2012年5月2日
我们开发了一种微创技术,通过分离中央动脉和神经以及颅侧神经血管束,建立兔缺血性耳部伤口模型。随后,通过皮下隧道切断所有皮下组织。该手术对皮肤的损伤极小,可安全用于糖尿病动物。
以下实验的总体目标是实现不仅在正常兔子中,而且在具有抵抗力下降的兔子(如老年或糖尿病兔子)中创建缺血性伤口。目前用于制造缺血性伤口的所有技术都具有高度侵入性,迄今为止,尚无任何一种技术可用于糖尿病动物。本方法采用微创手术,首先在三个血管束上方各做一个小的皮肤切口。
下一步是分离并保护中央静脉和耳后血管束,以减少耳部的血液供应,但不完全阻断。最后,通过皮肤切口切断或结扎其余的血管、神经和皮下组织。通过动脉搏动消失、耳部外观、温度差异以及皮下血氧饱和度来确认耳部缺血。
这种微创手术看似难以操作,但实际上非常容易。该技术的主要优势在于对皮肤的损伤极小。自2007年我们首次发表该技术以来,已收到大量相关问题。
此后我们进一步简化了该操作流程。为使操作更加简便且无需使用显微镜,首先称量所选兔子的体重,随后使用氯胺酮和赛拉嗪混合物对兔子进行麻醉。监测兔子的生命体征,可在耳背侧辨识出三条供应耳部的血管束。
这些包括中央束,它是最大的一束,其侧支与其他血管相连;尾侧束,其中动脉通常非常小或缺如;以及颅侧束。在腹侧,远端皮肤的血液供应不来自近端血管。
相反,耳背侧的血管束会发出大量穿透软骨的分支,为远端腹侧皮肤提供血液供应。在一些兔子中,腹侧还存在一条非常细小的皮下血管,但其供血范围不超过腹侧皮肤的三分之一。在行开放环形皮肤切口时,腹侧切口基本不出血。
在继续操作前,通过脚趾夹捏测试疼痛刺激反应,并利用角膜反射确认兔子无反应;通过涂抹人工泪膏保护动物的眼睛;手术过程中使用加热垫保持兔子体温。然后使用聚维酮碘和酒精擦拭双耳及其周围皮肤,并对兔子进行铺巾,仅暴露双耳。
一只耳朵将被造成缺血,而另一只耳朵作为对照。手术所用器械包括带15号刀片的手术刀、两对镊子(一对用于皮肤,另一对用于其他软组织)、三把蚊式钳、一至两对弯头显微剪刀、一对用于剪断缝线和坚韧组织的小剪刀、持针器以及若干不锈钢打孔器。
通过识别动脉和静脉确定三条血管蒂,开始手术。使用15号刀片,在中央血管蒂上小心地做一个垂直皮肤切口。
分离中央静脉并保护其周围组织。此步骤围绕中央静脉进行游离,以便牵拉。
游离出中枢神经。它通常位于静脉的内侧。用剪刀将神经切断。
游离中央动脉。该动脉通常位于头侧,位置较静脉更深,结扎并切断动脉。清理耳软骨上方中央静脉周围的组织。
在精索蒂上方做第二个皮肤切口,以保护精索内的组织束。游离血管并将其环绕,以加以保护。
当静脉较粗大时(如此处的兔子),此操作尤为有用。在此切口与第一个切口之间制作一个隧道。切开覆盖在软骨上的皮下组织。
在颅侧束上方做第三个皮肤切口。整个束被结扎并分离。第三束上方的皮肤被切开。
这条静脉非常靠近皮肤,因此不要切得太深。然后将整个血管束游离出来,结扎并分离。使用手术刀和剪刀,制作一个皮下隧道。
这三个切口将皮下组织、肌肉、神经和小血管分支全部切断。使用额外的锐性分离和钝性分离清理基底部,保留约5到10毫米宽的裸露软骨。出血可通过纱布压迫控制。
无需使用电灼。耳内皮肤不必切开,因其血供较少。本操作的关键在于充分分离皮下隧道的同时保护血管。
这本不应是一个过于复杂的操作。止血后,使用4-0或5-0缝线关闭三处皮肤切口,并再次检查,以确保皮肤切口已妥善闭合且无出血。对于伤口药物测试,可在每只耳朵腹侧用直径6毫米的不锈钢打孔器制备四个圆形全层皮肤伤口。
伤口之间的距离至少为20至30毫米。去除打孔内侧的皮肤和软骨膜,但不损伤软骨。双耳完成打孔后,暂时用纱布覆盖伤口,并将兔子转移至操作室进行药物处理。
清除伤口处的所有血凝块后,施用试验药物和对照药物。伤口覆盖闭塞性敷料以防止干燥。比较两种药物时,每种药物均应施用于近端和远端的伤口。
这可以控制术后耳部远端与近端伤口愈合速度的差异。缺血的耳部通常在切口远端出现发凉、发绀,并伴有感觉减退。轻度水肿可能持续数天,但会自行消退,无需特殊治疗。
中心动脉搏动消失。耳部活动减弱,但并未完全消失,因为部分肌肉仍附着在耳基部。如果隧道制作正确,切口之间可观察到清晰的凹陷。
为缓解可能的术后疼痛,将一片芬太尼贴剂贴于背部皮肤。每天使用体温计测量双耳的皮肤温度。使用经皮氧张力监测仪或激光多普勒血流仪测量耳部的血液循环。
术后一周,可拆除皮肤切口的缝线。该手术已在70多只兔子身上实施,其中包括23只糖尿病兔和4只老年兔。
非缺血耳与缺血耳之间的温度差异范围为1至10摄氏度,大多数兔子的差异在2至6摄氏度之间。术后早期温度差异较高,在第15天后逐渐降低,但在术后一个月末仍维持一定水平。每只耳采集六个组织样本,采用高效液相色谱法(HPLC)测定高能磷酸化合物含量,包括三磷酸腺苷(ATP)和总能量。
正常耳中的浓度高于缺血耳中的浓度。在15只非糖尿病兔中,无论是否患有糖尿病,缺血耳的伤口愈合时间均长于非缺血耳。非缺血耳的平均愈合时间为17.8天,而缺血耳的平均愈合时间为21.8天。
在10至12个月的糖尿病动物中,非缺血耳的平均愈合时间为18.3天,而缺血耳为29.1天。包括糖尿病兔在内的所有动物,其皮肤切口均正常愈合,未出现任何并发症。在糖尿病病程达24个月时,腹侧伤口更易发生感染。
这一特征使其更接近人类糖尿病伤口。组织学样本显示,皮下隧道在肌肉缺失并被纤维组织取代的情况下仍可愈合,但皮肤保持完整。
进行该操作时,重要的是要始终以人道的方式对待动物。掌握该技术后,可在一小时内完成操作。我们已在超过70只兔子中应用了该技术,其中包括23只糖尿病兔子,均未出现出血或感染等并发症。
遵循本方案进行操作是一种非常安全的程序。还可采用其他方法,如附加性缺血、神经损伤和细菌接种,以回答其他科学问题,例如血管性溃疡、压力性溃疡以及糖尿病性神经病变等。
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本研究介绍了一种在兔子中创建缺血性耳部伤口模型的微创技术,特别适用于糖尿病动物。该方法通过精细解剖血管束以减少血液供应,同时最大限度地减少皮肤损伤。
该技术通过在生理抵抗力降低的动物(如糖尿病兔)中建立缺血性伤口模型,解决了糖尿病伤口研究中的一个关键空白。该方法通过模拟影响人类糖尿病伤口愈合的血管病变因素,支持对治疗候选物进行机制层面的风险评估。在同一动物体内配对设置缺血性与非缺血性伤口的设计,可提高临床前筛选的预测可靠性,并降低实验变异性。
该方法适用于从靶点验证到先导物筛选直至临床前疗效测试的整个发现流程,尤其适用于血管功能受损是关键失败因素的伤口研究。