烫伤感染动物模型
一、烫伤感染模型的定义与分类
1. 定义
烫伤感染模型是一种复合型动物模型,通过人为制造烫伤创面并接种病原菌,模拟临床烫伤后创面感染的病理过程。其核心目标是研究感染机制、评估抗感染药物及创面愈合策略。
烫伤基础定义:由无火焰高温液体(沸水、热油)、固体(热金属)或蒸汽导致的组织损伤,破坏皮肤屏障功能,增加病原体定植风险。
2. 分类依据
根据感染发生方式分为两类:
自发感染模型:烫伤后不主动接种病原菌,依赖环境微生物自然定植,模拟临床继发感染。
外源性感染模型:烫伤后立即接种特定病原菌(如金黄色pu萄球菌、铜绿假单胞菌),可控性强,用于机制研究。
烫伤深度分级(基于组织损伤程度):
分级 | 病理特征 | 临床意义 |
---|---|---|
Ⅰ度 | 表皮红肿、疼痛,无水疱 | 轻微损伤,自愈快 |
浅Ⅱ度 | 表皮全层坏死,水疱形成,真皮浅层炎症 | 易感染,愈合时间中等 |
深Ⅱ度 | 真皮深层坏死,痛觉迟钝,基底苍白 | 高感染风险,易留瘢痕 |
Ⅲ度 | 全层皮肤坏死,呈蜡白/碳化,干燥无弹性 | 需植皮,感染并发症率高 |
Ⅳ度 | 深达肌肉/骨骼 | 罕见,多合并全身性感染 |
注:分级标准参考三度四分法。 |
二、动物模型选择与构建方法
1. 常用实验动物及特点
动物 | 优势 | 局限性 | 适用场景 |
---|---|---|---|
小鼠 | 成本低、易操作、遗传背景清晰 | 皮肤薄,与人类差异较大 | 大规模药物筛选、机制初探 |
大鼠 | 体型适中,适合复杂操作(如休克复苏) | 皮肤结构与人类仍存差异 | 感染动力学、全身炎症反应研究 |
猪 | 皮肤结构(厚度、毛囊、代谢)与人类高度相似 | 成本高、饲养复杂 | 临床前治疗策略验证 |
兔/豚鼠 | 皮肤较厚,适用于深度烫伤模型 | 免疫反应差异需谨慎解读 | 创面修复与瘢痕形成研究 |
2. 模型构建的核心步骤
(1)烫伤创面制备
方法选择:
热水烫伤法:动物脱毛麻醉后,背部浸入恒温水浴(温度/时间因动物而异):
大鼠:92℃水浸18秒 → Ⅲ度烫伤;100℃砝码压5秒 → 浅Ⅱ度。
小鼠:80℃水浸20秒 → Ⅲ度;55℃水浸20秒 → Ⅱ度。
热金属接触法:铜块/电烙铁预加热至80–100℃,垂直按压皮肤(时间控制深度)。
深度验证:48小时后组织学检查(HE染色),确认真皮坏死程度。
(2)病原菌接种
菌种选择:临床常见病原体如金黄色pu萄球菌(ATCC 25923)、铜绿假单胞菌。
接种方法:
刮擦法:创面轻微刮擦后滴注菌液(20μl,浓度1×10⁶–1×10⁸ CFU/mL)。
直接涂布:均匀涂布菌液于创面(大鼠:1ml菌液)。
优化浓度:小鼠模型验证显示1×10⁸ CFU/mL为最佳感染浓度(显著延迟愈合,P<0.01)。
(3)感染维持与监控
单笼饲养避免交叉感染,自由饮水饮食。
定期检测痂下细菌载量(>1×10⁵ CFU/g组织提示感染成立)。
三、烫伤感染动物模型评估指标
1. 感染特异性指标
细菌载量:
痂下组织定量培养(CFU/g)。
内脏(肝、肾、肺)细菌定植评估全身播散。
炎症反应:
局部:HE染色观察中性粒细胞/单核细胞浸润;ELISA检测创面促炎因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)↑ 和抗炎因子(IL-10)↓。
全身:血清HMGB-1(损伤相关分子)、透明质酸↑,纤维连接蛋白↓。
2. 创面愈合指标
愈合时间:感染组愈合时间显著延长(小鼠:15.92±0.34天 → 21±0.95天)。
组织病理学:
光镜观察上皮再生、胶原排列、肉芽形成。
IHC染色检测凋亡标志物(如cC3上调)。
3. 全身并发症指标
死亡率:感染组5天存活率降至40%(对照组100%)。
血常规:白细胞总数↑(尤其粒细胞/单核细胞)