2 mei 2012
We hebben een minimaal invasieve techniek om een konijn ischemische oor wond model te creëren door het verdelen van de centrale ader en zenuw-en de craniale neurovasculaire bundel. Een subcutane tunnel snijdt dan alle onderhuidse weefsels. Deze procedure zorgt ervoor dat een minimale verstoring van de huid en kan veilig gebruikt worden bij diabetische dieren.
Het algemene doel van het volgende experiment is om het mogelijk te maken om ischemische wonden te creëren, niet alleen bij normale konijnen, maar ook bij konijnen met een verminderde weerstand, zoals oudere of diabetische konijnen. Alle momenteel gebruikte technieken voor het creëren van ischemische wonden zijn zeer invasief, en tot nu toe kan geen van deze technieken worden toegepast bij diabetische dieren. Deze procedure maakt gebruik van minimaal invasieve chirurgie, die begint met het maken van drie kleine huidincisies boven de drie vaatbundels.
De volgende stap is het isoleren en beschermen van de centrale vene en de coddle-vasculaire bundel, zodat de bloedcirculatie naar het oor wordt verminderd maar niet volledig wordt stopgezet. Ten slotte worden de overige vaten, zenuwen en subcutane weefsels via de huidincisies doorgesneden of afgebonden. Ischemie van het oor wordt bevestigd door de afwezigheid van de arteriële puls, het uiterlijk van het oor, het temperatuurverschil en de subcutane zuurstofsaturatie.
Deze minimaal invasieve operatie lijkt wellicht moeilijk uit te voeren, maar is in werkelijkheid zeer eenvoudig. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat er zeer weinig huidbeschadiging optreedt. Sinds we deze techniek in 2007 voor het eerst publiceerden, hebben we veel vragen ontvangen.
We hebben deze procedure sindsdien verder vereenvoudigd. Om het nog makkelijker te maken om dit zonder microscoop uit te voeren, begint u met het wegen van het geselecteerde konijn en anestheseert u het konijn met een mengsel van ketamine en xylazine. Bewaak de vitale functies van het konijn; drie vaatbundels die het oor voorzien, kunnen aan de dorsale zijde worden geïdentificeerd.
Dit zijn de centrale bundel, welke de grootste is met collateralen die verbinding maken met andere vaten, de coddle-bundel waarin de arterie gewoonlijk zeer klein is of ontbreekt, en de craniale bundel. Aan de ventrale zijde ontvangt de distale huid geen bloedtoevoer van de proximale vaten.
In plaats daarvan hebben vaatbundels op het dorsale deel van het oor talrijke penetrerende takken door het kraakbeen om de bloedtoevoer naar de distale ventrale huid te verzorgen. Bij sommige konijnen komt er ook een zeer klein subcutaan bloedvat voor aan de ventrale zijde, dat bloed levert aan niet meer dan een derde van de ventrale huid. Bij een open circumferentiële huidincisie is er in wezen geen bloeding bij een ventrale incisie.
Controleer voordat u verdergaat of het konijn niet reageert op pijnprikkels door middel van een teenknijptest en oogreflex, en bescherm de ogen van het dier door kunsttranenzalf aan te brengen. Houd het konijn tijdens de operatie warm met een warmtemat. Schrob vervolgens beide oren en de omliggende huid met Betadine en alcohol en dek het konijn af, zodat alleen de twee oren zijn blootgesteld.
Eén oor zal ischemisch worden gemaakt, terwijl het andere als controle dient. De instrumenten die voor de operatie worden gebruikt zijn een chirurgisch mes met een blad nr. 15, twee paren pincetten, één voor de huid en een ander voor overig zacht weefsel. Drie mosquito-klemmen, één of twee paren gebogen microscharen, één paar kleine scharen voor het doorknippen van hechtingen en hard weefsel, een naaldhouder en enkele roestvrijstalen ponsen.
Begin de operatie door de drie vasculaire pedikels te identificeren aan de hand van de arteriën en venen. Maak met een mesje nummer 15 voorzichtig één verticale huidincisie op de centrale vasculaire pedikel.
Isoleer de centrale ader van het omliggende weefsel en bescherm deze. In deze stap wordt de centrale ader omsloten voor retractie.
Dissekeer de centrale zenuw zorgvuldig vrij. Deze bevindt zich normaal gesproken aan de mediale zijde van de ader. De zenuw wordt met een schaar doorgeknipt.
Dissekeer de centrale arterie vrij. Deze bevindt zich normaal gesproken aan de craniale zijde en dieper dan de vene; ligeer de arterie en klem deze door. Maak de weefsels rondom de centrale vene boven het oorkraakbeen schoon.
Er wordt een tweede huidincisie gemaakt boven de pedikel van de coddle. Om de bundel te sparen, worden de vaten vrijgeprepareerd en omcirkeld ter bescherming.
Dit is vooral nuttig wanneer de ader groot is, zoals bij dit konijn. Maak een tunnel tussen dit punt en de eerste incisie. Snijd de subcutane weefsels over het kraakbeen door.
Een derde huidincisie wordt gemaakt over het craniale bundel. Deze gehele bundel wordt afgebonden en gescheiden. De huid over de derde bundel wordt opengesneden.
Deze ader ligt zeer dicht onder de huid, dus snijd niet te diep. Het volledige vaatbundel wordt vervolgens vrijgeprepareerd, afgebinden en gescheiden. Maak met een mes en een schaar een subcutaan tunnel.
De drie incisies onderbreken alle subcutane weefsels, spieren, zenuwen en kleine vasculaire vertakkingen. Gebruik aanvullende scherpe en stompe dissecties om de basis schoon te maken, waarbij een blootgelegd kraakbeen van ongeveer vijf tot 10 millimeter breed overblijft. Bloedingen kunnen worden beheerst door druk uit te oefenen met gaasjes.
Elektrocauterisatie is niet nodig. De huid aan de binnenzijde van het oor wordt niet ingesneden, aangezien deze weinig doorbloed is. Het belangrijkste aspect van deze procedure is het waarborgen van een adequate dissectie van het subcutane tunneltraject, terwijl de bloedvaten worden beschermd.
Dit zou geen moeilijke procedure moeten zijn. Na de hemostase worden de drie huidincisies gesloten met 4-0 of 5-0 hechtingen en opnieuw gecontroleerd om er zeker van te zijn dat de huidincisies goed gesloten zijn en er geen bloedingen zichtbaar zijn. Voor wondmedicatietests kunnen er met een roestvrijstalen punch van 6 mm vier circulaire full-thickness huidwonden worden gemaakt aan de ventrale zijde van elk oor.
De afstand tussen de wonden is ten minste 20 tot 30 millimeter. De huid en het perichondrium binnen de punch worden verwijderd, maar het kraakbeen blijft onbeschadigd. Nadat de wonden in beide oren zijn aangebracht, worden deze tijdelijk afgedekt met gaas en wordt het konijn naar een behandelkamer overgebracht voor de toediening van het geneesmiddel.
Nadat de wonden zijn gereinigd van alle bloedstolsels, worden de test- en controlegeneesmiddelen aangebracht. De wonden worden afgedekt met een occlusief verband om uitdroging te voorkomen. Bij het vergelijken van twee geneesmiddelen wordt elk geneesmiddel aangebracht op zowel een proximale als een distale wond.
Hiermee wordt gecorrigeerd voor de verschillende snelheden van wondgenezing in het distale en proximale deel van het oor na de operatie. Het ischemische oor wordt gewoonlijk koel en cyanotisch, met een verminderde sensibiliteit distaal van de incisie. Er kan gedurende enkele dagen een mild oedeem optreden, maar dit verdwijnt vanzelf en vereist geen behandeling.
De polsslag van de centrale slagslagader is afwezig. De oorbeweging is verminderd, maar niet volledig weggenomen omdat sommige spieren nog steeds aan de basis van het oor vastzitten. Als de tunnel correct is aangelegd, is er een duidelijke inkeping zichtbaar tussen de incisies.
Een fentanylpleister wordt op de huid van de rug aangebracht om mogelijke postoperatieve pijn te verlichten. De huidtemperatuur wordt dagelijks bij elk oor gemeten met een thermometer. De bloedsomloop in het oor wordt gemeten met een transcutane zuurstofspanningsmeter of een laser-doppler flowmeter.
Na één week kunnen de hechtingen van de huidincisies uit 2007 worden verwijderd. De procedure is toegepast bij meer dan 70 konijnen. Dit omvat 23 diabetische konijnen en vier oudere konijnen.
De temperatuurverschillen tussen het niet-ischemische en het ischemische oor varieerden van één tot 10 graden Celsius, waarbij de meeste konijnen in de range van twee tot zes graden Celsius vielen. Het temperatuurverschil was hoger in de eerste dagen na de operatie en nam geleidelijk af na dag 15, maar bleef behouden aan het einde van één maand. Er werden zes weefselmonsters uit elk oor genomen en de gehaltes aan energierijke fosfaten werden gemeten via HPLC, zowel voor TP als voor de totale energie.
De concentraties waren hoger in de normale oren dan in de ischemische oren. De wondgenezingstijden waren altijd langer voor het ischemische oor dan voor het niet-ischemische oor bij niet-diabetische en diabetische dieren in 15 niet-diabetische konijnen. De gemiddelde genezingstijd was 17,8 dagen bij het niet-ischemische oor tegenover 21,8 dagen bij het ischemische oor.
Bij diabetische dieren van 10-12 maanden was de gemiddelde genezingstijd 18,3 dagen bij het niet-ischemische oor, vergeleken met 29,1 dagen bij het ischemische oor. Bij alle dieren, inclusief diabetische konijnen, genazen de huidincisies normaal zonder complicaties. Bij een diabetische duur van 24 maanden hebben ventrale wonden een hogere neiging tot infectie.
Deze eigenschap maakt het meer vergelijkbaar met diabetische wonden bij mensen. Een histologisch monster toont de genezing van het subcutane tunnelverloop waarin spierweefsel afwezig is en is vervangen door vezelig weefsel. De huid is echter intact.
Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de dieren op een humane manier te behandelen. Zodra de techniek onder de knie is, kan deze in minder dan één uur worden uitgevoerd. We hebben deze techniek toegepast bij meer dan 70 konijnen, waaronder 23 diabetische konijnen, zonder complicaties zoals bloedingen of infecties.
Het volgen van deze procedure is zeer veilig. Andere methoden, zoals aanvullende ischemie, zenuwbeschadiging en bacteriële inoculatie, kunnen worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden over onderwerpen zoals vasculaire ulcera, decubitus en diabetische neuropathie.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie presenteert een minimaal invasieve techniek voor het creëren van een ischemisch oorwondmodel bij konijnen, die bijzonder geschikt is voor diabetische dieren. De methode omvat een zorgvuldige dissectie van vaatbundels om de bloedcirculatie te verminderen, terwijl verstoring van de huid tot een minimum wordt beperkt.
Deze techniek vult een kritisch hiaat in het onderzoek naar diabetische wonden door de creatie mogelijk te maken van ischemische wondmodellen in dieren met een verminderde fysiologische weerstand, zoals diabetische konijnen. Het ondersteunt het mechanistische risicobeheer van therapeutische kandidaten door de vasculopathie-component te repliceren die de genezing van menselijke diabetische wonden belemmert. Het ontwerp met gepaarde ischemische en niet-ischemische wonden binnen één enkel dier verhoogt de voorspellende betrouwbaarheid en vermindert de variabiliteit in preklinische screening.
De methode past binnen het ontdekkingscontinuüm van targetvalidatie via lead-identificatie tot preklinische effectiviteitstesten, in het bijzonder voor wonden waarbij vasculaire insufficiëntie een cruciale faalfactor is.