Musmodell av trycksår efter ryggmärgsskada
Summary
Här, beskriver vi en enkel metod för att framkalla kliniskt relevanta hud trycksår (PUs) i en musmodell av ryggmärgsskada (SCI). Denna modell kan användas i prekliniska studier till skärmen för olika therapeutics för helande PUs i SCI patienter.
Abstract
Trycksår (PUs) är vanliga försvagande komplikationer av traumatisk ryggmärgsskada (SCI) och tenderar att inträffa i mjukdelar runt benutskott. Det är dock föga kända om inverkan av SCI på hud sår läkning i samband med djurmodeller i kontrollerade experimentella inställningarna. I denna studie presenteras en enkel, icke-invasiv, reproducerbar och kliniskt relevanta musmodell av PUs i samband med komplett SCI. Vuxna manliga möss (Balb/c, 10 veckor gammal) var rakade och avhåras. Efter hårborttagning (24 h), möss utsattes för laminektomi följt av komplett ryggmärgen transection (T9-T10 kotorna). Omedelbart efter, var ett hudveck på baksidan av mössen lyfte och inklämt mellan två magnetiska skivor hålls på plats för nästa 12 h, vilket skapar en ischemisk område som utvecklats till en PU under följande dagar. De skadade områdena visat vävnad ödem och epidermal försvinnandet av dag 3 efter magnet ansökan. PUs spontant utvecklat och läkt. Healing var, men långsammare i SCI mössen jämfört för att styra icke-SCI möss när såret skapades under nivån för SCI. omvänt, sågs ingen skillnad i läkning mellan SCI och kontroll icke-SCI möss när såret skapades ovanför SCI. Denna modell är ett potentiellt användbart verktyg att studera dynamiken i huden PU utveckling och läkning efter SCI, samt för att testa behandlingsmetoder som kan hjälpa till att läka dessa sår.
Introduction
Trycksår (PUs) är stora sekundära komplikationer av traumatisk SCI1. PUs är lokaliserade skador på hud och/eller underliggande vävnader som uppträder vanligtvis över benutskott där kroppsvikt är koncentrerad medan patienten sittande eller liggande1. Den hud, fett och muskler utsätts för denna konstant tryck som leder till utvecklingen av lokaliserad ischemi, vävnadsinflammation, mekaniska skador och nekros2,3.
Utvecklingen av PUs påverkas av flera lokala faktorer, inklusive omfattningen av tryck och skjuvning, lastning varaktighet, huden fukt och temperatur, skada livslängd och allmänna hud hygien. Det finns också systemisk faktorer som spelar en roll, till exempel allmänna fysiska kondition, ben och muskel vävnad morfologi och styrka4, patientens ålder, hematologiska åtgärder, kön och även socioekonomiska faktorer inklusive civilstånd, utbildning, och intäkter4,5.
Förebyggande och behandling av PUs förbli betydande utmaningar i SCI patienter. SCI patienter utveckla PUs i ~ 30-40% av fallen, med en återkomst 60-85%, möjligen på grund av svag ärrvävnad och brist på skyddande känsel1. Således, PUs leder ofta till ny sjukhusvistelse för SCI patienter, och totalt sett utgör en betydande ekonomisk börda (80% mer vs. SCI endast) till hälso-och sjukvårdssystemet5,6,7,8,9 , 10.
Till bäst av vår kunskap, där inga studier har utförts i kontrollerade experimentella inställningarna att undersöka inverkan av SCI på PU läkningsprocessen avsaknaden av lämplig djurmodeller. Här beskrivs en reproducerbar och kliniskt relevanta musmodell av PU i huden. Denna modell kan användas för att studera dynamiken i PU debut och efterföljande healing, samt att testa potentiella terapeutiska metoder för att förhindra PU eller förbättra PU healing i samband med SCI.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protokollet i denna studie beskriver en ny experimentell modell av PUs att utvärdera effekterna av SCI på sårläkning. Huden PUs förmåddes via en 12 h tillämpningen av två 12 mm diameter skiva magneter på en dorsal hudveck, antingen ange ovanför eller nedanför SCI webbplatsen. Data visar att SCI saktar ner huden sårläkning hos möss. Ännu viktigare, dessa observationer gjordes specifikt i hudsår under innervation SCI, som sår gjorde ovanför SCI, och således som förblev innerverade, var i stort sett opå…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete var delvis stöds av New Jersey kommissionen på ryggmärgsforskning (CSCR15IRG010), US Department of Defense (SC160029) och Yale Institutionen för kirurgi Ohse Grant forskningsprogrammet. Vi tackar Sean Olsson från W.M. Keck Center for Collaborative neurovetenskap, Rutgers för tekniskt bistånd.
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 |
Referências
- 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).
