En model, der efterligner det kliniske scenarie med brandskade og infektion, er nødvendig for at fremme brandsårsforskning. Denne protokol demonstrerer en enkel og reproducerbar infektionsmodel for rotteforbrænding, der kan sammenlignes med den hos mennesker. Dette letter undersøgelsen af forbrænding og infektioner efter forbrænding for at udvikle nye topiske antibiotikabehandlinger.
Brændeinduktionsmetoder er inkonsekvent beskrevet i rottemodeller. En ensartet brandsårsmodel, som repræsenterer det kliniske scenarie, er nødvendig for at udføre reproducerbar brandsårsforskning. Denne protokol beskriver en enkel og reproducerbar metode til at skabe ~ 20% total body surface area (TBSA) forbrændinger i fuld tykkelse hos rotter. Her blev en 22,89 cm2 (5,4 cm diameter) kobberstang opvarmet til 97 °C i et vandbad påført rottens hudoverflade for at fremkalde brandskaden. En kobberstang med høj varmeledningsevne var i stand til at sprede varmen dybere i hudvævet for at skabe en forbrænding i fuld tykkelse. Histologianalyse viser svækket epidermis med koagulativ skade på dermis og det subkutane vævs fulde tykkelse. Derudover er denne model repræsentativ for de kliniske situationer, der observeres hos indlagte brandsårspatienter efter forbrændingsskader, såsom immundysregulering og bakterielle infektioner. Modellen kan rekapitulere den systemiske bakterielle infektion med både grampositive og gramnegative bakterier. Afslutningsvis præsenterer dette papir en let at lære og robust rotteforbrændingsmodel, der efterligner de kliniske situationer, herunder immundysregulering og bakterielle infektioner, hvilket er af betydelig nytte for udviklingen af nye topiske antibiotika til brandsår og infektioner.
Forbrændingsskader er blandt de mest ødelæggende former for traumer, hvor dødeligheden når 12% selv i specialiserede forbrændingscentre 1,2,3. Ifølge nyligt offentliggjorte rapporter kræver ~ 486,000 brandsårspatienter lægehjælp årligt i USA, med næsten 3,500 dødsfald 1,2,3,4,5,6. Forbrændingsskader udgør en stor udfordring for patienternes immunsystem og skaber et betydeligt åbent sår, som er langsomt at helbrede, hvilket efterlader dem modtagelige for kutan, lunge- og systemisk kolonisering med nosokomiale, opportunistiske bakterier. Immundysregulering kombineret med bakterieinfektionen er forbundet med øget sygelighed og dødelighed hos brandsårspatienter7.
En dyreforbrændings- og infektionsmodel er afgørende for at studere patogenesen af bakterielle infektioner efter hudskader og immunundertrykkelse forbundet med forbrændingstraumer. Sådanne modeller muliggør design og evaluering af nye metoder til behandling af bakterielle infektioner hos brandsårspatienter. Rotter og mennesker har lignende hudfysiologiske og patologiske egenskaber, som tidligere er dokumenteret8. Derudover er rotter mindre i størrelse, hvilket gør dem lettere at håndtere, mere overkommelige og lettere at anskaffe og vedligeholde end større dyremodeller.
Disse egenskaber gør rotter til et ideelt modeldyr til at studere forbrændinger og infektioner9. Desværre er teknikken til forbrændingsinduktion inkonsekvent og ofte minimalt beskrevet 10,11,12,13,14. Denne protokol er designet til at udvikle en enkel, omkostningseffektiv og reproducerbar procedure til at skabe en konsistent forbrændingsskade i fuld tykkelse i en rottemodel, der simulerer det kliniske scenarie og kan bruges til at evaluere immunsuppression og bakteriel infektion.
Flere forbrændingsmodeller er blevet præsenteret for at studere patofysiologien af brandskade 8,12,16,17. I denne undersøgelse anvendte vi en rottemodel til at udvikle en enkel og reproducerbar protokol til at inducere en forbrænding i fuld tykkelse efterfulgt af bakteriel infektion for at simulere et inficeret forbrændingstraume hos patienter. Valget af rotten som dyremodel til at efterli…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne takker Division of Comparative Medicine ved University of North Carolina for levering og pleje af dyr. Vi takker Lauren Ralph og Mia Evangelista i Pathology Services Core for ekspert teknisk assistance med histopatologi / digital patologi, herunder vævssektionering og billeddannelse. Denne forskning blev støttet af en forskningsbevilling fra forsvarsministeriet (prisnummer W81XWH-20-1-0500, GR og TV).
1 mL syringe | BD, USA | 309597 | Used to inject the analgesic |
1.7 mL Microtube | Olympus, USA | 24-282 | Used to carry morphine |
10% NBF | VWR, USA | 16004-115 | Used to fix the skin piece for staining |
30 mL syringe | BD, USA | 302832 | Used to inject the lactate ringer solution |
70% ethyl alcohol | Fischer Scientific, USA | BP28184 | |
Aperio AT2 Digital Pathology Slide Scanner with ImageScope software | Aperio, Technologies Inc., Vista, CA, USA | n/a | Scanning of H & E slides and analysis |
Cetrimide agar plates | BD, USA | 285420 | Selective media plates for Pseudomonas aeruginosa growth |
Copper rods | n/a | n/a | Used to induce the burn injury |
Cotton tipped applicators | OMEGA Surgical supply, USA | 4225-IMC | Used to apply eye ointment |
Electric shaver | Oster, USA | Golden A5 | Used to remove the dorsal side hairs |
Eye lube | Dechra, UK | n/a | The eye wetting agent to provide long lasting comfort and avoid eye dryness |
Fluff filled underpads | Medline, USA | MSC281225 | Used in the burn procedure |
Forcep | F.S.T. | 11027-12 | Used to hold the skin piece |
Gauze sponges | Oasis, USA | PK412 | Used to clean the applied nair cream from the dorsal side |
Heat-resistant gloves | n/a | n/a | Used to hold the heated copper rods |
Hematology Analyzer | IDEXX laboratories, USA | ProCyte Dx | |
Induction chamber | Kent Scientific, USA | vetFlo-0730 | Used to anesthesize the animals |
Insulin syringe | BD, USA | 329461 | |
Isoflurane | Pivetal, USA | NDC46066-755-04 | Used to anesthesized rats to induce a loss of consciousness |
Isoflurane vaporiser | n/a | n/a | |
Lactated ringer's solution | icumedical, USA | NDC0990-7953-09 | Used to resuscitate the rats |
L-shaped spreader | Fischer Scientific, USA | 14-665-230 | |
Mannitol Agar | BD, USA | 211407 | Selective media plates for Staphylococcus aureus growth |
Minicollect tubes (K2EDTA) | greiner bio-one, USA | 450480 | Used to collect the blood |
Morphine | Mallinckrodt, UK | NDC0406-8003-30 | This analgesia was used to induce the inability to feel burn injury pain |
Muller Hinton Broth | BD, USA | 275730 | |
Muller Hinton II Agar | BD, USA | 211438 | |
Nair hair removal lotion | Nair, USA | n/a | Used to remove the residual hairs on dorsal side |
Needle 23 G | BD, USA | 305193 | Used to inject the lactate ringer solution |
Normal saline | n/a | n/a | |
Spectrophotometer | ThermoScientific, USA | Genesys 30 | |
Sprague-Dawley rats, male and female | Charles River Labs | n/a | 7-9 weeks old for burn induction |
Surgical Scissor | F.S.T. | 14501-14 | Used to cut the desired skin piece |
Tissue collection tubes | Globe Scientific | 220101236 | |
Tissue Homogenizer | Kinematica, Inc, USA | POLYTRON PT2100 | Used to homogenize the tissue samples |
Water bath | Fischer Scientific, USA | n/a | Used to induce the burn injury |
Weighted heating pad | Comfytemp, USA | n/a | Used during the procedure to keep rat's body warm |