脊髓损伤后压力溃疡的小鼠模型
Summary
在这里, 我们描述了一个简单的方法, 以诱导临床相关的皮肤压疮 (pu) 在小鼠模型的脊髓损伤 (sci)。该模型可用于临床前的研究, 筛选不同的治疗方法治疗 pu 在 sci 患者。
Abstract
压疮 (pu) 是外伤性脊髓损伤 (sci) 常见的衰弱并发症, 往往发生在骨性突起周围的软组织中。然而, 在受控实验环境中, 在动物模型的背景下, sci 对皮肤伤口愈合的影响鲜为人知。在本研究中, 提出了一种简单、非侵入性、可重复性和临床相关的全 sci 背景下的小鼠 pu 模型。成年雄性小鼠 (巴布克, 10周大) 被剃光并脱毛。脱毛后 (24小时), 小鼠接受椎板切除术, 然后进行完整的脊髓横断 (t9-t10 椎骨)。紧接着, 小鼠背部的皮肤褶皱被抬起, 夹在两个磁碟之间, 在接下来的12小时内, 从而形成了一个缺血区域, 在随后的几天里发展成了一个 pu。在磁石后应用第3天, 受伤部位显示组织水肿和表皮消失。pu 自发地发展和愈合。然而, 与控制非 sci 小鼠相比, sci 小鼠的愈合速度较控制的非 sci 小鼠慢. 相反, 当伤口在 sci 水平以上产生时, sci 和对照非 sci 小鼠之间的愈合没有差异。这个模型是一个潜在的有用的工具, 以研究 sci 后皮肤 pu 的发展和愈合的动态, 以及测试治疗方法, 可能有助于愈合这种伤口。
Introduction
压疮 (pu) 是创伤性 sci1 的主要继发并发症。pu 是局部伤害的皮肤和 (或潜在组织), 通常发生在骨性突起, 其中体重集中, 而病人坐在或躺着1。皮肤、脂肪和肌肉暴露在这种持续的压力下, 导致局部缺血、组织炎症、机械损伤和坏死2, 3.
pu 的发育受几个局部因素的影响, 包括压力和剪切的大小、负荷持续时间、皮肤水分和温度、损伤寿命和一般皮肤卫生。还有一些系统性因素发挥了作用, 如一般身体状况、骨骼和肌肉组织形态和力量4、患者年龄、血液学措施、性别, 甚至包括婚姻状况、教育、和收入4,5。
pu 的预防和治疗仍然是 sci 患者面临的重大挑战。sci 患者在约30-40 的病例中出现 pu, 复发率为 60-85%, 可能是由于疤痕组织薄弱和缺乏保护感 1.因此, pu 往往导致 sci 患者再住院, 总体上对卫生保健系统5、6、7、8、9构成了巨大的经济负担 (仅需增加80% 以上),10个。
据我们所知, 由于缺乏合适的动物模型, 目前还没有在可控实验环境中进行研究, 以调查 sci 对 pu 愈合过程的影响。在这里, 一个可重复和临床相关的小鼠模型的 pu 在皮肤上的描述。该模型可用于研究 pu 发病和随后愈合的动态, 以及测试潜在的治疗方法, 以防止 pu 或改善 pu 愈合的情况下, sci。
Protocol
Representative Results
Discussion
本研究的方案描述了一种新的 pu 实验模型, 以评估 sci 对创面愈合的影响。皮肤 pu 是通过在 sci 部位上方或下方的背侧皮肤褶皱上应用两个直径为12毫米的圆盘磁体12小时诱导的。数据显示, sci 减缓了小鼠皮肤伤口愈合的速度。重要的是, 这些观察是专门在 sci 神经支配水平以下的皮肤伤口中进行的, 因为在 sci 水平以上的伤口, 因此仍然处于神经支配状态, 与非 sci 小鼠相比, 其愈合模式基本没有受到…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了新泽西脊髓研究委员会 (csccr15irg010)、美国国防部 (sc160029) 和耶鲁外科奥赫塞研究资助计划的部分支持。我们感谢来自罗格斯 w. m. keck 神经科学合作中心的肖恩·奥莱利的技术援助。
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
- 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).
