您的当前位置:首页正文

烧伤动物模型制作方法的研究进展

来源:一二三四网
162 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine Apr2013.33(2) .doi:10.3969/j.issn.1674—5817.2013.02.018 ・综述・ 烧伤动物模型制作方法的研究进展 刘琴,刁波,张宜 (广州军区武汉总医院医学实验科,武汉430070) 【摘要】 目前对烧伤后机体各系统及局部创面的变化规律尚不完全清楚,导致在烧伤治疗中存在 一系列难题。烧伤动物模型是研究烧伤治疗的重要工具。本文将建立烧伤动物模型的方法作一综 述,为今后烧伤动物模型制作方法的改进及其发展提供参考。 [关键词]烧伤;动物模型 【中图分类号]Q95.336 [文献标识码]A [文章编号】1674—5817(2013)02—0162—05 烧伤是指受火焰烧灼、热水烫、化学物品及 放射性物质等侵害皮肤所致的疾病。目前治疗烧伤 仍存在一系列的难题,如:烧伤创面的覆盖问 题、创面坏死组织持续存在所致的各种并发症问 题、创面进行性加深等问题…。研究清楚烧伤的病 理生理学过程及疗效机理是治疗烧伤的迫切需求, 然而许多试验不能也不应该以人为试验对象,故人 1.1燃烧法 将燃料如酒精 、凝固汽油【 、混合燃料[61等 涂抹于动物拟烧伤区或将浸有燃料的纱布覆盖到拟 烧伤区或采用煤气灯[7]、汽油喷灯『8],用耐火材料 保护动物非拟烧伤区,点火,通过控制致伤时间 可获得浅II度、深II度及III度燃料烧伤动物模型。 该法操作简单,易控制烧伤深度,可用于燃 料烧伤后肠源性内毒血症、严重烧伤合并多器官功 能障碍综合症、烧伤后血流动力学、烧伤营养、 烧伤休克、烧伤休克期切痂对代谢水平影响、烧 伤创面愈合等方面的研究。但是,燃料在燃烧过 程中或多或少会扩大燃烧面积,只能保证烧伤面积 与预烧伤面积基本一致;烧伤时的温度与均匀程度不 易控制,使其不适合用于创面修复的研究;可在动 物非麻醉状态下进行,导致动物会因疼痛挣扎而造 成意外伤害。 1.2辐射法 们通过建立烧伤动物模型来研究烧伤后机体各系统 及局部创面的发展演变规律 。常用烧伤动物有 猪、犬、羊、大鼠、小鼠、豚鼠。猪的皮肤 与人的皮肤很相似,使得猪成为最为广泛接受的研 究烧伤愈合的动物模型 。 建立实验性烧伤动物模型的方法很多,按烧 伤原因可分为热力烧伤、化学烧伤、电烧伤、放 射性烧伤和有毒气体吸入伤等。现将建立烧伤动物 模犁的方法及优缺点作一综述。 1热力烧伤 热力烧伤大致分为燃烧法、辐射法、热固体 烫伤法、热水烫伤法、热蒸汽烫伤法。 女稿日期]2012.09。04 将动物放到距溴钨灯f9_、闪光粉和电炉_l0]等致 伤热源一定距离的地方,用相应的材料保护非拟伤 区,通过控制致伤时间获得I度、浅II度、深JI 度、III度烧伤动物模型。该法的优点在于动物不 直接与致伤源接触,在麻醉与清醒状态下均可以进 【作者简介]刘琴(1986.),女,硕士,技士,从事细胞生物学 行,可用于辐射热烧伤后烧伤休克、血流动力 学、创面愈合等方面的研究。缺点是要处理动物 拟烧伤区的平坦性问题。 和分子生物学方面的研究, E—mail:liuqin0629@yahoo.com.cn 【通讯作者】张宜(1965一),男,硕士,主任药师,从事药学信 Reuven等研制出一种新的动物烧伤装置,该 装置由电加热器、金字塔形不锈钢盒、绝缘的聚 息研究.E—mail:abcd1566@sina.com 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 163 四氟乙烯板组成,可用于制作深度烧伤动物模型【¨】。 时间为12~20 S。该法能够克服烧伤压力的问题, 此仪器热源分布均匀、.稳定;采用辐射热作为致 热源,对动物和实验者安全性高;通过辐射热和 热空气的对流能够减少皮肤表面因素的影响;适 在很大程度上保持烧伤深度一致和烧伤均匀,但是 不能用于制作小型动物烧伤模型。 Kempf等采用盛有92 ̄C热水的改装肖特蓝盖瓶 用于大、小型动物,可重复性高。 l-3热固体烫伤法 将加热到一定温度的固体直接接触到动物拟烧 伤区,根据接触时间控制烧伤深度【 ..引。该法具 有操作简单的优点,适用于大、小型动物,可用 于烫伤创面愈合病理生理过程、烫伤后生理指标、 促修复药物等方面的研究。缺点在于固体接触到动 物拟烧伤区的压力重复性不好;由于实验动物身 体的弧度使接触面不均匀,导致深度差别很大。 刘毅等【1 】研制的恒温压电烫仪,使用统一的 致伤温度8O℃、致伤压力0.5 kg、致伤直径2 cm, 并严格控制其它各个因素,将烫头与处于平坦的动 物拟烫伤区接触,通过接触时问来控制烫伤深度, 致伤时间5 S、8 S、1 2 S即可分别建立浅II度、 深II度及III度烫伤动物模型[14】。该模型能够克服热 固体烫伤压力不一致性的难点,操作简单,重复 性较高。但缺点在于需麻醉动物;人为地使拟烫 伤区处在同一平面,不能完全地保证烫伤创面的相 同性和可重复性;只适用于小型动物烧伤模型的建 立。张大伟等【15】为使建立的大鼠创面感染动物模型 在烫伤温度、压力、致伤时间、面积方面达到最 大标准化,采用改进后的恒温恒压烫伤仪,取得 满意的实验结果。 张立颖等采用一层浸有99℃热水的纱布为烫伤 源,平铺于大鼠腹部拟烫伤区4 S、8 S分别可致 浅II度烫伤、深II度烫伤El6]。该法能克服致伤压 力和拟烫伤区平坦性的问题,可用于临床上进行烫 伤后生理指标变化的研究,但是一层纱布的保温性 能问题和含水量问题会导致致伤温度存在误差。刘 利兵等人在此基础上采用35层浸有99℃热水的纱 布为烫伤源ll7],初步解决纱布的保温性能问题。 Gaines等设计的用于制作猪深II度烧伤模型的 热固体烫伤装置【 】,该装置由一个直径为3 cm的 圆柱形黄铜块和一个特殊设计的用于控制烧伤压力 的装置组成,两者通过圆柱形黄铜块上面的不锈钢 部件相连,烫伤前将圆柱形黄铜块在由80%聚乙 二醇和20%水组成的沸点共沸溶液中加热,此共 沸溶液能将圆柱形黄铜块加热到99—103℃,烫伤 (瓶底由保鲜膜代替,且有一个温度探头量取水温)接 触猪拟烧伤区15 S即可建立猪深II度烫伤模型【 ,201。 与采用加热的金属板相比【:”,此法的主要优点在于能 够制造出更大的烫伤面积,能够与猪弯曲的侧面较好 地接触。缺点在于改装蓝盖瓶的保温性能存在不足 之处,导致温度不恒定;不能完全保证在每次接触过 程中都使用相同的压力,使得创伤面深度不一致。 Tavares Pereira Ddos等[21】建立了一种新的 Wistar大鼠深II度热烧伤动物模型,该模型由一根直 径为10 mm、重5O g的铝棒组成,使用时在100℃ 沸水中预热至9 9℃±2℃,将预热的铝棒接触 Wistar大鼠的近端背侧区15s可获得深II度热烧伤 动物模型,烫伤后从第3日开始创面轻度水肿,并 形成一个厚厚的干痂,在28 d内组织收缩的百分 比为66.67%±1.66%,再上皮化不完整,成纤维 细胞增殖,发生中度纤维化,同时存在典型的致 密胶原纤维,这些特征使得该模型能够用于评价烧 伤药物的治疗作用。但此方法只能用于制作小动物 烫伤模型。 1.4热水烫伤法 采用电热恒温水浴锅控制温度,致伤温度范 围为58 100℃,将拟烫伤区直接接触水浴锅致 伤,致伤时间从3 40 S均有文献报道[22 训。该法 的优点在于能够精确地控制水温;热源能均匀地接触 拟烫伤区;通过接触时间控制烫伤深度,重复性好; 可用于热水烫伤后多种综合症、严重烧伤后肠粘液 成分变化、严重烧伤后全身性炎症反应、烧伤休 克、烧伤休克微循环障碍、烧伤休克延迟复苏、 切痂植皮、创面愈合等方面的研究。但是缺点在 于不好控制烫伤面积,且需在麻醉状态下进行。 迟云飞等[25】在用热水烫伤法的基础上结合三维 扫描技术建立出一种能够精确控制大鼠烫伤面积的 动物模型。该法不仅能够控制烫伤深度,还能够精 确地测量烫伤面积,重复性好,操作性强,是研究烧 (创)伤修复机制和评价创面用药的较好动物模型。 王年云和李国辉[26]研制的可控喷吸水烫伤装 置,设定热水温度为91℃,致伤时间5 S、12 S 可分别造成大鼠裸露背部浅II度烫伤、深II度烫 164 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine Apr.2013.33(2) 伤。该装置能够精确地控制致伤时间、致伤温 度,通过不同规格的由硅胶制成的喷吸水致伤杯来 控制烫伤面积;杯口边沿由弹性硅胶软片制成,使 杯口与动物体表紧密接触;实验时热水不断输送到致 伤杯,紧接着负压迅速吸走使用过的热水,不断 流动的热水保持水温均匀恒定,因而可用于连续批 量制作动物烫伤模型;该烫伤动物模型可用于烧(烫) 强碱[32’33]涂抹到动物的拟烧伤区或将浸有化学烧伤 物质溶液的滤纸片接触到动物的拟烧伤区,通过化 学物质的浓度和接触时间来控制烧伤深度。此法操 作简单,可用于化学烧伤后烧伤休克、烧伤早期 病理组织学变化、腐蚀性化学烧伤伤后面积扩展规 律等方面的研究,但是采用强酸强碱类化学物质使 得操作者的安全存在问题,化学物质涂抹不均匀还 伤创面修复和用药的研究。 . 1.5热蒸汽烫伤法 将热蒸汽接触到实验动物,通过调整接触时 间来控制烧伤深度,多用于建立实验动物吸入性损 伤动物模型。利用防护装置能够有效地控制烫伤面 积,可用于临床上热蒸汽烫伤后促进创面愈合、 愈合过程中体内微循环病理生理学、药物筛选等方 面的研究。但是蒸汽烫伤通常要配合使用一定的冲 击压力,容易导致非拟烫伤区的烫伤。另外,蒸 汽消散时需要一定时间,因此难以控制烫伤时间。 王年云和陈江在自行设计的控温控压蒸汽烫伤 实验仪【z,】的基础上加入新设计的动物体表蒸汽烫伤 模型喷盘,以蒸汽温度106℃,烫伤时间各5 S、 8 S,可分别在大鼠背部造成30%TBSA深II、IⅡ 度烫伤:以蒸汽温度107℃,烫伤时间3 S、6 S、 10 S各1次,可分别造成犬腹部浅II、深II、III 度烫伤f28】。该装置特殊的设计能够保证喷盘内的温 度、压力保持恒定,能够使喷盘与蒸汽烫伤仪两 者间的温度保持平衡,能够用于大、小动物烧伤 模型的制作;制作的动物模型伤情较为稳定,重复 性好,不易产生误差:可用于烫伤休克、创面处 理、吸入性损伤、脏器功能衰竭和药物筛选等方 面的研究。 Goertz等设计出一种特殊的热蒸汽烫伤仪器, 喷口距离无毛鼠耳朵1 mm,将温度为117±2.1℃ 的蒸汽喷射到耳部1 S可建立出III度烧伤模型。该 模型能够用于烧伤后愈合过程中体内微循环病理生 理学的调查【z ,并且在制作过程中没有任何组织接 触,减少人为操作带来的实验误差。Goertz等利 用该装置分析抗炎症药物和血管活性药对烧伤后小 鼠的微循环环境和血管生成的影响f30】,取得理想的 实验结果。 2化学烧伤法 用棉签吸取一定量的化学烧伤物质如强酸[311、 会导致烧伤深度的不一致。 3电烧伤法 使用高压电装置,电压2—10 kV,电流1.75- 5 A[34 ,在麻醉或非麻醉状态下通过控制电击时间 来制作电烧伤动物模型。电烧伤后呈黑色干痂或开 裂III.Ⅳ度创面,数目后创面开始红肿,出现严 重腐败现象;组织切片光镜观察,创面组织中存 在大量中性粒细胞浸润,血管内皮细胞变性坏死, 部分血管腔内可见血栓形成[38】。电烧伤后局部创面 的损伤情况和临床所见高压电烧伤基本相同,创面 的发展情况也相似,可基本反映临床电烧伤的情 况,能用于高压电对机体损伤机制的研究。但 是,由于电极和皮肤接触的紧密程度直接影响电烧 伤的性质,接触紧密程度不够有可能产生拉弧现 象,使电击后局部损伤的性质为电弧烧伤而不是所 需要的电接触烧伤f39]。另外一个缺点在于操作的 安全性不高。 4其它烧伤法 除上述烧伤外,生活中有由放射性物质、有 毒气体的吸入所引起的烧伤,故目前也有利用放射 性烧伤法【 们、有毒气体吸入烧伤法…, z】建立所需 要的烧伤动物模型。 5小结 烧伤治疗中存在的一系列难题需要通过建立烧 伤动物模型来解决,但是目前烧伤动物模型的制作方 法都存在一定的缺陷,一方面是不易控制烧伤面积、 烧伤深度和重复性;另一方面是绝大部分烧伤动物模 型只能够模拟单一的烧伤种类,而现今有的烧伤以 多种烧伤的混合形式存在,如有毒气体和火焰烧伤 的混合烧伤、放射性烧伤和烫伤的混合烧伤[431, Apr.2013.33(2) 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 165 导致单一的烧伤动物模型制作方法不能完全满足研 究需要。研制一种能够严格控制烧伤面积、烧伤 深度、重复非常好的、能够完全满足研究需要的 烧伤动物模型制作方法是研究者们迫切的愿望。 此外,研究者在实验中应认识到动物福利的重 要性,应该善待动物。若要继续保留动物进行后期 Reynoso L.Systemic steroids use in second degree bum using n aanimal model[J].Rev Med Inst Mex Seguro Soc,2012, 50(1):9—12. [14】刘毅,薛晓东,贾赤宇,等.恒温恒压电烫仪建立小鼠烫伤 模型的实验研究[J].兰州医学院学报,2001,27(1):6_8. [15]张大伟,龚震宇,彭毅志.大鼠烫伤创面感染模型的研制 [J].中华烧伤杂志,2011,27(2):104—108. [16】张立颖,李亚洁,扬磊,等.Wistar大鼠lI度烫伤模型的建 观察,须密切观察其反应,不能置之不理。对于实 验后需要处死的动物一定要施行尽量减少其痛苦的 立[J】.护理研究,2003,17(6):624—626. 安死术,减少死亡时因疼痛而造成的折磨【 。 [17]刘利兵,于军,张学策,等.新西兰兔烫伤模型的建立[J].第 四军医大学学报,2009,30(1):86.88. [18】GainesC,PorankiD,DuW,eta1.Developmentofaporcine 【参考文献】 deep partial thickness burn model[J].Burns,2012,doi: 10.10160.bums.2012.06.011. [11] 陆树良,廖镇江.烧伤创面愈合难点问题的探索[J].继续 [19】Kempf M,Cuttle L,Liu PY,el a1.Important improvements 医学教育,2007,21(13):36—39. to porcine skin bum models,in search of the perfect burnfJ】. [2】刘利兵,于军,张学策,等.新西兰兔烫伤模型的建立[J】.第 Burns,2009,35(3):454-455. 四军医大学学报,2009,30(1):86.88. [20】CuttleL,KempfM,PhililpsGE,ela1.Aporcinedeepdermal [3]Sullivan TP,EaglsteinWH,Davis SC,eta1.Thepig as amodel partial htickness bum model with hypertrophic scarring[J]. for human wound healing[J].Wound Rep Reg,2001,9(2): Burns,2006,32(7):806—820. 66.76. [21】Tavares Pereira Ddos S,Lima-Ribeiro MH,de Pontes-Filho [4】HigashimoriH,WhetzelTP,MahmoodT,eta1.Peripheralaxon NT,eta1.Developmentofanimalmodelfor studying de印 caliber and conduction velocity are decreased after bum in— second—degree htermal burns[J].J Biomed Biotechnol,2012, jury in mice[J].Muscle Nerve,2005,31(5):610—620. 2012:460841. 【5]车晋伟,胡森,王国强,等.早期口服补液对35%TBSA烧 【22】王占科,常津,汪仕良,等.严重烫伤内毒素血症SD大鼠 伤犬血流动力学和后期脏器功能的影响【J].解放军医学 胰岛素 细胞功能检测与GIK干预研究fJ1.实验动物与 杂志,2008,33(6):643-648. 比较医学,2010,30(6):420.423. [6 唐修俊,魏在荣,孙广峰,等.幼年猪全阴囊I6]II度烧伤创面 【23】Jafarzadeh A,Nemati M,Rezayati MT,et a1.Cimetidine 早期植皮修复对睾丸Survivin蛋白表达的影响[J].中国修 enhances delayed—type hypersensitiVity responses and 复重建外科杂志,2012,26(3):326.329. senlminterleukin(IL)一2,一10,一12,nadIL一17levels afterbum 【7】Toliver—Kinsky TE,Varma TK,Lin CY,et a1.Interferon— injury in all animal model[J].J Immunotoxicol,2012,(Epub gamma production is suppressed in thermally injured mice: ahead ofprint,doi:10.3109/1547691X.2012.708365). decreased production ofregulatory cytokines and correspond— 【24】WangK,ZhangYL,WangDC,eta1.Changesincytokinesin ing receptors[J].Shock,2002,18(4):322—330. lymph and T lymphocyte subsets in lymph node of burned 【8】王海兵,付晋风,徐义虎,等.一种简易猪烧伤模型的建立 rats[J].Zhonghua Shao Shang Za Zhi,2012,28(2):121—124. [c】.第八届西南五省一市烧伤整形学术会议暨贵州省医 [25】迟云飞,柴家科,马丽,等.三维扫描技术精确控制大鼠烫 学会烧伤整形分会2010年学术年会论文汇编,2010. 伤面积动物模型的建立[J].中华损伤与修复杂志,201 1,6 [9】王德伟,朱世辉,刘世康,等.犬烧伤休克延迟复苏的实验 (2):t96—220. 研究[J].中华烧伤杂志,2001,17(5):269.271. [26】王年云,李国辉.可控喷吸水烫伤大鼠体表模型的制作[J]. [1O】刘毅,陈璧,于晟.烧(烫)伤动物模型的建立[J】.西北国防 中华烧伤杂志,2006,22(5):387.388. 医学杂志,1999,2O(2):126.128. [27】王年云,刘德伍,李国辉,等.介绍一种新的控温控压蒸汽 【11】GurfinkelR,SingerAJ,CagnanoE,RosenbergL,eta1.Devel— 烫伤实验仪[J].江西医学院学报,2000,40(1):8-l 1. opment of a novel animal bum model using radinat heat in [28】王年云,陈江.介绍一种体表蒸气烫伤动物模型的制作方 rats nad swine[J1.Academic Emergency Medicine,2010,17 法【J].中华烧伤杂志,2003,19(5):306. (5):5 14—520. [29]Goe ̄z O,Vogelpohl J,Jettkant B,et a1.Burn model ofr in 【12】Somboonwong J,Kankaisre M,Tantisira B,et a1.Wound vivo investigations of microcirculatory changes[J].Eplasty, healing activiites of different extracts of Cenmlla asiatica ni 2009,9;e13. incision and bum wound models:an experimental animal [30】Goertz O,Ring A,Buschhaus B,et a1.Influence of anti— study[J].BMC Complement Altern Med,2012,12:103. inflammatory nad vasoacfive drugs on microcirculation and 『13】Ramos—Gallardo G,Ambriz—Plascencia AR,Gonz ̄ilez— nagiogenesis afterbum ni imce[J].Bums,201 1,37(4):656—64. 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine Apr201 3.33(2) .【31】阮仕荣,胡秀莲,吕振海,等.腐蚀性化学烧伤模型中致伤 面积扩展的计算【J1.数理医药学杂志,2007,20(6):756.757. 【32】Joanne M,Hackett,Neil Lagali,et a1.Biosynthetic corneal implantsforreplacementofpathologiccornealtissue:perfor-- 响【J].中华损伤与修复杂志,2012,7(3):255.259. [39】陈国华,吴亚莉,徐雪璋,等.电烧伤动物模型的复制[J].中 华整形烧伤外科杂志,1994,10(3):209.21 1. [40】陆兴安,吴士良,王秀珍,等.放射性皮肤烧伤动物模型的 建立及局部组织代谢的改变【J].中国核科技报告,2000, s4:735. malice in a controlled rabbit alkali bum modell[J】.IOVS,201 1, 50(2):65 1—657. 【33】Choi JA,Choi JS,Joo CK.Effects of amniotic membrane 【41】Asmussen S,Ba ̄ha E,Olah G,et a1.The Angiotensin— Converting Enzyme Inhibitor Captopril Inhibits Poly(ADP— suspension in the rat alkali bum model[J].Mol Vis,201 1, 17:404.412. ribose)Polymerase Acitvaiton and ExeCs Beneifcila Effects 【34】BenlierE,EskiocakS,PuyanFO,eta1.Effectoflidocaineon in an Ovine Model of Burn and Smoke Injury[J].Shock, 201 1,36(4):402—409. 【42】Yamamoto Y,Sousse LE,Enkhbaatar P,et a1.g—tocopherol nebulization decreases oxidative stress,arginase activity,and collagen deposiiton after burn and smoke inhalation in the reducing injury in a rat electircal burn model[J].Ann Plast Surg,2012,69(2):152—156. 【35】张庆富,王车江,周慧敏。高压电烧伤家兔牙龈微循环变 化及己酮可可碱疗效【J】.中华全科医学,2012,10(3):335— 383. ovine model[J].Shock,2012,38(6):671—676. 【36]张庆富,白永强.高压电烧伤家兔胰腺微循环的变化[J]. 中华烧伤杂志,2009,25(5):368.37 1. [37】BerdierE,Eskiocak S,Puyan FO,eta1.Fucoidin,a neutrophil 【43]Palmer JL,Deburghgraeve CR,Bird MD,et a1.Development ofacombinedradiaitonandbumijurnymodel[JJ.JBurnCare Res,201 1,32(2):317—323. mUing inhibitor,reduces damage in a rat electrical bum injury model[J].Burns,2011,37(7):1216—1221. 【44】李晓燕,卢选成,刘艳,等.实验动物管理工作中动物福利 的重要性及影响动物福利的重要因素『J].实验动物科学, 201 1,28(3):74.77. 【38】蒋南红,谢卫国,王晖,等.低分子肝素对电烧伤大鼠组织 血管内皮生长因子与血小板内皮细胞黏附分子表达的影 Progress in Preparation Methodology of Animal Models of Burn Injuries LIUQin,DIAOBo,ZHANGYing fDepartment ofMedical Experiment,Wuhan General Hospital ofGuangzhou Military Command of Chinese .Wuhan 430070,China) [Abstract】Currently,the changes of the body system and the local wounds after burn injuries are not entirely clear,which results a series of problems in burn treatment.The animal models of burn injuries are important tools for researching the burn treatment.In this paper,the methods of preparation of animal models of burn injuries were reviewed,in order to provide some references for the improvement nd adevelopment of preparation methodology of animal models of burn injuries. 【Key words】Bum injuries;Animal models 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Top