CN109994031A - 一种新型研究皮肤伤口愈合的动物模型装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物实验装置技术领域，尤其涉及一种新型研究皮肤伤口愈合的小动物模型装置，其特征在于：设有顶盖和药物容器，所述顶盖设有内管和盖板，内管直径小于盖板，且内管一端设在盖板下表面上，与盖板连接成一体，盖板上设有透气孔，透气孔位于内管内径范围；所述药物容器从上往下依次设有共用一个内径的连接管、管壁、带孔翼和底部，管壁直径与底部直径相同，连接管直径小于带孔翼直径，连接管直径大于管壁或底部的直径；所述带孔翼上设有进针孔，用以穿过缝针所用；使用时顶盖内管插入连接管中，内管外壁与连接管内壁紧密贴合。本发明结构简单，方便直观观察和研究。

Description

一种新型研究皮肤伤口愈合的动物模型装置

技术领域

本发明属于生物实验装置技术领域，尤其涉及一种新型研究皮肤伤口愈合的小动物模型装置。

背景技术

因创伤、肿瘤切除等导致的颌面部及全身皮肤软组织缺损发病率逐年增加，造成了一定的经济、社会和公共卫生负担。在研究难愈性皮肤伤口愈合机制及推动相关医学科学发展的过程中，必不可少得利用实验动物。由于人和动物之间存在结构和生理上的差异，临床前研究数据可能因为动物模型的选择而产生巨大的变化，所以临床前实验动物的选择和模型的建立至关重要。

目前伤口愈合的临床前模型主要是老鼠夹板固定模型。这种方法操作简单，在一定程度上模拟了人类皮肤伤口再上皮化愈合机制。但是也存在以下几个问题：1.夹板固定材料容易脱落和移动；2.不能完全排除收缩力对伤口愈合的影响，降低实验结果的可信度；3.没有对伤口创面进行保护；4.不适用具有一定流动性，局部外用凝胶状药物的研究。

因此，建立可靠、准确的皮肤伤口愈合的动物模型，并在此模型基础上进行皮肤损伤修复及重建的实验研究极为必要。

在建立皮肤伤口模型时存在着许多的难题和技术问题，人和动物皮肤之间存在结构和生理上的差异，皮肤伤口愈合机制不完全相同，小动物（如：老鼠）皮肤比较松弛，皮肤伤口愈合以收缩为主，而人的皮肤伤口愈合以再上皮化为主。且小动物活动能力比较强，不易控制，容易对皮肤伤口创面及敷料进行抓咬、撕扯（图8），影响伤口的正常愈合，影响实验结果的准确性。小动物的垫料等容易粘在伤口创面（如图7），容易造成不必要的感染，影响伤口愈合。并且小动物有伤口自收缩能力（如图9），是老鼠皮肤愈合的主要方式，而人的皮肤是没有自收缩能力。并对于装入具有一定流动性，局部外用药物（如：凝胶类）研究，其需要能够持久的保留在伤口创面，目前的夹板固定模型存在明显不足的等等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种新型研究皮肤伤口愈合的小动物模型装置，结构简单，方便直观观察和研究，应用广泛（适用于不同剂型药物的研究：局部注射、局部外用等）；为了模拟人类的伤口，本发明中装置可以控制小鼠皮肤的收缩，为研究伤口愈合的再上皮化建立基础。

解决以上技术问题的本发明中的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：设有顶盖和药物容器，所述顶盖设有内管和盖板，内管直径小于盖板，且内管一端设在盖板下表面上，与盖板连接成一体，盖板上设有透气孔，透气孔位于内管内径范围；所述药物容器从上往下依次设有共用一个内径的连接管、管壁、带孔翼和底部，管壁直径与底部直径相同，连接管直径小于带孔翼直径，连接管直径大于管壁或底部的直径；所述带孔翼上设有进针孔，用以穿过缝针所用；使用时内管插入连接管中，内管外壁与连接管内壁紧密贴合。

所述顶盖上还设有盖柄，盖柄设在盖板侧面。顶盖是可以反复打开并再合上的，方便对药物容器部分（也就是伤口创面）进行观察。

所述模型装置还设有连接链，连接链一端与盖板侧面连接，一端与连接管外侧面连接，将顶盖与药物容器连接成一体。

所述装置（顶盖与药物容器合在一起）整体高度为4~15mm ，优化方案中装置整体高度10mm。此高度既保证了足够的加药空间，又能让各部件衔接良好。

所述带孔翼宽2~5mm，翼厚2~5mm ，优化方案中带孔翼宽3mm，翼厚3mm 。为防止小动物在活动过程中装置变形和翼的撕裂导致缝线与翼分离而影响装置固位。

所述带孔翼上均匀分布4~16个进针孔圆孔，优化方案中带孔翼上均匀分布为8个进针孔圆孔，所述进针孔圆孔直径为1mm。为方便针线穿过、节省操作时间。更好的解决装置在伤口创面的固位问题，将稍粗的缝线穿过孔翼之后，再穿入伤口创面的皮肤将其固定在小动物的皮肤上。

所述底部高0.5~4mm，优化方案中底部高2mm。

所述模型装置硬度70~100Pa，优化方案中硬度为85Pa 。

药物容管的硬度选择要适中，主要考虑以下两点：既要保证小动物活动过程中装置不变形，又要对皮肤和创面不造成影响。

所述管壁厚度为0.5~3mm ，优化方案中管壁厚度为1.5mm。结合装置硬度考虑了小动物的活动度和皮肤收缩力。管壁厚度设计结合装置硬度，主要考虑两点：管壁不宜太薄，足够的厚度可以保证在伤口收缩力及小动物活动过程中不易变形，从而排除实验外因素对实验结果的影响；同时管壁不宜太厚，太厚易导致伤口创面愈合难度增大。

所述顶盖均匀分布1~16个，优化方案中为4个。透气孔径为0.2~3mm，优化方案中透气孔径为1.0 x 1.0mm 。所述透气孔为圆形或方形，透气所用；优化方案中为方形孔。

本发明中药物容管内径的内径大小设计结合实验动物皮肤伤口自愈速度，尽量做到观察期内皮肤伤口不能完全自愈。主要考虑因素有两点：内径不能太小，内径太小伤口闭合过早，既不能保证足够的时间来观察创面愈合的进程，又不能直观地比较各实验组间的差异；同时内径不宜太大，影响实验动物的身体状态，导致伤口创面愈合难度增大，增加皮肤创面感染的概率。

底部位于带孔翼下方，从而保证每个皮肤伤口大小一致，增加实验组间可比性；完全排除收缩力对创面愈合的影响，最大程度的模拟人类皮肤伤口再上皮化的愈合机制，提高实验结果的可信度及可重复性，为临床实践提供更加可靠的临床前数据； 利用小动物皮肤张力及弹性特点，可以对装置起到一定的固位作用，又不完全影响伤口周围宿主细胞向伤口的募集； 防止装置内凝胶状药物从底部渗漏到伤口创面外，提高实验结果的准确性和可靠性。此部分高度要适中，太矮达不到以上目的，太高则会增加伤口愈合的难度。

顶盖保护伤口创面（如：防抓、咬等），保持装置内空气流通，防止污物（如：垫料等）掉入伤口创面影响大体观察和影响伤口愈合进程，防止装置内药物流出，便于时刻打开顶盖观察创面情况，可以简化操作流程、节省时间。

本发明中模型装置内药物具有一定流动性外用药研究（如凝胶类），这类药需要能够持久保持在伤口位置，不受动物活动、四肢抓挠、外界污物（垫料等）的影响。

本发明中模型装置用于小动物皮肤伤口模型的建立及后续伤口愈合的持续观察，以小动物为例，材质可为塑料类、硅胶类，无毒、无色、无味和半透明等。

实际操作中在小动物背部做与装置药物容管内径等大的全层皮肤伤口，随后将装置底部放入皮肤伤口内，小心地撑开皮肤伤口的边缘。随后用手术缝合线穿过装置的翼孔和伤口边缘的皮肤，将装置牢固的固定在背部皮肤上。当达到预先设定的观察时间点，麻醉小动物，揭开顶盖，垂直带孔翼拍摄创面，记录创面愈合大体观。缝合的作用为牢固的固定装置。

本发明装置应用于小动物皮肤伤口模型的建立及后续伤口愈合的持续观察。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明做更进一步详细说明：

图1为本发明中模型装置立体结构图

图2为本发明中模型装置侧面结构图

图3为本发明中模型装置俯面结构图

图4为本发明中模型装置侧面尺寸结构图

图5为本发明中模型装置（盖上顶盖）与创面结合图

图6为本发明中模型装置（打开顶盖）与创面结合图

图7 为本发明中垫料粘连小动物伤口图

图8 为本发明中小动物抓挠伤口图

图9为本发明中小动物伤口自收缩后图

图10为本发明中模型装置加药（凝胶类外用药）后效果图

图 11 为本发明中伤口愈合进程图

1．顶盖，2.连接链，3.药物容器，4.内管，5.盖板，6.盖柄，7.连接管，8.管壁，9.带孔翼，10.底部，11.进针孔，12.透气孔，13.伤口区，14.动物毛发，15.线

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明模型装置进行进一步说明：

实施例1

一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，设有顶盖和药物容器，所述顶盖设有内管和盖板，内管直径小于盖板，且内管一端设在盖板下表面上，与盖板连接成一体，盖板上设有透气孔，透气孔位于内管内径范围；所述药物容器从上往下依次设有共用一个内径的连接管、管壁、带孔翼和底部，管壁直径与底部直径相同，连接管直径小于带孔翼直径，连接管直径大于管壁或底部的直径；所述带孔翼上设有进针孔，用以穿过缝针所用；使用时内管插入连接管中，内管外壁与连接管内壁紧密贴合。

装置（顶盖与药物容器合在一起）整体高度为4或15mm此高度既保证了足够的加药空间，又能让各部件衔接良好。

带孔翼宽2或5mm，翼厚2或5mm。为防止小动物在活动过程中装置变形和翼的撕裂导致缝线与翼分离而影响装置固位。

带孔翼上均匀分布4或16个进针孔圆孔，进针孔圆孔直径为1mm。为方便针线穿过、节省操作时间。更好的解决装置在伤口创面的固位问题，将稍粗的缝线穿过孔翼之后，再穿入伤口创面的皮肤将其固定在小动物的皮肤上。

底部高0.5或4mm，模型装置硬度70或100Pa ，管壁厚度为0.5或3mm。

顶盖均匀分布透气孔1或16个，透气孔径为0.2或3mm ，透气孔为圆形。

准确性和可靠性高，排除老鼠收缩力对创面愈合影响，最大程度模拟人类皮肤伤口愈合再上皮化机制，为临床实践提供更加可靠的临床前数据。避免了因动物活动、抓挠等外界原因导致药物中途丢失而影响实验结果准确性。保护伤口创面，排除外界因素（抓挠、污物等）对伤口愈合的影响。

实施例2

一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，设有顶盖和药物容器，所述顶盖设有内管和盖板，内管直径小于盖板，且内管一端设在盖板下表面上，与盖板连接成一体，盖板上设有透气孔，透气孔位于内管内径范围；所述药物容器从上往下依次设有共用一个内径的连接管、管壁、带孔翼和底部，管壁直径与底部直径相同，连接管直径小于带孔翼直径，连接管直径大于管壁或底部的直径；所述带孔翼上设有进针孔，用以穿过缝针所用；使用时内管插入连接管中，内管外壁与连接管内壁紧密贴合；顶盖上还设有盖柄，盖柄设在盖板侧面。顶盖是可以反复打开并再合上的，方便对药物容器部分（也就是伤口创面）进行观察。模型装置还设有连接链，连接链一端与盖板侧面连接，一端与连接管外侧面连接，将顶盖与药物容器连接成一体。

装置（顶盖与药物容器合在一起）整体高度10mm。 带孔翼宽3mm，翼厚3mm 。带孔翼上均匀分布8个进针孔圆孔，所述进针孔圆孔直径为1mm。底部高2mm。模型装置硬度为85Pa 。

管壁厚度为1.5mm。 顶盖均匀分布透气孔为4个。透气孔径为1.0 x 1.0mm 。所述透气孔为方形孔。

实施例3

一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，设有顶盖和药物容器，所述顶盖设有内管和盖板，内管直径小于盖板，且内管一端设在盖板下表面上，与盖板连接成一体，盖板上设有透气孔，透气孔位于内管内径范围；所述药物容器从上往下依次设有共用一个内径的连接管、管壁、带孔翼和底部，管壁直径与底部直径相同，连接管直径小于带孔翼直径，连接管直径大于管壁或底部的直径；所述带孔翼上设有进针孔，用以穿过缝针所用；使用时内管插入连接管中，内管外壁与连接管内壁紧密贴合；顶盖上还设有盖柄，盖柄设在盖板侧面。顶盖是可以反复打开并再合上的，方便对药物容器部分（也就是伤口创面）进行观察。模型装置还设有连接链，连接链一端与盖板侧面连接，一端与连接管外侧面连接，将顶盖与药物容器连接成一体。

装置（顶盖与药物容器合在一起）整体高度8mm。

带孔翼宽4mm，翼厚4mm，带孔翼上均匀分布10个进针孔圆孔，进针孔圆孔直径为1mm。

底部高3mm，模型装置硬度90Pa，管壁厚度为2mm。

顶盖均匀分布透气孔10个，透气孔径为2mm，透气孔为方形，透气所用。

试验一

在小鼠背部做与装置药物容管内径等大的全层皮肤伤口，随后将装置底部放入皮肤伤口内，小心地撑开皮肤伤口的边缘。随后用手术缝合线穿过装置的翼孔和伤口边缘的皮肤，将装置牢固的固定在背部皮肤上。当达到预先设定的观察时间点，麻醉小鼠，揭开顶盖，垂直带孔翼拍摄创面，记录创面愈合大体观。

将本发明中装置缝在了小鼠的创面上，在药物容管中加入药物，可以看到周围有气泡，证明装置有效防止了具有流动性的药物的过快扩散（如图10）。

再持续对伤口愈合情况进行观察，如果如下（如图11）：

D0天：新鲜皮肤全层缺损伤口，例图中的伤口直径1.5cm。

D7天：伤口表面覆盖一层淡黄的假膜并可见散在痂壳，边缘伤口可见有少量新生皮肤组织长入。

D14天：伤口大部分愈合，新生皮肤组织长入约2/3，余未愈合伤口肉芽组织颜色正常，表面少量痂壳覆盖。

从以上可以看出，模型装置内药物在伤口创面保存率高，未见药物明显流出或中途丢失。且伤口创面愈合好，未见感染情况。装置具有效率高、操作方便，可随时打开顶盖观察伤口创面情况，提高药物在伤口创面的存留时间，减少动物活动、四肢抓挠等原因导致药物丢失而反复加药情况，同时还提高实验结果的准确性。且药物容管本身具有标尺的作用，减少每次拍摄需要摆放直尺作为参照的步骤，减少实验流程，节省时间，并且伤口愈合进程中组间对比更加直观。

使用时装置底部放入皮肤伤口内其目的：保证每个伤口大小一致，增加各实验组间可比性；完全排除皮肤伤口愈合过程中产生的收缩力对实验结果的影响，最大程度的模拟人类皮肤伤口再上皮化的愈合机制，提高实验结果的可信度及可重复性，为临床实践提供更加可靠的临床前数据；充分利用小动物皮肤张力及弹性特点，可以对装置起到一定的固位作用，又不完全影响伤口周围宿主细胞向伤口的募集；防止装置内凝胶状药物从底部渗漏到伤口创面外，提高实验结果的准确性和可靠性。

根据实验设计采用局部注射或者将药物置入装置中，盖上有孔的顶盖，完成操作。顶盖上均匀分布正方形透气小孔，顶盖的目的：保护伤口创面（如：防抓、咬等）；保持装置内空气流通；防止污物（如：垫料等）掉入伤口创面影响大体观察和影响伤口愈合进程；防止装置内药物流出；便于时刻打开顶盖观察创面情况，可以简化操作流程、节省时间。

另外，记录创面愈合大体观时。可垂直带状翼拍摄其目的：发挥带孔翼的标尺作用，既简化操作流程、节省操作时间又能保证准确性；发挥后续持续观察的相对对照作用，直观地观察创面愈合的进程和比较各实验组间的差异。

这里拍摄作用体现在使用过程中，打开顶盖，在不同时间点用相机记录伤口愈合情况，发挥带孔翼的标尺作用，便于伤口愈合面积前后对比。以前的操作是拍摄时旁边放置一把直尺，作为参照。

药物容管内径根据小动物不同而设置上有所不同，以下表格列举几种常用作研究伤口愈合的实验动物及它们相对应的装置内径大小。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点，上述实施例和说明书所描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都将落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：设有顶盖和药物容器，所述顶盖设有内管和盖板，内管直径小于盖板，且内管一端设在盖板下表面上，与盖板连接成一体，盖板上设有透气孔，透气孔位于内管内径范围；所述药物容器从上往下依次设有共用一个内径的连接管、管壁、带孔翼和底部，管壁直径与底部直径相同，连接管直径小于带孔翼直径，连接管直径大于管壁或底部的直径；所述带孔翼上设有进针孔，用以穿过缝针所用；使用时顶盖内管插入连接管中，内管外壁与连接管内壁紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述顶盖上还设有盖柄，盖柄设在盖板侧面。

3.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述模型装置还设有连接链，连接链一端与盖板侧面连接，一端与连接管外侧面连接，将顶盖与药物容器连接成一体。

4.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述装置整体高度为4~15mm ，优化方案中为装置整体高度10mm。

5.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述带孔翼宽2~5mm，翼厚2~5mm ，优化方案中带孔翼宽3mm，翼厚3mm 。

6.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述带孔翼上均匀分布4~16个进针孔圆孔，优化方案中带孔翼上均匀分布为8个进针孔圆孔，所述进针孔圆孔直径为1mm。

7.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述底部高0.5~4mm，优化方案中底部高2mm。

8.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述药物容管硬度70~100Pa，硬度为85Pa。

9.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述管壁厚度为0.5~3mm ，优化方案中管壁厚度为1.5mm。

10.根据权利要求1所述的一种新型研究皮肤伤口愈合动物模型的装置，其特征在于：所述顶盖均匀分布1~16个透气孔，优化方案中为4个；透气孔径为0.2~3mm，优化方案中透气孔径为1.0 x 1.0mm。