وكان الهدف من هذه الدراسة لتطوير نموذج مورين من حرق التئام الجروح. تم احراق حراري على الجلد الظهري للفئران باستخدام قالب نحاسي محمّد مسبقاً. تم احتراق الأنسجة المحترقة ومضافًا مع ترقيع جلدي تم حصاده من ذيل فأر متبرع مشابه وراثيًا.
تُشفى الجروح السطحية التافهة دون مضاعفات بنية أساسية. الجروح العميقة، مثل الحروق سمك كامل، تلتئم من قبل نية الثانوية وتتطلب شظايا الجراحية وتطعيم الجلد. يعتمد الاندماج الناجح للكسب غير المشروع للمتبرع في سرير جرح المتلقي على توظيف الخلايا المناعية في الوقت المناسب، والاستجابة القوية للأوعية وتشكيل المصفوفة خارج الخلية الجديد. إن تطوير عوامل علاجية جديدة، والتي تستهدف بعض العمليات الرئيسية التي تنطوي عليها عملية التئام الجروح، يعوقه عدم وجود نماذج سابقة للكلينيكية يمكن الاعتماد عليها مع التقييم الموضوعي الأمثل لإغلاق الجروح. هنا، ونحن وصف نموذج غير مكلفة وقابلة للاستنساخ من حرق كامل سمك تجريبي الجرح أعيد بناؤها مع الكسب غير المشروع الجلد. يتم حث الجرح على سطح الظهر من الفئران البرية المهدّغة من خلفيات BALB/C و SKH1-Hrhr. يتم إنتاج الحرق باستخدام قالب نحاسي يبلغ قطره 10 مم ، وهو محمّى مسبقًا إلى 80 درجة مئوية ويتم تسليمه بضغط مستمر لمدة 20 s. يتم استئصال Burn eschar بعد 24 ساعة من الإصابة واستبداله بكسب غير مشروع كامل سمك يتم حصاده من ذيل فأر متبرع مماثل وراثيًا. لا توجد حاجة إلى معدات متخصصة لإجراء العملية، والتقنيات الجراحية هي واضحة لمتابعة. قد يتم تنفيذ الأسلوب دون عناء وإعادة إنتاجها في معظم إعدادات البحث. ترتبط بعض القيود مع النموذج. بسبب الصعوبات التقنية ، فإن حصاد ترقيع الجلد سمك الانقسام أرق غير ممكن. الطريقة الجراحية التي وصفناها هنا تسمح بإعادة بناء الجروح المحترقة باستخدام الطعوم الجلدية الكاملة السماكة. ويمكن استخدامه لإجراء الاختبارات العلاجية قبل الفحص.
اضاءة الجروح الجراحية وتطعيم الجلد هي ممارسات سريرية شائعة تستخدم في إدارة الجروح المزمنة1, الجروح الحروق2, والجروح الحادة مثل الجروح الرضية3. يشير تطعيم الجلد إلى الإجراء الجراحي ، الذي ينطوي على إزالة بشرة صحية من جزء واحد من الجسم ونقله إلى آخر. الطعوم المانحة تحل محل الأنسجة المفقودة وتوفر سقالة هيكلية للهجرة الخلوية والنمو. بعد الاندماج في موقع المتلقي، والطعوم الجلد محل حاجز الجلد المفقودة من خلال توفير الحماية من الغزو الميكروبي، والآثار الضارة للبيئة الخارجية وفقدان المفرط للرطوبة4. نجاح الجلد الكسب غير المشروع التكامل يعتمد على عدة عوامل. وتشمل هذه الاستجابات المناعية الكافية في وجود التهابات الميكروبية وحل في الوقت المناسب من التهاب, الأوعية الدموية القوية في موقع الجرح وإنشاء الأنستوموزات الوعائية بين السرير المتلقي والكسب غير المشروع المانح5. كما يبدأ الكسب غير المشروع في التحلل، يجب استبدال الخلايا الجلدية المقيمة بالخلايا القادرة على إنتاج مصفوفة جديدة خارج الخلية. في الوقت نفسه، يجب أن تزحف خلايا الكيراتينينية البشرة فوق المصفوفة التي تم إنتاجها حديثًا لتشكيل البشرة الجديدة وإعادة الظهارة للجرح. ولذلك، من الواضح أن هجرة الخلايا بكفاءة من السرير المتلقي إلى الكسب غير المشروع للمانحين هو عامل حاسم آخر يؤثر على نجاح عملية دمج الكسب غير المشروع. نظرا للعدد الهائل من العوامل التي تنطوي على التئام الجروح6، والتي قد يكون من المستحيل السيطرة عليها في التجارب على الإنسان بسبب القيود الأخلاقية ، ونماذج من قبل السريرية التجريبية الجلد تطعيم ضرورية. تطوير نماذج ما قبل السريرية من التئام الجروح حرق والتطعيم الجلد المرتبطة بها تكون مهمة لفهم الآليات المعقدة المشاركة في إصلاح الأنسجة الجلدية وضرورية لاختبار العوامل العلاجية الجديدة. النماذج في المختبر من التئام الجروح غير قادرة على محاكاة بدقة تعقيد الأنسجة الجلدية. نماذج الحيوانات في الجسم الحي هي أداة لا غنى عنها التحقيق في فهم الآليات التي تشارك في إصلاح الأنسجة.
تم تطوير عدة طرق لتقنية تطعيم الجلد في القوارض لتقليد الختان الجراحي وحرق إعادة بناء الجروح7،8،9. ومع ذلك، فشلت معظم الإجراءات الموصوفة سابقاً في إحداث إصابة حرق حراري قبل تطعيم الجلد. بدلا من الجرح الحروق، تم حث جرح ختان كامل سمك، الذي أعيد بناؤه بعد ذلك مع الجلد كامل سمك allograft7. وقد استخدمت معالم تشريحية مختلفة مثل الأذن واللذيل والظهر لحصاد الجلد المانح في القوارض7،8. تم الإبلاغ عن تقنيات مختلفة لتثبيت الكسب غير المشروع والاستقرار ، بما في ذلك “تقنية عدم خياطة”9، خياطة7 والغراء الجراحي10،11،12.
وكان الغرض من هذه الدراسة لتطوير نموذج مورين من جرح حرق سمك كامل من شأنه أن يُجسّد النهج القياسي الحالي للذهب في علاج الحروق، والذي ينطوي على ختان الأنسجة غير القابلة للحياة وتطعيم الجلد. تم حث حرق حراري على سطح الظهر من الماوس باستخدام قالب النحاس مسخن مسبقا. تم استئصال eschar حرق واستبدالها مع الكسب غير المشروع سمك كامل حصادها من ذيل الماوس المانحة. هناك ثلاث مزايا رئيسية لهذا النموذج التجريبي. أولاً، قد يتم تحريض أكثر من جرح حرق على الجزء الخلفي من فأرة المتلقي، ويمكن حصاد أربعة طعوم جلدية من متبرع من ذيل واحد من الفأرة المانحة. وهذا يعني أنه قد يمكن مقارنة العديد من العلاجات التجريبية والمكافحة باستخدام نفس الحيوانات المتلقية والمتبرعة. اعتمادا على الطريق المطلوب من الإدارة، قد تشمل العلاج السيطرة الإدارة المحلية أو النظامية للسيارة أو السيطرة وهمي (على سبيل المثال، التطبيق الموضعي للمرهم، تحت الجلد، الحقن داخل الصفاق أو الحقن الوريدي من محلول). ثانياً، يمكن التحكم في توقيت العلاج ونقطة النهاية للتجربة. ثالثاً، يعتمد هذا النموذج على إعادة بناء الجروح باستخدام الطعوم الكاملة التي يتم حصادها من الذيل، والتي من المعروف أن لديها احتمال أعلى لدمجها بنجاح في موقع المانحة مقارنة بالجلد الذي تم حصاده من الخلف13. قد يكون هذا بسبب انخفاض عدد خلايا لانجرهانس البشرة ، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في البيولوجيا المناعية الجلدية ، وترتبط برفض الكسب غير المشروع للجلد14.
النموذج المقترح لتضميد الجروح والتكامل الكسب غير المشروع قد يكون تطبيقها على الفئران المعدلة وراثيا و خروج المغلوب. وسيساعد استخدام الفئران المعدلة وراثيا في توضيح الأدوار التي قد تلعبها جينات معينة أثناء إصلاح الجروح. ويمكن أيضا أن ينظر في التطبيق الخارجية للمستحضرات الجرح الموضعي أو الإدارة تحت الجلد من الأجسام المضادة العلاجية في موقع الإصابة.
بسبب الصعوبات التقنية ، من الصعب الحصول على ترقيع الجلد ذات السماكة المقسمة المكونة من البشرة وجزء من الأدمة في الفئران. ومن المعروف أن الطعوم الجلد سمك كامل تتكون من البشرة والأدمة سمك كامل تتطلب سرير الجرح الأوعية الدموية بشكل جيد للاندماج الناجح. عدم القدرة على حصاد سمك سمك الجلد الطعوم في الفئران يمكن أن يعتبر تقييدا لهذا النموذج. تم تحقيق تثبيت الكسب غير المشروع للجلد على سرير الجرح المتلقي عن طريق تطبيق الغراء اللاصق الجراحي ، والذي يرتبط بأقل صدمة وتدهور سريع مقارنة بوسائل أخرى لتثبيت الأنسجة15. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن خياطة يرتبط مع أقوى تثبيت الأنسجة من الغراء الجراحي في 24 ح بعد إجراءجراحية 15, والتي يمكن اعتبارها عيبا في الإجراء. ومع ذلك ، في نقاط زمنية لاحقة ، تصبح القوة الحيوية الميكانيكية للجروح المعالجة لاصقة جراحية مماثلة لخياطة15 وأفضل من تثبيت الأساسية16. بعد تثبيت الأنسجة مع الغراء الجراحي ، يجب تغطية الجروح بخلع تضميد الجروح. على الرغم من أن الجروح على سطح الظهر من الفأرة من الصعب على الحيوان للوصول، من ناحية أخرى، من السهل على الحيوان التلاعب وإزالة الجرح. قد يكون هناك مبرر لتغييرات متكررة في تضميد الجروح.
التخدير الناجم عن انخفاض حرارة الجسم في القوارض الصغيرة هي ظاهرة موثقة جيدا17. انخفاض حرارة الجسم هو أحد الآثار الجانبية لهذا الإجراء، الذي يسبب مضاعفات، ويحتمل أن يعرض صحة الحيوان ونوعية البيانات للخطر. لذلك، هذه الطريقة تضمن تنفيذ استراتيجيات إدارة درجة الحرارة، خاصة إذا تم استخدام SKH1-Hrhr بدون شعر.
أهم قيد على استخدام الفئران لتقليد إغلاق الجرح البشري هو الفرق بين تشريح الجلد وعلم وظائف الأعضاء. تلتئم جراح الفأر في الغالب عن طريق الانكماش ، في حين أن الجروح البشرية تلتئم من خلال تكوين أنسجة التحبيب وإعادة الظهارة18. لحساب هذا التناقض، قد يتم تعديل النموذج الحالي واستخدامها في تركيبة مع حلقة جبيرة الالتزام بإحكام حول الجرح لمنع تقلص الجلد19. ونظرا لبعض المزايا والمساوئ من هذا في بروتوكول الجسم الحي، وهذا النموذج يمكن أن تكون بمثابة أداة لدراسة بعض العمليات التي تنطوي على التئام الجروح التي من المستحيل أن تدرس في المختبر.
وفقا لتصنيف سمك إصابة الحروق23، تتميز الحروق الكاملة بسماكة المشاركة الواضحة لسمك الجلد كله وجزء معين من الأنسجة تحت الجلد. هذا النوع من الجرح يمكن أن تلتئم فقط عن طريق الانكماش أو مع الجلد تطعيم2. وهناك قيود متأصلة من الطريقة الموصوفة في هذه المقالة هو أن الطعوم سمك كامل فقط، بدلا من الطعوم سمك الانقسام، والتي غالبا ما تستخدم في الإعداد السريري، تم حصادها من ذيل الماوس. ويرجع ذلك إلى صعوبة التقنية، كما جلد الماوس رقيقة جدا للحصول على الطعوم سمك الانقسام. تجدر الإشارة إلى أن الطعوم الكاملة التي تتطلب أوعية السرير الجرح جيدا، في حين أن سمك سمك الجلد الطعوم الانقسام قادرة على البقاء على قيد الحياة في مواقع المانحة مع أقل الأوعية الدموية24. وأظهرت الدراسات السابقة أن الجرح الناجم عن حرق على الجزء الخلفي من الماوس كان مرتبطا بتشكيل قوي من الأوعية الدموية الجديدة5. وهذا يشير إلى أن منطقة الأوعية الدموية بشكل جيد، مثل دورسوم الماوس، يمكن اعتبارها معلم تشريحي لتحريض الجروح الحروق.
حرق عمق الجرح هو عامل مهم للنظر. يجب أن يكون عمق الجرح الحروقي متناسقاً بين الفئران الفردية. يعتمد تكرار عمق جرح الحروق على درجة حرارة القالب النحاسي والضغط ومدة التعرض للحرارة. يجب التحقق من عمق جرح الحرق من الناحية النسيجية. من المهم أن نضع في اعتبارنا أن الضغط المفرط أو التعرض لفترات طويلة من الجلد إلى قالب النحاس المسخ قد يجرح الأنسجة الأساسية. الأنسجة المحيطة العمود الفقري, بما في ذلك مكونات الجهاز العصبي المركزي والمحيطي, حساسة للحرارة, وإذا تلف قد يؤدي إلى الشلل في الساق الخلفية.
على الرغم من عدم وجود وفيات بعد الجراحة ارتبطت مباشرة مع الإجراء الجراحي، وعدد قليل من الفئران SKH1-Hrhr بلا شعر، والتي هي حساسة بشكل خاص للبرد، وضعت انخفاض حرارة الجسم وفشلت في التعافي بعد التخدير العام. لذلك، يجب توفير الحرارة التكميلية خلال جميع الأحداث الجمالية، ويلزم مراقبة مستمرة في حين يتم تخدير الماوس.
لم تكن الطريقة الموصوفة في هذه الدراسة مرتبطة بعدوى الموقع الجراحي. ومع ذلك ، يجب استخدام تقنية معقمة لمنع نقل الكائنات الدقيقة إلى الجرح الجراحي خلال فترة ما حول العملية. قد يتم دمج تلقيح الجرح مع الكائنات الحية الدقيقة الإنارة الحيوية أو الفلورسنت في الإجراء. قد تكون هذه التقنية مفيدة في دراسة الكائنات المعدية و مسبباتهاالمرضية 25. على سبيل المثال، إضافة خارجية أو حقن البكتيريا الإنارة الحيوية، قد تسمح برصد العبء الميكروبي باستخدام في الجسم الحي تصوير الحيوانات كله25. وبالنظر إلى أن شعر الماوس معروف بالتدخل في الفلور الحيوانية الكاملة في الجسم الحي وتصوير الإضاءة الحيوية ، فإن فئران SKH1-Hrhr عديمة الشعر هي المضيفين المثاليين للدراسات التي تنطوي على المراسلين الفلورسنت أو الإنارة الحيوية.
يمكن جمع عينات من نسيج الجرح في نقاط زمنية مختلفة ومعالجتها للتحليل النسيجي والمناعة الكيميائية. قد تكون معزولة البروتين والرنا من الجلد خزعة وتقنيات البيولوجيا الجزيئية يمكن استخدامها لتقييم التعبير عن الجزيئات الرئيسية التي تشارك في التئام الجروح.
في هذه الدراسة، وصفنا نموذجا تجريبيا لتضميد الجروح حرق وengraftment الجلد الوهن. يمكن تعديل هذا الإجراء ويكون بمثابة نموذج للدراسات قبل الكلينيكية.
The authors have nothing to disclose.
وقد دعم هذا العمل “لا دايركشن جنرال جنرال دي لارميم” و”وكالة الابتكار في الدفاع” و”معهد التكنولوجيات المتعددة”. نشكر زميلنا السيد يان بلانتييه من École Polytechnique الذي قدم البصيرة والخبرة التي ساعدت بشكل كبير في إنتاج ملف الفيديو. يشكر المؤلفان السيد بنوا بويتمان والسيدة شارلوت أوريو من INSERM Lavoisier (SEIVIL) US 33، Hôpital Paul Brousse، Villejuif على رفاهية الحيوانات وخبرة الرعاية المقدمة خلال هذا المشروع.
1 ml syringue | Terumo | SS + 01T1 | |
26 G needle | Terumo Agani | NN-2613R | 1/2'' – 0,45 X 12mm |
96X21 mm Petri Dish | Dutscher | 193199 | |
Animal Weighing scale | Kern | EMB 5.2K5 | |
BALB/c mouse | Janvier labs | BALB/cAnNRj | 6-weeks old |
Biopsy foam pads 30.2X25.4X2mm | Simport | M476-1 | |
Bond polymer Refine Red | Leica Biosystems | DS9390 | |
Brass block | BVG | custom-designed | Circular 10 mm in diameter |
Buprenorphine (BUPRECARE) | Axience | FR/V/6328396 3/2011 | administered subcutaneously at a dose of 0.05 μg/ g |
Burning apparatus Kausistar 400 | TraçaMatrix | 34010 | |
CaseViewer | 3DHISTECH Ltd. | 3Dhistech, Budapest, Hungary | |
Collagen I antibody | Abcam | ab34710 | Recommanded concentration 1:50; 1:200 |
D-(+)- glucose (Dextrose) | Sigma Aldrich | G-8769-100 ml | |
DAB | Leica Biosystems | AR9432 | |
Digital camera | NIKON | D3400 | objective: SIGMA 18-250mm F3.5-6.3 DC MACRO C45 |
Depilating cream | Veet | ||
Disposable scalpels | Swann Morton | 6601 | |
DPBS | PAN biotech | P04-36300 | |
Ethanol absolute | VWR chemicals | 20821.310 | |
Fibronectin antibody | Abcam | ab23750 | Recommanded dilution 1:1000 |
Filter 0.22um | Sartorius | 16532 | |
Fine Scissors | F.S.T. | 14094-11 | |
Forceps Dumont | F.S.T. | 11295-10 | |
Hair clippers | AESCULAP | B00VAQ4KUY (ISIS) | |
Heating pad | Petelevage | 120070 | |
Isofluorane | Piramal healthcare | FR/V/03248850/2011 | |
Ketamine | Imalgene | FR/V/0167433 4/1992 | surgical anesthetic, administered intraperitoneally at a dose of 100mg/kg |
Lactated Ringers solution | Flee-Flex | 1506443 | |
Lamina multilabel slide scanner | Perkin Elmer | ||
LAS software | Leica | version 2.7.3 | |
Leica Bond III | Leica Biosystem | 1757 | |
Leukosilk dressing | BSN medical | 72669-01 | |
Lidocaine | Aguettant | N01BB02 | local analgesic, administered subcutaneously at a dose of 0.05 μg/ g |
Manometer | Kern | HDB-5K5 | |
Masson Trichrome Staining kit | Sigma-Aldrich | HT15-1KT | |
Micromesh Biopsy cassettes | Simport | M507 | |
Multiphoton inverted stand Leica SP5 microscope | Leica microsystems | DM500 | Scanner 8000Hz NDD PMT detectors |
Non adhering dressing Adaptic | Systagenix | A6222 | 12.7cm X 22.9 cm |
Ocrygel | Tvm France | ### | |
Paracetamol 300mg | Dolliprane | Liquiz | |
Paraformaldheyde 4% | VWR chemicals | 1169945 | |
Povidone-iodine | MEDA pharma | D08AG02 | diluted to 1:2 |
SKH1-Hrhr mouse | Charles river | 686SKH1-HR | 6-weeks old |
Slides | Thermoscientific | AGAA000080 | |
Surgical adhesive | BSN medical | 9927 | |
Sterile Gauze | Hartmann | 418545/9 | 10 X 10 cm |
Sterile water | Versylene Fresenius | B230521 | |
Surgical drape | Hartmann | 2775161 | |
Ti:Sapphire ChameleonUltra | Coherent | DS 16-02-16 F | 690-1040 nm |
Thermal imaging Camera | Testo | Testo 868 | |
Xylazine (Rompum 2%) | Bayer | FR/V/ 8146715 2/1980 | surgical anesthetic, administered intraperitoneally at a dose of 10 mg/kg |