Modello murino di ulcere da pressione dopo la ferita del midollo spinale
Summary
Qui, descriviamo un metodo semplice per indurre le ulcere di pressione di pelle clinicamente rilevanti (PUs) in un modello murino di ferita del midollo spinale (SCI). Questo modello può essere utilizzato in studi pre-clinici a schermo per diverse terapie per guarigione PUs nei pazienti di SCI.
Abstract
Ulcere da pressione (PUs) sono comuni debilitanti complicazioni della ferita traumatica del midollo spinale (SCI) e tendono a verificarsi nei tessuti molli intorno prominenze ossee. C’è, tuttavia, poco conosciuto circa l’impatto della SCI sulla guarigione di ferite della pelle nel contesto dei modelli animali in impostazioni sperimentali controllate. In questo studio, un modello di mouse semplice, non invasivo, riproducibile e clinicamente rilevanti di PUs nel contesto della completa SCI è presentato. Topi del maschio adulto (Balb/c, vecchio 10 settimane) erano rasati e depilati. Post-depilazione (24h), topi sono stati sottoposti a laminectomia seguita da transection completo del midollo spinale (vertebre T9-T10). Subito dopo, una piega di pelle sul retro dei topi è stata sollevata e intramezzata fra due dischi magnetici, tenuti in posizione per successivo 12 h, creando così una zona ischemica che sviluppata in un PU nei giorni successivi. Le aree ferite ha dimostrato edema del tessuto ed epidermico scomparsa dall’applicazione del post-magnete di giorno 3. PUs spontaneamente sviluppato e guarito. La guarigione era, tuttavia, più lento nei topi SCI rispetto per non-SCI topi di controllo quando la ferita è stata creata sotto il livello della SCI. per contro, si è osservata nessuna differenza nella guarigione tra topi di non-SCI SCI e controllo quando la ferita è stata creata sopra il livello di SCI. Questo modello è uno strumento potenzialmente utile per studiare la dinamica di sviluppo di PU pelle e guarigione dopo SCI, nonché di testare approcci terapeutici che possono aiutare a guarire queste ferite.
Introduction
Ulcere da pressione (PUs) sono complicazioni importanti secondarie di traumatico SCI1. PUs sono localizzate le lesioni alla pelle e/o tessuti sottostanti che di solito si verificano sulle prominenze ossee dove il peso corporeo è concentrato mentre il paziente è seduto o sdraiato1. La pelle, grasso e muscolo sono esposti a questa pressione costante che conduce allo sviluppo di ischemia localizzata, l’infiammazione dei tessuti, danni meccanici e necrosi2,3.
Lo sviluppo di PUs è influenzato da diversi fattori locali, tra cui l’entità della pressione e taglio, caricamento di durata, l’umidità della pelle e temperatura, longevità di infortuni e igiene generale della pelle. Ci sono anche fattori sistemici che svolgono un ruolo, come condizione fisica generale, osso e morfologia del tessuto del muscolo e forza4, età del paziente, misure ematologiche, sesso e fattori anche socio-economici tra cui lo stato civile, istruzione, e reddito4,5.
La prevenzione ed il trattamento di PUs rimangono sfide significative nei pazienti di SCI. Pazienti di SCI si sviluppano PUs in ~ 30-40% dei casi, con un tasso di re-avvenimento del 60-85%, probabilmente a causa del debole tessuto cicatriziale e la mancanza di sensazione protettiva1. Così, PUs spesso porta a ri-ospedalizzazione dei pazienti di SCI e nel complesso rappresentano un onere finanziario significativo (80% solo più vs SCI) al sistema di assistenza sanitaria5,6,7,8,9 , 10.
Al meglio della nostra conoscenza, ci sono stati studi in controllato impostazioni sperimentali per studiare l’impatto di SCI sul processo di guarigione PU a causa della mancanza di idonei modelli animali. Qui, un modello riproducibile e clinicamente rilevanti del mouse di PU in pelle è descritto. Questo modello può essere utilizzato per studiare la dinamica dell’inizio di PU e la guarigione successiva, nonché per testare potenziali approcci terapeutici per prevenire PU o migliorare PU guarigione nel contesto di SCI.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il protocollo in questo studio descrive un nuovo modello sperimentale di PUs per valutare l’impatto della SCI sulla guarigione della ferita. La pelle di PUs sono state indotte tramite un’applicazione di 12h di due magneti di disco di diametro di 12 mm su una piega di pelle dorsale, impostare sopra o sotto il sito SCI. I dati mostrano che SCI rallenta cicatrizzazione della pelle nei topi. D’importanza, queste osservazioni sono state fatte in particolare nelle ferite della pelle sotto il livello di innervazione del SIC, co…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato parzialmente supportato dalla New Jersey, il midollo spinale Research (CSCR15IRG010), il Ministero della difesa (SC160029) e Yale dipartimento di chirurgia Ohse Research Grant programma. Grazie Sean o ‘ Leary dal W.M. Keck Center for Neuroscience collaborativo, Rutgers per assistenza tecnica.
Materials
| Magnets | Master Magnetcs, Inc., Castle Rock, CO | CD14C | 3800 G Magnetic force |
| Mice standard diet | PMI Nutrition International, Brentwood, MO | Standard Food Pellet | |
| Isoflurane | HENRY SCHEIN Animal Health | SKU 029405 | |
| ImageJ | NIH, Bethesda, MD | Image Analysis Software | |
| BETADINE Surgical Scrub | HENRY SCHEIN Animal Health | ||
| Ophthalmic Ointment | HENRY SCHEIN Animal Health | SKU 008897 | |
| NAIR-Hair Remover Lotion | Church & Dwight Co., Inc. Princeton, NJ | ||
| ELOXIJECT (meloxicam) Injection | HENRY SCHEIN Animal Health | SKU 049755 | 5 mg/mL, 10 mL |
| Cefazolin Sodium | HENRY SCHEIN Animal Health | SKU 054846 | 1 g, 10 mL bottle |
| Buprenorphine-SR | ZooPharm, Windsor, CO | – | – |
| 0.9% Sodium Chloride Injection USP | BRAUN, Irvine, CA | S8004-5384 | |
| 10% Neutral Buffered Formalin | VWR, Radnor, PA | 16004-130 | |
| BALB/C Male Mouse | Charles River Lab., Wilmington, MA | 28 | |
| Sterile Cotton Tipped Applicator | Puritan, Guilford, ME | SKU#: 25-806 | |
| Michel Suture Clips | Fine Science Tools (USA) Inc., Foster City, CA | 12040-01 | |
| Surgical Suture, U.S.P. | Henry Schein Animal Health | 101-2636 |
Referenzen
- Rappl, L. M. Physiological changes in tissues denervated by spinal cord injury tissues and possible effects on wound healing. International Wound Journal. 5 (3), 435-444 (2008).
- Salcido, R., Popescu, A., Ahn, C. Animal models in pressure ulcer research. The Journal of Spinal Cord Medicine. 30 (2), 107-116 (2007).
- Mak, A. F., Zhang, M., Tam, E. W. Biomechanics of pressure ulcer in body tissues interacting with external forces during locomotion. Annual Review of Biomedical Engineering. 12, 29-53 (2010).
- National Pressure Ulcer Advisory Panel. . Prevention and Treatment of Pressure Ulcers: Clinical Practice Guideline. , (2014).
- Marin, J., Nixon, J., Gorecki, C. A systematic review of risk factors for the development and recurrence of pressure ulcers in people with spinal cord injuries. Spinal Cord. 51 (7), 522-527 (2013).
- Krause, J. S. Skin sores after spinal cord injury: relationship to life adjustment. Spinal Cord. 36 (1), 51-56 (1998).
- Redelings, M. D., Lee, N. E., Sorvillo, F. Pressure ulcers: more lethal than we thought?. Advances in Skin & Wound. 18 (7), 367-372 (2005).
- Kruger, E. A., Pires, M., Ngann, Y., Sterling, M., Rubayi, S. Comprehensive management of pressure ulcers in spinal cord injury: current concept and future trends. The Journal of Spinal Cord Medicine. 36 (6), 572-585 (2013).
- Lala, D., Dumont, F. S., Leblond, J., Houghton, P. E., Noreau, L. Impact of pressure ulcers on individuals living with a spinal cord injury. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 95 (15), 2312-2319 (2014).
- Li, C., DiPiro, N. D., Krause, J. A latent structural equation model of risk behaviors and pressure ulcer outcomes among people with spinal cord injury. Spinal Cord. 55 (6), 553-558 (2017).
- Kumar, S., Yarmush, M. L., Berthiaume, F. Impact of complete spinal cord injury on neovascularization and tissue granulation in mouse model of skin pressure ulcers. Journal of Neurotrauma. 34 (13), A72-A73 (2017).
- Kumar, S., Yarmush, M. L., Dash, B. C., Hsia, H. C., Berthiaume, F. Impact of complete spinal cord injury on healing of skin ulcers in mouse models. Journal of Neurotrauma. 35 (6), 815-824 (2018).
- Basso, D. M., Fisher, L. C., Anderson, A. J., Jakeman, L. B., McTigue, D. M., Popovich, P. G. Basso Mouse Scale for locomotion detects differences in recovery after spinal cord injury in five common mouse strains. Journal of Neurotrauma. 23 (5), 635-659 (2006).
- Leary, S., et al. . AVMA Guidelines for the Euthanasia of Animals. , (2013).
- Stadler, I., Zhang, R. Y., Oskoui, P., Whittaker, M. S., Lanzafame, R. J. Development of a simple, noninvasive, clinically relevant model of pressure ulcers in the mouse. Journal of Investigative Surgery. 17 (4), 221-227 (2004).
- Peirce, S. M., Skalak, T. C., Rodeheaver, G. T. Ischemia-reperfusion injury in chronic pressure ulcer formation: a skin model in the rat. Wound Repair and Regeneration. 8 (1), 68-76 (2000).
- Wong, V. W., Sorkin, M., Glotzbach, J. P., Longaker, M. T., Gurtner, G. C. Surgical approaches to create murine models of human wound healing. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 969618-969625 (2011).
