2012년 5월 2일
우리는 중앙 동맥과 신경 및 두개골 neurovascular 번들을 나누어 토끼 허혈성 귀에 상처 모델을 만들려면 최소한 침략적 기법을 개발했습니다. 피하 터널 그러면 모두 피하 조직이 생기죠. 이 절차는 최소한의 피부에 혼란을 초래하고 안전하게 당뇨병 동물에서 사용할 수 있습니다.
다음 실험의 전반적인 목표는 정상 토끼뿐만 아니라 고령이나 당뇨병으로 인해 저항력이 감소한 토끼에서도 허혈성 상처를 생성할 수 있도록 하는 것입니다. 현재 사용되는 허혈성 상처 생성 기법들은 모두 침습도가 매우 높으며, 지금까지 이러한 기법 중 당뇨병 동물에 적용할 수 있는 것은 없었습니다. 본 절차는 세 개의 혈관다발 부위에 세 개의 작은 피부 절개를 만드는 것으로 시작하는 최소 침습 수술법을 사용합니다.
다음 단계는 중심정맥과 coddle 혈관다발을 분리하고 보호하여 귀로 가는 혈액 순환을 감소시키되 완전히 차단하지 않는 것입니다. 마지막으로, 피부 절개창을 통해 나머지 혈관, 신경 및 피하 조직을 모두 절단하거나 결찰합니다. 동맥 맥박의 소실, 귀의 외관, 온도 차이 및 피하 산소 포화도를 통해 귀 허혈 상태를 확인합니다.
이 최소 침습 수술은 수행하기 어려워 보일 수 있지만, 실제로는 매우 쉽습니다. 이 기법의 주요 장점은 피부 손상이 매우 적다는 것입니다. 2007년에 이 기법을 처음 발표한 이후, 많은 문의를 받았습니다.
이후 저희는 이 절차를 더욱 단순화했습니다. 현미경 없이도 더 쉽게 수행하기 위해, 먼저 선택한 토끼의 무게를 측정하고 케타민과 자일라진 혼합물을 사용하여 토끼를 마취하십시오. 토끼의 활성 징후를 모니터링하면 등쪽에서 귀에 혈액을 공급하는 세 개의 혈관 다발을 확인할 수 있습니다.
이들은 다른 혈관들과 연결되는 측부 혈관들을 가진 가장 큰 다발인 중심 다발, 동맥이 보통 매우 작거나 없는 부속 다발, 그리고 두개 다발입니다. 복측의 경우, 원위부 피부는 근위부 혈관으로부터 혈액을 공급받지 않습니다.
대신, 귀 배면의 혈관 다발은 연골을 관통하는 수많은 관통 분지들을 통해 원위 배면 피부에 혈액을 공급합니다. 일부 토끼의 경우, 배면 쪽에 매우 작은 피하 혈관이 존재하기도 하며, 이는 배면 피부의 최대 3분의 1까지만 혈액을 공급합니다. 원주형 개방 피부 절개 시, 배면 절개 부위에서는 기본적으로 출혈이 발생하지 않습니다.
진행하기 전에, 발가락 집기 및 안구 반사를 통해 토끼가 통증 자극에 반응하지 않는지 확인하고, 인공눈물 연고를 도포하여 동물의 눈을 보호하십시오. 수술 중에는 가열 패드를 사용하여 토끼의 체온을 유지하십시오. 그다음 Betadine과 알코올을 사용하여 양쪽 귀와 주변 피부를 소독하고, 두 귀만 노출되도록 토끼에게 드레이프를 씌우십시오.
한쪽 귀에는 허혈 상태를 유도하고 다른 쪽 귀는 대조군으로 사용합니다. 수술에 사용되는 기구는 15번 칼날이 장착된 수술용 칼, 피부용 및 기타 연조직용 핀셋 각각 한 쌍씩, 모스키토 클램프 3개, 곡선형 미세 가위 한두 쌍, 봉합사와 질긴 조직을 절단하기 위한 작은 가위 한 쌍, 지침기 및 스테인리스 스틸 펀치입니다.
동맥과 정맥에 따라 세 개의 혈관경을 식별하여 수술을 시작합니다. 15번 메스를 사용하여 중앙 혈관경의 피부를 수직으로 조심스럽게 절개합니다.
주변 조직으로부터 중심정맥을 분리하여 보호합니다. 이 단계는 견인을 위해 중심정맥을 둘러싸는 과정입니다.
중심 신경을 자유롭게 박리합니다. 보통 정맥의 가쪽(coddle side)에 위치합니다. 가위로 신경을 절단합니다.
중앙 동맥을 조심스럽게 박리합니다. 일반적으로 동맥은 정맥보다 두개측(cranial side)에 위치하며 더 깊은 곳에 있습니다. 동맥을 결찰한 후 절단합니다. 귀 연골 위의 중앙 정맥 주변 조직을 정리합니다.
두 번째 피부 절개를 소단(coddle) 경주 위에 실시합니다. 신경혈관다발을 보존하기 위해 혈관을 박리하여 분리한 후, 보호를 위해 둘러쌉니다.
이 토끼의 경우처럼 정맥이 클 때 특히 유용합니다. 이 부분과 첫 번째 절개창 사이에 터널을 만드십시오. 연골 위의 피하 조직을 절개하십시오.
두개 다발 위로 세 번째 피부 절개를 실시합니다. 이 다발 전체를 결찰하고 분리합니다. 세 번째 다발 위의 피부를 절개하여 엽니다.
이 정맥은 피부와 매우 가까우므로 너무 깊게 절개하지 마십시오. 그런 다음 혈관 다발 전체를 박리하여 묶고 분리합니다. 칼과 가위를 사용하여 피하 터널을 만듭니다.
세 곳의 절개를 통해 모든 피하 조직, 근육, 신경 및 미세 혈관 분지를 차단합니다. 추가적인 예리한 박리와 둔적 박리를 사용하여 기저부를 정리하고, 약 5~10 mm 너비의 연골이 노출되도록 합니다. 출혈은 거즈 압박으로 조절할 수 있습니다.
전기소작술은 필요하지 않습니다. 귀 내부의 피부는 혈류량이 많지 않으므로 절개하지 않습니다. 이 시술에서 중요한 점은 혈관을 보호하면서 피하 터널을 충분히 박리하는 것입니다.
이 절차는 그리 어렵지 않아야 합니다. 지혈 후, 세 곳의 피부 절개 부위를 4-0 또는 5-0 봉합사로 봉합하고, 절개 부위가 적절히 닫혔으며 출혈이 없는지 다시 확인합니다. 상처 약물 테스트를 위해, 6mm 스테인리스 스틸 펀치를 사용하여 각 귀의 복측에 4개의 원형 전층 피부 상처를 만들 수 있습니다.
상처 사이의 거리는 최소 20에서 30 mm가 되도록 합니다. 펀치 내부의 피부와 연골막은 제거하되, 연골이 손상되지 않도록 주의합니다. 양쪽 귀에 상처를 모두 만든 후, 거즈로 임시로 덮고 약물 투여를 위해 토끼를 처치실로 이동시킵니다.
상처 부위의 혈전이 모두 제거되면 시험 약물과 대조 약물을 도포합니다. 건조를 방지하기 위해 상처 부위를 폐쇄성 드레싱으로 덮습니다. 두 가지 약물을 비교할 때는 각 약물을 근위부와 원위부 상처에 모두 도포합니다.
이는 수술 후 귀의 원위부와 근위부에서 나타나는 상처 치유 속도의 차이를 조절하기 위함입니다. 허혈 상태의 귀는 보통 절개 부위 원위쪽으로 감각이 감소하며 차갑고 청색증이 나타납니다. 며칠 동안 가벼운 부종이 나타날 수 있으나, 이는 저절로 사라지므로 별도의 치료가 필요하지 않습니다.
중심 동맥 맥박이 소실됩니다. 일부 근육이 여전히 귀 기저부에 부착되어 있어 귀의 움직임이 감소하지만 완전히 사라지지는 않습니다. 터널이 올바르게 형성되었다면, 절개창 사이에 명확한 함몰이 관찰될 수 있습니다.
수술 후 발생 가능한 통증을 완화하기 위해 펜타닐 패치를 등 피부에 부착합니다. 매일 온도계를 사용하여 양쪽 귀의 피부 온도를 측정합니다. 경피적 산소 분압 측정기 또는 레이저 도플러 혈류 측정기를 사용하여 귀의 혈액 순환을 측정합니다.
1주일 후, 2007년부터 피부 절개 부위의 봉합사를 제거할 수 있습니다. 이 절차는 70마리 이상의 토끼에게 적용되었으며, 여기에는 당뇨병성 토끼 23마리와 노령 토끼 4마리가 포함되어 있습니다.
비허혈성 귀와 허혈성 귀 사이의 온도 차이는 1~10 °C 범위였으며, 대부분의 토끼는 2~6 °C 범위에 해당했다. 온도 차이는 수술 후 초기 며칠 동안 더 높았다가 15일 이후 점차 감소했으나, 한 달이 끝날 때까지 계속 유지되었다. 각 귀에서 6개의 조직 샘플을 채취하여 HPLC로 TP와 총 에너지를 포함한 고에너지 인산염 함량을 측정했다.
정상 귀에서의 농도가 허혈성 귀에서의 농도보다 더 높았습니다. 비당뇨 및 당뇨 동물 15마리의 비당뇨 토끼에서 상처 치유 시간은 비허혈성 귀보다 허혈성 귀에서 항상 더 길게 나타났습니다. 평균 치유 시간은 비허혈성 귀의 경우 17.8일이었으며, 허혈성 귀의 경우 21.8일이었습니다.
10~12개월 된 당뇨 동물에서 평균 치유 시간은 비허혈성 귀의 경우 18.3일이었으며, 허혈성 귀의 경우 29.1일이었습니다. 당뇨 토끼를 포함한 모든 동물에서 피부 절개 부위는 합병증 없이 정상적으로 치유되었습니다. 당뇨 기간이 24개월인 경우, 복측 상처는 감염될 가능성이 더 높습니다.
이러한 특징은 인간의 당뇨병성 상처와 더 유사하게 만듭니다. 조직학적 샘플은 근육이 소실되어 섬유성 조직으로 대체된 피하 터널의 치유 과정을 보여줍니다. 하지만 피부는 온전한 상태입니다.
이 절차를 시도할 때는 동물을 인도적인 방식으로 다루어야 한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 이 기술을 숙달하면 1시간 이내에 완료할 수 있습니다. 저희는 출혈이나 감염과 같은 합병증 없이 23마리의 당뇨병 토끼를 포함하여 70마리 이상의 토끼에 이 기술을 적용하였습니다.
본 절차를 따르면 매우 안전하게 수행할 수 있습니다. 혈관성 궤양, 욕창 및 당뇨병성 신경병증과 같은 추가적인 질문에 답하기 위해 추가적인 허혈, 신경 손상 및 박테리아 접종과 같은 다른 방법들을 수행할 수 있습니다.
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본 연구는 특히 당뇨 동물에 적합한 토끼의 허혈성 귀 상처 모델을 구축하기 위한 최소 침습적 기술을 제시합니다. 이 방법은 피부 손상을 최소화하면서 혈액 순환을 줄이기 위해 혈관다발을 정밀하게 박리하는 과정을 포함합니다.
이 기술은 당뇨병성 토끼와 같이 생리적 저항력이 감소한 동물에서 허혈성 상처 모델을 생성할 수 있게 함으로써, 당뇨병성 상처 연구의 결정적인 공백을 메워줍니다. 이는 인간의 당뇨병성 상처에서 치유를 저해하는 혈관병증 성분을 재현함으로써 치료 후보 물질의 기전적 위험 요소를 제거하는 것을 지원합니다. 단일 동물 내에서 허혈성 및 비허혈성 상처를 쌍으로 설계하는 방식은 예측 신뢰도를 높이고 전임상 스크리닝의 변동성을 줄여줍니다.
이 방법은 표적 검증부터 리드 화합물 발굴, 그리고 전임상 효능 시험에 이르는 신약 개발 연속 과정에 부합하며, 특히 혈관 손상이 주요 실패 요인인 상처 치료 연구에 유용합니다.