慢性皮膚潰瘍動物模型的研究進展?

徐 凝，吳閩楓，段彥娟

(1.上海中醫藥大學附屬岳陽中西醫結合醫院皮膚科，上海 200437；2.上海中醫藥大學附屬第七人民醫院皮膚科，上海 200137)

慢性皮膚潰瘍是中醫外科學的常見病、多發病，治療較為棘手，為臨床亟需攻克的難題。動物模型是進行病因病機和治療方法研究的重要工具，因此建立操作便捷、可控性強、符合臨床病理特征且創面愈合速度較慢的動物模型有助于開展醫學實驗研究。故對目前主要的慢性皮膚潰瘍模型進行分類歸納及綜述，以期為研究者選取慢性皮膚潰瘍動物模型提供參考。

1 全層皮膚切除模型

由于自發性潰瘍在實驗動物體表較難形成，且不易定量及標準化，故人為造成皮膚損傷是較為理想的選擇。全層皮膚切除是實驗研究中常用的造模方法，通常選取SD大鼠麻醉后在其背部脫毛區皮膚制備一處區域并標記，按印記范圍剪去全層皮膚及皮下結締組織，避開較大血管切開皮膚深至淺筋膜，造成缺損創面，之后每天1次用50%冰醋酸溶液涂抹創面，持續1周即可形成缺損性慢性皮膚潰瘍模型[1-2]。此外，也有學者在研究中使用Wistar大鼠或家兔，麻醉后在動物背部制備1個或多個皮膚缺損，深達皮下組織，模擬臨床無法自愈的皮膚潰瘍模型[3-4]。采用全層皮膚切除法雖能形成皮膚潰瘍動物模型，但由于實驗動物的自愈能力較強，從潰瘍形成至創面愈合的自然過程約14 d，因此存在創面愈合延遲現象不明顯的弊端，與人體慢性皮膚潰瘍差距仍然較大。

2 復合損傷潰瘍模型

復合損傷潰瘍模型是在全層皮膚切除模型的基礎上疊加處理條件，如細菌感染、激素干預、埋置異物等，能更好地體現慢性皮膚潰瘍創面發病機制的多因素特征。筆者現將以下幾種動物模型為例進行闡述。

2.1 皮膚缺損-細菌感染模型

現代醫學研究表明，影響創面愈合的局部因素主要是感染和血液循環，感染對組織的再生妨礙最大，細菌及毒素能引起組織壞死。局部血液循環障礙造成局部缺血缺氧和代謝障礙，導致創面經久不愈。而在實驗動物傷口內采用局部接種金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等造成感染傷口模型可以模擬傷口感染，用于研究生物膜的形成[5]。馬忠麗等[6]采用體質量200～250 g的豚鼠背部去毛后切開兩條長1 cm的傷口深達皮下，每個傷口內注入10億個金黃色葡萄球菌，2 d后傷口周圍出現紅、腫、觸痛，傷口表面有膿性分泌物則表明實驗性瘡瘍豚鼠造模成功。韓曉明等[7]用SD種大白鼠于背部劃一十字切口(1 cm×1cm)深達皮下，并于傷口注射金黃色葡萄球菌懸液1 ml(10億/ml)，棉簽蘸取少許化膿性鏈球菌涂布創面，2 d后實驗動物見食量減少,俯臥少動,傷口有膿性分泌物,傷口周圍出現紅、腫、熱、痛現象則提示造模成功。

皮膚缺損-細菌感染模型能夠模擬感染和局部血液循環障礙為主的一類皮膚潰瘍的基本病理狀態，但因其研究側重點局限于影響創面愈合的局部因素，故不能全面反映慢性皮膚潰瘍創面多因素發病機制的復雜性及慢性炎癥反應的特點。

2.2 皮膚缺損-激素干預模型

現代研究證明，過量應用糖皮質激素可抑制蛋白合成，誘發或加重感染使肌肉萎縮，傷口愈合遲緩[8]。可見糖皮質激素的抗炎抗增殖作用能夠造成傷口愈合障礙，這使其成為制作傷口愈合障礙模型的輔助藥物[9]。有研究者選取雄性SD大鼠以氯胺酮腹腔注射麻醉，腰椎正中偏上去毛，標記直徑為20 mm的圓形造模區域，沿標記線剪去皮膚和皮下組織，剪至筋膜層徹底止血，造模后創面局部多處肌注氫化可的松，造成難愈性創面模型[8、10-12]，模型組創面愈合時間較正常對照組明顯延長[11](P<0.01)，實驗結果提示創面愈合緩慢可能與TNF-α和IL-6過度高表達有關[12]。

糖皮質激素作為疊加處理條件，能夠有效延遲創面愈合時間，造成難愈性創面模型，且操作簡單、成模率高，無疑為該病慢性炎癥反應的病理研究創造了更為有利的條件。

2.3 皮膚缺損-埋置異物模型

實驗動物造成皮膚缺損后加異物埋置，在影響創面血液循環的同時，能夠通過持續的機械刺激在創面局部形成炎癥狀態進而影響創面愈合[13]。蔣鳳榮等[14]在SD大鼠背部埋入一個內徑1 cm硅膠管，深達肌筋膜深層形成潰瘍。也有研究者[15-18]選用健康SD大鼠和家兔，參照沈道修改良塑料肉芽腫定量法，將塑料環埋入剝離至筋膜的背部切口，將切口邊緣與塑料環縫合，實驗動物肌肉注射青霉素鉀鹽以防感染，制成慢性皮膚潰瘍模型。

皮膚缺損-埋置異物模型能夠利用外來的持續性機械刺激，在創面局部形成炎癥狀態而影響局部血液循環，從而達到創面難愈的目的。但模型制備時需確保異物埋置的穩定性，對固定縫合操作要求較高，且在創面局部造成慢性炎癥狀態的同時需謹慎防范創面感染，造模難度相對較大。

2.4 皮膚缺損-埋置異物-細菌感染模型

人為埋置異物使得皮膚缺損形成的潰瘍因局部微循環障礙和持續的機械性刺激而經久不愈。采用金黃葡萄球菌進行感染模型建立，使得觀察創面愈合延遲現象的同時，也能夠實現劑量調整模擬理想的慢性炎癥病理狀態。王樂平等[19-20]多次選用SD大鼠剪除背部全層皮膚后將消毒塑膠環埋入切口邊緣，并與皮膚縫合防止脫落，注入金黃色葡萄球菌液0.2 ml導致細菌感染，成功建立細菌感染模型。

該造模方法能夠達到創面周圍皮膚紅、腫、皮溫升高，創面有膿性分泌物，或膿性結痂、痂下積膿的潰瘍模型標準，且經久難愈。并能針對性地體現慢性皮膚潰瘍創面發病機制的多因素特征，但模型制備時需確保異物埋置的穩定性，對固定縫合操作要求較高。

2.5 皮膚缺損-細菌感染-激素干預模型

多位學者[21-23]將SD大鼠用水合氯醛腹腔注射麻醉后，剪去背部造模區域全層皮膚深達筋膜，并在筋膜下傷口處噴灑金黃色葡萄球菌，隨后肌注氫化可的松連續3 d，成功制備慢性難愈合創面模型。董建勛[24]等調整干預順序，將SD大鼠麻醉后肌肉注射氫化可的松，在大鼠背部造成深達皮下的傷口后，隨即在傷口周緣注入1 ml金黃色葡萄球菌液。其中采用皮膚缺損疊加細菌感染、激素干預的“復合因素”造模法，使多數大鼠表現出喜靜、體寒、創面分泌物清稀、體質虛弱、死亡率高等特征，符合中醫學 “陰證”證候特點。該動物模型操作簡易、可控性強，能較好地模擬中醫學的證型、證候特點，造模后大鼠的癥狀表現及愈合速度基本符合中醫學“陰證”的慢性皮膚潰瘍特征[13]。

2.6 糖尿病潰瘍模型

臨床上糖尿病性皮膚潰瘍是由于皮膚及血管長期處于高血糖環境，導致創面愈合遲緩。高血糖引起的炎癥介質釋放和氧化應激能夠導致末梢血管病變、神經損害、微循環障礙、局部感染等病理改變，成為潰瘍和/或組織深度破壞的基礎，且傷口的修復愈合能力差，導致糖尿病足潰瘍數量迅速上升，截肢率居高不下[25]。因此糖尿病潰瘍模型在創面愈合過程與特征研究中具有重要意義，也可用于各種局部用藥對慢性難愈合創面的促修復作用評價[26]。此類模型有2種復制方法，一是選用患有遺傳性糖尿病的大小鼠(db/db)人為造成皮膚缺損；二是先建立人工糖尿病動物模型，再造成皮膚缺損創面。張曉義等[27]采用健康大鼠實驗前禁食12 h，定量飲水，實驗當日按65 mg/kg劑量一次性腹腔注射經稀釋的鏈脲佐菌素。當動物隨機血糖升至16.7mmoL/L以上，并出現多尿、多飲、體質量下降，持續1周以上則于第2周使用鹽酸戊巴比妥鈉(100 mg/kg)腹腔注射麻醉，將大鼠腰背兩側皮膚脫毛消毒，作長1 cm、深達淺筋膜的縱形切口，每日50 %冰醋酸涂抹創面1次，持續1周制備成缺損性皮膚潰瘍大鼠模型。李媛等[28]根據大鼠體質量腹腔注射1%鏈脲佐菌素55 mg/kg，72 h后測量隨機非空腹血糖>16.7 mmol/L，即為糖尿病模型成模，未成模者每只補打20 mg/kg，成模2周后大鼠股部肌肉注射氫化可的松20 mg/kg，連續3 d后在麻醉后的大鼠背部標記4 cm×4cm的造模區域，剪去深達筋膜的全層皮膚，埋入直徑為2.5 cm的原型塑料環于大鼠潰瘍皮下，用手術線將其縫合固定造成所需模型。糖尿病鼠皮膚傷口模型的種類有急性與慢性之分，研究者大多采用急性傷口模擬臨床慢性皮膚潰瘍，即用手術刀、皮膚活檢打孔器在糖尿病鼠皮膚制備切開傷口[29]。

糖尿病潰瘍模型可以認為是復合損傷潰瘍模型下的一個特殊情況，是糖尿病動物和其他復合損傷模型的疊加效應產物分支。該模型造模操作相對簡單、重復性尚佳，且皮膚及血管長期處于高血糖環境的創面愈合過程與特征，在一定程度上實現了與人類糖尿病潰瘍的擬合，但其傷口愈合的復雜程度和臨床實際相比仍存在較大差距。值得注意的是，嚴重高血糖甚至傷口應激情況下可能導致實驗動物死亡，傷口愈合相關實驗僅可在實驗動物高血糖穩定狀態下進行，因此糖尿病鼠造模成功后應密切觀測、控制動物血糖。

3 結語

慢性皮膚潰瘍模型為治療藥物開發以及皮膚潰瘍創面愈合研究提供了一個可靠的工具，理想的動物模型應當能夠復制、還原人類慢性皮膚潰瘍的病理及愈合的整個過程。但由于動物和人類在皮膚組織的結構及免疫功能方面都存在巨大差異，降低了其模擬人類慢性皮膚潰瘍創面的可靠性。因此在眾多類型的慢性皮膚潰瘍動物模型中，結合自身的研究目的，選取合適的模型顯得尤為關鍵。全層皮膚切除模型與人類慢性皮膚潰瘍存在差距，因此臨床研究應用時應適當改進，疊加處理條件，充分體現慢性皮膚潰瘍創面多因素發病機制的復雜性及慢性炎癥反應的特點。在復合損傷潰瘍模型中，皮膚缺損-激素干預模型、皮膚缺損-埋置異物模型、皮膚缺損-埋置異物-細菌感染模型、皮膚缺損-細菌感染-激素干預模型，在實現創面愈合延遲的同時，通過不同處理因素疊加，尋求與人類慢性皮膚潰瘍的真實擬合，但造模操作要求較高。隨著中醫藥現代化研究的深入，單純類型的慢性皮膚潰瘍模型已經很難滿足需要，而皮膚缺損-細菌感染-激素干預模型在模擬皮損的基礎上，更好地模擬了臨床患者的整體狀態，這無疑更利于中醫藥辨證論治慢性皮膚潰瘍的研究。使得慢性皮膚潰瘍的動物實驗研究不拘泥于西醫以“病”來建立模型，真正實現了中醫學理論體系指導治療中的藥證統一。但由于慢性皮膚潰瘍創面多因素發病機制的復雜性以及創面本身存在感染的病理狀態與慢性炎癥反應等特點，本文列出的模型種類遠不能滿足需要，尚需探索建立更為豐富、貼近人體病理狀態的實驗動物模型，從而為慢性皮膚潰瘍基礎研究提供更多的選擇。