小型猪腹壁拉链模型制备及其效果评价体系的建立

来源 :第二军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vickyvictorias
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小型猪作为一种实验动物,同人类在解剖学、生理学等方面极其相似,是进行人类疾病研究的一种良好模型动物,在医学研究中的应用越来越受到重视。研究中通常以小型猪为对象开展各种手术操作,如腹腔脏器(胃、胆囊、肝脏、肠等)的切除术、吻合术、摘取不同脏器组织进行病理学观察等。部分实验的开展需要反复打开动物腹腔进行操作,再以传统的有创的皮肤闭合方法如丝线等缝合创面;这种反复的开关腹腔手术,需要对创面反复施行拆线和缝合操作,这不但会引起动物疼痛,而且也容易引起感染,死亡率高,对动物造成极大伤害,不利于科研实验的开展,而影响到科研结果的准确性和可信度;同时,动物的使用数量多、利用率低,也违背了实验动物的福利原则。   基于以上原因,本研究以小型猪为实验动物,将实验动物中心自行研制的可应用于动物体的生物拉链通过反复的外科手术条件和方案的优化探索,最终成功的将生物拉链固定于小型猪体表,并有效的维持了7周左右的时间,完成了小型猪腹壁拉链动物模型的制备。应用小型猪腹壁拉链动物模型可以更为高效地开展科研实验,并能有效的减少实验动物的痛苦,极大地减少了实验动物的使用数量,显著地减少了医学研究的实验成本,明显地提高了实验动物福利;本模型的有效使用时间为7周左右,完全可以满足常规医学实验的要求。   为了能够进一步推广该模型在医学研究中的应用,本研究对于小型猪腹壁拉链动物模型的生物学特性进行了深入地研究,以期能为专业人员开展相关实验奠定数据基础。课题组对于小型猪腹壁拉链模型建立前(0d)和建立后1d、3d、7d、14d、21d、35d、49d、56d的体征生理数据、血液生理生化指标和尿液常规指标进行了动态监控。实验结果显示,小型猪腹壁拉链动物模型的体征生理学指标在模型建立前后无显著变化,血液生理生化和尿液常规检测的个别指标在模型制备1—3天会有小幅波动,至7天后全部恢复正常,并可有效维持7周左右的时间,完全可以应用于医学研究相关实验。   目前国内外还没有评价小型猪腹壁拉链模型的评价体系,建立一个相关模型的评价体系很有必要,本研究首先依据德尔菲法进行专家调研,通过反复的意见征询和分析,确立了用于评价模型制备效果的各项指标;接下来应用层次分析法对于各项指标进行分解,逐层细化,将评价指标划分为6个一级指标,每个一级指标又下设若干二级指标,最终达到指标全面系统,分布合理的目的,再结合专家调研意见,依据各指标重要性的不同赋予其相应权重系数;最后,结合专家调研意见,根据评价指标的划分层次和权重系数应用加权平均算法建立小型猪腹壁拉链动物模型制备效果评价体系。该评价体系具有指标划分细致科学,评价结果科学、准确、区分度高的特点,应用本评价体系的专业人员对于该评价体系给予了较高的评价,认为该体系具有极强的易用性和较高的科学性,并建议我们在行业领域内进行深入的推广。小型猪腹壁拉链动物模型制备效果评价体系的建立为行业内的工作人员提供了科学、便捷的评价工具,为小型猪腹壁拉链动物模型的推广应用提供了软件保障。   研究内容:   1.小型猪用生物拉链的生物相容性检测   利用离体细胞毒性实验和动物在体实验对研制的生物拉链进行生物相容性检测,保证实际应用的安全性,检测结果表明小型猪腹壁拉链安全无毒,具有良好的相容性。   2.小型猪腹壁拉链模型的建立   以小型猪为实验对象将自发研制的生物拉链通过外科手术的方法安装在其侧腹部,建立小型猪腹壁拉链模型,该模型的应用价值在于既维护了动物福利,又方便了科研工作的开展,效率得以提高。   3.小型猪腹壁拉链模型生物学特性研究   建立小型猪腹壁拉链模型后持续观察小型猪体征变化(包括呼吸频率、体温、心率、血压)、血液生理生化指标和尿液常规指标的变化,收集小型猪腹壁拉链模型体征生物学数据,各项数据表明建模后7—49天模型的各项数据均正常,为以后的相关研究提供参考。   4.小型猪腹壁拉链模型制备效果评价体系的建立   根据小型猪腹壁拉链模型的应用范围,其效果应从模型的可靠性、时效性、易操作性和经济性等几个方面进行综合评价,并遵循科学性、客观性、可比性、可操作性原则建立小型猪腹壁拉链模型制备效果综合评价指标体系。   实验方法:   1.小型猪用生物拉链的生物相容性测试   1)用CCK—8检测不同浓度生物拉链浸提液对L—929细胞增殖率的影响,根据细胞相对增殖率换算毒级,判定有无毒性;   2)用皮肤急性毒性实验,检测生物拉链对小型猪皮肤有无毒性;   3)用皮肤刺激实验,检测生物拉链对小型猪皮肤有无刺激性;   4)用皮肤致敏实验,检测生物拉链对小型猪皮肤有无致敏性。   2.建立小型猪腹壁拉链动物模型   采用外科手术方法将生物拉链固定在小型猪侧腹部,建立小型猪腹壁拉链。手术顺序为:术前准备—麻醉保定—备皮消毒—切开腹壁—固定拉链—关闭拉链。   3.小型猪腹壁拉链生物学特性研究   于小型猪腹壁拉链模型建立前(0d)、建立后1d、3d、7d、14d、21d、35d、49d、56d将小型猪固定、待其安静后,测定其呼吸频率、体温和心率,并用动物血压仪测定其血压,用全自动血细胞分析仪和全自动血液生化仪对血液生理指标和生化指标进行分析,用尿液分析仪测定尿液常规指标。   4.小型猪腹壁拉链动物模型评价体系的建立   通过文献查阅与专家咨询,初步收集小型猪腹壁拉链模型制备效果的调研指标,利用德尔菲法和层次分析,结合专家咨询意见,进一步确定指标及指标权重值,运用人类疾病动物模型评价指标体系软件EISAMHD.SMMU1.0,建立小型猪腹壁拉链模型制备效果综合评价指标体系。   5.实验结果分析处理   数值以(X)±s表示,两组均数的比较采用两独立样本的t检验。P<0.05为有统计学意义。   实验结果:   1.小型猪腹壁拉链生物相容性检测   1)通过CCK—8检测,第2、4、7天各浓度实验组之间无明显差异(P>0.05),在相同时间点各浓度实验组与阴性对照组各组之间无显著性差异(P>0.05),阴性对照组、各浓度实验组与阳性对照组有显著性差异(P<0.01),在第2、4、7天细胞相对增殖率均为90%以上,细胞毒性为0~1级,符合生物材料的医用标准。   显微镜观察细胞生长情况:实验组、阴性对照组在2、4、7天,排列密集,可见处于各分裂期细胞,细胞形态方面未见明显差异,细胞增殖良好,正常细胞、死细胞和凋亡细胞各组未见明显差异;阳性对照组可见形态异常细胞及大量死亡细胞,细胞形态方面与实验组、阴性对照组差异明显。   2)通过皮肤急性毒性实验、刺激实验和致敏实验,表明生物拉链对小型猪皮肤无毒、无刺激性和无致敏性。   2.小型猪腹壁拉链模型的制备   12头巴马小型猪术后无死亡,生物拉链无脱落,模型制备成功。小型猪在腹壁拉链模型建立后的1~3天精神萎靡,摄食和饮水下降,之后逐渐恢复,至7天后基本达到正常:模型建立后49天,未见生物拉链固定处出现感染,但56天时可以观察到固定生物拉链皮肤处出现轻微炎性症状,并有黄色的渗出性体液和炎性分泌物由生物拉链引流孔中流出。   3.小型猪腹壁拉链动物模型生物学特性的研究   实验生理指标检测方面,小型猪腹壁拉链模型的血压(BP)、心率(HR)、体温(T)和呼吸频率(RR)与模型建立前相比无显著性差异。   血液生理指标检测结果表明,红细胞计数(RBC)、血红蛋白(Hb)、血小板计数(PLT)和嗜酸性粒细胞(EOS)同实验前相比无显著性差异,而白细胞计数(WBC)在模型建立后1d和3d出现轻微升高,7d恢复至正常。此外,模型建立后56d,白细胞计数(WBC)再次轻微升高,较正常对照异显著,实验显示,血液中的总蛋白、钠、钾、氯在实验前后无显著变化,但模型建立后1d和3d血液中的总胆固醇、甘油三酯出现轻微浮动,随之7d后又恢复至正常水平。尿液常规指标检测方面,模型建立前后尿液中葡萄糖(Glu)、尿蛋白(Pro)、胆红素(BIL)、白细胞(LEU)、红细胞(BLD)、亚硝酸盐(Nit)均为阴性,且尿液的酸碱度和比重也无显著变化。实验结果表明:小型猪腹壁拉链模型建立后7~49天,体征指标、血液生理生化指标和尿常规指标均正常,可以用于常规科研实验。   4.小型猪腹壁拉链模型制备效果评价体系建立的结果   将制备小型猪腹壁拉链模型24个调研指标作为评价模型的重要组成部分,通过德尔菲法和层次分析法确立了体系指标和各指标权重,运用平均加权算法对于模型制备效果进行评价。通过实证研究,发现本评价体系的算法结果准确,便于科研人员使用;同时又证实了本研究中模型制备效果评价分值较高,说明制备效果较好。   研究结论:   1.离体细胞毒性实验和在体动物实验均表明小型猪腹壁拉链具有良好生物相容性,生物学特性稳定。   2.通过外科手术,建立小型猪腹壁拉链模型并对模型的生物特性研究,表明建模后7—49天模型动物的体征指标、血液生理生化指标和尿液常规指标均正常,可以用于常规科研实验。   3.成功建立小型猪腹壁拉链模型制备效果评价体系,本系统操作便捷,计算结果准确,便于科研人员使用,同时证实小型猪腹壁拉链模型制备效果较好。
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