国内常用压疮动物造模方法的研究进展*

肖慧邵星②江智霞②熊宗梅刘欢聂麟鉴张欢

国内常用压疮动物造模方法的研究进展*

肖慧①邵星①②江智霞①②熊宗梅①刘欢①聂麟鉴①张欢①

压疮不仅是临床常见的并发症，更是护理学领域的重点难题。国内外许多研究者都对压疮进行了不同角度及层面的研究，由于道德伦理原因，动物实验研究成为了最适合且有效的研究方法。而动物模型的使用在现代生物医学的研究中是一个极为重要的实验方法和手段，从而出现了各种压疮造模方法。本文将从压疮模型的实验动物选择、施压部位、常用压疮模型以及压疮造模方法四个方面，比较目前国内常用压疮动物模型造模方法的优点与不足，以便能够为研究者进行压疮造模提供参考。

压疮；动物模型；施压装置

压疮又称压力性溃疡（Pressure Ulcer，PU），是由多种病因引发的体表慢性难愈合性创面。2007年，美国国家压疮指导专家组（National Pressure Ulcer Advisory Panel，NPUAP）对压疮的定义为：压疮是身体局部由于压力、剪切力和/或摩擦力的复合作用而导致的骨突处皮肤和/或皮下组织的局限性损伤[1]。易发生在骨隆突处，如骶尾部、坐骨结节、股骨大转子、足根部等[2]。多见于昏迷、瘫痪、卧床不起、体质衰弱、骨折后长期固定或卧床的患者。压疮的发生不仅给患者带来难以忍受的痛苦，降低其生活质量，增加患者及家属的经济负担，严重者甚至会增加患者死亡的风险，而且还会加重医务人员的工作负荷[3]。为了提高患者及照顾者的生活质量及健康质量，减少人力、物力和财力的消耗，为了更好地预防及治疗压疮，国内外许多研究者都对压疮进行了不同角度及层面的研究。但是由于伦理学的限制，关于人压疮的活体研究还处于“婴儿期”，以患者为研究对象的试验所获得的信息仍然相当匮乏[4]。因此，使用动物建立压疮模型成为了研究者们研究压疮最合适地选择。动物模型的研究不仅能有效模拟临床环境，而且能人为地控制多种影响因素，从而获得更接近临床实际情况的压疮模型[5]。而一个理想的动物模型的建立对实验研究的成功起着关键的作用。本文通过对压疮模型的实验动物选择、施压部位、常用压疮模型以及目前国内常用的压疮造模方法四个方面进行比较分析，以期能为研究者选择合适的实验工具或制模方法提供参考。

1 压疮模型实验动物的选择

通过查阅文献，笔者了解到目前常用于压疮实验的动物有大鼠、小鼠、豚鼠、猪、猴、狗、绵羊和兔等[5]。其中兔和狗的皮肤由于比较松弛，缺乏皮下组织，与人的皮肤在解剖和生理上有较大的差别，因此其研究结果限制了在临床中的实际应用；而猪的皮肤结构虽然与人相似，但价格高昂，体型大，不易于操作[5]。组织学资料表明，豚鼠背部的皮肤组织结构除多一层肉膜外，其余各层结构与人的皮肤基本一致（仅真皮中无汗腺），且背部皮肤各层血管网、表皮厚度与人体无显著差异，此外豚鼠成本相对低廉，且对刺激敏感、反应明显，常用于压疮模型制作[4，6]。根据相关文献报道，目前较为常见的实验动物模型多来自于大鼠、小鼠，而大鼠又常作为压疮造模的首选，其用于压疮模型制作，成本相对低廉，易于操作，可展开大样本的研究，已广泛应用于压疮的病因学、病理学、预防及治疗等方面的研究[5]。

2 施压部位

常用施压部位有坐骨结节、股骨转子、胫前区、双侧肩胛部位、膝关节近大腿处、背部正中线等。这些部位皮下组织丰富，接近人体组织结构，并且也是人体易发生压疮的部位。坐骨结节、股骨转子、胫前区、双侧肩胛部位、膝关节近大腿处由于受力不均，不利于实验装置固定，可能会导致实验结果有误差，而背部正中线面积较大，便于实验操作，故作为常用施压部位。

3 常用压疮模型

3.1 缺血损伤模型 相关文献[7]表明低压长时间压迫比高压短时间压迫对组织的损害更大，在9.33 kPa（70 mm Hg）的压力下组织持续受压2 h后即会引起细胞变形和缺血。该模型目前主要是将实验动物麻醉后固定于简易加压装置上，通过倒置于木板上的铁钉对实验动物受压部位施加压力，实验结果显示受压部位的皮肤出现不同程度的组织损害。该造模方法相对简单，多选用大鼠和小鼠作为实验动物，施压部位多位于大鼠下肢股骨转子和胫前区，成模率较高[5]。但是在我国，关于缺血损伤相关的文献还不是很多，造模也不是很成熟。

3.2 缺血—再灌注损伤模型 近年来，缺血—再灌注损伤模型已成为压疮动物模型的研究主流[7]。随着多器官缺血—再灌注损伤研究的深入，缺血—再灌注损伤已经被认为是压疮形成过程中最重要的致病因素之一。该方法提供压力的方式由过去单一的机械压迫转为磁力压迫、空气压缩机压迫以及计算机控制施压等多元途径，最常见为在实验动物背部皮下埋置磁片或铁片，体外采用磁铁间歇性施加压力以此形成组织缺血—再灌注损伤的模型。此方法成模时间较短，组织损伤明显，操作简单，而且更接近临床压疮形成的实际情况，已广泛应用于压疮的形成机制和预防治疗方面。

3.3 其他损伤模型 主要为细菌感染压疮模型，国内有报道将大鼠的背部皮肤划伤，然后在其局部涂抹金黄色葡萄球菌形成感染产生压疮[7]。这种压疮模型虽然在临床表现上与人体的压疮相似，但是不符合压疮的病因和形成机制，因此其不适用于临床压疮模型的实验研究。

4 目前国内常采用的压疮造模方法

通过查阅相关文献，笔者了解到目前国内的压疮研究者制备压疮动物模型的方法主要有机械压迫法、磁力压迫法、内置弹簧压迫法、水柱法和空气压缩机法5种。

4.1 机械压迫法 该方法由蔡福满等[8]研制出，实验对象为大鼠，整个实验装置由压力设备和电子天枰两部分构成。其中施压装置由固定支架、轴承、施压柱和托盘构成，电子天枰上有厚度为1 cm的泡沫垫，作为大鼠的床垫。根据不同的压强需要，放置不同重量的砝码，施加在大鼠大腿股薄肌的压强可通过压力公式计算得出。造模方法：将大鼠麻醉后，仰卧于设计好的简易加压装置；将铁钉的钉尖固定于木板上，其上可放置实验所需重量的物体；钉底放置于大鼠大腿骨隆突处，钉身用两个半圆形扣子扣于直立的木板上以保持铁钉垂直作用于皮，使得同一部位受压，避免了受压部位的施压时间和施压力量误差，但也有可能导致数据的不准确，影响实验的结果。其施压装置作用于受压部位的力，可以通过测量钉底面积计算，进而计算出木板上所放物体的重量，使受压处皮肤组织受到70 mm Hg的压强。据有关文献报告，在70 mm Hg压强下组织持续受压2 h以上即可导致细胞的不可逆损害。该方法虽然操作简单，但大鼠在整个实验过程中需要持续麻醉，出现反射消失、肌肉松弛，使大鼠对外在的刺激抵抗力下降，可能导致压疮更容易发生。

4.2 磁力压迫法 该方法由黄芳等[9]研制出，实验对象为大鼠，其施压装置由磁铁和磁片组成。造模方法：大鼠麻醉后，在其背部正中线作一切口，将消毒磁片埋于皮下，利用磁铁的吸引力对大鼠皮肤产生压力，模拟缺血—再灌注损伤机制进行压疮造模。该造模方法仅在手术时间麻醉，具有麻醉时间较短的优点，但受压部位仅受压力和摩擦力作用，缺乏剪切力。虽然有理论证明大鼠背部血运主要来源于皮肤毛细血管网，在大鼠脊柱两侧1 cm处无肌层到皮肤的血管穿支，内置磁片对大鼠背部血运基本没有影响。但内置磁片可能会对大鼠皮肤、筋膜造成损伤引起炎性反应，而磁片本身对大鼠皮肤的刺激也可能会影响实验结果。有文献表明压疮是由于局部组织长期受压得不到缓解造成的皮肤及皮下组织慢性溃疡，其病理实质是受累部位皮肤软组织的缺血缺氧坏死，同时伴有局部和全身的炎性反应，如果切口处皮肤发生炎性反应，就可能会加速压疮的形成，进而就可能会影响到压疮实验研究结果的准确性及可靠性。

4.3 内置弹簧压迫法 该方法由邓天政等[10]研制出，实验对象为幼猪，其所研制的施压装置的材料均以生物相容性较好的钛材制成。施压装置包括：3块中心有圆孔穿过的圆形钛板（A、B、C）、带螺纹的螺钉、加力螺母和已知量程的弹簧。造模方法：将幼猪麻醉后，取俯卧位置于手术台上，在其背部两侧做与身体长轴平行的皮肤切口，置入钛板A，以螺钉为中心自下而上分别安置钛板B、弹簧、钛板C。通过调节加力螺母使弹簧产生压力，实验终点去除施压装置。该造模方法通过模拟皮肤压力溃疡的致伤因素，伤情有效而稳定，致伤部位及致伤因素可控，而且压力可通过测量弹簧的收缩程度得到，指标测试也相对稳定，其装置材料采用钛材，又最大限度地避免了其他因素的影响，与国外相似的致伤模型比较，具有可重复性好，实验操作及装置简单安全等优点[11]。但该实验以采用幼猪作为实验对象，虽然幼猪的皮肤结构与人相似，接近于人体压疮的形成过程，是一种较理想的压疮造模实验动物，但其价格昂贵，一般不作为常规采用对象。并且该模型尚处于研究阶段，造模方法相对复杂，与临床上形成的压疮存在着一些差别，而且将幼猪的皮肤切开，在皮下置入钛板，加重了局部皮肤组织的损伤程度，破坏了皮肤的天然屏障，使皮肤愈合的外在影响因素增多，这样有可能会引起甚至加重局部组织的炎症反应。

4.4 水柱法 该方法由庄嘉元等[11]研制出，实验对象为豚鼠，其施压装置由玻璃管和玻璃针筒组成。造模方法：将大鼠用10%水合氯醛溶液腹腔注射麻醉后放置于底盘上，取仰卧位，大鼠的四肢用胶布固定，将玻璃针筒活塞置于大鼠后肢关节，通过向玻璃针筒内加水，由水柱产生压强对大鼠的后肢关节进行施压，使局部皮肤缺血缺氧产生压疮。该方法可通过调节水柱的高度获得所需压强，只需保持水柱的高度恒定不变就可保证压强的恒定[11]。但由于水柱的力量有限，该方法只能产生Ⅰ度压疮，不适用于压疮的深度研究。

4.5 空气压缩机法 该方法由王华军等[12]研制出，实验对象为大鼠。造模方法：先将大鼠用10%水合氯醛腹腔注射麻醉后俯卧于加压装置下，大鼠四肢固定于底盘上，通过连接空气压缩机与压力汽缸，使大鼠大腿股薄肌处受压。此实验使大鼠受压处皮肤组织在相同压力下持续受压2 h后移开施压装置，然后移开压力接触面，行3次10 min间断缺血，再移开施压装置，恢复血流灌注2 h，通过模拟缺血—再灌注损伤机制制备压疮模型。但该方法操作复杂，不可控制因素较多，对数据的影响大，难以大量推广。

5 小结

压疮不仅是护理学领域亟待解决的重点难题，而且也是组织学、形态学、生理学以及病理学等多类学科的共同关注焦点。通过比较分析当下国内压疮动物模型的制作方法及使用情况，笔者发现“内置弹簧压迫法”、“机械压迫法”以及“磁力压迫法”是目前国内比较实用且应用次数较多的压疮造模方法。分析国内文献发现：“内置弹簧压迫法”是国内出现最早的压疮动物模型制作方法，在此之后又分别出现了“机械压迫法”和“磁力压迫法”，而其中“机械压迫法”又是最常用的压疮造模方法，但却又各自具有各自的优点与不足之处。通过对目前国内几种常用压疮造模方法进行比较发现：“内置弹簧压迫法”的造模方法相对比较复杂，与临床上压疮的形成存在一些差别，并且需要先将实验动物的皮肤切开，在皮下植入钛板，不仅增加了皮肤组织的创伤面，破坏了皮肤的天然屏障，而且还使皮肤愈合的外在影响因素增多，这样的操作方法有可能会引起甚至加重局部组织的炎症反应。而且经分析文献发现：“内置弹簧压迫法”的采用次数相对较少，而“机械压迫法”和“磁力压迫法”正在被广泛的应用[13-15]。其中“机械压迫法”的优点是在创面形成的过程中同时存在压力、剪切力和摩擦力，更接近于压疮的形成过程，符合压疮的定义。不足之处是整个造模过程需要持续的进行麻醉，而麻醉药在一定程度上又有可能会对实验动物的生理环境与机能产生一定的影响，并且稳定性较差[16-19]。而“磁力压迫法”又与“内置弹簧压迫法”的造模方法相似，实验前也是需要先将实验动物的皮肤切开，在皮下植入磁片，通过施加和移除磁铁模拟缺血—再灌注引起皮肤损伤。该方法可以通过精确的计算磁通量而产生固定压力，从而精确地控制压迫的时间与压力的大小，以此可以得到理想的不同分期的压疮模型。但该方法提前植入的磁片也额外地增加了皮肤和肌肉组织的损伤，这样有可能会引起局部组织的炎症反应，影响后期的实验观察。有研究表明，压疮是由于局部组织长期受压得不到缓解造成的皮肤及皮下组织慢性溃疡，其病理实质是受累部位皮肤软组织的缺血缺氧坏死，同时伴有局部或全身的炎性反应[20-21]。而组织炎性因子IL-6（白介素-6）与C反应蛋白既能被炎性反应激活又可促进炎性反应的发展，两者在压疮的发生发展中密切相关[13]。所以这样的操作方法是否会引发炎症，可能会导致实验数据的不准确，有待考量。除此之外，在力学方面，“磁力压迫法”在形成过程中可产生的力包括压力和摩擦力，两者对比之下，“机械压迫法”比“磁力压迫法”在力学上更接近压疮的形成原因。而“水柱法”只是针对Ⅰ度压疮的造模方法，不能进行压疮更深层面的研究。“空气压缩机法”由于不可控制的因素较多，对数据的影响较大，难以大量推广，但可以作为压疮造模的一种思路。“水柱法”和“空气压缩机法”都是由于实验条件要求比较高，不宜被科研研究广泛采纳，故采用次数较少。

综上所述，国内常采用的压疮动物模型造模方法各具有优势与特点，研究者在进行有关压疮的实验时，应根据本身实验的目的与方法，选择适合的压疮造模方法，以保证实验动物在无需持续麻醉、无外界机械创伤和不改变生理环境的状态下形成压疮，从而避免增加干扰因素，以增强实验的稳定性、可重复性、易操作性及实验数据的可靠性，减少经济消耗，从而节省实验时间，获得更接近临床的压动物疮模型。

[1] National Pressure Ulcer Advisory Panel.2007 national pressure ulcer staging definitions[J].World Council of Enterostomal Therapists Journal，2007，27（3）：30-31.

[2]李伟.压疮护理新进展[J].护士进修杂志，2012，17（1）：20-21.

[3]翟海龙.对于压疮认识的几点辨析[J].中华护理杂志，2011，6（4）：411-412.

[4] Salcido R，Popescu A，Ahn C.Animal models in pressure ulcer research[J].J Spinal Cord Med，2007，30（2）：107-116.

[5]王雪玲.动物压疮模型及压疮形成的分子机制研究进展[J].护理学杂志，2011，26（7）：90-92.

[6]鞠桂芳，佟峰，刘欣，等.磁力压迫持续缺血损伤压疮模型的构建及应用[J].山东医药，2011，51（51）：33-34.

[7]周爱婷，江智霞.浅谈压疮模型的制作及形成机制的研究进展[J].当代医药论丛，2014，12（2）：45.

[8]蔡福满，姜丽萍，杨晔琴，等.褥疮不完全性缺血再灌注损伤简易模型的建立[J].中国病理生理杂志，2009，25（4）：830-832.

[9]黄芳，杨晶金，王雪玲，等.VEGF和BFGF在犬鼠压疮模型中的表达及其意义[J].中国病理生理杂志，2012，28（8）：1504-1506.

[10]邓天政，金岩，向黎升，等.皮肤压力溃疡动物模型的建立[J].中华实验外科杂志，2005，22（1）：104-105.

[11]庄嘉元，姜小鹰，宋继红.压迫间隔时间与皮肤压疮形成关系的实验研究[J].中国现代护理杂志，2010，16（4）：373-376.

[12]王华军，黄惠根，镇春，等.不同缺血处理方法对大鼠压疮细胞凋亡的影响[J].热带医学杂志，2011，11（12）：369-373.

[13]马艳梅，单思，杨雷芳，等.压疮动物模型组织损伤的实验研究[J].中国实用护理杂志，2013，29（6）：66-67.

[14]李颜沁.压疮小组在临床压疮管理中的运行及效果[J].华西医学，2014，29（9）：9-13.

[15]坚永彬，刘斌，徐慧.压疮护理新进展[J].中国误诊学杂志，2010，13（3）：239-240.

[16]潘春霞，庞美红，王成龙. 压疮的护理进展[J].实用护理杂志，2008，24（20）：3307-3308.

[17]王彩凤，巫向前.压疮形成机制研究进展[J].护理学杂志：综合版，2007，22（1）：74-77.

[18]刘红.压疮危险因素评估及预防研究进展[J].中国护理管理，2007， 7（2）：50-51.

[19]王艳，郑国荣，高金华，等.鱼油对老年Ⅰ期压疮模型大鼠免疫功能、炎症反应及细胞凋亡的影响[J].中国医药导报，2013，10（17）：10-12.

[20]梁滇超，高玉芳，魏丽丽，等. SD大鼠Ⅳ期压疮模型的建立[J].护理研究，2014，28（3）：809-811.

[21]邹毅清，郑海燕，黄凤金，等. 红景天苷预处理对大鼠压疮模型炎症反应的影响[J]. 现代中西医结合杂志，2015，24（22）：2406-2408.

Domestic Research Progress of Pressure Ulcer Animal Building Methods

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XIAO Hui，SHAO Xing，JIANG Zhi-xia，et al.//Medical Innovation of China，2015，12（33）：153-156

Pressure ulcers is not only a clinical common complications，but also the key problem in the field of nursing. Many researchers at home and abroad have different angles and levels of pressure ulcers， for ethical reasons，animal experiment research has become the most suitable and effective study method， and the use of animal models in modern biomedical research is a very important experiment method and means， and thus made mould method appeared all kinds of pressure ulcers. In this paper， experimental animals from the pressure ulcer model selection， pressed parts and common model of pressure ulcers and pressure sores building methods from four aspects， comparing the present domestic commonly used animal model building method of pressure ulcers advantages and disadvantages， so that it can provide a reference for the researchers made mould for pressure ulcers.

Pressure ulcers；Animal models；Pressure device

10.3969/j.issn.1674-4985.2015.33.050

2015-04-29） （本文编辑：周亚杰）

贵州省科学技术基金项目（黔科合J字LKZ[2012]23号）；遵义医学院大学生创新创业训练计划项目（院发[2013]6541）

①遵义医学院护理学院 贵州 遵义 563000

②遵义医学院附属医院

江智霞

First-author’s address：Nursing School of Zunyi Medical University， Zunyi 563000，China