पुराने घाव जो एंटीबायोटिक दवाओं के प्रतिरोधी हैं, स्वास्थ्य देखभाल प्रणाली के लिए एक बड़ा खतरा हैं। बायोफिल्म संक्रमण जिद्दी और शत्रुतापूर्ण हैं और कार्यात्मक घाव बंद होने की कमी का कारण बन सकते हैं। हम बायोफिल्म-संक्रमित पूर्ण-मोटाई वाले पुराने घावों के नैदानिक रूप से प्रासंगिक सूअर मॉडल की रिपोर्ट करते हैं। यह मॉडल यंत्रवत अध्ययन के साथ-साथ परीक्षण हस्तक्षेपों के लिए शक्तिशाली है।
घाव की जीर्णता में बायोफिल्म संक्रमण का प्रमुख योगदान है। नैदानिक रूप से प्रासंगिक प्रयोगात्मक घाव बायोफिल्म संक्रमण की स्थापना के लिए मेजबान प्रतिरक्षा प्रणाली की भागीदारी की आवश्यकता होती है। इस तरह के नैदानिक रूप से प्रासंगिक बायोफिल्म के गठन के दौरान मेजबान और रोगज़नक़ में पुनरावृत्त परिवर्तन केवल विवो में हो सकते हैं। स्वाइन घाव मॉडल को एक शक्तिशाली पूर्व-नैदानिक मॉडल के रूप में इसके फायदे के लिए पहचाना जाता है। घाव बायोफिल्म का अध्ययन करने के लिए कई रिपोर्ट किए गए दृष्टिकोण हैं। इन विट्रो और पूर्व विवो सिस्टम में मेजबान प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के संदर्भ में कमी है। विवो अध्ययनों में अल्पकालिक में तीव्र प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं और इस प्रकार, बायोफिल्म परिपक्वता की अनुमति नहीं देते हैं, जैसा कि चिकित्सकीय रूप से होने के लिए जाना जाता है। पहला दीर्घकालिक स्वाइन घाव बायोफिल्म अध्ययन 2014 में रिपोर्ट किया गया था। अध्ययन ने माना कि बायोफिल्म संक्रमित घाव प्लैनिमेट्री द्वारा निर्धारित के रूप में बंद हो सकते हैं, लेकिन प्रभावित साइट की त्वचा बाधा कार्य बहाल करने में विफल हो सकती है। बाद में, इस अवलोकन को चिकित्सकीय रूप से मान्य किया गया था। कार्यात्मक घाव बंद करने की अवधारणा इस प्रकार पैदा हुई थी। घाव बंद लेकिन त्वचा बाधा समारोह में कमी अदृश्य घावों के रूप में देखा जा सकता है। इस काम में, हम बायोफिल्म-संक्रमित गंभीर जलने की चोट के दीर्घकालिक सूअर मॉडल को पुन: पेश करने के लिए आवश्यक पद्धतिगत विवरणों की रिपोर्ट करना चाहते हैं, जो चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक है और इसका अनुवाद मूल्य है। इस प्रोटोकॉल एक की स्थापना पर विस्तृत मार्गदर्शन प्रदान करता है 8 सप्ताह घाव biofilm संक्रमण का उपयोग कर पी. aeruginosa (PA01). आठ पूर्ण-मोटाई जलने वाले घावों को घरेलू सफेद सूअरों के पृष्ठीय पर सममित रूप से बनाया गया था, जिन्हें दिन 3 के बाद जलने पर (PA01) के साथ टीका लगाया गया था; इसके बाद, घाव भरने के गैर-आक्रामक आकलन लेजर स्पेकल इमेजिंग (LSI), उच्च-रिज़ॉल्यूशन अल्ट्रासाउंड (HUSD), और ट्रांसएपिडर्मल पानी के नुकसान (TEWL) का उपयोग करके अलग-अलग समय बिंदुओं पर आयोजित किए गए थे। टीका लगाए गए जले हुए घावों को चार-परत ड्रेसिंग के साथ कवर किया गया था। बायोफिल्म्स, जैसा कि एसईएम द्वारा 7 दिन के बाद टीकाकरण में संरचनात्मक रूप से स्थापित और पुष्टि की गई थी, ने कार्यात्मक घाव बंद होने से समझौता किया। इस तरह के प्रतिकूल परिणाम उचित हस्तक्षेपों के जवाब में उलट के अधीन है।
बायोफिल्म संक्रमण जलने और पुराने घावों को जटिल बनाता है और जीर्णता 1,2,3,4,5 का कारण बनता है। सूक्ष्म जीव विज्ञान में, बायोफिल्म तंत्र का मुख्य रूप से अध्ययन किया जाता है, जिसमें रोगाणुओं 1,6 पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। इन अध्ययनों से सीखा सबक एक जैविक विज्ञान के दृष्टिकोण से सर्वोपरि महत्व के हैं, लेकिन जरूरी नहीं कि चिकित्सकीय प्रासंगिक रोगजनक biofilms 6,7,8 के लिए लागू किया जा सकता है. नैदानिक प्रासंगिक बायोफिल्म संरचनात्मक समुच्चय माइक्रोबियल के साथ ही मेजबान कारकों 8,9,10 शामिल होना चाहिए. इस तरह के एक microenvironment मेजबान microbe पुनरावृत्त बातचीत, जो एक चिकित्सकीय प्रासंगिक biofilm 7,8 विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं को शामिल करने के लिए अनुमति देता है. ऐसी प्रक्रिया में, प्रतिरक्षा कोशिकाओं और रक्त जनित कारकों की भागीदारी महत्वपूर्ण11,12 है. नैदानिक रोगजनक बायोफिल्म अंतर्निहित मेजबान-सूक्ष्म जीव बातचीत, जैसा कि पुराने घावों में देखा जाता है, लंबे समय तक होता है। इस प्रकार, बायोफिल्म संक्रमण के अनुवाद संबंधी प्रासंगिक मॉडल को विकसित करने के उद्देश्य से किसी भी प्रयोगात्मक दृष्टिकोण को इन कारकों के लिए जिम्मेदार होना चाहिए। इसलिए, हमने एक नैदानिक रूप से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य सूअर क्रोनिक बायोफिल्म संक्रमण मॉडल विकसित करने की मांग की।
जबकि मानव अध्ययन स्पष्ट रूप से उपचार परिणामों का अध्ययन करने के लिए सबसे अच्छा दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करते हैं, अक्सर वे अंतर्निहित तंत्र और नए यंत्रवत प्रतिमानों को संबोधित करने के लिए सबसे उपयुक्त नहीं होते हैं। नैतिक चिंताएं अलग-अलग समय बिंदुओं पर एक पुराने घाव से कई बायोप्सी के संग्रह की आवश्यकता वाले अध्ययन डिजाइनों के उपयोग को सीमित करती हैं। इसलिए, बायोफिल्म भाग्य 7,13 की पूरी तरह से परीक्षा के लिए आक्रामक अध्ययन को सक्षम करने के लिए एक अच्छी तरह से स्थापित और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पशु मॉडल होना महत्वपूर्ण है। एक पशु मॉडल का चयन कई कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें वैज्ञानिक / अनुवाद संबंधी प्रासंगिकता और रसद शामिल हैं। पोर्सिन प्रणाली को व्यापक रूप से मानव त्वचा के घावों का अध्ययन करने के लिए सबसे अधिक मूल्यवान प्रयोगात्मक मॉडल मानाजाता है। इस प्रकार, यह काम बायोफिल्म-संक्रमित पूर्ण-मोटाई जलने की चोट के एक स्थापित सूअर मॉडल की रिपोर्ट करता है। यह काम साहित्य 2,7,13,14,15,16,17 में रिपोर्ट किए गए कई मूल प्रकाशनों पर आधारित है। इस अध्ययन में, घाव को संक्रमित करने के लिए मल्टीड्रग-प्रतिरोधी स्यूडोमोनास एरुगिनोसा (PA01) का एक नैदानिक पृथक चुना गया था। एरुगिनोसा घावसंक्रमण 2,18,19,20 का एक सामान्य कारण है। यह एक ग्राम नकारात्मक जीवाणु है कि कुछ एंटीबायोटिक दवाओं11,19,21 के लिए अपने प्रतिरोध के कारण इलाज के लिए मुश्किल हो सकता है. अब तक रिपोर्ट किए गए स्वाइन बायोफिल्म मॉडल में से कोई भी 8 सप्ताह के दीर्घकालिक अध्ययन 22,23,24,25,26 शामिल नहीं है। क्रोनिक घाव वे हैं जो 4 सप्ताह या उससे अधिक 14,27,28 के लिए खुले रहते हैं। साहित्य में कोई अन्य पुराने घाव बायोफिल्म मॉडल की सूचना नहीं है। यह कार्य कार्यात्मक घाव बंद होने की धारणा को संबोधित करताहै 2,7,13,15,17,29.
यह रिपोर्ट प्रयोगात्मक अध्ययन के लिए क्रोनिक घाव बायोफिल्म संक्रमण का एक सूअर मॉडल स्थापित करने के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करती है। कई स्वाइन बायोफिल्म मॉडल पहले 22,23,24,25,26 बताए गए हैं, लेकिन उनमें से कोई भी स्वाइन मॉडल नहीं है जिसमें 8 सप्ताह के दीर्घकालिक अध्ययन शामिल हैं। क्रोनिक घाव वे हैं जो 4 सप्ताह या उससे अधिक 14,27,28 के लिए खुले रहते हैं। साहित्य में कोई अन्य पुराने घाव बायोफिल्म मॉडल की सूचना नहीं है। यह कार्य कार्यात्मक घाव बंद होने की धारणा को संबोधित करताहै 2,7,13,15,17,29. 2014 में किए गए एक अध्ययन में सबसे पहले रिपोर्ट की गई थी कि बायोफिल्म संक्रमित घाव बाधा समारोह7 की बहाली के बिना बंद हो सकते हैं। ट्रांसएपिडर्मल पानी के नुकसान (टीईडब्ल्यूएल) का उपयोग करके घाव भरने में त्वचा बाधा समारोह का माप इस काम में बताया गया है।
शारीरिक और शारीरिक रूप से, पोर्सिन त्वचा, अन्य छोटे जानवरों की त्वचा की तुलना में, मानव त्वचा32,33,34के करीब है। सुअर और मानव त्वचा दोनों में मोटी एपिडर्मिस 33 होती है, और त्वचीय-एपिडर्मल मोटाई अनुपात सुअर में 10: 1 से13: 1 तक होता है, जो मनुष्यों के लिए 34,35 के बराबर है। हिस्टोलॉजिकल और बायोमैकेनिकली रूप से, मनुष्यों और सूअरों की त्वचा रीटे-लकीरें, सबडर्मल वसा, त्वचीय कोलेजन, बाल वितरण, एडनेक्सल संरचनाओं, और रक्त वाहिका आकार और वितरण36,37,38में समानताएं दिखाती है। कार्यात्मक रूप से, दोनों सूअरों और मनुष्यों लिपिड, प्रोटीन, और एपिडर्मल परत के केरातिन घटकों, साथ ही तुलनीय immunohistological पैटर्न37,38 की संरचना में समानताएं साझा करते हैं. पोर्सिन प्रतिरक्षा प्रणाली, अन्य छोटे जानवरों की तुलना में, मानव प्रतिरक्षा प्रणाली के साथ उच्च समानताएं साझा करती है, जिसका अर्थ है कि सूअर मेजबान इंटरैक्शन पर अध्ययन के लिए एक उपयुक्त मॉडल हैं जो घाव के संक्रमण39 में पैथोलॉजिकल बायोफिल्म की जटिलताओं के अभिन्न अंग हैं। विभिन्न पशु मॉडल द्वारा की पेशकश की पेशेवरों और विपक्ष के महत्वपूर्ण मूल्यांकन आम सहमति है कि सूअरों घाव भरने34,38 का अध्ययन करने के लिए एक कुशल मॉडल का प्रतिनिधित्व करने के लिए नेतृत्व किया है. इसके अतिरिक्त, घरेलू सूअर अनायास पुराने जीवाणु संक्रमण विकसित करते हैं, जैसा कि मनुष्यों में देखागया है। घावों को बनाने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला बर्न डिवाइस एक उन्नत और स्वचालित बर्न डिवाइस है जो लक्षित त्वचा साइट22,40 से पढ़े गए तापमान के आधार पर गर्मी ऊर्जा प्रदान करता है। इस तरह के दृष्टिकोण से जलने की चोट की कठोरता और प्रजनन क्षमता में सुधार होता है। सुअर के घावों को संक्रमित करने के लिए बैक्टीरिया के मानव नैदानिक आइसोलेट्स का उपयोग पूर्व-नैदानिक मॉडल के रूप में मूल्य जोड़ता है।
जला चोटों जटिल हैं और कई प्रणालीगत गड़बड़ी20,41 का कारण बनता है. इस प्रकार, पर्याप्त तरल पदार्थ के साथ सुअर को पुनर्जीवित करना और संज्ञाहरण और वसूली के दौरान हाइपोथर्मिया को रोकना महत्वपूर्ण है। कई कारक घाव भरने में हस्तक्षेप कर सकते हैं, जिसमें जलने के बाद का पोषण, तरल पदार्थ और दर्द42 शामिल हैं। इसलिए, पोषण और दर्द के आकलन की करीबी निगरानी महत्वपूर्ण है। जलने के बाद का दर्द गंभीर हो सकता है और जानवर के व्यवहार और आहार को प्रभावित कर सकता है। व्यवहार संबंधी चिंताओं को दूर करने के लिए हस्तक्षेप पर सक्रिय रूप से विचार किया जाना चाहिए। नियमित और निरंतर दर्द स्कोरिंग और प्रबंधन अनिवार्य है। एक बहुत विस्तृत दर्द प्रबंधन योजना के साथ एक पूरी तरह से दर्द मूल्यांकन शीट इस प्रोटोकॉल में शामिल है. घावों के बीच क्रॉस-संदूषण से बचने के लिए, प्रत्येक घाव पर ड्रेसिंग की पहली परत को अलग से लागू करने के लिए विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। सभी जैव-खतरनाक सामग्रियों को संभालने और उपकरण, उपकरण और पूरे सर्जिकल रूम के पूरी तरह से कीटाणुशोधन करते समय महत्वपूर्ण देखभाल की जानी चाहिए। ड्रेसिंग की कई परतों का आवेदन सुअर को खुजली को रगड़ने या खरोंच करने के अपने प्रयास के दौरान घावों को उजागर करने से रोकता है।
वर्तमान मॉडल में सुअर को अंतर्निहित चयापचय संबंधी विकारों (जैसे, मधुमेह) से समझौता नहीं किया गया था, और इसलिए, अध्ययन किया जा रहा प्रभाव विशुद्ध रूप से घाव भरने पर जीवाणु बायोफिल्म संक्रमण का प्रभाव था। हालांकि, मॉडल खुद को मधुमेह के प्रेरण (उदाहरण के लिए स्ट्रेप्टोज़ोटोसिन का उपयोग करके) के लिए उधार देता है और इसका उपयोग अंतर्निहित चयापचय विकार के संबंध में बायोफिल्म संक्रमण का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है। मॉडल की अन्य सीमा पी. एरुगिनोसा, एक जीवाणु का उपयोग करके नियंत्रित संक्रमण सेटिंग है। यह उम्मीद की जाती है कि सुअर की सामान्य त्वचा सूक्ष्म वनस्पति भी घाव में बढ़ रही है और उपचार को प्रभावित कर सकती है। घाव की माइक्रोबियल सामग्री को चित्रित करने के लिए एनजीएस या अन्य उन्नत तकनीकों का उपयोग करके आगे का विश्लेषण आवश्यक है। वर्तमान मॉडल को अलग-अलग माइक्रोबियल प्रजातियों (जैसे, फंगल, वायरल, आदि) के साथ मिश्रित संक्रमणों पर भी लागू किया जा सकता है। यह एक महत्वपूर्ण तत्व है, क्योंकि नैदानिक रूप से प्रासंगिक घावों को मिश्रित रोगाणुओं द्वारा आबादी होने की संभावना है, जो घाव भरने को अलग-अलग प्रभावित कर सकते हैं।
इस मॉडल में कई संभावित फायदे हैं, जिनमें मानव पुराने घावों की जटिलता और दीर्घकालिक अनुक्रम की समानता, स्वचालित और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य जलने की प्रक्रिया और नैदानिक रूप से पृथक जीवाणु प्रजातियों का उपयोग शामिल है। कई गैर-इनवेसिव इमेजिंग तौर-तरीकों का उपयोग घाव की विशेषता वाले उपयोगी शारीरिक डेटा एकत्र करने के लिए एक शक्तिशाली दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है। अंत में, TEWL के आधार पर त्वचा बाधा समारोह की बहाली के माध्यम से कार्यात्मक घाव भरने का आकलन महत्वपूर्ण है। अंत में, पोर्सिन मॉडल सिस्टम का उपयोग करके बायोफिल्म-संक्रमित गंभीर जलने की चोट विकसित करने के लिए एक मजबूत, सरल, विस्तृत और उपयोग में आसान प्रोटोकॉल इस काम में दिखाया गया है।
The authors have nothing to disclose.
हम प्रयोगशाला पशु संसाधन केंद्र (एलएआरसी), इंडियाना विश्वविद्यालय को उनके समर्थन और अध्ययन के दौरान जानवरों की पशुचिकित्सा देखभाल के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं। इस काम को आंशिक रूप से राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान अनुदान NR015676, NR013898 और DK125835 और रक्षा विभाग अनुदान W81XWH-11-2-0142 द्वारा समर्थित किया गया था। इसके अलावा, इस काम को निम्नलिखित राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थानों से लाभ हुआ पुरस्कार: GM077185, GM069589, DK076566, AI097511 और NS42617।
Sedation | |||
Ketamine | Zoetis | 10004027 | 100mg/ml |
Telazol | Zoetis | 106-111 | 100mg/ml |
Xylazine | Pivetal | 04606-6750-02 | 100mg/ml Anased |
3ml syringe w/ 20g needle | Covidien-Monoject | 8881513033 | |
Winged infusion set 21g | Jorgensen Labs | J0454B | |
Anesthetic | |||
Isoflurane | Pivetal | 21295097 | |
Surgery | |||
Hair clippers | Wahl | 8787-450A | |
Nair | Church and Dwight Co. Inc | 70506572 | |
Chlorhexidine Solution | First Priority Inc. | 179925722 | |
70% Isopropyl Alcohol | Uline | S-17474 | |
0.9% Saline Solution | ICU Medical | RL-7282 | |
Non-woven gauze | Pivetal | 21295051 | |
Paper tape | McKesson | 455531 | |
2" Elastic tape | Pivetal | 21300869 | |
18-22g Intravenous Angiocath | SurVet | (01)14806017512306 | |
Spay hook | Jorgensen Labs | J0112A | |
Sterile lube | McKesson | 16-8942 | |
Laryngoscope | Jorgensen Labs | J0449S | |
Roll gauze | Pivetal | 21295032 | |
Endotracheal tube (7-9mm) | Covidien | 86112 | Shiley Hi-Lo Oral Nasal Tracheal Tube Cuffed |
15gtt/ml IV administration set | ICU Medical | 12672-28 | |
LRS 1000ml bag | ICU Medical | 07953-09 | |
Three Quarter Drape Sheet | McKesson | 16-i80-12110G | |
Analgesia | |||
Buprenorphine | RX Generics | 42023-0179-05 | 0.3mg/ml |
Fentanyl Transdermal | |||
Carprofen | 21294548 | Pivetal | 50mg/ml Levafen |
Bandaging | |||
Transparent film dressing 26×30 | Genadyne Biotechnologies | A4-S00F5 | |
Film dressing 4 x 4-3/4 Frame Style | McKesson | 886408 | |
Vetrap | 3M | 1410BK BULK | |
Elastic tape 4" | Pivetal | 21300931 | |
Kerlix Roll Gauze | Cardinal Health | 3324 | |
Imaging | |||
Canon EOS 80D | Canon | 1263C004 | |
Speedlight 600EX II-RT | Canon | 1177C002 | |
EFS 17-55mm Ultrasonic | Canon | 1242B002 | |
GE Logiq E9 | GE | 5197104-2 | |
ML6-15 Probe | GE | 5199103 | |
PeriCamPSI | Perimed | 90-00070 | |
DermaLab | Cortex Technologies Inc | 4608D78 | |
Biopsy/Tissue Collection | |||
6mm punch biopsy | Integra Lifesciences | 33-36 | |
bupivicaine 0.5% | Auromedics Pharma | 55150017030 | |
Size 10 Disposable Scalpel | McKesson | 16-63810 | |
Dissection scissors | Pivetal | 21294806 | |
Rat tooth thumb tissue forceps | Aesculap | BD512R | |
Non-adherent Dressing | Covidien | 2132 | Telfa |
50ml Conical tube | Falcon | 352070 | |
Eppendorf/microcentrifuge tube | Fisherbrand | 02-681-320 | |
OCT Cassette | |||
Non Woven Gauze 4×4 | Pivetal | 21295051 | |
Inoculum | |||
Low salt LB agar | Invitrogen | 22700-025 | |
Low salt LB broth | Fisher scientific | BP1427-500 | |
Petri plate | Falcon | REF-351029 | |
Polyprophyline round bottom tubes (14 ml) | Falcon | REF-352059 | |
Pseudomonas Agar Base (Dehydrated) | Thermo Scientific | OXCM0559B | |
LB Agar, powder (Lennox L agar) | Thermo Fisher Scientific (Life Technologies) | 22700025 | |
Gibco™ DPBS, calcium, magnesium | Gibco | 14040133 | |
Euthanasia | |||
18-22g Intravenous Angiocath | SurVet | (01)14806017512306 | |
Fatal Plus | Vortech Pharmaceuticals | 9373 |