《International Journal of Surgery》:Full process of step-by-step establishment of a standardized methodology for pig burn model
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烧伤会导致严重的皮肤损伤并引发复杂的并发症。当前治疗方法仅能提供有限的缓解,因此需要开发新的疗法,而这要求有合适的动物模型。猪模型因其皮肤与人类皮肤的相似性而被广泛使用,但目前缺乏建立这些模型的标准化方法,这阻碍了研究的可比性和评估。研究人员团队总结了开发猪烧
烧伤会导致严重的皮肤损伤并引发复杂的并发症。当前治疗方法仅能提供有限的缓解,因此需要开发新的疗法,而这要求有合适的动物模型。猪模型因其皮肤与人类皮肤的相似性而被广泛使用,但目前缺乏建立这些模型的标准化方法,这阻碍了研究的可比性和评估。研究人员团队总结了开发猪烧伤模型的具体流程,详细描述了从设计到建立的关键步骤,并为潜在问题提供了解决方案。利用本综述,研究人员致力于为研究人员在设计并实施动物烧伤模型时提供精确指导。
**论文解读**
**研究背景**
世界卫生组织估计,每年因烧伤和烫伤导致的死亡超过18万例。烧伤在日常生活中常见,可引起持续性出血、伤口延迟愈合、感染风险增加和瘢痕形成,严重时甚至导致局部皮肤坏死,需植皮治疗。研究烧伤后的病理生理变化及评估不同治疗手段至关重要,但由于伦理限制,使用动物模型成为常见的临床前研究方法。猪因其皮肤解剖结构与人类高度相似,尤其是在表皮、真皮厚度及含有真皮乳头(dermal papillae)方面,优于小鼠、大鼠、兔等小型模型。然而,现有猪烧伤模型缺乏统一的标准化方法,导致不同研究间结果难以比较,阻碍了临床转化。因此,开展这项研究旨在系统梳理建立猪烧伤模型的关键步骤,提供可操作指南,以提高研究的可比性和可靠性。
**主要技术方法**
研究人员通过PubMed和Web of Science数据库检索2022年7月1日至2025年7月1日间发表的相关文献。检索词包括猪(pigs)、猪的(porcine)、烧伤(burns)、烧伤治疗(burn treatment)、猪皮肤模型(porcine skin model)、皮肤损伤(skin injury)、伤口愈合(wound healing)及其相关关键词。由两名资深外科研究人员独立进行文献初筛、二次筛选和数据提取,存在分歧时由第三名研究人员仲裁。严格遵循预设的纳入与排除标准。纳入标准为同行评审的原始研究、系统综述和荟萃分析,重点关注猪烧伤模型的建立、应用或评估;排除编辑评论、会议摘要及重复数据等。最终构建了涵盖猪品种选择、术前准备、麻醉、烧伤诱导、术后护理及观察指标的综述框架。
**研究结果**
**1. 猪的选择与饲养**
研究人员通过分析文献,明确了猪品种、性别、体重和数量的选择依据。约克夏猪(Yorkshire pig)因皮肤色素少、伤口愈合过程接近人类,适用于伤口愈合研究;杜洛克猪(Duroc pig)因易形成肥厚性瘢痕和收缩性伤口,适用于瘢痕形成研究。迷你猪(如哥廷根、巴马、尤卡坦等)因管理方便、成本低,适于长时间实验。在性别选择上,雌猪因性情温顺更常用,但去势公猪(barrows)可减少性激素对炎症和愈合的混杂效应。体重通常为20~40 kg(迷你猪10~20 kg),年龄2~4个月为最佳,此时皮肤组织发育成熟、真皮层和皮下脂肪较薄,更接近人类皮肤。模型猪数量一般为3~10头,数量越少则每头猪的伤口数越多,需注意伤口间避免交叉干扰。饲养环境需保持在无菌、无病原条件下,湿度40%~65%,温度20°C~30°C,12小时光照周期,适应期3~14天,术前禁食6~24小时。
**2. 术前准备与麻醉镇静**
研究人员总结出术前准备需包括手术室消毒、操作台铺设无菌纱布和吸水垫、使用循环水毯防止动物低体温;手术器械、麻醉药(如替来他明/唑拉西泮/氯胺酮/赛拉嗪、氯胺酮、咪达唑仑、3%戊巴比妥钠0.2 mL/kg、阿托品等)需放置到位。麻醉常用肌注预麻醉混合液(氯胺酮20 mg/kg、赛拉嗪2.2 mg/kg、乙酰丙嗪0.1 mg/kg、阿托品0.02 mg/kg),术中通过气管插管吸入0.5%~5%异氟烷维持麻醉。持续监测心率、血压、血氧饱和度、脉搏、呼气末二氧化碳、呼吸频率和体温。术前镇痛用丁丙诺啡(0.01~0.05 mg/kg)或芬太尼透皮贴(50 μg/h)等。毛发去除使用电推剪或脱毛膏,确保彻底;伤口部位用碘伏、酒精或2%氯已定葡萄糖酸盐清洗消毒;模型猪需固定于统一位置以保证烧伤深度的一致性。
**3. 烧伤建模方法**
研究人员比较了两种主要方法:热水烫伤法和热金属烫伤法。热水烫伤法通过将热源(如装满热水的玻璃瓶或定制装置)与皮肤接触,温度约95°C~100°C,时间5~25秒,可产生I~III度烧伤。该方法使热水均匀覆盖不规则皮肤表面,但控制温度和压力一致性较差。热金属烫伤法(80%以上文献采用)使用铝、铜或不锈钢金属块,加热至80°C~300°C,接触皮肤10~60秒,可获得深II度或III度烧伤。该方法操作简便、安全性高,但烧伤深度因金属导热性、压力、面积等差异而不均匀。水与金属的比热容差异导致:相同温度下,水储存的热能更高,因此热水烫伤在更短时间和更低温度下即可达到同等烧伤程度;且循环热水引起的瘢痕更深、伤口更严重。伤口大小通常为2.01 cm2~103.23 cm2,数量2~30个,多数研究将总烧伤体表面积(TBSA)控制在30%以下。伤口多位于猪背部脊柱两侧,需保持足够间距以防交叉干扰。
**4. 术后护理**
研究人员指出,术后伤口敷料通常先用研究用敷料、药物、水凝胶或移植物覆盖,再覆以无菌不粘纱布吸收渗出物;深II度伤口可用石蜡纱布联合水凝胶,浅表伤口可直接用非抗菌敷料。弹性绷带或动物压缩衣用于固定。换药频率多为每周一次或根据需要增加,如每2天一次。清创术可于建模后立即、第3天或第7天进行,也可行非手术清创(如用0.1%氯已定葡萄糖酸盐溶液擦洗)。术后镇痛用丁丙诺啡、美洛昔康、对乙酰氨基酚或芬太尼贴片;疼痛评估采用改良格拉斯哥疼痛量表,至少每12小时一次,持续3~4天,评分≥5时给予紧急镇痛。术后需提供高营养饮食,监测生命体征,注意低体温时加盖毯子。实验结束后采用人道主义安乐死,常用方法为静脉注射戊巴比妥钠(100~120 mg/kg)或Fatal Plus(100 mg/kg),确认心跳和自主呼吸停止后,将尸体冷冻无害化处理。
**5. 观察节点与指标**
伤口愈合时间是验证模型保真度和评价干预效果的核心终点。研究人员通过汇总文献,按烧伤方法、面积和严重程度分类给出了愈合时间(表4),例如未处理的杜洛克猪III度烧伤(103.23 cm2)愈合时间43天;使用抗氧化凝胶的约克夏猪II度烧伤(7.07~12.57 cm2)愈合21天。其他观察指标包括:伤口收缩(通过成像设备测量)、血运重建(高分辨率激光对比成像)、瘢痕肥厚(3D成像)、皮肤色素沉着(Fontana Masson染色后计算机图像分析)。烧伤深度通过皮肤附属器(毛囊、皮脂腺)损伤程度判断;附属器越多,表明无瘢痕再生可能性越大。细菌感染定量通过组织匀浆后菌落计数。活检标本通常于术后当天及每两周采集,直径3~14 mm(常用6 mm),可进行苏木精-伊红(H&E)染色、Masson三色染色、ELISA检测炎症介质(IL-6、IL-8、TNF-α等)。研究人员强调,应尽量由同一专业人员评估指标以减少人员差异导致的偏倚。
**讨论与总结**
研究人员讨论了猪烧伤模型存在的异质性和偏倚问题。第一,缺乏盲法:多数研究在伤口评估时未实施盲法,易引入主观偏倚,未来应使用独立盲法评估者。第二,烧伤深度定义和测量缺乏标准化,建议纳入组织学、激光多普勒成像或超声等客观方法。第三,麻醉方案异质性强,应统一药物组合和维持策略。此外,临床现实与实验条件存在差异:患者常伴感染和休克,而SPF设施中动物模型很少经历这些情况,未来应通过可控感染(如定量病原接种)或模拟休克(如血流动力学调节)建立复杂损伤模型,以提高临床相关性。猪烧伤模型为外科研究人员理解烧伤病理生理和开发展新治疗策略提供了重要平台,但还需进一步研究以验证发现并推动临床应用。
**结论翻译**
本叙述性综述概述了建立猪皮肤烧伤模型的关键程序步骤,包括猪的选择、术前准备、麻醉、烧伤诱导和术后护理。尽管本综述的描述性和非系统性特点无法就这些模型的确切临床适用性得出确切结论,但它为模型建立提供了一个全面的框架。该框架可作为外科研究人员设计稳健的临床前实验的有价值指南,并具有弥合基础研究与临床应用之间差距的巨大潜力。