Pig dorsum model for examining impaired wound healing at the skin-implant interface of percutaneous devices

doi:10.1007/s10856-013-4975-5

.2013年9月；24(9):2181-93.

doi:10.1007/s10856-013-4975-5。 Epub 2013年7月6日。

猪背模型用于检测经皮装置皮肤-植入物界面损伤的伤口愈合

布莱恩·穆勒-霍尔特¹, 丹尼尔·霍洛德·贝茨, 泰勒·安·福特, 詹姆斯·彼得·贝克, 罗伊·德雷克·布勒巴姆, 苏吉·杰亚帕利纳

附属公司

PMID： 23832453
预防性维修识别码：项目经理3770289
内政部： 2007年10月10日/10856-013-4975-5

猪背模型用于检测经皮装置皮肤-植入物界面损伤的伤口愈合

布莱恩·穆勒-霍尔特等。医学硕士科学杂志. 2013年9月.

.2013年9月；24(9):2181-93.

doi:10.1007/s10856-013-4975-5。 Epub 2013年7月6日。

作者

布莱恩·穆勒·霍尔特¹, 丹尼尔·霍洛德·贝茨, 泰勒·安·福特, 詹姆斯·彼得·贝克, 罗伊·德雷克·布勒巴姆, 苏吉·杰亚帕利纳

附属

¹美国犹他州盐湖城151F Foothill Drive 500号DVA SLC HCS骨关节研究实验室，邮编84148。

PMID： 23832453
预防性维修识别码：项目经理3770289
内政部： 2007年10月10日/10856-013-4975-5

摘要

经皮医疗设备在当代临床实践中是不可或缺的，但低至中度死亡率感染的相关发病率对患者和医疗服务提供者来说是一个巨大的经济和个人成本。经皮骨整合假肢也有类似的感染风险，限制了其在肢体丧失患者中的临床接受和使用。我们假设皮肤-植入物界面的经皮失水（TEWL）管理可以改善和维持稳定的皮肤-植入体界面。在本研究中，使用标准组织学、免疫组织化学和定量图像分析评估了3个月猪背部模型的皮肤反应。对移植周围组织外植体的免疫组织化学分析显示：持续愈合（细胞角蛋白6+）、超肉芽组织（前胶原+）、血管增生（胶原4+）以及纤维细胞（CD45+和前胶原1+型）的存在。重要的是，总皮肤反应与我们实验室之前进行的一项承重经皮骨整合假体绵羊研究相关。这两个模型的皮肤反应表明，皮肤-植入物界面的伤口愈合行为可能存在共同的机制。尽管TEWL管理并没有减少皮肤-植入物界面的皮肤迁移，但定性和定量测量的相关性验证了猪背模型是未来基于转化科学的经皮界面研究的高通量平台。

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图1
六（6）个经皮多孔涂层钛植入物[一和b条]被植入背部[*c（c）*和d日]两头猪进行为期3个月（12周）的植入期。有或无直径1.5mm穿孔的植入物在背中线两侧纵向交错（间隔40mm）。用石油基凝胶处理一头猪的皮肤植入物界面（第1–G1组），以模拟经表皮失水（TEWL）技术。其余动物的皮肤-种植体界面未经处理（第2-G2组）。3个月后收集所有12个植入物的植入物和周围组织，进行定性和定量分析。

图2
经皮植入物的皮肤-植入物界面显示伤口愈合反应。经过处理的植入物（G1）的代表性显微照片（4×）显示，经皮装置的皮肤-植入物界面处的TEWL处理导致植入物周围肉芽组织区域的面积大得多[*a；由虚线下方的区域划分*]与未经治疗的（G2）植入物相比[*b；由虚线下方的区域划分*]. 肉芽组织表达的差异导致皮肤退化/生长下降的差异。与TEWL处理无关，皮肤-植入物界面的皮肤组织在经皮损伤后形成三个不同的区域：1）界面区域（*）；2）过渡区域（**）；和3）应力吸收区（***）。这三个区域是在之前进行的经皮骨整合假体绵羊模型中确定的。

图3
经皮失水（TEWL）治疗增加了皮肤-植入物界面处的皮肤退化，降低了经皮植入物表面的总覆盖率。定性地说，与未经治疗的植入物相比，经治疗的移植物具有更长的伤口边缘和增生的表皮层[一和b条]。定量比较时，将凡士林®应用于TEWL管理的皮肤-植入物界面（治疗组）导致表皮退化增加，经皮植入物表面覆盖率和整体软组织整合降低[*c（c）*和*d、分别*].箭头表示经处理和未经处理的3相连接/皮肤-植入物界面的代表性位置。

图4
经治疗（G1）和未经治疗（G2）植入物的免疫组织化学分析显示，与皮肤伤口主动愈合和/或持续愈合相关的蛋白表达增加。胶原蛋白4（Coll-4+）[绿色]皮肤中的表达与内皮和上皮基底膜有关。在G1植入组（#）的肉芽组织中，Coll-4表达的定性增加表明植入周围血管增加，伤口床持续活跃[一]. 相比之下，G2植入组（*）的肉芽组织中coll-4的表达要少得多[b条]. 除Coll-4外，角蛋白6（K6+）相对增加[红色]与G2植入物相比，G1植入物表皮的表达表明伤口边缘迁移更为活跃[*c（c）*]. 伤口边缘活动性增加意味着伤口不太稳定和成熟，降低了皮肤-植入物可持续整合的可能性。

图5
植入后3个月，在经皮装置的皮肤-植入物界面区域内识别纤维细胞表明存在持续的促炎和促纤维化伤口环境。使用局部染色技术（CD45+和原胶原+）确定纤维细胞的潜在位置(*白色虚线圆圈）*[C类]是G1植入物肉芽组织（由红色（表皮-真皮基底膜）和黄色（远端周长）虚线包围的橙色虚线区域）中的一种特殊的“成纤维细胞样”原纤维细胞系[B类和C类]. 纤维细胞被怀疑在许多病理生理学和纤维化条件中发挥作用，并可能在经皮装置的皮肤-植入物界面的异物反应和独特的伤口愈合过程中发挥作用。

图6
Photomicrographs from the peri-implant region of an体内负重经皮骨整合假体绵羊模型及其应用体内经皮植入后猪背部模型显示出定性的组织学相似性。两种绵羊模型围移植区的皮肤[一]和猪背模型[b条]显示了大体软组织适应的证据，通过界面区域（*）、过渡区域（**）和应力吸收区域（***）的发育来描述[未在此放大倍数下显示]。

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