Summary

Modelo de ratón de úlceras por presión después de lesión de médula espinal

Published: March 09, 2019
doi:

Summary

Aquí, describimos un método simple para inducir úlceras piel clínicamente relevantes (PUs) en un modelo murino de lesión de la médula espinal (SCI). Este modelo puede utilizarse en los estudios preclínicos a la pantalla para diferentes terapias de sanación PUs en pacientes.

Abstract

Las úlceras por presión (PUs) son comunes debilitantes complicaciones de lesión traumática de la médula espinal (SCI) y tienden a ocurrir en los tejidos blandos alrededor de las prominencias óseas. Se, sin embargo, conoce poco sobre el impacto del SCI en curación de herida en la piel en el contexto de modelos animales en entornos experimentales controlados. En este estudio, se presenta un modelo de ratón simple, no invasivo, reproducible y clínicamente relevante de PUs en el contexto de lesión medular completa. Ratones machos adultos (Balb/c, 10 semanas de edad) eran afeitados y depilados. Post-depilatorio (24 h), ratones fueron sometidos a laminectomía seguida de transección completa de la médula espinal (vértebras T9-T10). Inmediatamente después, un pliegue de piel en la parte posterior de los ratones fue levantado e intercalado entre dos discos magnéticos en lugar de siguiente 12 h, creando así un área isquémico que en los próximos días se convirtió en un PU. Las áreas heridas demostraron edema de tejido y desaparición epidérmico por solicitud posterior al día 3. PUs espontáneamente desarrollado y curado. Curación fue, sin embargo, más lento en los ratones SCI comparado para controlar ratones no SCI cuando la herida fue creada por debajo del nivel por el contrario, no en la curación se observaron diferencias entre ratones de no SCI SCI y control cuando la herida fue creada por encima del nivel de la médula espinal. Este modelo es una herramienta potencialmente útil para el estudio de la dinámica de desarrollo de PU de la piel y cicatrización después de SCI, así como a prueba enfoques terapéuticos que pueden ayudar a curar esas heridas.

Introduction

Las úlceras por presión (PUs) son complicaciones secundarias principales de SCI traumático1. PUs son lesiones localizadas en la piel o tejidos subyacentes que ocurren generalmente sobre las prominencias óseas donde se concentra el peso del cuerpo mientras el paciente está sentado o acostado1. La piel, grasa y músculo están expuestos a esta presión constante que lleva al desarrollo de isquemia localizada, inflamación de los tejidos, daño mecánico y necrosis2,3.

El desarrollo de PUs es afectado por varios factores, incluyendo la magnitud de presión y de esquileo, carga duración, humedad de la piel y temperatura, longevidad de la lesión y la higiene general de la piel. También existen factores sistémicos que influyen, como la condición física general, hueso y morfología de tejido muscular y de fuerza4, edad del paciente, medidas hematológicas, género y factores socio-económicos incluso como estado civil, educación, y renta4,5.

La prevención y tratamiento de PUs siguen siendo retos significativos en pacientes. Pacientes desarrollan PUs en ~ 30-40% de los casos, con una tasa de re-ocurrencia de 60-85%, posiblemente debido a la débil formación de tejido cicatricial y la falta de sensación protectora1. Así, PUs a menudo conduce a la hospitalización de pacientes y en general representan una carga financiera significativa (80% vs SCI sólo) al sistema de salud5,6,7,8,9 , 10.

A lo mejor de nuestro conocimiento, no ha habido ningún estudio en ajustes experimentales controladas para investigar el impacto del SCI en el proceso de curación de PU debido a la falta de modelos animales adecuados. Aquí, se describe un modelo de ratón reproducible y clínicamente relevante de la PU de la piel. Este modelo puede utilizarse para estudiar la dinámica de aparición de la PU y curación posterior, así como para poner a prueba enfoques terapéuticos potenciales para prevenir PU o mejorar PU en el contexto de la médula espinal.

Protocol

Todo manejo de animales y procedimientos quirúrgicos fueron realizados conforme a un protocolo aprobado por la Universidad de Rutgers institucional Animal cuidado y uso. Ratones fueron alimentados con dieta estándar y agua ad libitum. 1. preparación de instrumentos quirúrgicos y no quirúrgicos Esterilizar los instrumentos quirúrgicos y no quirúrgicos en el autoclave. Limpiar la mesa de operaciones quirúrgica con etanol al 70% y caliente una almohadilla térmica a 37…

Representative Results

Este protocolo crea un PU en el ajuste de brevemente al completo (como se ilustra en la figura 1), todos los ratones con o sin SCI completa toleraron muy bien, los imanes que permanecía en su posición original para máximo 12 h (figuras 1C, 1D, 1f, 1 h ). Todos los ratones desarrollaron dos heridas circulares separadas por un puente de tejido normal (Figura 1e, 1 g, 1i). La respuesta inicial de la herida fue si…

Discussion

El protocolo en este estudio describe un nuevo modelo experimental de PUs para evaluar el impacto del SCI en la cicatrización de heridas. La piel PUs fueron inducidos a través de una aplicación de 12 h de dos imanes de disco de diámetro de 12 mm en un pliegue de piel dorsal, bien situado por encima o por debajo del sitio SCI. Los datos muestran que SCI retrasa la cicatrización de la piel en ratones. Importante, estas observaciones fueron hechas específicamente en heridas de la piel por debajo del nivel de inervaci?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue parcialmente financiado por la Comisión de New Jersey de investigación de la médula espinal (CSCR15IRG010), el Departamento de defensa de Estados Unidos (SC160029) y el Yale Departamento de cirugía Ohse subvención programa de investigación. Agradecemos a Sean o ‘ Leary del centro W.M. Keck de Neurociencia colaboración, Rutgers para asistencia técnica.

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

  1. 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).
  2. Salcido, R., Popescu, A., Ahn, C. Animal models in pressure ulcer research. The Journal of Spinal Cord Medicine. 30 (2), 107-116 (2007).
  3. 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).
  4. National Pressure Ulcer Advisory Panel. . Prevention and Treatment of Pressure Ulcers: Clinical Practice Guideline. , (2014).
  5. 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).
  6. Krause, J. S. Skin sores after spinal cord injury: relationship to life adjustment. Spinal Cord. 36 (1), 51-56 (1998).
  7. Redelings, M. D., Lee, N. E., Sorvillo, F. Pressure ulcers: more lethal than we thought?. Advances in Skin & Wound. 18 (7), 367-372 (2005).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Leary, S., et al. . AVMA Guidelines for the Euthanasia of Animals. , (2013).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
check_url/kr/58188?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Kumar, S., Tan, Y., Yarmush, M. L., Dash, B. C., Hsia, H. C., Berthiaume, F. Mouse Model of Pressure Ulcers After Spinal Cord Injury. J. Vis. Exp. (145), e58188, doi:10.3791/58188 (2019).

View Video