Summary

Etablering av en modell för oronasala fistelmöss

Published: September 08, 2023
doi:

Summary

Den här artikeln beskriver en steg-för-steg-procedur för att etablera en musmodell med en oronasal fistel. Den oronasala fisteln skapades genom att använda uppvärmd oftalmologisk kauteri för att skada mittlinjedelen av den hårda gommen, vilket resulterade i bildandet av en öppning mellan mun- och näshålan.

Abstract

Denna studie presenterar en metod som använder uppvärmd oftalmologisk kauteri för att utveckla en genomförbar modell för att undersöka oronasala fistlar. C57BL/6-möss användes för att etablera den oronasala fistelmodellen (ONF). För att skapa ONF sövdes mössen, immobiliserades och deras hårda gommar exponerades. Under det kirurgiska ingreppet inducerades en 2,0 x 1,5 mm fullhudsslemhinneskada i den hårda gommens mittlinje med hjälp av oftalmologisk kauteri. Det var avgörande att kontrollera storleken på ONF och minimera blödningen för att säkerställa att experimentet lyckades. Verifiering av OLF-modellens effektivitet genomfördes på den 7:e dagen efter operationen, vilket omfattade både anatomiska och funktionella bedömningar. Närvaron av nässkiljeväggen i munhålan och utflödet av sterilt vatten från näsborrarna vid injektion i munhålan bekräftade den framgångsrika etableringen av OLF-modellen. Modellen visade en praktisk och framgångsrik oronasal fistel, kännetecknad av låg dödlighet, signifikanta viktförändringar och minimal variation i ORF-storlek. Framtida studier kan överväga att använda denna metodik för att belysa mekanismerna för sårläkning i gommen och utforska nya behandlingar för oronasala fistlar.

Introduction

Oronasal fistel (ONF), en onormal öppning mellan mun- och näshålan, manifesterar sig kliniskt som en defekt i ett strukturellt område från alveolarprocessen till uvula, vilket vanligtvis uppstår som en komplikation efter reparation av gomspalt1. Patienter med ONF upplever matreflux, artikulationsstörningar och nedsatt velofaryngeal funktion, vilket avsevärt påverkar deras livskvalitet 2,3,4. Frekvensen av postoperativ ONF varierar från 2,4 % till 55 % på grund av faktorer som spaltbredd, Veau-typ och kirurgisk metod 5,6,7,8. Dessutom är återfallsfrekvensen efter ONF-reparation hög, från 0 % till 43 %9.

Flera nya behandlingar har nyligen visat sig lovande inom ONF-området, inklusive olika material, läkemedel och nya tekniker 10,11,12,13,14,15,16,17. Noggrann utvärdering av terapeutiska effekter är avgörande eftersom det utgör grunden för att välja och vidareutveckla ORF-behandlingar. Det är dock svårt att få en giltig bedömning på kort sikt för andra terapeutiska effekter än kirurgi, eftersom egenskaperna hos ONF varierar mellan olika patienter. Därför är det nödvändigt att etablera en ORF-sjukdomsmodell för att verifiera effektiviteten av dessa behandlingsmetoder.

Under flera decennier har forskare genererat den oronasala fistelmodellen (ONF) hos olika djurarter, inklusive råttor18,19, smågrisar20,21, minigrisar22 och hundar 23, eftersom dessa arter har en betydande hård gom som lämpar sig för kirurgisk manipulation. Möss har dock en genetisk sekvens och ett helt genom som liknar människans, vilket gör dem till en viktig modell för forskning och utveckling avnya läkemedel. Dessutom erbjuder möss liten variation från batch till batch, vilket gör dem till ett gynnsamt val för att etablera ONF-modellen12,13,27.

De detaljerade stegen för att skapa ONF beskrevs dock inte, och stabiliteten för ORF-storleken beaktades inte. Dessutom förlitade sig kontrollen av ONF-bildningen enbart på observation28, utan att säkerställa direkt kommunikation mellan munhålan och näshålan. Det påvisades inte på andra sätt, såsom musens viktminskning på grund av svårigheter att äta orsakad av ONF. Vidare beaktades inte normal variation i sårstorlek, vilket är avgörande för studier av läkemedel eller material som främjar eller hämmar sårläkning. Därför finns det ett stort behov av att etablera en stabil och validerad ONF-modell.

Syftet med denna studie var att utveckla en praktisk ORF-modell som tar itu med de ovan nämnda problemen, med förhoppningen att detta protokoll kommer att fungera som grund för framtida forskning om mekanismerna för gomsårläkning och nya behandlingar för ONF.

Protocol

Alla djurprocedurer i denna studie granskades och godkändes av den etiska kommittén vid West China School of Stomatology, Sichuan University. Vuxna C57BL/6-möss (honor) användes för den aktuella studien. 1. Kirurgisk förberedelse Samla de nödvändiga kirurgiska instrumenten för ingreppet: groningsman, oftalmologisk kauteri, mikrokirurgisk sax, mikrokirurgisk pincett, sprutor och nålar (26 g x 0.63 tum) (Figur 1A,B</stron…

Representative Results

För att bedöma genomförbarheten och stabiliteten av denna experimentella metod utfördes samma procedur på tio möss, och observationer gjordes avseende mortalitet, förändringar i sårstorlek, kroppsvikt och histologisk analys. Mössen avlivades dag 7. Ingreppet uppvisade en låg dödlighet. Den oftalmologiska kauteriet och groningsmaskinen, som avbildas i figur 1A-C, var de viktigaste instrumenten som användes i detta expe…

Discussion

Forskare har utforskat olika material, läkemedel och nya tekniker för behandling av ONF 10,11,12,13,14,15,16,17. Med framsteg inom kirurgiska ingrepp har incidensen och återfallet av ONF minskat. På grund av sjukdomens unika egenskaper är dock antalet …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Detta arbete stöddes av forsknings- och utvecklingsprogrammet, West China Hospital of Stomatology, Sichuan University (RD-02-202107), Sichuan Province Science and Technology Support Program (2022NSFSC0743) och Sichuan Postdoctoral Science Foundation (TB2022005) bidrag till 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