A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
פצעים מייצגים אתגר בריאותי עולמי. מחקר זה פיתח תא צילום סטנדרטי המשתמש בפלנימטריה דיגיטלית כדי למזער את שונות מדידת הפצעים. ניטור פצעים בעכברים במשך 14 יום חשף עלייה ראשונית באזור הפצע ובהיקפו, ואחריו סגירה הדרגתית. מתודולוגיה זו עשויה לסייע בהערכת קינטיקה של סגירת פצע במודלים פרה-קליניים.
פצעים כרוניים, בשל שכיחותם הגבוהה, מהווים דאגה בריאותית עולמית רצינית. אסטרטגיות טיפוליות יעילות יכולות להאיץ משמעותית את הריפוי, ובכך להפחית את הסיכון לסיבוכים ולהקל על הנטל הכלכלי על מערכות הבריאות. למרות שמחקרים ניסיוניים רבים חקרו ריפוי פצעים, רובם מסתמכים על תצפיות איכותניות או מדידות ישירות כמותיות. מטרת מחקר זה הייתה לתקנן שיטת מדידת פצעים עקיפה באמצעות פלנימטריה דיגיטלית, המשלבת קנה מידה ופילוח דיגיטליים. גישה זו מתייחסת להיעדר מתודולוגיות מפורטות, שלב אחר שלב, להערכה מדויקת של פצעים. תוכנן ונבנה תא תיעוד צילום, ונעשה שימוש בכלי פלנימטריה דיגיטליים בעזרת מחשב כדי למזער את השונות במדידות של אזור הפצע, ההיקף והמרחק ממרכז הפצע לקצוותיו. פצע טראומטי עגול (בקוטר 5 מ"מ) נוצר בקו האמצע הגבי ברמת השכמות של עכברי CD1 זכרים (n = 4, בן 10 שבועות, 30-35 גרם). התפתחות הפצע תועדה במשך 14 יום באמצעות תא הצילום המעוצב בהתאמה אישית, ששלט בתנאי התאורה, מרחק המוקד ומיקום הנושא. מדידות קנה מידה ופצע בוצעו באמצעות פילוח בתוכנת ImageJ, וניתוח סטטיסטי בוצע באמצעות תוכנת ניתוח סטטיסטי. הקינטיקה של סגירת הפצע הראתה עלייה קלה בגודל הפצע ובהיקפו בין היום ה-0 ליום השני, ואחריה ירידה הדרגתית עד לסגירה מוחלטת ביום ה-14. תא הצילום והפלנימטריה הדיגיטלית בעזרת מחשב אפשרו מדידות כמותיות עם שונות מינימלית. לסיכום, כלים אלה מספקים שיטה אמינה וניתנת לשחזור להערכת קינטיקה של סגירת פצע במודלים פרה-קליניים.
ריפוי פצע טראומטי אורך כ-21 יום ויש לו רצף מוגדר היטב של ארבעה שלבים נפרדים: (1) המוסטזיס, (2) דלקת, (3) התפשטות, ו-(4) עיצוב מחדש1. אם שלב כלשהו של ריפוי פצעים ממושך, זה יכול להוביל להתפתחות פצעים כרוניים1. בשל שכיחותם הגבוהה, סיבוכים פוטנציאלייםוהנטל הכלכלי המשמעותי, הם נחשבים לבעיה בריאותית עולמית.
מחקרים פרה-קליניים שואפים להשיג ריפוי מהיר יותר על ידי קידום אפיתל מחדש מקיף של פצעים 3,4,5, מניעת סיבוכים והפחתת עלויות הטיפול. מחקרים אלה מעריכים אסטרטגיות שונות, כולל פיתוח ביו-חומרים, התערבויות פרמקולוגיות והליכים אחרים של רפואה רגנרטיבית 6,7,8,9.
פותחו מודלים ניסיוניים מרובים לחקר פצעים טראומטיים. חלקם מתמקדים במאפיינים איכותיים הנראים לעין באופן מקרוסקופי כגון גודל, מדדי דלקת, נוכחות של רקמת גרנולציה, הפרשות והיווצרות גלד5. אחרים מנתחים נתונים כמותיים, כולל שטח, היקף, רדיוס, קוטר, צבע, עומק ומרחקים מהמרכז לקצוות הפצעים.
בהקשר זה, רוב החקירות in vivo מודדות ישירות רדיוס ועומק הפצע. עם זאת, תיחום ידני של קצוות פצע בתמונה מקרוסקופית יכול להציג הטיות במדידה10. מחקרים אחרים משתמשים בפלנימטריה מכנית, תוך שימוש ביריעות פלסטיק מרושתות שקופות, כאשר קצוות הפצע מתוחמים בעבר; בשני המקרים, השגת השטח או ההיקף דורשת מכשירים ידניים כגון סרגלים או פלנימטרים דיגיטליים. כיום, פלנימטריה דיגיטלית בעזרת מחשב מאפשרת ניתוח ממוחשב של תמונות מקרוסקופיות של פצעים או יריעות פלסטיק. מניפולציה באתרה ואיכות התמונה המקרוסקופית מהווים מגבלה, עם זאת, כלי זה 11,12,13,14 מפחית במידה ניכרת את השונות בין מדידות שטח והיקף.
מתודולוגיה מוצעת זו מציעה יתרונות משמעותיים על פני הטכניקות הקיימות להערכת סגירת פצעים בעכברים 15,16,17,18,19,20. בעוד שתיעוד תמונות נחשב לכלי מדויק ועקבי להערכת קינטיקה של סגירת פצע, מחקרים קודמים21,22 הדגישו את המגבלות של מדידת פצע ידנית, כגון הטיית צופה ושונות עקב תאורה לא עקבית ומיקום מצלמה. הגישה הנוכחית מטפלת בבעיות אלה על ידי סטנדרטיזציה של תנאי הדמיה באמצעות תא שנבנה בהתאמה אישית, שיפור השחזור והדיוק. יתר על כן, פלנימטריה דיגיטלית ממוחשבת מאפשרת הערכות כמותיות מדויקות יותר, משפרת את הערכת ההתערבויות הטיפוליות וממזערת טעויות מדידה, כפי שהוכח במחקרים אחרים המשווים טכניקות ידניות ודיגיטליות12,22 מה שהופך אותה למתאימה במיוחד למחקרים על קינטיקה של סגירת פצעים במודלים של עכברים, ומאפשרת הערכה מדויקת של טיפולים על ידי שמירה על בקרה קפדנית על תנאי רכישת תמונה.
כל הליכי הניסוי הכוללים עכברי מעבדה נערכו בהתאם לתקנים ולתקנות האתיים שנקבעו בתקן המקסיקני הרשמי (NOM-062-ZOO-1999) לטיפול וטיפול בחיות מעבדה. הפרוטוקול נבדק ואושר על ידי הוועדה הפנימית לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (CICUAL) של המכון הלאומי למחקר גרעיני (ININ) תחת מספר סימוכין CICUAL-01-23. במחקר זה נעשה שימוש בעכברי CD1 זכרים (n = 4), בני 10 שבועות, עם משקל גוף שנע בין 28-32 גרם. כל החיות נבחרו כדי להבטיח אחידות בזן, בגיל, במין ובמשקל הגוף, ולמזער את השונות בתוצאות הניסוי. פרטי הריאגנטים והציוד המשמש מפורטים בטבלת החומרים.
1. בניית תא צילום לרכישת תמונות מקרוסקופיות
הערה: תוכנת SolidWorks מורשית (גרסה 2015) שימשה לתכנון תא צילום כדי למנוע מקורות תאורה חיצוניים. קובייה בגודל 40 ס"מ × 40 ס"מ נבנתה באמצעות פרופיל אלומיניום לבן בעובי של סנטימטר אחד. הקובייה מורכבת משלושה חלקים, שהורכבו ברצף: הגג, הקירות הצדדיים והרצפה (איור 1A).
איור 1: דיאגרמה לבניית ארון רכישת התמונות המקרוסקופי. (A) חלקים של תא הנוסעים (גג, קירות צד, רצפה). (ב)כיוון הפרופילים היוצרים את הגג; קדמי (A), אחורי (B) וצדדים (הצד הפנימי של הפרופילים באדום "C,D"). (ג) לוחות גג 1 ו-2, התקנת צינור תאורת LED, לוחית עדשת מצלמה והתקנת רצפה. (D) התקנת מסכת ההרדמה (RED), פלטפורמת העכבר (GREEN) והפלטפורמה המלבנית למיקום סרגל המדידה (BLUE) על בסיס הייחוס. (ה) מיקום סופי לבסיס הייחוס. (ו) התקנת דפנות, קירות קדמיים ואחוריים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
2. תחזוקת בעלי חיים
3. יצירת פצעים טראומטיים
4. רכישת תמונות מקרוסקופיות
5. עיבוד תמונה
איור 2: זרימת עבודה של מדידת פצעים באמצעות טכניקות פלנימטריה ופילוח דיגיטליות. (A) חתך דרמו-אפידרמיס באמצעות אגרוף ביופסיה סטרילי של 5 מ"מ. (B) הנחת העכבר בתא הרדמה באינהלציה למשך 3 דקות. (C) תיעוד מצולם על ידי מיקום העכבר המורדם בתא הצילום וקיבוע חוטמו בתוך מסיכת סבופלורן. (D) פתיחת התמונה שהתקבלה ב-ImageJ ושינוי קנה המידה שלה באמצעות הסרגל כהפניה. (E) חילוץ אזור הפצע באמצעות כלי המלבן. (F) הפרדת התמונה לערוצי RGB ועיבוד הערוץ האדום. (ז) התוויית וניהול אזור העניין (ROI). (ח) אימות הפילוח על ידי התאמת החזר ההשקעה לפצע. (I) מדידת פרמטרים של פצע ורישום התוצאות לניתוח סטטיסטי. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
6. המתת חסד לאחר הליך
הערה: המחקר מסתיים לאחר 14 יום, ואז הפצעים במכרסמים בריאים מגיעים בדרך כלל לשלבי ריפוי מתקדמים. בשלב זה, העכברים הומתו באופן אנושי בעקבות הליך המתת החסד שאושר על ידי המוסד.
לאחר שינוי קנה המידה של התמונות בתוכנת ImageJ, ההיקף הממוצע (טבלה 1) והשטח (טבלה 2) של הפצעים, יחד עם סטיות התקן שלהם, הושגו באמצעות פילוח דיגיטלי. ערכים אלה נרשמו מיום האפס עד היום הארבעה עשר (D0-D14).
...במודלים פרה-קליניים, ניתוח כמותי של התפתחות פצעים טראומטיים במודלים פרה-קליניים מתמודד עם אתגרים הנובעים מגורמים כמו גודל הפצע, תגובה דלקתית מקומית34, מיקום ו/או מניפולציה. קיימות שיטות פלנימטריה ידניות36 ועקיפות דיגיטליות 11,16,37,38 למדידות אלה.
המחברים מצהירים כי אין ניגודי אינטרסים הקשורים למחקר זה.
המחברים מבקשים להודות ל-Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCyT, CVU: 933600) באמצעות המענק למתן מימון, ול-Laboratorio Nacional de Investigación y Desarrollo de Radiofármacos del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (LANIDER-ININ) על תמיכתם. בנוסף, איור 2 הוכן בסיוע תוכנת BioRender (2020), הזמינה ב-BioRender.com/p67z056.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
5 mm Biopsy Punch | MILTEX, USA | 33-35 | To mark the wound edges |
Aluminum with polyethylene core | Alucobond,USA | Bright Silver 119 | For the construction of the macroscopic Image Acquisition Booth |
Camera Lens | Sony, Japan | SEL2470Z | To focus the images to photograph |
Electrocautery | Bonart, USA | ART-E1 | To eliminates bleeding points in the wound if present. |
Hook and loop fastener strips | VELCRO | ||
IBM SPSS Statistics Version 22 | IBM Corporation, USA | https://www.ibm.com/analytics/spss-statistics | Used for statistical analysis of wound measurements, including area and perimeter data. |
ImageJ Version 1.53t | National Institutes of Health, USA | https://imagej.nih.gov/ij/ | Used for processing macroscopic images, including scaling, segmentation, and measurement of wound parameters. |
Ketorolac | SIEGFRIED RHEIN, Mexico | 493977 | For postoperative pain management |
Miltex Iris Scissors, 4-1/8" Curved | MILTEX, USA | V95-306 | To cut the wound flap generated with the biopsy punch |
RGB LED Light Tube | ANDOER, China | B09F8RLMSY | To illuminate the Macroscopic Image Acquisition Booth |
Semi profesional camera | Sony, Japan | DSC-HX300 | To take the photos |
Serrated Forceps | MILTEX, USA | V96-118 | To hold the flap during the cut |
Sevoflurane | Baxter, USA | AMX2L9117PR | For inhaled anaesthesia |
Sodium Pentobarbital | Aranda, Mexico | 734.448.001.212 | For intraperitoneal anaesthesia |
SolidWorks Version 2015 | Dassault Systèmes, France | https://www.solidworks.com/ | Used to design and create 3D models for constructing accessories for the photodocumentation booth. |
Surgical blades | HERGOM, Mexico | H10 | To shave the hair in the area where the wound will be created |
Transparent Adhesive Dressing | 3M, USA | F51CA07 | To cover the traumatic wound |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved