The authors would like to acknowledge funding support from the University of South Florida, Department of Surgery (Mack Wu, MD, PhD).

HINWEIS: Zulassung für alle nachfolgend dargestellt Tierverfahren wurde von der University of Animal Care Committee Südfloridas (IACUC) erhalten und sich an den Anforderungen des Tierschutzgesetzes und des Leitfadens für Pflege und Verwendung von Labortieren. 1. Herstellung der Silikon Bettwäsche und chirurgische Instrumente <ol><li> Vorgeschnittene Streifen (10.5 cm x 3.0 cm) von unverstärkten 0,01 Dicke, medizinischem Silikon-Folien und sterilisieren Verwendung eines Autoklaven. </li><li> Reinigen und zu sterilisieren geeignete chirurgische Instrumente (Scheren, Pinzetten und Gardinen oder Handtücher, einen sterilen Bereich während der Operation zu erstellen). </li></ol> 2. Versuchstiere <ol><li> Verwenden Sie die männlichen oder weiblichen Ratten mit einem Gewicht im Bereich von 250 bis 350 g von einem kommerziellen Züchter erhalten. Bei alten Ratten eingesetzt werden, sollten sie ≥350 g, um bessere Überlebenschancen nach der Operation zu gewährleisten. Vor Beginn jeder Experimenten akklimatisieren alle Tiere für mindestens7 Tage unter Standardbedingungen von 12 Stunden Licht-Dunkel-Zyklus mit Futter und Wasser ad libitum. </li></ol> 3. Anästhesie, präoperative Analgesie und operative Vorbereitung <ol><li> Induzieren eine Vollnarkose mit Hilfe Isofluran bei 3% -4% über eine Induktionskammer und zu warten (über die Verwendung eines Nasenkegel) bei 1% bis 2% mit O 2 während der Vorbereitung der Haut und Chirurgie. Überwachung der Narkosetiefe durch Beobachtung der Frequenz und Tiefe der Atmung, Inter Prise oder Augenlidblinkreflex. HINWEIS: Zu diesem Zeitpunkt kann ein Tierarzt Salbe auf den Augen platziert werden, um Trockenheit zu verhindern, während das Tier unter Narkose ist. </li><li> In einem Ort entfernt von dem sterilen OP-Bereich, legen Sie die Ratte in der Bauchlage und rasieren der Rücken mit Schermaschinen von der Basis des Halses nach unten ca. 11 cm. Schablone mit Permanent-Marker, der Entwurf für die 3,0 cm x 10,5 cm Klappe (siehe Abbildung 1A). </li><li> Bewegen Sie die Ratte auf einem sauberen, bezeichnet surgical-Bereich mit einem zugelassenen Heizkissen und sterile OP-Abdeckungen und Handtüchern ausgestattet. Injizieren Sie 5 mg / kg subkutan Ketoprofen vor den ersten chirurgischen Einschnitten für die Schmerztherapie. Zusätzliche Flüssigkeiten (Kochsalzlösung) kann je nach Bedarf gegeben werden (bis zu 5 cc) subkutan. </li><li> Weitere Bereiten Sie die Haut durch Abtupfen zunächst mit 70% igem Isopropylalkohol und zweiten mit 0,2% Chlorhexidin, gelten sterilen Tüchern um ein steriles Feld zu erstellen. 10% Povidon-Iod (Betadine) können ebenfalls verwendet werden. HINWEIS: Ein Antibiotikum (Ampicillin, bei 15 mg / kg) subkutan verabreicht werden, aber wenn gute aseptische Techniken verwendet werden, dies nicht erforderlich ist. </li></ol> 4. Erstellen Exzisionswunden und Bipedicled Flap <ol><li> Mit einem sterilen Einweg 6 mm Biopsie Stanzwerkzeug, erstellen Sie zwei Kreis &quot;ischämische&quot; Wunden in der Mitte der bezeichneten Klappenbereich (1B). Die Tiefe der Wunde sollte auf (nicht über) die zugrunde liegende Faszie des Panniculus Carno seinsus Muskel (1B kleines Bild). </li><li> Mit einer Pinzette heben Sie die Haut in der Mitte der Wunde Umrisse, die durch die Stanzbiopsie und verwenden Sie dann Iris Schere (mit gebogenen Spitzen), um das kreisförmige Stück Gewebe (einschließlich der Panniculus carnosus Muskel) herauszuschneiden. Das Ergebnis ist eine volle Dicke der Fascia als Base der Wunde gewickelt werden. HINWEIS: Der herausgeschnittene Gewebe (Wund Stecker) können in flüssigem Stickstoff schockgefroren und in 10% gepuffertem Formalin-O / N für die spätere Verarbeitung als Kontrolle normaler Haut befestigt werden. </li><li> Erstellung einer bipedicled Klappe durch Einschnitte mit einem sterilen Skalpell auf jeder Seite der ischämischen Wunden entlang der vorgezeichneten Linien (1C), die 10,5 cm in der Länge und 3,0 cm auseinander liegen. Die Tiefe der Einschnitte vorzusehen, um den paraspinous Muskeln. Mit Iris Schere, trennen die Panniculus carnosus Faszie aus den paraspinous Muskeln, dabei darauf achten, die Faszie intakt wie der &quot;Basis&quot; der 6 mm Stempeln zu halten (Fild 1D). </li><li> Nehmen Sie 1 sterile vorgeschnittenen Silikonfolie und legen Sie es in zwischen der Panniculus carnosus Verkleidung und die paraspinous Muskeln (1E) zu gewährleisten, dass das Blatt nicht wellt oder aussteigen. Mit schwarzen, nicht-resorbierbares Nahtmaterial (Größe 4,0) schließen Sie beide Einschnitte durch die Verankerung der Silikonfolie auf der Haut mit mindestens 8 unterbrochen Maschen auf jeder Seite, die entlang der Länge der Klappe (1F und 1G). </li><li> Verwendung eines sterilen Einweg-Biopsie Stanzwerkzeug werden zwei interne Kontrolle &quot;nicht-ischämischen&quot; Wunden (bis zu den vorderen Faszie des Panniculus carnosus Muskel) 1 cm seitlich der ischämischen Wunden auf beiden Seiten der Klappe (Figur 1G). </li><li> Legen Sie ein Lineal unter den Wunden und digitale Fotos für die Wundmesszwecken (siehe 3A). Zu diesem Zeitpunkt kann die Durchblutung (Perfusion) unter Verwendung von Laser-Doppler oder andere Manipulationen (topisches Arzneimittel placement) ausgeführt überwacht werden.</li><li> Tragen Sie eine genehmigte flüssigen Klebstoff sowohl kranialen und kaudalen auf die Wunden und eine transparente Folienverband, die feuchten Wundmilieu und sauber (steril) zu halten. Ein zusätzlicher Verband kann am kaudalen Ende der Klappe angeordnet sein, um das Tier vor dem Entfernen der kaudalsten Nähte zu verhindern. </li></ol> 5. Postoperative Verfahren <ol><li> Zeigen Tiere in Käfigen (Einzelhaltung) mit flachen Feedern, um die Operationsstelle von Reibung an der Zuführung zu verhindern. Die Tiere sollten nicht unbeaufsichtigt gelassen oder an die Firma von anderen Tieren zurückgegeben, bis sie ausreichend Bewusstsein Brustlage erhalten und weisen gezielte Bewegung wieder werden. Heizmatten sollte die Hälfte des Käfigs für bis zu 2 Tage während der Wiederherstellung platziert werden. </li><li> Um Schmerzen nach der Operation zu verwalten, zu verwalten Ketoprofen (5 mg / kg) subkutan an Tieren am nächsten Morgen und 1x pro Tag für bis zu 48 Stunden nach der Operation. Tiere sollten täglich überwacht werdenlängere Anzeichen von Schmerzen, Gewichtsverlust oder postoperativen Wundinfektionen. </li></ol> 6. Nachfolgende Messungen und Wundverbandwechsel <ol><li> Messen Sie ischämischen und nicht-ischämischen Wunden häufig unter Vollnarkose mit Isofluran bei 3% -4% über eine Induktionskammer und (über einen Nasenkegel) bei 1% bis 2% mit O 2, wie in Schritt 3.1 erhalten. </li><li> Entfernen Sie den Verband vorsichtig, um den Klebstoff von der Haut nicht ziehen. Zu diesem Zeitpunkt zusätzliche digitale Fotos werden zur Wund Messungen, topische Behandlungen wieder angewendet, Laser-Doppler-Bildgebung (LDI) oder andere Manipulationen durchgeführt, um den Prüfer Bedürfnisse. </li><li> Klebstoff und einem sauberen Verband und bieten, damit sie wie in Schritt 5.1 wiederherstellen. </li></ol> 7. Wund Sammlung und Euthanasie <ol><li> Ernte ischämischen und nicht-ischämischen Wunden (an den Tagen der Ermittler für angemessen hält) während sich das Tier in Narkose mit Isofluran bei 3% -4% über einen induction Kammer und auf 1% bis 2% mit O 2 gehalten (über einen Nasenkegel), wie in Schritt 3.1. </li><li> Mit einem Skalpell einen quadratisch Exzision um die Wunde herum, um etwas gesundes Gewebe um die Wunde schließen. Legen Sie die Entfernung in ein 1,5-ml-Schnappdeckel Rohr und Schnapp Einfrieren in flüssigem Stickstoff (bei -80 ° C) für zukünftige molekulare Analyse oder Inkubation in 10% gepuffertem Formalin O / N bei RT zur histologischen Verarbeitung. HINWEIS: Die Wunde Exzisionen kann auch in zwei Hälften geschnitten werden, um mehr Proben für die Analyse zur Verfügung. </li><li> Nach dem Wundgewebe Entfernung, einschläfern das Tier mit dem zugelassenen Verfahren der CO 2 Inhalation. </li></ol>

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	<li>Ansell, D. M., Holden, K. A., Hardman, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+wound+repair:+Are+they+cutting+it.">Animal models of wound repair: Are they cutting it.</a> Experimental dermatology. 21 (8), 581-585 (2012).</li><li>Dorsett-Martin, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rat+models+of+skin+wound+healing:+a+review.">Rat models of skin wound healing: a review.</a> Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 12 (6), 591-599 (2003).</li><li>Davidson, J. 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J., Leong, M., Sonstein, J., Wilson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+and+validation+of+an+ischemic+wound+model.">Optimization and validation of an ischemic wound model.</a> Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 13 (6), 576-582 (2004).</li><li>Loots, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+cellular+infiltrate+and+extracellular+matrix+of+chronic+diabetic+and+venous+ulcers+versus+acute+wounds.">Differences in cellular infiltrate and extracellular matrix of chronic diabetic and venous ulcers versus acute wounds.</a> The Journal of investigative dermatology. 111 (5), 850-857 (1998).</li><li>Schwartz, D. A., Lindblad, W. J., Rees, R. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperbaric+oxygen+attenuates+apoptosis+and+decreases+inflammation+in+an+ischemic+wound+model.">Hyperbaric oxygen attenuates apoptosis and decreases inflammation in an ischemic wound model.</a> The Journal of investigative dermatology. 128 (8), 2102-2112 (2008).</li><li>Zhang, Q., Gould, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperbaric+oxygen+reduces+matrix+metalloproteinases+in+ischemic+wounds+through+a+redox-dependent+mechanism.">Hyperbaric oxygen reduces matrix metalloproteinases in ischemic wounds through a redox-dependent mechanism.</a> The Journal of investigative dermatology. 134 (1), 237-246 (2013).</li><li>Moor, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consequences+of+age+on+ischemic+wound+healing+in+rats:+altered+antioxidant+activity+and+delayed+wound+closure.">Consequences of age on ischemic wound healing in rats: altered antioxidant activity and delayed wound closure.</a> Age (Dordrecht, Netherlands). 36 (2), 733-748 (2014).</li><li>Roy, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+preclinical+model+of+chronic+ischemic+wound).">Characterization of a preclinical model of chronic ischemic wound).</a> Physiological genomics. 37 (3), 211-224 (2009).</li><li>Biswas, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia+inducible+microRNA+210+attenuates+keratinocyte+proliferation+and+impairs+closure+in+a+murine+model+of+ischemic+wounds.">Hypoxia inducible microRNA 210 attenuates keratinocyte proliferation and impairs closure in a murine model of ischemic wounds.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (15), 6976-6981 (2010).</li><li>Winocour, S., Vorstenbosch, J., Trzeciak, A., Lessard, L., Philip, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CD109,+a+novel+TGF-beta+antagonist,+decreases+fibrotic+responses+in+a+hypoxic+wound+model.">CD109, a novel TGF-beta antagonist, decreases fibrotic responses in a hypoxic wound model.</a> Exp Dermatol. 23 (7), 475-479 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

<html> Die Wundheilung bei Ratten war oft das Thema der Debatte durch ihre Fähigkeit, infizierten Wunden und hohe Variabilität interanimal 5 heilen. Einer der ursprünglichen Zielen des Modells während der Entwicklung war es, diese Schwankung zu verringern. Modifikationen an der Breite der Verschlußklappe, die Verringerung der Anzahl der Wunden, die mit bestimmten Platzierungs (zentriert auf der Klappe mit konsistenten kraniokaudale location) und Einführung einer Silikonfolie wurde dieses Ziel erreicht. W...

Effektive Medikamentenentwicklung und anderen Wundheilungstherapeutika erfordern geeignete In-vivo-Modelle, trotz bekannter Probleme bei der Übersetzung Befunde in Tiermodellen für die menschliche Therapien ein. Was folgt, ist eine Beschreibung eines detaillierten Protokolls für die Verwendung von einem Rattenmodell der Ischämie die Wundheilung der Haut zu Mechanismen, die weiter das Verständnis der pathologischen Wundheilung zu untersuchen. Die Rattenarten aufgrund seiner breiten Verfügbarkeit, Größe häufig eingesetzt, und fügsam Natur ist für Wundheilungsstudien verwendet, da sie groß genug, um eine geeignete Hautstelle für incisional und excisional Verwundung, Imaging und Gewebesammlung 2 zu liefern. Es sollte jedoch sorgfältig prüfen, die die Haut einer Ratte und einem Menschen unterschiedlich sind anatomisch genommen werden, mit Ratten, die als lose-gehäutet genannten Tiere. Diese ausgeprägte Merkmal ermöglicht Wundkontraktion statt Epithelialisierung signifikant zur Schließung der Rattenhaut w beitragenounds 2. Zusätzlich kann die Gegenwart eines subkutanen Panniculus carnosus Muskel in Ratten, trägt zur Heilung sowohl Kontraktion und Kollagenbildung 3,4. Diese sehr wichtige anatomische Unterschiede in der Entwicklung der ischämischen Hautwunde Modell Ratte betrachtet und spezifische Änderungen wurden implementiert, um Wundkontraktion verringern und den Einfluss der Panniculus carnosus Muskel-5. In diabetischen Fußgeschwüren, Ulcus cruris und Dekubitus wird die Heilung verzögert und diese Wunden gelten als chronisch. Die Wunden werden durch übermäßige Entzündung, das die Wunde vom Weiterkommen in die nächsten Phasen der Wundheilung 6 verhindert wird. Einer der wichtigsten Faktoren bei der Entwicklung einer chronischen Wunde lokalisiert Gewebeischämie (reduzierte Blutfluss) 5, die zur Unfähigkeit, eine Entzündung zu löschen. Zu dem Zeitpunkt, in dem dieses Modell wurde entwickelt und validiert (in 2003-4), Gab es keine standardisierten Tiermodellen, die genügend Gewebe zur Induktion von Angiogenese im Wundbett, einer Schlüsselphase während der normalen Wundheilung und die Motivation für die Entwicklung dieses Modells 5 testen bieten könnte. Das heißt, die hier vorgestellte Modell ist eine Modifikation des ischämischen Wundmodell ursprünglich von Schwartz et al. 7 und in der Folge beschrieben, in modifizierter Form von Chen et al. 8 In der modifizierten ischämischen Wundmodell wurden Änderungen vorgenommen, um die oben genannten anatomischen Eigenschaften des Ratten, die Heilung durch Kontraktion statt Epithelialisierung führt zu umgehen: (1) zwei Voll Dicke Exzisionswunden innerhalb eines bipedicled dorsale Hautlappen und die erstellte Panniculus carnosus Muskel aus der Wunde durch Sezieren knapp über dem Muskelfaszie Bett entfernt. (2) Die Klappe selbst engeren Dimensionen, um sicherzustellen, dass die Blutversorgung ist zufällig und die Wunden in der Mitte des t gelegener Klappe sind ischämische. Unter der Klappe (3) Ein Silikonfolie eingesetzt, verhindert readherence und Reperfusion der Klappe vom darunterliegenden Gewebe. Wundkontraktion wird durch Verankerung oder Vernähen der Klappe an der Silikonfolie 5 begrenzt (nicht ausgeschaltet). Das Modell wurde kürzlich in Studien von hyperbare Sauerstoff Auswirkungen auf ischämischen Wundheilung 9,10 ischämischen Wundheilung bei jungen gegenüber alten Ratten 11 eingesetzt und hat sich als ein zuverlässiges Modell der verlängerten Gewebeischämie sein. Die Abmessungen der Klappe bipedicled haben auch zu verschiedenen Rattenstämmen, einschließlich Sprague Dawley (11 cm lang und 2 cm breit) und F344-Ratten (10,5 cm lang und 3,0-3,5 cm breit) und anderen Spezies, einschließlich Schweine 12 und Mäusen angepaßt 13,14. Dieses Video nutzt die F344 Inzuchtrattenstamm in der Demonstration der ischämische Hautwunde Modell. Zulassung für alle nachfolgend dargestellt Tierverfahren war zu erhaltened an der University of Animal Care Committee Südfloridas (IACUC) und sich an alle Anforderungen des Tierschutzgesetzes und des Leitfadens für Pflege und Verwendung von Labortieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="605">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:103px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Sil-Tec medical grade sheeting</td>
			<td style="width:103px;">Technical Products Inc.</td>
			<td style="width:119px;">500-3</td>
			<td>nonreinforced, 0.01 inches in thickness</td>
		</tr>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:216px;">Mini Iris scissors, 8cm, curved, SS</td>
			<td style="width:103px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:119px;">#503671</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ethilon Nylon Sutures</td>
			<td style="width:103px;">Ethicon</td>
			<td style="width:119px;">1964G</td>
			<td>black, size 4.0, PC-3 16mm needles (3/8 circle)</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Laser Doppler Imager</td>
			<td style="width:103px;">Moor Instruments</td>
			<td style="width:119px;">moorLDI2-IR</td>
			<td>Standard blood flow imager: http://us.moor.co.uk/product/moorldi2-laser-doppler-imager/8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ImageJ</td>
			<td style="width:103px;">NIH</td>
			<td style="width:119px;">free download</td>
			<td>http://rsb.info.nih.gov/ij/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Mastisol</td>
			<td style="width:103px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:119px;">Cat # 7289210</td>
			<td>Fisher Scientific NC9774929</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Tegaderm</td>
			<td style="width:103px;">Medical Specialties&#160;</td>
			<td style="width:119px;">3M1624W</td>
			<td>Fisher Scientific NC9922128</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

demonstration of the rat ischemic skin wound model

Die Neigung für chronische Wunden bei Menschen erhöht die mit dem Altern, Krankheiten wie Diabetes und beeinträchtigten kardiovaskulären Funktion und unrelieved Druck aufgrund Unbeweglichkeit. Tiermodelle wurden, die versuchen, diese Bedingungen für den Zweck, das Verständnis für die Komplexität von chronischen Wunden nachahmen entwickelt. Das hier beschriebene Modell ist eine Ratte ischämische Hautlappen-Modell, das eine anhaltende Verringerung des Blutflusses, was zu Verletzungen, die ischämischen geworden und ähneln einer chronischen Wunde Phänotyp (reduzierte Durchblutung, erhöhte Entzündung und verzögerten Wundverschluss) ermöglicht. Es besteht aus einem bipedicled Dorsallappen mit 2 ischämischen Wunden zentral platziert und 2 nicht-ischämischen Wunden seitlich an der Klappe als Kontrollen. Eine neuartige Neben dieser ischämischen Hautlappen Modell ist die Platzierung einer Silikonfolie unter der Klappe, die als Barriere und einer Schiene an Revaskularisierung Verhinderung und Verringerung Kontraktion, wie die Wunden zu heilen funktioniert. Trotz derDiskussion der Verwendung von Ratten für Wundheilungsstudien aufgrund ihrer sehr unterschiedlichen anatomischen und physiologischen Unterschieden im Vergleich zum Menschen (das heißt, das Vorhandensein eines Panniculus carnosus Muskel, kurze Lebensdauer, erhöhte Anzahl der Haarfollikel und ihre Fähigkeit, infizierten Wunden zu heilen) die in diesem Modell verwendeten Modifikationen machen es eine wertvolle Alternative zu bisher entwickelten ischämische Hautlappen Modelle.

Die Ratte ischämischen Wundheilung Musterprotokoll sollte etwa 20 Minuten pro Tier zu nehmen, wenn effizient durchgeführt. Vor dem Aufbringen eines Verbandes sollte das Modell angezeigt, wie in Figur 1G dargestellt ist. Es wird wichtig sein, um sicherzustellen, dass die bipedicled Klappe und Wunden darin sind ischämische. Die subkutane Sauerstoffpartialdruck (PSCO 2) auf der Ebene der Wunden wurde bei der Validierung des Modells 5, indem Sie einen polarographischen Elektrode in ...

Watch this Scientific Journal Video about Demonstration of the Rat Ischemic Skin Wound Model at JoVE.com

Demonstration of the Rat Ischemic Skin Wound Model

Die Ratte, aufgrund seiner Größe, Verfügbarkeit und eher fügsam Verhalten hat als Forschungsmodell für viele Jahre in Anspruch genommen. Das Ziel des Protokolls ist es, die Ratte als ischämische Haut Wundheilung Modell zu verwenden, um einen wertvollen Einblick in die Pathophysiologie von chronischen Wunden bereitzustellen.

Demonstration der Ratte ischämische Hautwunde Modell

The propensity for chronic wounds in humans increases with ageing, disease conditions such as diabetes and impaired cardiovascular function, and ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

21.1K Aufrufe.  University of South Florida.  Die Ratte, aufgrund seiner Größe, Verfügbarkeit und eher fügsam Verhalten hat als Forschungsmodell für viele Jahre in Anspruch genommen. Das Ziel des Protokolls ist es, die Ratte als ischämische Haut Wundheilung Modell zu verwenden, um einen wertvollen Einblick in die Pathophysiologie von chronischen Wunden bereitzustellen. 

Serie: Demonstration of the Rat Ischemic Skin Wound Model

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&beta; using a Whole Blood Stimulation Assay

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues as well as altered cytokine homeostasis. The innate immune system plays a crucial role in recognizing pathogens and other endogenous danger stimuli. One of the major cytokines released by innate immune cells is Interleukin (IL)-1. Therefore, we utilize a whole blood stimulation assay in order to measure the secretion of inflammatory cytokines and specifically of the pro-inflammatory cytokine IL-1&beta; 1, 2, 3.
Patients with genetic dysfunctions of the innate immune system causing autoinflammatory syndromes show an exaggerated release of mature IL-1&beta; upon stimulation with LPS alone. In order to evaluate the innate immune component of patients who present with inflammatory-associated pathologies, we use a specific immunoassay to detect cellular immune responses to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs), such as the gram-negative bacterial endotoxin, lipopolysaccharide (LPS). These PAMPs are recognized by pathogen recognition receptors (PRRs), which are found on the cells of the innate immune system 4, 5, 6, 7. A primary signal, LPS, in conjunction with a secondary signal, ATP, is necessary for the activation of the inflammasome, a multiprotein complex that processes pro-IL-1&beta; to its mature, bioactive form 4, 5, 6, 8, 9, 10.
The whole blood assay requires minimal sample manipulation to assess cytokine production when compared to other methods that require labor intensive isolation and culturing of specific cell populations. This method differs from other whole blood stimulation assays; rather than diluting samples with a ratio of RPMI media, we perform a white blood cell count directly from diluted whole blood and therefore, stimulate a known number of white blood cells in culture 2. The results of this particular whole blood assay demonstrate a novel technique useful in elucidating patient cohorts presenting with autoinflammatory pathophysiologies.

Accurate and Simple Measurement of the Pro-inflammatory Cytokine IL-1&amp;#946; using a Whole Blood Stimulation Assay

We describe a simple immunoassay to measure the production of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1 beta production, in patients presenting with autoinflammatory phenotypes. By activating cells in whole blood cultures with pathogen-associated molecular patterns, specifically with lipopolysaccharide, cytokine secretion can be conveniently evaluated in whole blood supernatants.

Genaue und einfache Messung der pro-inflammatorischen Zytokins IL-1β mit einem Vollblut Stimulation Assay

Inflammatory processes resulting from the secretion of soluble mediators by immune cells, lead to various manifestations in skin, joints and other tissues ...

Forschung

Medizin

A Simplified Technique for Producing an Ischemic Wound Model

One major obstacle in current diabetic wound research is a lack of an ischemic wound model that can be safely used in diabetic animals. Drugs that work well in non-ischemic wounds may not work in human diabetic wounds because vasculopathy is one major factor that hinders healing of these wounds. We published an article in 2007 describing a rabbit ear ischemic wound model created by a minimally invasive surgical technique. Since then, we have further simplified the procedure for easier operation. On one ear, three small skin incisions were made on the vascular pedicles, 1-2 cm from the ear base. The central artery was ligated and cut along with the nerve. The whole cranial bundle was cut and ligated, leaving only the caudal branch intact. A circumferential subcutaneous tunnel was made through the incisions, to cut subcutaneous tissues, muscles, nerves, and small vessels. The other ear was used as a non-ischemic control. Four wounds were made on the ventral side of each ear. This technique produces 4 ischemic wounds and 4 non-ischemic wounds in one animal for paired comparisons. After surgery, the ischemic ear was cool and cyanotic, and showed reduced movement and a lack of pulse in the ear artery. Skin temperature of the ischemic ear was 1-10 &deg;C lower than that on the normal ear and this difference was maintained for more than one month. Ear tissue high-energy phosphate contents were lower in the ischemic ear than the control ear. Wound healing times were longer in the ischemic ear than in the non-ischemic ear when the same treatment was used. The technique has now been used on more than 80 rabbits in which 23 were diabetic (diabetes time ranging from 2 weeks to 2 years). No single rabbit has developed any surgical complications such as bleeding, infection, or rupture in the skin incisions. The model has many advantages, such as little skin disruption, longer ischemic time, and higher success rate, when compared to many other models. It can be safely used in animals with reduced resistance, and can also be modified to meet different testing requirements.

We have developed a minimally invasive technique to create a rabbit ischemic ear wound model by dividing the central artery and nerve and the cranial neurovascular bundle. A subcutaneous tunnel then cuts all subcutaneous tissues. This procedure causes minimal skin disruption and can be safely used in diabetic animals.

Eine vereinfachte Methode zur Herstellung eines ischämischen Wundmodell

One major obstacle in current diabetic wound research is a lack of an ischemic wound model that can be safely used in diabetic animals. Drugs that work ...

Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in 20091, 2. Several models of cerebral ischemia have been developed to mimic the human condition of stroke. It has been suggested that up to 80% of all strokes result from ischemic damage in the middle cerebral artery (MCA) area3. In the early 1990s, endothelin-1 (ET-1) 4 was used to induce ischemia by applying it directly adjacent to the surface of the MCA after craniotomy. Later, this model was modified 5 by using a stereotaxic injection of ET-1 adjacent to the MCA to produce focal cerebral ischemia. The main advantages of this model include the ability to perform the procedure quickly, the ability to control artery constriction by altering the dose of ET-1 delivered, no need to manipulate the extracranial vessels supplying blood to the brain as well as gradual reperfusion rates that more closely mimics the reperfusion in humans5-7. On the other hand, the ET-1 model has disadvantages that include the need for a craniotomy, as well as higher variability in stroke volume8. This variability can be reduced with the use of laser Doppler flowmetry (LDF) to verify cerebral ischemia during ET-1 infusion. Factors that affect stroke variability include precision of infusion and the batch of the ET-1 used6. Another important consideration is that although reperfusion is a common occurrence in human stroke, the duration of occlusion for ET-1 induced MCAO may not closely mimic that of human stroke where many patients have partial reperfusion over a period of hours to days following occlusion9, 10. This protocol will describe in detail the ET-1 induced MCAO model for ischemic stroke in rats. It will also draw attention to special considerations and potential drawbacks throughout the procedure.

Several animal models of cerebral ischemia have been developed to simulate the human condition of stroke. This protocol describes the endothelin-1 (ET-1) induced middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke in rats. In addition, important considerations, advantages, and shortcomings of this model are discussed.

Endothelin-1 induzierte Middle Cerebral Artery Occlusion Modell für ischämischen Schlaganfall mit Laser Doppler Flowmetrie Guidance in Rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in ...

Angiogenesis in the Ischemic Rat Lung

The adult lung is perfused by both the systemic bronchial artery and the entire venous return flowing through the pulmonary arteries. In most lung pathologies, it is the smaller systemic vasculature that responds to a need for enhanced lung perfusion and shows robust neovascularization. Pulmonary vascular ischemia induced by pulmonary artery obstruction has been shown to result in rapid systemic arterial angiogenesis in man as well as in several animal models. Although the histologic assessment of the time course of bronchial artery proliferation in rats was carefully described by Weibel 1, mechanisms responsible for this organized growth of new vessels are not clear. We provide surgical details of inducing left pulmonary artery ischemia in the rat that leads to bronchial neovascularization. Quantification of the extent of angiogenesis presents an additional challenge due to the presence of the two vascular beds within the lung. Methods to determine functional angiogenesis based on labeled microsphere injections are provided.

The lung is perfused by both the systemic bronchial artery and pulmonary arteries. In most lung pathologies, it is the smaller systemic vasculature that shows robust neovascularization. Cessation of pulmonary blood flow promotes brisk bronchial angiogenesis. We provide surgical details of inducing left pulmonary artery ischemia that promotes bronchial neovascularization.

Angiogenese im ischämischen Rat Lung

The  adult lung is perfused by both the systemic bronchial artery and the entire  venous return flowing through the pulmonary arteries. In most lung ...

Murine Model of Wound Healing

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. Impaired wound healing, which occurs in diabetic patients for example, can lead to severe unfavorable outcomes such as amputation. There is, therefore, an increasing impetus to develop novel agents that promote wound repair. The testing of these has been limited to large animal models such as swine, which are often impractical. Mice represent the ideal preclinical model, as they are economical and amenable to genetic manipulation, which allows for mechanistic investigation. However, wound healing in a mouse is fundamentally different to that of humans as it primarily occurs via contraction. Our murine model overcomes this by incorporating a splint around the wound. By splinting the wound, the repair process is then dependent on epithelialization, cellular proliferation and angiogenesis, which closely mirror the biological processes of human wound healing. Whilst requiring consistency and care, this murine model does not involve complicated surgical techniques and allows for the robust testing of promising agents that may, for example, promote angiogenesis or inhibit inflammation. Furthermore, each mouse acts as its own control as two wounds are prepared, enabling the application of both the test compound and the vehicle control on the same animal. In conclusion, we demonstrate a practical, easy-to-learn, and robust model of wound healing, which is comparable to that of humans.

A murine model of cutaneous wound healing that can be used to assess therapeutic compounds in physiological and pathophysiological settings.

Mausmodell der Wundheilung

Wound healing and repair are the most complex biological processes that occur in human life. After injury, multiple biological pathways become activated. ...

Ischemic Tissue Injury in the Dorsal Skinfold Chamber of the Mouse: A Skin Flap Model to Investigate Acute Persistent Ischemia

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are still occurring, particularly in reconstructive flap surgery. Multiple experimental flap models have been developed to analyze underlying causes and mechanisms and to investigate treatment strategies to prevent ischemic complications. The limiting factor of most models is the lacking possibility to directly and repetitively visualize microvascular architecture and hemodynamics. The goal of the protocol was to present a well-established mouse model affiliating these before mentioned lacking elements. Harder et al. have developed a model of a musculocutaneous flap with a random perfusion pattern that undergoes acute persistent ischemia and results in ~50% necrosis after 10 days if kept untreated. With the aid of intravital epi-fluorescence microscopy, this chamber model allows repetitive visualization of morphology and hemodynamics in different regions of interest over time. Associated processes such as apoptosis, inflammation, microvascular leakage and angiogenesis can be investigated and correlated to immunohistochemical and molecular protein assays. To date, the model has proven feasibility and reproducibility in several published experimental studies investigating the effect of pre-, peri- and postconditioning of ischemically challenged tissue.

The window of the murine dorsal skinfold chamber presented visualizes a zone of acute persistent ischemia of a musculocutaneous flap. Intravital epi-fluorescence microscopy permits for direct and repetitive assessment of the microvasculature and quantification of hemodynamics. Morphologic and hemodynamic results can further be correlated with histological and molecular analyses.

Ischämischen Gewebeschädigung des Rückenhautkammer der Maus: Ein Hautlappen Modell zu Akute Persistent Ischämie Untersuchen

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are ...

A Mouse Fetal Skin Model of Scarless Wound Repair

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs across species but is age dependent. The transition from a scarless to scarring phenotype occurs in the third trimester of pregnancy in humans and around embryonic day 18 (E18) in mice. However, this varies with the size of the wound with larger defects generating a scar at an earlier gestational age. The emergence of lineage tracing and other genetic tools in the mouse has opened promising new avenues for investigation of fetal scarless wound healing. However, given the inherently high rates of morbidity and premature uterine contraction associated with fetal surgery, investigations of fetal scarless wound healing in vivo require a precise and reproducible surgical model. Here we detail a reliable model of fetal scarless wound healing in the dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

During mammalian development, early gestational skin wounds heal without a scar. Here we detail a reliable and reproducible model of fetal scarless wound healing in the cutaneous dorsum of E16.5 (scarless) and E18.5 (scarring) mouse embryos.

Eine Maus fetalen Hautmodell von Scarless Wound Repair

Early in utero, but not in postnatal life, cutaneous wounds undergo regeneration and heal without formation of a scar. Scarless fetal wound healing occurs ...

Rat Model of Photochemically-Induced Posterior Ischemic Optic Neuropathy

Posterior Ischemic optic neuropathy (PION) is a sight-devastating disease in clinical practice. However, its pathogenesis and natural history have&#160;remained poorly understood. Recently, we developed a reliable, reproducible animal model of PION and tested the treatment effect of some neurotrophic factors in this model1. The purpose of this video is to demonstrate our photochemically induced model of posterior ischemic optic neuropathy, and to evaluate its effects with retrograde labeling of retinal ganglion cells. Following surgical exposure of the posterior optic nerve, a photosensitizing dye, erythrosin B, is intravenously injected and a laser beam is focused onto the optic nerve surface. Photochemical interaction of erythrosin B and the laser during irradiation damages the vascular endothelium, prompting microvascular occlusion mediated by platelet thrombosis and edematous compression. The resulting ischemic injury yields a gradual but pronounced retinal ganglion cell dieback, owing to a loss of axonal input - a remote, injury-induced and clinically relevant outcome. Thus, this model provides a novel platform to study the pathophysiologic course of PION,&#160;and can be further optimized for testing therapeutic approaches for optic neuropathies as well as other CNS ischemic diseases.

The goal of this protocol is to photochemically induce ischemic injury to the posterior optic nerve in rat. This model is critical to studies of the pathophysiology of posterior ischemic optic neuropathy, and therapeutic approaches for this and other optic neuropathies, as well as of other CNS ischemic diseases.

Rattenmodell der photochemisch-induzierte Posterior ischämische Optikusneuropathie

Posterior Ischemic optic neuropathy (PION) is a sight-devastating disease in clinical practice. However, its pathogenesis and natural history ...

A Piglet Model of Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the world&#8217;s 2.9 million neonatal deaths. Animal models of HIE have contributed to the understanding of the pathophysiology in HIE, and have highlighted the dynamic process that occur in brain injury due to perinatal asphyxia. Thus, animal studies have suggested a time-window for post-insult treatment strategies. Hypothermia has been tested as a treatment for HIE in pdiglet models and subsequently proven effective in clinical trials. Variations of the model have been applied in the study of adjunctive neuroprotective methods and piglet studies of xenon and melatonin have led to clinical phase I and II trials1,2. The piglet HIE model is further used for neonatal resuscitation- and hemodynamic studies as well as in investigations of cerebral hypoxia on a cellular level. However, it is a technically challenging model and variations in the protocol may result in either too mild or too severe brain injury. In this article, we demonstrate the technical procedures necessary for establishing a stable piglet model of neonatal HIE. First, the newborn piglet (&#60; 24 hr old, median weight 1500 g) is anesthetized, intubated, and monitored in a setup comparable to that found in a neonatal intensive care unit. Global hypoxia-ischemia is induced by lowering the inspiratory oxygen fraction to achieve global hypoxia, ischemia through hypotension and a flat trace amplitude integrated EEG (aEEG) indicative of cerebral hypoxia. Survival is promoted by adjusting oxygenation according to the aEEG response and blood pressure. Brain injury is quantified by histopathology and magnetic resonance imaging after 72 hr.

Hypoxic-ischemic encephalopathy following perinatal asphyxia can be studied using animal models. We demonstrate the procedures necessary for establishing a piglet model of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy.

Ein Ferkel Modell Neonatal hypoxischischämischer Enzephalopathie

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the ...

The Rodent Model of Nonarteritic Anterior Ischemic Optic Neuropathy (rNAION)

Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION) is a focal ischemic lesion of the optic nerve that affects 1/700 individuals throughout their lifetime. NAION results in optic nerve edema, selective loss of the retinal ganglion cell neurons (RGCs) and atrophy of the optic nerve. A rodent model of NAION that expresses most NAION features and sequelae has been developed, which is applicable to both rats and mice. This model utilizes a focal laser application of 532 nm wavelength to illuminate a photoactive dye, Rose Bengal (RB), to cause capillary damage and leakage at the targeted anterior optic nerve (the laminar region). After rNAION induction, there is an early optic nerve ischemia, optic nerve edema, and intraneural inflammation, followed by selective RGC and axonal loss. Since the optic nerve is a CNS white matter tract, the rNAION model is applicable to mechanistic studies of selective white matter ischemia, as well as neuroprotective analyses and short and long-term mechanisms of glial and neuronal response to ischemia.

The Rodent Model of Nonarteritic Anterior Ischemic Optic Neuropathy rNAION

The following report describes how to replicate the rodent model of nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (rNAION), using the appropriate dye, contact lens and laser parameters. We also reveal the appropriate steps for evaluating the rNAION lesion in vivo.

Das Nagetier-Modell der nonarteritic anteriore ischämische Optikusneuropathie (rNAION)

Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION) is a focal ischemic lesion of the optic nerve that affects 1/700 individuals throughout their ...