JoVE 비디오를 활용하시려면 도서관을 통한 기관 구독이 필요합니다. 전체 비디오를 보시려면 로그인하거나 무료 트라이얼을 시작하세요.
Method Article
상처는 전 세계적인 보건 문제를 나타냅니다. 이 연구는 상처 측정 변동성을 최소화하기 위해 디지털 플레니메트리를 활용한 표준화된 사진 부스를 개발했습니다. 14일 동안 생쥐의 상처를 모니터링한 결과, 처음에는 상처 부위와 둘레가 증가한 후 점차 봉합되는 것으로 나타났습니다. 이 방법론은 전임상 모델에서 상처 봉합 동역학을 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다.
만성 상처는 유병률이 높기 때문에 전 세계적으로 심각한 건강 문제를 야기합니다. 효과적인 치료 전략은 치유를 크게 가속화하여 합병증의 위험을 줄이고 의료 시스템에 대한 경제적 부담을 완화할 수 있습니다. 수많은 실험 연구가 상처 치유에 대해 조사했지만 대부분은 정성적 관찰 또는 정량적 직접 측정에 의존합니다. 이 연구의 목적은 디지털 스케일링 및 세분화를 통합한 디지털 플레니메트리를 사용하여 간접 상처 측정 방법을 표준화하는 것이었습니다. 이 접근법은 정확한 상처 평가를 위한 세부적이고 단계적인 방법론의 부족을 해결합니다. 사진 기록 부스가 설계 및 건설되었으며, 상처 부위, 둘레 및 상처 중심에서 가장자리까지의 거리 측정의 변동성을 최소화하기 위해 컴퓨터 지원 디지털 플리메닛 도구가 사용되었습니다. 수컷 CD1 마우스(n = 4, 10주령, 30-35g)의 견갑골 수준에서 등쪽 정중선에 원형 외상성 상처(직경 5mm)가 생성되었습니다. 상처 진화는 조명 조건, 초점 거리 및 피사체 위치를 제어하는 맞춤형으로 설계된 사진 부스를 사용하여 14일 동안 사진으로 기록되었습니다. 스케일링 및 상처 측정은 ImageJ 소프트웨어의 분할을 사용하여 수행되었으며 통계 분석은 통계 분석 소프트웨어를 사용하여 수행되었습니다. 상처 봉합의 역학은 0일째와 2일 사이에 상처 크기와 둘레가 약간 증가한 후 14일째에 완전히 봉합될 때까지 점진적으로 감소하는 것으로 나타났습니다. 사진 기록 부스와 컴퓨터 지원 디지털 플레니메트리를 통해 최소한의 변동성으로 정량적 측정이 가능했습니다. 결론적으로, 이러한 도구는 전임상 모델에서 상처 봉합 역학을 평가하기 위한 신뢰할 수 있고 재현 가능한 방법을 제공합니다.
외상성 상처 치유는 약 21일이 소요되며 (1) 지혈, (2) 염증, (3) 증식, (4) 리모델링1의 4단계로 잘 정의된 순서로 진행됩니다. 상처 치유 단계가 길어지면 만성 상처가 발생할 수 있다1. 높은 유병률, 잠재적인 합병증2 및 상당한 경제적 부담으로 인해 전 세계적인 건강 문제로 간주된다.
전임상 연구는 포괄적인 상처 재상피화(re-epithelialization)를 촉진하고3,4,5 합병증을 예방하며, 치료 비용을 절감함으로써 더 빠른 치유를 달성하는 것을 목표로 한다. 이러한 연구는 생체 재료 개발, 약리학적 중재 및 기타 재생 의학 절차를 포함한 다양한 전략을 평가합니다 6,7,8,9.
외상성 상처 연구를 위해 여러 실험 모델이 개발되었습니다. 일부는 크기, 염증 지표, 육아 조직의 존재, 분비물 및 딱지 형성과 같은 거시적으로 볼 수 있는 질적 특성에 초점을 맞춥니다5. 다른 사람들은 면적, 둘레, 반경, 직경, 색상, 깊이 및 상처 중심에서 가장자리까지의 거리를 포함한 정량적 데이터를 분석합니다.
이와 관련하여, 대부분의 생체 내 연구는 상처 반경과 깊이를 직접 측정합니다. 그러나, 거시적 이미지에서 상처 가장자리를 수동으로 묘사하는 것은 측정10에 편향을 도입할 수 있습니다. 다른 연구에서는 투명 격자 플라스틱 시트를 사용하여 감긴 가장자리가 미리 묘사되어 있는 기계적 플레니메트리를 사용합니다. 두 경우 모두 면적 또는 둘레를 얻으려면 눈금자 또는 디지털 평면계와 같은 수동 도구가 필요합니다. 요즘에는 컴퓨터 보조 디지털 플레니메트리를 통해 상처나 플라스틱 시트의 거시적 이미지를 컴퓨터적으로 분석할 수 있습니다. 현장 조작 및 거시적 이미지의 품질은 한계이지만, 이 도구(11,12,13,14)는 면적과 둘레 측정 사이의 변동성을 상당히 감소시킵니다.
이 제안된 방법론은 마우스 15,16,17,18,19,20에서 상처 봉합을 평가하기 위한 기존 기술에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 사진 기록은 상처 봉합 동역학을 평가하기 위한 정확하고 일관된 도구로 간주되어 왔지만, 이전 연구에서는 관찰자 편향 및 일관되지 않은 조명 및 카메라 위치로 인한 가변성과 같은 수동 상처 측정의 한계를 강조했습니다. 현재 접근 방식은 맞춤형 부스를 통해 이미징 조건을 표준화하여 재현성과 정밀도를 개선함으로써 이러한 문제를 해결합니다. 또한, 컴퓨터화된 디지털 플라니메트리는 보다 정확한 정량적 평가를 가능하게 하여 치료 개입의 평가를 강화하고 측정 오류를 최소화하며, 수동 및 디지털 기법을 비교하는 다른 연구에서 입증된 바와 같이12,22 쥐 모델의 상처 봉합 동역학 연구에 특히 적합하며, 이미지 획득 조건에 대한 엄격한 제어를 유지함으로써 치료의 정확한 평가를 가능하게 합니다.
실험용 쥐와 관련된 모든 실험 절차는 실험용 동물의 취급 및 관리에 대한 멕시코 공식 표준(NOM-062-ZOO-1999)에 제정된 윤리적 기준 및 규정에 따라 수행되었습니다. 이 프로토콜은 미국 국립핵연구소(ININ)의 실험동물 관리 및 사용 내부 위원회(CICUAL)에서 검토 및 승인되었습니다(참조 번호 CICUAL-01-23). 이 연구에는 체중이 28-32g 인 10 주 된 수컷 CD1 마우스 (n = 4)가 사용되었습니다. 모든 동물은 변형률, 연령, 성별 및 체중의 균일성을 보장하고 실험 결과의 변동성을 최소화하기 위해 선택되었습니다. 시약 및 사용된 장비에 대한 자세한 내용은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 거시적 이미지 획득을 위한 포토 부스 공사
참고: 사용권이 부여된 SolidWorks 소프트웨어(버전 2015)는 외부 광원을 제거하기 위해 사진 부스를 설계하는 데 사용되었습니다. 40cm × 40cm 큐브는 1인치 두께의 흰색 알루미늄 프로파일을 사용하여 구성되었습니다. 큐브는 지붕, 측벽 및 바닥의 세 부분으로 구성되었습니다 (그림 1A).
그림 1: 거시적 이미지 획득 캐비닛의 구성 다이어그램. (A) 캐빈의 섹션(지붕, 측벽, 바닥). (나)지붕을 형성하는 프로파일의 방향; 전면(A), 후면(B) 및 측면(빨간색 "C,D"로 표시된 프로파일의 내부). (C) 지붕 패널 1 및 2, LED 조명 튜브 설치, 카메라 렌즈 플레이트 및 바닥 설치. (D) 기준 베이스에 측정 눈금자(BLUE)를 배치하기 위한 마취 마스크(RED), 마우스 플랫폼(GREEN) 및 직사각형 플랫폼 설치. (E) 참조 기준의 최종 위치입니다. (F) 측면, 전면 및 후면 벽의 설치. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
2. 동물 관리
3. 외상성 상처 발생
4. 거시적 이미지 획득
5. 이미지 처리
그림 2: 디지털 플레니메트리 및 분할 기술을 사용한 상처 측정 워크플로우. (A) 멸균 5mm 생검 펀치를 사용한 피부-표피 절개. (B) 마우스를 흡입 마취실에 3분 동안 배치.(C) 마취된 마우스를 사진 부스에 배치하고 주둥이를 세보플루란 마스크 내에 고정하여 사진 문서화. (D) 얻은 이미지를 ImageJ에서 열고 눈금자를 참조로 사용하여 크기를 조정합니다. (E) 사각형 도구를 사용하여 상처 부위를 추출합니다. (F) 이미지를 RGB 채널로 분리하고 적색 채널을 처리하는 단계. (G) 관심 영역(ROI)의 개요 및 관리. (H) ROI를 상처와 일치시켜 세분화를 검증합니다. (I) 상처 매개변수를 측정하고 통계 분석을 위해 결과를 기록합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
6. 시술 후 안락사
참고: 이 연구는 14일 후에 종료되며, 이 시점에서 건강한 설치류의 상처는 일반적으로 치유의 고급 단계에 도달합니다. 이 단계에서, 그 쥐들은 확립된 제도적으로 승인된 안락사 절차에 따라 인도적으로 안락사되었다.
ImageJ 소프트웨어에서 이미지를 확대한 후, 상처의 평균 둘레(표 1)와 면적(표 2)을 각각의 표준 편차와 함께 디지털 분할을 통해 얻었습니다. 이러한 값은 0일차부터 14일차(D0-D14)까지 기록되었습니다.
하루 | 둘레 (mm) |
0 | 22.75... |
전임상 모델에서 외상성 상처의 진화를 정량적으로 분석하는 것은 상처 크기, 국소 염증 반응34, 위치 및/또는 조작과 같은 요인으로 인해 어려움에 직면해 있습니다. 이러한 측정을 위해 직접 수동36 및 간접 디지털 11,16,37,38 플레니메트리 방법이 존재합니?...
저자는 이 연구와 관련된 이해 상충이 없다고 선언합니다.
저자는 기금 제공을 위한 보조금을 통해 Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías(CONAHCyT, CVU: 933600)와 Laboratorio Nacional de Investigación y Desarrollo de Radiofármacos del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares(LANIDER-ININ)에 감사의 뜻을 전합니다. 또한 그림 2는 BioRender.com/p67z056 에서 사용할 수 있는 BioRender 소프트웨어(2020)의 도움으로 준비되었습니다.
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 |
JoVE'article의 텍스트 или 그림을 다시 사용하시려면 허가 살펴보기
허가 살펴보기This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유