Summary

Etablering af en oronasale fistelmusmodel

Published: September 08, 2023
doi:

Summary

Denne artikel skitserer en trinvis procedure til etablering af en musemodel med en oronasale fistel. Den oronasale fistel blev skabt ved at anvende opvarmet oftalmologisk cautery for at beskadige midterlinjedelen af den hårde gane, hvilket resulterede i dannelsen af en åbning mellem mund- og næsehulen.

Abstract

Denne undersøgelse præsenterer en metode, der anvender opvarmet oftalmologisk cautery til at udvikle en levedygtig model til undersøgelse af oranasale fistler. C57BL/6-mus blev brugt til at etablere oronasal fistel (ONF) -modellen. For at skabe ONF blev musene bedøvet, immobiliseret, og deres hårde ganer blev udsat. Under den kirurgiske procedure blev en 2,0 x 1,5 mm slimhindeskade i fuld tykkelse induceret i midterlinjen af den hårde gane ved hjælp af oftalmologisk cautery. Det var afgørende at kontrollere størrelsen af ONF og minimere blødning for at sikre eksperimentets succes. Verifikation af ONF-modellens effektivitet blev udført på den 7. dag efter operationen, der omfattede både anatomiske og funktionelle vurderinger. Tilstedeværelsen af næseseptumet i mundhulen og udstrømningen af sterilt vand fra næseborene ved injektion i mundhulen bekræftede den vellykkede etablering af ONF-modellen. Modellen demonstrerede en praktisk og vellykket oronasal fistel, kendetegnet ved en lav dødelighed, betydelige vægtændringer og minimal variation i ONF-størrelse. Fremtidige undersøgelser kan overveje at vedtage denne metode til at belyse mekanismerne for gane sårheling og udforske nye behandlinger for oronasale fistler.

Introduction

Oronasale fistel (ONF), en unormal åbning mellem mund- og næsehulen, manifesterer sig klinisk som en defekt i et strukturelt område fra den alveolære proces til uvulaen, som almindeligvis forekommer som en komplikation efter ganespaltereparation1. Patienter med ONF oplever mad refluks, artikulationsforstyrrelser og nedsat velopharyngeal funktion, hvilket påvirker deres livskvalitetbetydeligt 2,3,4. Hastigheden af postoperativ ONF varierer fra 2,4% til 55% på grund af faktorer som kløftbredde, Veau-type og kirurgisk metode 5,6,7,8. Derudover er gentagelsesraten efter ONF-reparation høj, lige fra 0% til 43%9.

Flere nye behandlinger har for nylig vist løfte inden for ONF, herunder forskellige materialer, lægemidler og nye teknikker 10,11,12,13,14,15,16,17. Nøjagtig evaluering af terapeutiske virkninger er afgørende, da det danner grundlag for udvælgelse og videreudvikling af ONF-behandlinger. Det er imidlertid udfordrende at opnå en gyldig vurdering på kort sigt for andre terapeutiske virkninger end kirurgi, da egenskaberne ved ONF’er varierer mellem forskellige patienter. Derfor er det nødvendigt at etablere en ONF-sygdomsmodel for at verificere effektiviteten af disse behandlingsmetoder.

I flere årtier har forskere genereret oronasal fistel (ONF) -modellen i forskellige dyrearter, herunder rotter18,19, smågrise 20,21, minigrise22 og hunde 23, da disse arter har en betydelig hård gane, der er egnet til kirurgisk manipulation. Imidlertid har mus en genetisk sekvens og hele genomet, der ligner menneskers, hvilket gør dem til en vigtig model til forskning og udvikling af nye lægemidler24,25,26. Desuden tilbyder mus lidt variation fra batch til batch, hvilket gør dem til et gunstigt valg til etablering af ONF-modellen12,13,27.

De detaljerede trin til oprettelse af ONF blev imidlertid ikke beskrevet, og stabiliteten af ONF-størrelsen blev ikke taget i betragtning. Derudover var verifikationen af ONF-dannelse udelukkende baseret på observation28 uden at sikre direkte kommunikation mellem mund- og næsehulen. Det blev ikke påvist på andre måder, såsom musens tab af kropsvægt på grund af vanskeligheder med at spise forårsaget af ONF. Desuden blev normal variation i sårstørrelse ikke overvejet, hvilket er afgørende for undersøgelser af lægemidler eller materialer, der fremmer eller hæmmer sårheling. Der er derfor et stort behov for at etablere en stabil og valideret ONF-model.

Formålet med denne undersøgelse var at udvikle en praktisk ONF-model, der adresserer de ovennævnte spørgsmål med håb om, at denne protokol vil tjene som grundlag for fremtidig forskning i mekanismerne for palatal sårheling og nye behandlinger for ONF.

Protocol

Alle dyreforsøg i denne undersøgelse blev gennemgået og godkendt af den etiske komité for West China School of Stomatology, Sichuan University. Voksne C57BL/6-mus (hunmus) blev anvendt til nærværende undersøgelse. 1. Kirurgisk forberedelse Saml de nødvendige kirurgiske instrumenter til proceduren: germinator, oftalmologisk cautery, mikrokirurgisk saks, mikrokirurgisk pincet, sprøjter og nåle (26 g x 0,63 tommer) (figur 1A<stron…

Representative Results

For at vurdere gennemførligheden og stabiliteten af denne eksperimentelle metode blev den samme procedure udført på ti mus, og der blev foretaget observationer vedrørende dødelighed, ændringer i sårstørrelse, kropsvægt og histologisk analyse. Musene blev aflivet på dag 7. Proceduren udviste en lav dødelighed. Den oftalmologiske kauteri og germinator, afbildet i figur 1A-C, var de vigtigste instrumenter, der blev brugt i…

Discussion

Forskere har udforsket forskellige materialer, lægemidler og nye teknikker til behandling af ONF 10,11,12,13,14,15,16,17. Med fremskridt inden for kirurgiske procedurer er forekomsten og gentagelsen af ONF blevet reduceret. På grund af sygdommens unikke e…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette arbejde blev støttet af forsknings- og udviklingsprogrammet, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University (RD-02-202107), Sichuan Province Science and Technology Support Program (2022NSFSC0743) og Sichuan Postdoctoral Science Foundation (TB2022005) tilskud til H. Huang.

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).

Play Video

Cite This Article
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).

View Video