Summary

口腔鼻腔瘻マウスモデルの確立

Published: September 08, 2023
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Summary

この記事では、口腔鼻腔瘻のあるマウスモデルを確立するための段階的な手順を概説します。口腔鼻瘻は、加熱された眼科焼灼を使用して硬口蓋の正中線部分を損傷し、口腔と鼻腔の間に開口部を形成することによって作成されました。

Abstract

この研究は、口腔瘻を調査するための実行可能なモデルを開発するために加熱された眼科焼灼を利用する方法を提示します。C57BL/6マウスを用いて、口腔鼻腔瘻(ONF)モデルを確立した。ONFを作製するために、マウスに麻酔をかけ、固定し、硬口蓋を露出させた。外科的処置中、眼科焼灼を使用して硬口蓋の正中線に2.0 x 1.5mmの全層粘膜損傷が誘発されました。実験を成功させるためには、ONFのサイズを制御し、出血を最小限に抑えることが重要でした。ONFモデルの有効性の検証は、解剖学的評価と機能的評価の両方を含む、術後7日目に実施されました。口腔内に鼻中隔が存在し、口腔内に注射した際の鼻孔からの滅菌水の流出により、ONFモデルの確立に成功しました。このモデルは、死亡率が低く、体重が有意に変化し、ONFサイズの変動が最小限であることを特徴とする、実用的で成功した口腔鼻腔瘻を実証しました。今後の研究では、口蓋創傷治癒のメカニズムを解明し、口腔鼻腔瘻の新しい治療法を探求するために、この方法論の採用を検討する可能性があります。

Introduction

口腔と鼻腔の間の異常な開口部である口腔瘻(ONF)は、臨床的には歯槽突起から口蓋垂までの構造領域の欠損として現れ、口蓋裂修復後の合併症として一般的に発生します1。ONFの患者は、食物逆流、構音障害、および咽頭機能障害を経験し、生活の質に大きな影響を与えます2,3,4術後ONFの割合は、裂け目の幅、Veauタイプ、および手術方法5,6,7,8などの要因により、2.4%から55%の範囲です。さらに、ONF修復後の再発率は0%から43%の範囲で高くなっています9

最近、さまざまな材料、薬物、および新しい技術を含む、いくつかの新しい治療法がONFの分野で有望であることが示されています10,11,12,13,14,15,16,17。治療効果の正確な評価は、ONF治療の選択とさらなる開発の基礎となるため、不可欠です。しかし、ONFの特性は患者によって異なるため、手術以外の治療効果について短期的に有効な評価を得ることは困難です。したがって、これらの治療法の有効性を検証するためには、ONF疾患モデルの確立が必要である。

数十年にわたり、研究者は、ラット18,19、子豚20,21、ミニブタ22、イヌ23など、さまざまな動物種で口鼻瘻(ONF)モデルを作成してきました。しかし、マウスはヒトと類似した遺伝子配列と全ゲノムを持っているため、新薬の研究開発のための重要なモデルとなっています24,25,26。さらに、マウスはバッチ間のばらつきがほとんどないため、ONFモデル12,13,27を確立するのに有利な選択肢となります。

ただし、ONFを作成するための詳細な手順は記載されておらず、ONFサイズの安定性は考慮されていませんでした。さらに、ONF形成の検証は観察のみに依存しており、口腔と鼻腔の間の直接的なコミュニケーションは保証されていませんでした28。ONFによる摂食困難によるマウスの体重減少など、他の手段では実証されなかった。さらに、創傷治癒を促進または阻害する薬物または材料の研究に不可欠な創傷サイズの正常な変動は考慮されていませんでした。したがって、安定した検証済みのONFモデルを確立することが強く求められています。

本研究の目的は、上記の課題に対応する実用的なONFモデルの開発であり、このプロトコルが口蓋創傷治癒のメカニズムとONFの新しい治療法に関する将来の研究の基礎となることを期待しています。

Protocol

この研究のすべての動物手順は、四川大学西中国口腔病学学校の倫理委員会によってレビューおよび承認されました。本研究では、成体C57BL/6マウス(雌)を用いた。 1.手術の準備 手術に必要な手術器具を集めます:発芽器、眼科用焼灼、顕微手術用ハサミ、顕微手術用ピンセット、注射器、針(26 g x 0.63インチ)(図1A、B)( …

Representative Results

この実験法の実現可能性と安定性を評価するために、10匹のマウスで同様の手順を実行し、死亡率、創傷サイズの変化、体重、および組織学的分析に関する観察を行いました。マウスは7日目に安楽死させた。 この手順は低い死亡率を示しました。図1A-Cに示されている眼科焼灼と発芽器は、この実験で使用された主要な器具…

Discussion

研究者は、ONF 10、11、12、13、14、151617を治療するためのさまざまな材料、薬物および新しい技術を探求してきました。外科的処置の進歩により、ONFの発生率と再発は減少しています。し…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

本研究は、四川大学華西口腔病院研究開発プログラム(RD-02-202107)、四川省科学技術支援プログラム(2022NSFSC0743)、四川省ポスドク科学基金会(TB2022005)のH. Huangへの助成金の支援を受けて行われました。

Materials

Germinator Electron Microscopy Sciences  66118-20 Heating and disinfection equipment
Latex gloves Allmed or similar
Lights Olympus A1813
Meloxicam MedChemExpress HY-B0261 crushed; 5 mg/kg
Microsurgical instruments (scissors and tweezers) Jiangsu Tonghui Medical Devices Co. M-Y-0087 Surgical instrument
Ophthalmologic cautery Suqian Wenchong Medical Equipment Co. 1.00234E+13 Surgical instrument
Sterile cotton, Yancheng Begu Technology Co. or similar
Sterile metal foil Biosharp or similar
Sterile sheets 3M XH003801129 or similar
Surgical drapes Yancheng Begu Technology Co. or similar
Syringes Yancheng Begu Technology Co. S-015301 or similar
Tape Bkmamlab or similar
Temperature maintenance device Harvard Apparatus  LE-13-2104
Zoletil50 Virbac 80 mg/kg

References

  1. Alonso, V., et al. Three-layered repair with a collagen membrane and a mucosal rotational flap reinforced with fibrine for palatal fistula closure in children. International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology. 127, 109679 (2019).
  2. Garg, R., Shah, S., Uppal, S., Mittal, R. K. A statistical analysis of incidence, etiology, and management of palatal fistula. National Journal of Maxillofacial Surgery. 10 (1), 43-46 (2019).
  3. Mahajan, R. K., Kaur, A., Singh, S. M., Kumar, P. A retrospective analysis of incidence and management of palatal fistula. Indian Journal of Plastic Surgery. 51 (3), 298-305 (2018).
  4. Huang, H., et al. Validation of the Chinese Velopharyngeal Insufficiency Effects on Life Outcomes Instrument. Laryngoscope. 129 (11), E395-E401 (2019).
  5. Sakran, K. A., et al. Evaluation of Postoperative Outcomes in Two Cleft Palate Repair Techniques without Relaxing Incisions. Plastic and Reconstructive Surgery. , (2023).
  6. Sakran, K. A., et al. Evaluation of late cleft palate repair by a modified technique without relaxing incisions. Journal of Stomatology, Oral and Maxillofacial Surgery. 124 (4), 101403 (2023).
  7. Sakran, K. A., et al. The Sommerlad-Furlow modified palatoplasty technique: postoperative complications and implicating factors. Laryngoscope. 133 (4), 822-829 (2023).
  8. Sakran, K. A., et al. Early cleft palate repair by a modified technique without relaxing incisions. The Cleft Palate-Craniofacial Journal. , (2022).
  9. Chen, J., Yang, R., Shi, B., Xu, Y., Huang, H. Obturator manufacturing for oronasal fistula after cleft palate repair: a review from handicraft to the application of digital techniques. Journal of Functional Biomaterials. 13 (4), 251 (2022).
  10. Yussif, N., Wagih, R., Selim, K. Propylene mesh versus acrylic resin stent for palatal wound protection following free gingival graft harvesting: a short-term pilot randomized clinical trial. BMC Oral Health. 21 (1), 208 (2021).
  11. Miron, R. J., et al. Platelet-rich fibrin and soft tissue wound healing: a systematic review. Tissue Engineering Part B: Reviews. 23 (1), 83-99 (2017).
  12. Ballestas, S. A., et al. Improving hard palate wound healing using immune modulatory autotherapies. Acta Biomaterialia. 91, 209-219 (2019).
  13. Ferreira, C. L., et al. Electrical stimulation enhances early palatal wound healing in mice. Archives of Oral Biology. 122, 105028 (2021).
  14. Lindley, L. E., Stojadinovic, O., Pastar, I., Tomic-Canic, M. Biology and Biomarkers for Wound Healing. Plastic and Reconstructive Surgery. 138 (3 Suppl), 18s-28s (2016).
  15. Xu, Y., et al. Rapid Additive Manufacturing of a Superlight Obturator for Large Oronasal Fistula in Pediatric Patient. Laryngoscope. 133 (6), 1507-1512 (2022).
  16. Leenstra, T. S., Kuijpers-Jagtman, A. M., Maltha, J. C. The healing process of palatal tissues after palatal surgery with and without implantation of membranes: an experimental study in dogs. Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 9 (5), 249-255 (1998).
  17. In de Braekt, M. M., van Alphen, F. A., Kuijpers-Jagtman, A. M., Maltha, J. C. Wound healing and wound contraction after palatal surgery and implantation of poly-(L-lactic) acid membranes in beagle dogs. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 50 (4), 359-365 (1992).
  18. Suragimath, G., Krishnaprasad, K. R., Moogla, S., Sridhara, S. U., Raju, S. Effect of carbonated drink on excisional palatal wound healing: A study on Wistar rats. Indian Journal of Dental Research. 21 (3), 330-333 (2010).
  19. Zhu, T., Park, H. C., Son, K. M., Yang, H. -. C. Effects of dimethyloxalylglycine on wound healing of palatal mucosa in a rat model. BMC Oral Health. 15 (1), 60 (2015).
  20. Kirschner, R. E., et al. Repair of oronasal fistulae with acellular dermal matrices. Plastic and Reconstructive Surgery. 118 (6), 1431-1440 (2006).
  21. Rohleder, N. H., et al. Repair of oronasal fistulae by interposition of multilayered amniotic membrane allograft. Plastic and Reconstructive Surgery. 132 (1), 172-181 (2013).
  22. Kesting, M. R., et al. Repair of oronasal fistulas with human amniotic membrane in minipigs. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 48 (2), 131-135 (2010).
  23. Ayvazyan, A., et al. Collagen-gelatin scaffold impregnated with bFGF accelerates palatal wound healing of palatal mucosa in dogs. Journal of Surgical Research. 171 (2), e247-e257 (2011).
  24. Takao, K., Miyakawa, T. Genomic responses in mouse models greatly mimic human inflammatory diseases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (4), 1167-1172 (2015).
  25. Rongvaux, A., et al. Development and function of human innate immune cells in a humanized mouse model. Nature Biotechnology. 32 (4), 364-372 (2014).
  26. Shan, L., Flavell, R. A., Herndler-Brandstetter, D. Development of humanized mouse models for studying human NK cells in health and disease. Methods in Molecular Biology. 2463, 53-66 (2022).
  27. Keswani, S. G., et al. Role of salivary vascular endothelial growth factor (VEGF) in palatal mucosal wound healing. Wound Repair and Regeneration. 21 (4), 554-562 (2013).
  28. Amanso, A. M., et al. Local delivery of FTY720 induces neutrophil activation through chemokine signaling in an oronasal fistula model. Regenerative Engineering and Translational Medicine. 7 (2), 160-174 (2021).
  29. Antiorio, A. T. F. B., et al. Administration of meloxicam to improve the welfare of mice in research: a systematic review (2000 – 2020). Veterinary Research Communications. 46 (1), 1-8 (2022).
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Chen, J., Yin, J., Zhang, S., Zhuang, S., Yang, R., Xu, Y., Zheng, Q., Shi, B., Huang, H. Establishment of an Oronasal Fistula Mice Model. J. Vis. Exp. (199), e65578, doi:10.3791/65578 (2023).

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