 (2019).
- Garg, R., Shah, S., Uppal, S., Mittal, R. K. A statistical analysis of incidence, etiology, and management of palatal fistula. National Journal of Maxillofacial Surgery. 10 (1), 43-46 (2019).
- Mahajan, R. K., Kaur, A., Singh, S. M., Kumar, P. A retrospective analysis of incidence and management of palatal fistula. Indian Journal of Plastic Surgery. 51 (3), 298-305 (2018).
- Huang, H., et al. Validation of the Chinese Velopharyngeal Insufficiency Effects on Life Outcomes Instrument. Laryngoscope. 129 (11), E395-E401 (2019).
- Sakran, K. A., et al. Evaluation of Postoperative Outcomes in Two Cleft Palate Repair Techniques without Relaxing Incisions. Plastic and Reconstructive Surgery. , (2023).
- Sakran, K. A., et al. Evaluation of late cleft palate repair by a modified technique without relaxing incisions. Journal of Stomatology, Oral and Maxillofacial Surgery. 124 (4), 101403 (2023).
- Sakran, K. A., et al. The Sommerlad-Furlow modified palatoplasty technique: postoperative complications and implicating factors. Laryngoscope. 133 (4), 822-829 (2023).
- Sakran, K. A., et al. Early cleft palate repair by a modified technique without relaxing incisions. The Cleft Palate-Craniofacial Journal. , (2022).
- Chen, J., Yang, R., Shi, B., Xu, Y., Huang, H. Obturator manufacturing for oronasal fistula after cleft palate repair: a review from handicraft to the application of digital techniques. Journal of Functional Biomaterials. 13 (4), 251 (2022).
- Yussif, N., Wagih, R., Selim, K. Propylene mesh versus acrylic resin stent for palatal wound protection following free gingival graft harvesting: a short-term pilot randomized clinical trial. BMC Oral Health. 21 (1), 208 (2021).
- Miron, R. J., et al. Platelet-rich fibrin and soft tissue wound healing: a systematic review. Tissue Engineering Part B: Reviews. 23 (1), 83-99 (2017).
- Ballestas, S. A., et al. Improving hard palate wound healing using immune modulatory autotherapies. Acta Biomaterialia. 91, 209-219 (2019).
- Ferreira, C. L., et al. Electrical stimulation enhances early palatal wound healing in mice. Archives of Oral Biology. 122, 105028 (2021).
- Lindley, L. E., Stojadinovic, O., Pastar, I., Tomic-Canic, M. Biology and Biomarkers for Wound Healing. Plastic and Reconstructive Surgery. 138 (3 Suppl), 18s-28s (2016).
- Xu, Y., et al. Rapid Additive Manufacturing of a Superlight Obturator for Large Oronasal Fistula in Pediatric Patient. Laryngoscope. 133 (6), 1507-1512 (2022).
- Leenstra, T. S., Kuijpers-Jagtman, A. M., Maltha, J. C. The healing process of palatal tissues after palatal surgery with and without implantation of membranes: an experimental study in dogs. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 9 (5), 249-255 (1998).
- In de Braekt, M. M., van Alphen, F. A., Kuijpers-Jagtman, A. M., Maltha, J. C. Wound healing and wound contraction after palatal surgery and implantation of poly-(L-lactic) acid membranes in beagle dogs. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 50 (4), 359-365 (1992).
- Suragimath, G., Krishnaprasad, K. R., Moogla, S., Sridhara, S. U., Raju, S. Effect of carbonated drink on excisional palatal wound healing: A study on Wistar rats. Indian Journal of Dental Research. 21 (3), 330-333 (2010).
- Zhu, T., Park, H. C., Son, K. M., Yang, H. -. C. Effects of dimethyloxalylglycine on wound healing of palatal mucosa in a rat model. BMC Oral Health. 15 (1), 60 (2015).
- Kirschner, R. E., et al. Repair of oronasal fistulae with acellular dermal matrices. Plastic and Reconstructive Surgery. 118 (6), 1431-1440 (2006).
- Rohleder, N. H., et al. Repair of oronasal fistulae by interposition of multilayered amniotic membrane allograft. Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (1), 172-181 (2013).
- Kesting, M. R., et al. Repair of oronasal fistulas with human amniotic membrane in minipigs. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 48 (2), 131-135 (2010).
- Ayvazyan, A., et al. Collagen-gelatin scaffold impregnated with bFGF accelerates palatal wound healing of palatal mucosa in dogs. Journal of Surgical Research. 171 (2), e247-e257 (2011).
- Takao, K., Miyakawa, T. Genomic responses in mouse models greatly mimic human inflammatory diseases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (4), 1167-1172 (2015).
- Rongvaux, A., et al. Development and function of human innate immune cells in a humanized mouse model. Nature Biotechnology. 32 (4), 364-372 (2014).
- Shan, L., Flavell, R. A., Herndler-Brandstetter, D. Development of humanized mouse models for studying human NK cells in health and disease. Methods in Molecular Biology. 2463, 53-66 (2022).
- Keswani, S. G., et al. Role of salivary vascular endothelial growth factor (VEGF) in palatal mucosal wound healing. Wound Repair and Regeneration. 21 (4), 554-562 (2013).
- Amanso, A. M., et al. Local delivery of FTY720 induces neutrophil activation through chemokine signaling in an oronasal fistula model. Regenerative Engineering and Translational Medicine. 7 (2), 160-174 (2021).
- Antiorio, A. T. F. B., et al. Administration of meloxicam to improve the welfare of mice in research: a systematic review (2000 – 2020). Veterinary Research Communications. 46 (1), 1-8 (2022).
