Musemodel af tryksår efter rygmarvsskade
Summary
Her, beskriver vi en simpel metode til at fremkalde klinisk relevante hud tryksår (PUs) i en musemodel af rygmarvsskade (SCI). Denne model kan bruges i prækliniske studier til skærmen for forskellige therapeutics for helbredende PUs i SCI patienter.
Abstract
Tryksår (PUs) er fælles invaliderende komplikationer af traumatisk rygmarvsskade (SCI) og har tendens til at forekomme i blødt væv omkring benede fremspring. Der er, dog lidt kendt om SCI indvirkning på hud, sår healing i forbindelse med dyremodeller i kontrolleret eksperimentel indstillinger. I denne undersøgelse præsenteres en simpel, ikke-invasiv, reproducerbare og klinisk relevante musemodel af PUs i forbindelse med komplet SCI. Voksne mandlige mus (Balb/c, 10 uger gammel) blev barberet og skrabes. Efter hårfjerning (24 h), mus blev udsat for laminektomi efterfulgt af fuldstændig rygmarv transection (T9-T10 ryghvirvler). Umiddelbart efter, var en hud fold på bagsiden af musene ophævet og klemt inde mellem to magnetiske diske holdes på plads til næste 12 h, således at der skabes en iskæmisk område, der udviklede sig til en PU i de følgende dage. De sårede områder viste væv ødem og epidermal forsvinden af dag 3 efter magnet ansøgning. PUs spontant udviklet og helbredt. Healing var, men langsommere i SCI mus sammenlignet for at kontrollere ikke-SCI mus, når såret blev oprettet under niveauet for SCI. omvendt, ingen forskel i healing blev set mellem SCI og kontrol ikke-SCI mus når såret blev lavet over niveauet af SCI. Denne model er en potentielt nyttig værktøj at studere dynamikken i huden PU udvikling og healing efter SCI samt teste terapeutiske tilgange, der kan hjælpe med at helbrede disse sår.
Introduction
Tryksår (PUs) er store sekundære komplikationer af traumatisk SCI1. PUs er lokaliseret skader huden og/eller underliggende væv, der normalt opstår over benede fremspring hvor kropsvægt er koncentreret, mens patienten siddende eller liggende1. Hud, fedt og muskler er udsat for denne konstante pres, der fører til udvikling af lokaliserede iskæmi, væv betændelse, mekaniske skader og nekrose2,3.
Udviklingen af PUs er påvirket af flere lokale faktorer, herunder omfanget af pres og vrid, lastning varighed, huden fugt og temperatur, skade levetid og generelle hud hygiejne. Der er også systemiske faktorer, der spiller en rolle, som generelle fysiske tilstand, ben og muskel væv morfologi og styrke4, patientens alder, hematological foranstaltninger, køn og endda socio-økonomiske faktorer, herunder ægteskabelig status, uddannelse, og indkomst4,5.
Forebyggelse og behandling af PUs fortsat betydelige udfordringer i SCI patienter. SCI patienter udvikle PUs i ~ 30-40% af tilfælde med en re-forekomst på 60-85%, muligvis på grund af svage arvæv og mangel på beskyttende sensation1. Således PUs fører ofte til ny indlæggelse af SCI patienter, og samlet set udgør en betydelig økonomisk byrde (80% flere vs SCI kun) til sundhedssystemet5,6,7,8,9 , 10.
Til bedste af vores viden, har der været nogen undersøgelser i kontrolleret eksperimentel indstillinger at undersøge virkningen af SCI på PU helbredende proces på grund af manglen på passende dyremodeller. Her, er en reproducerbar og klinisk relevante musemodel af PU i huden beskrevet. Denne model kan bruges til at studere dynamikken i PU debut og efterfølgende healing, samt at teste potentielle terapeutiske tilgange for at forhindre PU eller forbedre PU healing i forbindelse med SCI.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protokollen i denne undersøgelse beskriver en roman eksperimentel model af PUs til at evaluere virkningen af SCI på sårheling. Huden PUs blev fremkaldt via en 12 h anvendelsen af to 12 mm diameter Disk magneter på en dorsale huden fold, enten angivet ovenfor eller nedenfor SCI site. Data viser, at SCI bremser hud sårheling hos mus. Vigtigere, disse observationer blev specielt lavet i hud sår under niveauet innervation af SCI, som sår ovennævnte SCI-niveau, og således at forblev innerverede, var stort set upåvir…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev delvist støttet af New Jersey Kommissionen på rygmarven forskning (CSCR15IRG010), US Department of Defense (SC160029) og Yale Institut for kirurgi Ohse Grant forskningsprogrammet. Vi takker Sean o ‘ Leary fra WM Keck Center for kollaborativ neurovidenskab, Rutgers for teknisk bistand.
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 |
References
- 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).
