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A new in vivo model using a dorsal skinfold chamber to investigate microcirculation and angiogenesis in diabetic wounds.

Authors
  • Langer, Stefan1
  • Beescho, Christian1
  • Ring, Andrej2
  • Dorfmann, Olivia1
  • Steinau, Hans Ulrich3
  • Spindler, Nick1
  • 1 Department of Plastic, Esthetic and Special Hand Surgery, University Hospital Leipzig, Germany. , (Germany)
  • 2 Department of Plastic Surgery and Severe Burns, University Hospital Bergmannsheil, Ruhr University Bochum, Germany. , (Germany)
  • 3 Department of Trauma, University Hospital Essen, Germany. , (Germany)
Type
Published Article
Journal
GMS Interdisciplinary plastic and reconstructive surgery DGPW
Publication Date
Jan 01, 2016
Volume
5
Identifiers
DOI: 10.3205/iprs000088
PMID: 26955508
Source
Medline
Keywords
License
Unknown

Abstract

Einleitung: Diabetes Mellitus beschreibt die Dysregulation des Glukosemetabolismus auf Grund von pathologischer Insulin-Sekretion, reduzierter Insulin-Effizienz oder beidem. Es ist hinreichend bekannt, dass Patienten mit einem Diabetes mellitus an verlängerter Wundheilung leiden, da die Weichteilangiogenese hierdurch massiv beeinflusst wird. Bis zum jetzigen Zeitpunkt ist kein befriedigendes in vivo murine Modell etabliert, um die Dynamik der Angiogenese während einer diabetischen Wundheilung zu untersuchen. Um die pathophysiologischen Abläufe des Diabetes und seinen Einfluss auf die Angiogenese besser verstehen zu können, wurde ein neues in vivo murine Modell entwickelt bei welchem mittels einer Hautkammer die Veränderungen bei Mäusen sichtbar gemacht werden.Material und Methoden: Diabetische Mäuse (db; BKS.Cg-m+/+Leprdb/J), Wildtyp Mäuse (dock7Leprdb+/+m) sowie BALB/c Labormäuse wurden hierzu untersucht. Diese wurden in Einzelkäfigen gehalten mit selbstständigem Futterzugang in einem 12-stündigen Tag- und Nachtrhythmus. Muskelläsionen von 2 mm Durchmesser wurden im Zentrum des Hautkammerfensters gesetzt. Hierauf hin wurde die Wundheilung über einen Zeitraum von 22 Tagen verfolgt. Wichtige analytische Daten wie Gefäßdurchmesser, Fließgeschwindgkeit, Gefäßpermeabilität sowie das Kapillar-Leck von Muskelkapillaren sowie post-kapilläre Venolen konnten hierbei erhoben werden. Schlüsselparameter waren die functional capillary density (FCD) und die angiogenesis positive areas (APA).Ergebnisse: Wir haben ein Wundmodell etabliert, welches hoch aufgelöste in vivo Aufnahmen der funktionellen Angiogenese der diabetischen Wunde ermöglicht. Wie angenommen zeigten die db Mäuse eine gestörte Wundheilung (22. Tag) verglichen mit den Wunden einer BALB/c oder WT Maus (15. Tag). FCD war über den gesamten Verlauf bei den diabetischen Mäusen niedriger als bei WT oder BALB/c. Die Dynamik der Angiogenese nahm bei diabetischen Mäusen ab, was der niedrige APA Level widerspiegelt. Signifikante Variationen im Hautaufbau wurden beobachtet, mit der stärksten Hautdicke in der diabetischen Maus. Viel mehr noch änderte sich der Dermis-Subkutan Ratio zu Gunsten des subkutanen Gewebes im Gegensatz zu WT oder BALB/c Mäusen.Zusammenfassung: Unter Verwendung des beschriebenen Hautkammer-Modells konnten die mikroangiopathischen Veränderungen, welche essentiell für das Verständnis der Patholphysiologie der veränderten Wundheilung sind, untersucht und quantifiziert werden. Untersuchungen der Mikrozirkulation konnten die Unterschiede der Perfusion von gesundem zu erkranktem Gewebe darstellen. Mittels unseres Hautkammer-Modells konnten wir die Wundheilung in diabetischen Mäusen darstellen. Des Weiteren konnten objektive Analysen zu Durchblutung der Wundränder erhoben und mit Parametern von gesunden Individuen verglichen werden. Unser Hautkammermodell ist daher gut zur Untermauerung verschiedenster therapeutischer Ansätze geeignet.

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