Quemaduras severas en un modelo porcino para la preparación clínica evaluación
Summary
Mímico de cerca el modo de quemaduras requiere la interacción entre la observación clínica y estudios en modelos animales. En este estudio, un modelo porcino de quemaduras graves se estableció para evaluar una preparación experimental en ajustes fisiológicos y patofisiológicos.
Abstract
La cicatrización es un proceso dinámico de reparación y es el proceso biológico más complejo en la vida humana. En respuesta a lesiones por quemadura, alteraciones en las vías biológicas afectan la respuesta de la inflamación, resultando en retraso de la cicatrización de heridas. Alteración de la cicatrización ocurre con frecuencia en pacientes con diabetes lleva a resultados desfavorables como la amputación. Por lo tanto, se necesitan apósitos tener efecto beneficioso en la promoción de reparación de herida de quemadura. Sin embargo, estudios sobre tratamiento de herida de quemadura son limitados debido a la falta de modelos animales adecuados. Nuestro estudio anterior demostró cicatrización rendimiento en modelos de rata y cerdo usando una técnica quirúrgica mínimamente invasiva. Este estudio pretende demostrar un modelo porcino de herida por quemaduras severa que elimina la contracción de la herida y más cerca se aproxima a los procesos humanos de reepitelización y formación de tejido nuevo. Este Protocolo establece un procedimiento detallado para crear heridas de quemadura consistente y examinar el rendimiento de la cicatrización en el tratamiento de una preparación experimental en un modelo porcino. Seis heridas de quemadura se crearon simétricamente en el dorso, que fueron cubiertas con un apósito clínico compuesto de cuatro capas: una capa interna de contacto de materiales experimentales, una capa intermedia interior de película impermeable, una capa intermedia externa de gasa, y una capa externa de esparadrapo. Sobre la realización de experimentos, encierro de la herida, área de la herida y puntuación de la escala de cicatrices de Vancouver fueron examinados. Las muestras de piel resecada de cada animal sacrificio posterior histológico fueron preparadas y teñidos usando hematoxilina y eosina. Actividad antibacteriana de cada preparación en el contexto de la cicatrización también fue examinada. La aplicación de la preparación clínica para las heridas en modelo porcino imita los procesos biológicos de cicatrización humana con respecto a los procesos de epitelización, proliferación celular y angiogénesis. Por lo tanto, este modelo de cerdo proporciona un método fácil de aprender, rentable y sólido para evaluar el efecto clínico apósitos en herida por quemaduras severa.
Introduction
Una herida por quemaduras inicia el proceso inflamatorio e induce efectos patológicos complejos, que influyen en muchas funciones del cuerpo inmediatamente después de un accidente, dando por resultado un impacto negativo en la calidad de vida del paciente. Deteriora la cicatrización de heridas causa significativa morbilidad y mortalidad en los pacientes con diabetes mellitus1,2. Mayoría de los pacientes con heridas por quemaduras dolor durante el desbridamiento de la herida quemadura, que se conoce como un proceso atroz a pesar del uso de potentes analgésicos opiáceos3.
A diferencia de otros mamíferos, cerdos comparten varias características anatómicas y fisiológicas con los seres humanos sobre el proceso de epitelización, proliferación celular y angiogénesis. Esto hace porcina un modelo potencialmente mejor para ciertos procedimientos y estudios, y a menudo son utilizados en estudios posteriores que demostraron resultados prometedores en ratones. Estas características han llevado a la creciente utilización de cerdos como una especie principal en las pruebas preclínicas. Recientemente, se ha observado un rápido incremento en la investigación biomédica con respeto a cardiovascular, urinario, tegumentario y sistema digestivo4,5,6. Este estudio pretende demostrar un modelo porcino de herida por quemaduras severa que elimina la contracción de la herida y proporciona una mejor aproximación de los procesos de curación de herida humana y la formación de nuevos tejidos. Seis heridas de quemadura se crearon simétricamente en el dorso, tres a cada lado de la columna vertebral de los cerdos. A continuación, anexperimental aderezo fue examinado en un modelo porcino de herida por quemaduras severa, que puede ser adaptado para replicar la cicatrización de la herida humana (figura 1). Las heridas estaban cubiertas con un apósito clínico, que se compone de cuatro capas: una capa interna de contacto de materiales experimentales, una capa intermedia interior de película impermeable, una capa intermedia externa de Gasa y una capa externa de esparadrapo. Una película impermeable mantiene el ambiente de la herida húmedo mientras que la prevención de la infección bacteriana y permitiendo que los gases permear la preparación. La capa intermedia externa de Gasa fue aplicada en las películas impermeables y asegurada por una capa externa de esparadrapo. En la realización de experimentos, encierro de la herida, área de la herida y puntuación de la escala de cicatrices de Vancouver (VSS) fueron examinados. Las muestras de piel resecada de cada animal sacrificio posterior histológico fueron preparadas y teñidos usando hematoxilina y eosina (HE) la coloración. Actividad antibacteriana de cada preparación en el contexto de la cicatrización también fue examinado en este modelo. Nuestro estudio anterior ha demostrado rendimiento cicatrizante en ratas y cerdos modelo mediante una técnica quirúrgica mínimamente invasiva7. Puesto que había que seis queman en el dorso de cada cerdo, cada preparación experimental fue probado y evaluado en todas las posiciones para minimizar el sesgo relacionado con el proceso de curación de la herida en diferentes puntos en el dorso del cerdo. Por lo tanto, el modelo porcino de quemaduras graves establecidos en el presente estudio ofrece un nuevo enfoque para la evaluación de preparaciones clínicas y facilita el desarrollo de un novedoso tratamiento para quemaduras. Este estudio proporciona herramientas cruciales para descubrir la fisiopatología de la cicatrización de quemaduras.
Protocol
Representative Results
Discussion
El presente estudio estableció un modelo porcino de quemaduras severas y examinó el modelo usando un apósito que contiene los casquillos. Nuestros resultados sugieren que este modelo de cerdos se puede utilizar para supervisar el rendimiento clínico de preparaciones experimentales, incluida la propiedad antibacteriana. Heridas tipo, encierro de la herida y actividad antibacteriana también se analizaron mediante test de tinción y antibacteriano VSS, H & E. El uso de modelos animales quemadura se ha desarrollado como…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudio fue apoyado por una subvención del Tri-servicio General Hospital; Centro de médico de defensa nacional, Taiwán (TSGH-C107-042); Ministerio de ciencia y tecnología, Taiwán (mayoría 106-2314-B-016-014); y la defensa nacional Medical Center (MAB-106-055; MAB-106-010; MAB-107-064).
Materials
| Sedation: | ||||
| Ketamine | Merial | 2528 ESP | 10 mL vial | |
| Azaperone | China chemical & pharmaceutical | 47W406 | 100 mL vial | |
| Atropine | Oriental chemical works | IN120802 | 1 mL vial | |
| Anesthetic: | ||||
| Tiletamine+Zolazepam | Virbac | BC91 | 5 mL vial | |
| Isoflurane | Baxter | N002A225 | 100 mL vial | |
| Surgery: | ||||
| Hair clippers | Moser | – | – | |
| Povidone iodine scrub solution | Ever star | HA161202 | 4 L barrel | |
| Modified iron | – | – | – | |
| Electronic thermometer | Dogger | A9SA-ST9215C | – 50~300℃ | |
| 0.9% saline solution | CHI SHENG | KC130 | 500 mL vial | |
| Gauze | China Surgical Dressings Center | MO15900080 | 10 x10 cm | |
| CAPS | CoreLeader Biotech Co., Ltd, Taipei, Taiwan | – | – | |
| Paper tape | 3M | NDC-8333-1530-01 | 2.5 cm x 9.1m | |
| Waterproof film | 3M | NDC-8333-1600-40 | 10 cm x 10 m | |
| Adhesive plaster | Young chemical | BH1426015 | 10 cm x 10 m | |
| Dissection: | ||||
| Pair of standard sharp/blunt straight scissors (14 cm) | Shinetec instruments | ST-S114 | – | |
| Halstead-Mosquito (12.5 cm) | Shinetec instruments | ST-H012 | – | |
| Handle(# 4) | Shinetec instruments | ST-H004 | – | |
| Surgical Blade(#21) | Shinetec instruments | ST-B021 | – | |
| Post-Fixation & Storage: | ||||
| 50 ml Plastic centrifuge tube | Falcon | 352070 | – | |
| 10% neutral buffered formalin | Leica | 3800604EG | – | |
| Bacterial Growth Experiments | ||||
| Blood agar plate (BAP) (TSA with 5% sheep blood) | CMP | – | 90 mm Mono |
Referências
- Sen, C. K., et al. Human skin wounds: a major and snowballing threat to public health and the economy. Wound Repair Regeneration. 17, 763-771 (2009).
- Sen, C. K. Wound healing essentials: let there be oxygen. Wound Repair Regeneration. 17, 1-18 (2009).
- Verhaegen, P. D., et al. Differences in collagen architecture between keloid, hypertrophic scar, normotrophic scar, and normal skin: an objective histopathological analysis. Wound Repair Regeneration. 17, 649-656 (2009).
- Swindle, M. M., Adams, R. J. . Experimental Surgery and Physiology: Induced Animal Models of Human Disease. , (1988).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. . Swine as Models in Biomedical Research. , (1992).
- Tumbleson, M. E., Schook, L. B. . Advances in Swine in Biomedical Research. Vols 1-2. , (1996).
- Wang, C. H., et al. Enhanced wound-healing performance of a phyto-polysaccharide-enriched dressing – a preclinical small and large animal study. International Wound Journal. 14, 1359-1369 (2017).
- Rowan, M. P., Cancio, L. C., Elster, E. A., Burmeister, D. M., Rose, L. F., Natesan, S., Chan, R. K., Christy, R. J., Chung, K. K. Burn wound healing and treatment: review and advancements. Journal of Critical Care. 19, 243 (2015).
- 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. 969618, 8 (2011).
- Gaines, C., Poranki, D., Du, W., Clark, R. A., Van Dyke, M. Development of a porcine deep partial thickness burn model. Burns. 39, 311-319 (2013).
- Gnyawali, S. C., Barki, K. G., Mathew-Steiner, S. S., Dixith, S., Vanzant, D., Kim, J., Dickerson, J. L., Datta, S., Powell, H., Roy, S., Bergdall, V., Sen, C. K. High-resolution harmonics ultrasound imaging for non-invasive characterization of wound healing in a pre-clinical swine model. PLoS One. 10 (3), e0122327 (2015).
- Eaglstein, W. H., Mertz, P. M. New methods for assessing epidermal wound healing: the effects of triamcinolone acetonide and polyethelene film occlusion. Journal of Investigative Dermatology. 71, 332-384 (1978).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Comparative anatomy and physiology of the pig. Scandinavian Journal of Laboratory Animal Sciences. 25, 1-10 (1998).
- Swindle, M. M. . Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging and Experimental Techniques. , (2007).
- Mertz, P. M., et al. IL-1 as a potent inducer of wound re-epithelization. Progress in Clinical and Biological Research. 365, 473-480 (1991).
- Eming, S. A., Martin, P., Tomic-Canic, M. Wound repair and regeneration: mechanisms, signaling, and translation. Science Translation Medicine. 6, 265-266 (2014).
- Aryza, M. J., Baryza, G. A. The Vancouver Scar Scale: an administration tool and its interrater reliability. The Journal of Burn & Rehabilitation. 16, 535-538 (1995).
- Bystrom, A., Claesson, R., Sundqvist, G. The antibacterial effect of camphorated paramonochlorophenol, camphorated phenol and calcium hydroxide in the treatment of infected root canals. Endodontics & Dental Traumatology. 1, 170-175 (1985).
- Reig, A., Tejerina, C., Codina, J., Hidalgo, J., Mirabet, V. Application of a new cicatrization dressing in treating second-degree burns and donor sites. Annals of Burn and Fire Disasters. 4, 174 (1991).
- Hindy, A. Comparative study between sodium carboxymethyl-cellulose silver, moist exposed burn ointment, and saline-soaked dressing for treatment of facial burns. Annals of Burn and Fire Disasters. 22, 131-137 (2009).
- Galiano, R. D., et al. Topical vascular endothelial growth factor accelerates diabetic wound healing through increased angiogenesis and by mobilizing and recruiting bone marrow-derived cells. The American Journal of Pathology. 164, 1935-1947 (2004).
- Thangarajah, H., et al. The molecular basis for impaired hypoxia-induced VEGF expression in diabetic tissues. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , 13505-13510 (2009).
