Demonstratie van de Rat ischemische Skin wondmodel
Summary
De rat, door zijn omvang, de beschikbaarheid en vrij volgzaam gedrag, is gebruikt als een onderzoeksmodel voor vele jaren. Het doel van dit protocol is om de rat als een ischemische huid wondgenezing model te gebruiken om waardevolle inzichten in de pathofysiologie van chronische wonden te bieden.
Abstract
De neiging voor chronische wonden bij mensen toe met veroudering, ziektetoestanden zoals diabetes en verminderde cardiovasculaire functie en unrelieved druk als gevolg van immobiliteit. Diermodellen zijn ontwikkeld die trachten deze voorwaarden bootsen met het doel een beter inzicht in de complexiteit van chronische wonden. Het hier beschreven model is een rat ischemische huidflap model dat een langdurige vermindering van de bloedstroom wat resulteert in wonden die ischemische geworden en lijken op een chronische wond fenotype (verminderde doorbloeding, verhoogde ontsteking en vertraagde wondsluiting) toelaat. Het bestaat uit een bipedicled dorsale flap met 2 ischemische wonden centraal geplaatste en 2 niet-ischemische wonden lateraal van de flap als controles. Een nieuwe Daarnaast ischemische huidflap model is de plaatsing van een silicone vel onder de klep die functioneert als een barrière en een spalk te revascularisatie voorkoming en vermindering contractie als wonden. Ondanks debehandeling van ratten met wondgenezing studies vanwege hun zeer verschillende anatomische en fysiologische verschillen met de mens (dwz de aanwezigheid van een panniculus carnosus spier, korte levensduur, toegenomen aantal haarzakjes en hun vermogen om geïnfecteerde wonden) de wijzigingen die werkzaam zijn in dit model maakt het een waardevol alternatief voor de eerder ontwikkelde ischemische huidflap modellen.
Introduction
Effectieve ontwikkeling van geneesmiddelen en andere wondgenezing geneeswijze adequaat in-vivo-modellen vereisen, ondanks de gekende problemen bij het vertalen van bevindingen in diermodellen voor de menselijke therapieën 1. Wat volgt is een beschrijving van een gedetailleerd protocol voor het gebruik van een rat model van ischemisch huid wondgenezing mechanismen die verder het begrip van pathologische wondgenezing onderzoeken. De rat species, vaak toegepast vanwege de brede beschikbaarheid, omvang en onderdanige natuur wordt gebruikt voor wondgenezing studies is groot genoeg om een geschikte huid voor incisie en excisie verwonding beeldvorming en weefselverzameling 2 verschaffen. Toch moet zorgvuldig in overweging dat de huid van een rat en mens verschillend anatomisch genomen, ratten aangeduid als losse huid dieren. Dit duidelijk kenmerk zorgt voor wondcontractie, in plaats van epithelialisatie belangrijke bijdrage leveren aan het sluiten van de huid rat wounds 2. Daarnaast is de aanwezigheid van een subcutane panniculus carnosus spier in ratten bij aan heling zowel contractie en collageenvorming 3,4. Deze zeer belangrijke anatomische verschillen werden gezien in de ontwikkeling van de rat ischemische huidwond model en specifieke modificaties werden uitgevoerd om wondcontractie verminderen en de invloed van de panniculus carnosus spier 5 verminderen.
In diabetische voet ulcera, veneuze ulcera en decubitus, wordt de genezing vertraagd en deze wonden zijn chronische beschouwd. De wonden worden gekenmerkt door overmatige ontsteking, die de wond voorkomt doorgaat naar de volgende fasen van wondheling 6. Een van de belangrijkste factoren in de ontwikkeling van een chronische wond gelokaliseerde weefsel ischemie (verminderde bloedtoevoer) 5 bijdragen tot het onvermogen om ontsteking te wissen. Op de tijd dat dit model werd ontwikkeld en gevalideerd (in 2003-4), Waren er geen gestandaardiseerde diermodellen die voldoende weefsel inductie van angiogenese testen in het wondbed, een belangrijke stap bij normale wondgenezing en de motivatie voor het ontwikkelen van dit model 5 invoert. Dat gezegd, de hier gepresenteerde model is een modificatie van de ischemische wond model oorspronkelijk beschreven door Schwartz et al. 7 en vervolgens gebruikt in gewijzigde vorm door Chen et al. 8
In de aangepaste ischemische wond model, zijn wijzigingen aangebracht in de hierboven genoemde anatomische kenmerken van de rat die leiden tot genezing door krimp in plaats van epitheelvorming omzeilen: (1) Twee volledige dikte excisional wonden worden gecreëerd binnen een bipedicled dorsale huid klep en de panniculus carnosus spier wordt verwijderd uit het wondbed door ontleden boven de spierfascia. (2) De flap zelf smaller dimensies, zodat bloedtoevoer is willekeurig en de wonden bij het midden van thij flap zijn ischemisch. (3) Een silicone vel onder de klep geplaatst, waardoor readherence en reperfusie van de flap van onderliggende weefsel. Wondcontractie is beperkt (niet geëlimineerd) door verankeren of het hechten van de flap aan de siliconen blad 5.
Het model is onlangs gebruikt in studies variëren van hyperbare zuurstof gevolgen ischemische wondgenezing 9,10 ischemische wondgenezing bij jonge versus oude ratten 11 en heeft bewezen een betrouwbaar model voor langdurige weefsel ischemie. De afmetingen van de bipedicled flap zijn ook aangepast aan verschillende rattenstammen, waaronder Sprague Dawley (11 cm lang en 2 cm breed) en F344 ratten (10,5 cm lang en 3,0-3,5 cm) en andere species, zoals varkens 12 en muizen 13,14. Deze video maakt gebruik van de F344 inteelt rattenstam aan de demonstratie van de ischemische huid wond model.
Goedkeuring voor alle procedures waarbij dieren worden hieronder gepresenteerd was te verkrijgened van de Universiteit van Animal Care Committee van Zuid-Florida (IACUC) en zich houden aan alle eisen van de Animal Welfare Act en de Gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Wondgenezing bij ratten is vaak het onderwerp van discussie vanwege hun vermogen om geïnfecteerde wonden en een hoge mate van interanimal 5 variabiliteit genezen. Eén van de oorspronkelijke doelstellingen van de verworven in de ontwikkeling is deze variatie te verminderen. Wijzigingen in de breedte van de klep, waardoor het aantal wonden specifieke plaatsing (gecentreerd op de flap consistente cranio-caudale locatie) en invoering van een siliconenplaat dit doel bereikt. Wondgenezing door contractie is…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge funding support from the University of South Florida, Department of Surgery (Mack Wu, MD, PhD).
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Sil-Tec medical grade sheeting | Technical Products Inc. | 500-3 | nonreinforced, 0.01 inches in thickness |
| Mini Iris scissors, 8cm, curved, SS | World Precision Instruments | #503671 | |
| Ethilon Nylon Sutures | Ethicon | 1964G | black, size 4.0, PC-3 16mm needles (3/8 circle) |
| Laser Doppler Imager | Moor Instruments | moorLDI2-IR | Standard blood flow imager: http://us.moor.co.uk/product/moorldi2-laser-doppler-imager/8 |
| ImageJ | NIH | free download | http://rsb.info.nih.gov/ij/ |
| Mastisol | Henry Schein | Cat # 7289210 | Fisher Scientific NC9774929 |
| Tegaderm | Medical Specialties | 3M1624W | Fisher Scientific NC9922128 |
References
- Ansell, D. M., Holden, K. A., Hardman, M. J. Animal models of wound repair: Are they cutting it. Experimental dermatology. 21 (8), 581-585 (2012).
- Dorsett-Martin, W. A. Rat models of skin wound healing: a review. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 12 (6), 591-599 (2003).
- Davidson, J. M. Animal models for wound repair. Arch Dermatol Res. 290 (S1-11), (1998).
- Finn, G., Magnus, S. A., Tonny, K. Models for use in wound healing research: A survey focusing on in vitro and in vivo adult soft tissue). Wound Repair and Regeneration. 8, (2000).
- Gould, L. J., Leong, M., Sonstein, J., Wilson, S. Optimization and validation of an ischemic wound model. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 13 (6), 576-582 (2004).
- Loots, M. A., et al. Differences in cellular infiltrate and extracellular matrix of chronic diabetic and venous ulcers versus acute wounds. The Journal of investigative dermatology. 111 (5), 850-857 (1998).
- Schwartz, D. A., Lindblad, W. J., Rees, R. R. Altered collagen metabolism and delayed healing in a novel model of ischemic wounds. Wound Repair Regen. 3 (2), 204-212 (1995).
- Chen, C., et al. Molecular and mechanistic validation of delayed healing rat wounds as a model for human chronic wounds. Wound Repair and Regeneration. 7, (1999).
- Zhang, Q., Chang, Q., Cox, R. A., Gong, X., Gould, L. J. Hyperbaric oxygen attenuates apoptosis and decreases inflammation in an ischemic wound model. The Journal of investigative dermatology. 128 (8), 2102-2112 (2008).
- Zhang, Q., Gould, L. J. Hyperbaric oxygen reduces matrix metalloproteinases in ischemic wounds through a redox-dependent mechanism. The Journal of investigative dermatology. 134 (1), 237-246 (2013).
- Moor, A. N., et al. Consequences of age on ischemic wound healing in rats: altered antioxidant activity and delayed wound closure. Age (Dordrecht, Netherlands). 36 (2), 733-748 (2014).
- Roy, S., et al. Characterization of a preclinical model of chronic ischemic wound). Physiological genomics. 37 (3), 211-224 (2009).
- Biswas, S., et al. Hypoxia inducible microRNA 210 attenuates keratinocyte proliferation and impairs closure in a murine model of ischemic wounds. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (15), 6976-6981 (2010).
- Winocour, S., Vorstenbosch, J., Trzeciak, A., Lessard, L., Philip, A. CD109, a novel TGF-beta antagonist, decreases fibrotic responses in a hypoxic wound model. Exp Dermatol. 23 (7), 475-479 (2014).
