创新型缺血性糖尿病皮瓣模型：慢性伤口研究的新突破

《BMC Surgery》：An innovative ischemic diabetic flap model for chronic wound research

本研究针对糖尿病足溃疡(DFU)临床前模型缺乏的问题，开发了一种新型的缺血性糖尿病皮瓣模型。研究人员在2型糖尿病SD大鼠背部建立双蒂缺血皮瓣(11cm长×2cm宽)，并创建全层皮肤缺损，成功模拟了DFU的血管病变和慢性炎症特征。该模型显示出延迟上皮化、胶原沉积减少、血管生成异常及持续炎症反应，为DFU发病机制研究和治疗策略评估提供了可靠平台。

　　

糖尿病足溃疡(DFU)作为糖尿病最严重的并发症之一，每年影响约1860万患者，其5年内复发率高达65%，截肢率和5年死亡率分别达到20%和50-70%。尽管现有治疗策略多样，但缺乏能真实模拟临床病理特征的动物模型，导致临床前研究向临床转化的失败率高达90%。这一严峻现状凸显了开发适用于DFU研究的动物模型的紧迫性。

传统上，研究人员常使用小鼠或大鼠创建全层皮肤缺损模型，但这些模型主要依靠伤口收缩愈合，难以模拟DFU的关键特征如缺血和持续炎症。大型动物如猪和灵长类虽然皮肤结构更接近人类，但成本高昂限制了其广泛应用。此外，野生型大鼠对血管病变具有天然抗性，使得诱导外周血管病变异常困难。

针对这一研究空白，Liu等人在《BMC Surgery》上发表的研究中，开发了一种新型的缺血性糖尿病皮瓣模型。该模型通过高脂饮食联合腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导2型糖尿病，在SD大鼠背部创建双蒂缺血皮瓣，并在皮瓣中点两侧创建全层皮肤缺损，成功模拟了DFU的病理特征。

关键技术方法

研究采用高脂饮食联合STZ(35mg/kg)诱导SD大鼠2型糖尿病模型；创建背部双蒂缺血皮瓣(11cm长×2.0/2.5cm宽)，皮瓣中点两侧制作6mm全层皮肤缺损；通过组织学染色(HE、Masson)、免疫组化(CD31)和免疫荧光(CD206、iNOS)评估伤口愈合情况；qPCR检测VEGF-A、MMP2、MMP9、IL-1β、IL-6、TNF-α等基因表达。

研究结果

体重减轻在糖尿病大鼠建模后表现明显

糖尿病诱导成功后，研究人员在大鼠背部创建了长度10-11cm、宽度2.0-2.5cm的双蒂皮瓣。与正常SD大鼠相比，糖尿病大鼠在建模后体重显著下降，其中DM-Ischemic-2.0组体重减少最为明显(50.25±7.37g)，而正常对照组体重则有所增加。

2cm宽双蒂皮瓣伤口表现出显著缺血

免疫组化分析显示，正常皮肤中存在成熟血管网络，而缺血皮瓣在术后第3天出现组织坏死和完全缺乏血管染色，这种无血管状态持续到第6天，至第15天出现大量不成熟的新生血管，血管腔狭窄。

2cm宽双蒂皮瓣延迟伤口愈合

伤口愈合分析表明，DM-Acute组在第3、6、9、12和15天的伤口愈合率均高于其他组。至第6天，DM-Acute组伤口愈合显著加速，而上皮化在DM-Ischemic-2.0组到第15天仍被痂皮覆盖，收缩最小。

2cm宽双蒂皮瓣损伤胶原沉积

Masson染色显示，第6天时DM-Acute组有显著胶原形成，而其他组胶原形成极少。第15天时，DM-Acute组出现良好组织的胶原纤维，DM-Ischemic-2.0组胶原合成减少。qPCR分析显示DM-Ischemic-2.0组MMP2和MMP9表达升高。

2cm宽双蒂皮瓣伤口减缓血管生成

第15天免疫荧光显示，DM-Ischemic-2.0组CD31阳性细胞密度高但成熟血管腔少；NC-Ischemic-2.0组成熟血管腔数量最多；DM-Ischemic-2.5组存在大量不成熟血管腔。qPCR分析显示VEGF-A表达在DM-Ischemic-2.0组最高。

2cm宽双蒂皮瓣维持慢性炎症

第15天免疫荧光显示，DM-Ischemic-2.0组CD206阳性巨噬细胞密度最低，iNOS阳性巨噬细胞数量最高。qPCR分析显示DM-Ischemic-2.0组促炎基因IL-1β、IL-6和TNF-α表达显著上调，表明存在持续的促炎微环境。

研究结论与意义

该研究成功建立了在糖尿病SD大鼠中创建双蒂缺血皮瓣(11cm长×2cm宽)并结合双侧6mm全层切除伤口的模型，有效延长了糖尿病动物的伤口愈合时间。组织学和分子分析揭示了糖尿病慢性伤口的典型特征，包括持续炎症、血管生成受损和细胞外基质重塑延迟。该模型解决了以往依赖急性伤口模拟慢性病理的局限性，为临床前研究DFU治疗策略提供了可扩展、可重复且生理相关的平台。

该模型的创新之处在于部分模拟了临床糖尿病足溃疡的慢性化、缺血负担和愈合动力学受损等病理特征。尽管存在啮齿动物与人类解剖生理差异、急性手术缺血与临床进行性血管功能不全差异等局限性，但该模型在MMP2、MMP9、IL-6和IL-1β等分子标志物表达方面与人类慢性伤口具有高度一致性，为糖尿病缺血性伤口的机制研究和治疗评估提供了有价值的体内平台。未来采用生物相容性隔离材料可能进一步限制新生血管形成，增强临床相关性。

这一模型的建立不仅为理解DFU分子机制提供了重要工具，也为评估潜在治疗方法创造了条件，对推进糖尿病慢性伤口治疗策略的临床转化具有重要意义。