Journal of Burns and Wounds, 2005; 4: (más artículos en esta revista)

Comparación de los sustitutos cutánea en la cicatrización de la herida utilizando un modelo de ratón desnudo

Abrir las ciencias Company, LLC
Tuan Anh-N. Truong [a], Areta Kowal-Vern [b], Barbara A. Latenser [c], Dorion E. Wiley [b], Robert J. Walter [b]
[a] Hospital Metropolitano Grupo Residencia General del Programa de Cirugía, Chicago, IL
[b] Departamento de Trauma, Sumner L. Koch Burn Center, John H. Stroger, Jr, Hospital de Cook County, Chicago, IL
[c] University of Iowa Hospitals and Clinics, Iowa City

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Resumen

Antecedentes: dermal sustitutos de piel se han convertido en un estándar de cuidado en el tratamiento de grabación. Objetivo: comparar y evaluar la herida contractura reducción histológico y su incorporación en la herida, por vía cutánea sustitutos fueron implantados en todo el grosor de la piel desnuda heridas en ratones. Materiales y Métodos: Treinta y siete ratones recibió un espesor total de 2 × 2 cm dorsal piel herida, y fueron implantados con una matriz dérmica acelular, Alloderm, Dermagraft-TC, Dermalogen, o Integra o asignados al grupo control (sin sustituto por vía cutánea). A los 28 días post, las heridas fueron evaluados para la contracción, epithelialization, y otras características histológicas. Resultados: Cada cutánea sustituto disminuido herida contractura, pero Alloderm y la matriz dérmica acelular hizo de manera tan significativa en comparación con el control (P <.01 y P <.03, respectivamente). Dentro del grupo de control y las comparaciones no mostraron diferencias significativas con respecto a la presencia de calcificación distróficos, hiperplasia escamosa, la infiltración de neutrófilos, fibroblastos y macrófagos, los queratinocitos epidérmicos estratificación, colágeno o fibra de configuración. Conclusiones: Integra suscitó la mayor respuesta a cuerpo extraño. A pesar de que el grupo había Dermalogen la fibra más gruesa elastina fragmentos, Dermagraft haya iniciado los primeros elastina fibra formación en las heridas. Si bien todos los cutánea sustitutos se incorporaron en la cama herida y la herida se redujo contractura, matriz dérmica acelular y Alloderm, tanto la piel humana de sus derivados, producidos menos contracción y la más gruesa nuevo "dermis" en el curado las heridas en comparación con el control por vía cutánea o sintéticas sustitutos.

A principios de la escisión de la quemadura escaras ha mejorado en gran medida quemar la supervivencia de los pacientes. En algunos casos, el paciente se deja con amplias regiones carentes de dermis y pobres cosmesis. Actualmente, una variedad de sustitutos de piel artificial por vía cutánea o sustituciones se utilizan no sólo para disminuir la morbilidad y la contractura herida gravemente en los pacientes quemados, sino también para mejorar la cosmesis del parcial-y espesor total quemar las heridas. 1 - 9 sustitutos dérmicos servir como un andamio en que las células pueden migrar y reparar el daño. Aunque dérmica y sus sustitutos histología se han descrito en la literatura y varios han sido comparados con una división de espesor injerto de piel como el "criterio normal", no ha habido estudios que comparan la eficacia de estos sustitutos por vía cutánea como grupo en lo que respecta a herida contractura y características histológicas. El objetivo de este estudio fue comparar la eficacia de varios sustitutos por vía cutánea en un modelo animal de la cicatrización de heridas. La piel de cadáver humano no se utilizó porque es viable en lugar de los tejidos procesados. Por esta razón, la matriz dérmica acelular (ADM) fue una mayor compatibilidad cutánea sustituto para este estudio porque se trata de un transformados dérmica nonviable sustituir derivados de la piel de cadáver humano. La hipótesis de que la piel humana derivados de sustitutos cutánea (ADM, Alloderm, y Dermalogen), se generará un espeso dermis con menos heridas que las que la contracción de control (selladores de fibrina Tisseel VH) o sintético matrices (por ejemplo, Dermagraft-TC, Integra). El estudio comparó la cicatrización de la herida atributos de los diversos sustitutos cutánea grave y histológicamente.

MATERIAL Y MÉTODOS
Dermal matrices y cola de fibrina

ADM se preparó como se describe a continuación y en la literatura de Takami et al. 10 Se trata de una matriz de colágeno dérmico derivados en bancos de piel humana que se trata para eliminar todos los componentes celulares. 11

Alloderm (LifeCell Corporation, Branchburg, NJ) es una matriz de colágeno dérmico derivados en bancos de piel humana que se trata de eliminar la mayoría de los componentes celulares. Es liofilizada para su envío y almacenamiento.

Dermagraft-TC (Avanzada de Tejidos de Ciencias, La Jolla, Calif) se compone de un tejido bioabsorbable polímero (poliglicólico y poliláctico ácidos) dentro de la membrana que los fibroblastos dérmicos humanos se cultivan y luego MUERTAS. Se utiliza para reepithelialization de middermal y mediados de a-profunda-cutánea indeterminado heridas y quemaduras de tipo I contiene fibras de colágeno, glicosaminoglicanos, y factores de crecimiento como el TGF-beta y decorin. Este producto no se utiliza como un sustituto por vía cutánea en el ser humano, a pesar de que fue utilizado como tal en este estudio.

Dermalogen (Collagenesis, Beverly, Mass) es un polvo humanos matriz de colágeno dérmico que se trata para eliminar algunos componentes celulares, es liofilizada, y luego se muelen en un polvo fino. La concentración de colágeno se mezclan con RPMI (MP Biomedicals, Inc, Aurora, Ohio) para formar a 15 mg / ml de solución. Se utiliza principalmente para la cirugía plástica estética, como un "relleno".

Integra (Integra Life Sciences Corporation, Plainsboro, NJ) es un bilayer los injertos de piel artificial con un "por vía cutánea" capa compuesta de gel de colágeno bovino enlaces cruzados con los tiburones chondroitin-6-sulfato. El sintéticas "epidérmica" capa se compone de un polímero polisiloxano que fue removido antes de su uso en este estudio.

Selladores de fibrina Tisseel VH (Salud Baxter, Deerfield, Ill) es un componente 2-cola de fibrina mezcla: + calcio fibrinógeno y trombina + aprotinina (inhibidor de la proteasa) se combinaron con rapidez y dispensados en una herida, la formación de un coágulo de fibrina.

Preparación de ADM

Criopreservados normal de la piel humana (EE.UU. y de la célula de tejido, Cincinnati, Ohio) obtenidos a partir de cadáveres, utilizando un dermatome fijado en 0,012 en espesor, fue descongelado rápidamente a 37 ° C. Fue entonces tratados con 2,5 unidades / mL dispasa II (Boehringer Mannheim, Indianápolis, Ind) en buffer fosfato salino-que contiene 0,2 mM CaCl 2 a 4 ° C durante 24 horas para eliminar la epidermis y otros componentes celulares de la matriz dérmica. Posteriormente, la matriz dérmica se incubaron en tampón 0,5% Tritón X-100 (Estados Unidos Bioquímicas Corp, Cleveland, Ohio) durante 24 horas a temperatura ambiente con agitación continua. ADM fue ampliamente lavados con buffer fosfato salino-y se almacenan en buffer fosfato salino-a 4 ° C hasta su uso. Todas las soluciones utilizadas para la preparación fueron ADM-filtro esterilizado, y todos los procedimientos se realizaron aséptica. La azida sódica (0,02% w / v) estuvo presente en todo momento a la extracción de soluciones para prevenir el crecimiento microbiano, y se lavan a fondo antes de la implantación de la ADM.

Los animales y la cirugía

Treinta y siete varones suizos NIH ratones nude (NSWNU, homocigotos, outbred, 4-5 semanas, 20-25 g) fueron utilizados. El estudio fue revisado y aprobado por el Cuidado de Animales institucional y el empleo. Los animales fueron alojados en jaulas esterilizados estéril con los piensos, el agua, y ropa de cama. Una sola dosis de antibióticos (kanamicina, 25 unidades / kg) se administró por vía intramuscular a todos los animales de aproximadamente 1 hora antes de la cirugía. Todos supervivencia de la cirugía se realizó utilizando una técnica aséptica en los animales Servicio de quirófanos. La anestesia consistió de ketamina / xylazina (150 / 8 mg / kg) administrada por vía intraperitoneal con otros ketamina (30 mg / kg) intraperitoneal da como necesario para mantener la anestesia profunda. Normalizados de espesor total 20 mm × 20 mm heridas (eliminando el panniculus carnosus capa muscular) fueron extirpados de la dorso de cada ratón anestesiado. El Día 0, pesaron los ratones (media ± DE) 27 ± 3 g por día y 28, que pesaba 31 ± 2 g, lo que representa un aumento de peso global de 4,6 ± 2 g. Ratones con el implante Alloderm obtuvo el mayor peso (6,5 ± 2 g) en comparación con los otros grupos. El aumento de peso incluido el peso de los implantados por vía cutánea sustituto, que no se pesaron en el momento de su implantación.

La implantación de sustitutos cutánea

Hay 6 grupos de estudio: ADM, Alloderm, Dermagraft-TC, Integra, Dermalogen, y el control. El grupo control tuvo el mismo tipo de herida y la herida de trato que los demás grupos, pero no recibió un sustituto por vía cutánea. Dermalogen solución (0,75 cc) se colocó en la herida; piel en las heridas suturadas esquinas fue para el músculo subyacente. Cada una de las matrices cutánea fue cortado al tamaño de la herida y suturadas a la piel adyacente y el músculo subyacente en sus esquinas mediante la sutura de nylon. Integra la capa de silicona se ha retirado después de Integra el gel se coloca en la herida. Selladores de fibrina Tisseel VH fue rociado sobre las heridas, los que luego fueron cubiertos con película semipermeable adhesivo (Op-Site, Smith and Nephew, Largo, FLA), Xeroform (Sherwood Medical, St Louis, Mo), y la gasa de algodón seco. Este vestido herida fue cubierta con fina malla de acero inoxidable fija en la parte posterior del animal con 4 suturas a la piel, cada uno aproximadamente de 1 cm de distancia de la herida. La malla se usa para prevenir las heridas de ser perturbado por la masticación o arañar. Los animales y las heridas han sido objeto de inspección cada día para que los apósitos estaban intactos. Después de 2 a 3 semanas post, las heridas fueron parcialmente sanado y la malla de acero inoxidable se ha retirado. Al final de las 4 semanas de duración, periodo de estudio, todos los animales fueron sacrificados y las heridas han sido recolectados, fijado en el 10% formalina tamponada, cortado en cinco a siete de 2 mm secciones, y se preparó para el análisis histológico.

Gross e histológicas mediciones y evaluaciones

Características de la herida se midieron gravemente, así como histológicamente en el Día 28 post. Mediciones directas de la herida y la zona de medida (área) de epithelialization contracción de la herida y se determina a partir de fotografías digitales (Olympus C3030) utilizando software planimetría (UTHSCSA ImageTool para Windows v. 2.00). Todos los extirpados curado las heridas fueron embebidos en parafina y las secciones fueron teñidas con hematoxilina y eosina, Masson Trichrome, elastina y Van Gieson. A "ciego" patólogo (AKV) evaluados histológicamente todas las muestras de profundidad y longitud de la zona de la herida sanó, estratificación del epitelio, la incorporación del sustituto dérmico, el grado de neutrófilos, macrófagos, fibroblastos, y gigantes de cuerpo extraño (FBG), infiltración de células, y medida de la formación de elastina. Este examen se realizó mediante un microscopio Olympus con un milímetro gobernante ocular adaptador. Histológico evaluación se realizó a baja potencia campos (100 × ampliación) en todas las secciones transversales de cada zona de la herida.

El análisis estadístico

Grupos de estudio se compararon utilizando Statistica (Statsoft, Tulsa, Okla). Resumen de estadística descriptiva como media, los medios, la desviación estándar y error, 1-del análisis de varianza, chi-cuadrado 2 × 2 resumen las frecuencias (Pearson y máxima verosimilitud), y el test de Tukey para la desigualdad de los números fueron calculados. No paramétrico utilizado el análisis de Kruskal-Wallis de análisis de varianza de las categorías y de Mann-Whitney U test. Un valor de p de menos de .05 se consideró significativo.

RESULTADOS
Herida contractura

El cuadro 1 muestra las dimensiones de las heridas se curaron a los 28 días post para cada grupo.

Dermal sustituto de implantaciones y el control de la contracción se redujo la herida cuando se evaluó el porcentaje de retención de la zona de la herida original: Control de 34% ± 7%; Dermalogen de 39% ± 9%; Integra en un 46% ± 12%; Dermagraft-TC de 50% ± 22%. Sobre la base de los primeros 400 mm 2 herida superficie, Alloderm ADM y sufrió la contractura menos y conserva la mayor superficie media en comparación con el control y otros sustitutos cutánea (63% ± 14% [P <.01] y el 57% ± 7 % [P <.03) total de la herida superficie, respectivamente), figura 1.

Epithelialization

Gross y evaluación histológica de superficie epithelialization una buena correlación; fueron heridas el 80% a 99% epithelialized según lo determinado por ambos métodos. De interés, Dermagraft-TC está plenamente incorporado como neodermis en este modelo murino, aunque no se utiliza de esta manera a quemar los pacientes humanos. La duración y profundidad de la herida sanó fueron evaluados histológicamente (Fig 2]. ADM producido una significativa grueso (P <.04) neodermis en comparación con el control.

Mouse queratinocitos emigraron hacia adentro de los márgenes de la herida para regenerar la epidermis. El uniforme normal de 4 células capa gruesa epidermis se reprodujo en el control y la Alloderm grupos, pero Integra, Dermagraft-TC, y Dermalogen grupos mostraron una significativa gruesa capa epidérmica que hizo el grupo control, P <.04. Integra, Alloderm, y Dermagraft-TC grupos mostraron un gran número variable de capas de células (1-5) en la epidermis (Fig. 3].

Neodermis

El proceso de curación se caracterizó por ratón macrófagos y fibroblastos de iniciar la reparación y el depósito de nuevo tejido fibroso encima y por debajo de los sustitutos dérmicos envolvente bajo una capa epidérmica. Nuevos vasos sanguíneos y capilares se observaron dentro de los sustitutos dérmicos y el nuevo tejido fibroso debajo de los sustitutos dérmicos. Histológicamente, la herida sanó área fue bien trazada debido a la falta de los folículos pilosos y adnexa, que se mantuvo en y fuera de los márgenes de la herida sanó. Debido a que los sustitutos dérmicos extendido lateralmente en mayor medida que visualizan groseramente, el microscopio registrada sanado la herida longitudes se incrementaron en todos los grupos; ADM y Alloderm grupos mantienen la herida dimensiones originales después de la curación, con la menor contractura de la herida superficie (Tabla 1 ).

Miscellaneous

Las características histológicas de 28 días las heridas se muestran en la Tabla 2.

Integra la matriz se encuentre en tejido fibroso con un número significativamente mayor de FBG en comparación con el grupo control y los demás grupos de estudio, P <.003. Squamous hiperplasia, un reactivo florida sobrecrecimiento de la capa epidérmica, se observó con mayor frecuencia con Integra, Dermagraft-TC, y Dermalogen. Squamous perlas (resultado de la degeneración de queratinocitos) fueron destacados en Integra (83%) y control (71%) grupos, seguido de Alloderm (50%), Dermagraft-TC (40%), y Dermalogen (22%), pero los grupos fueron ausente del grupo ADM (P <.04). El día 28, Integra y Dermagraft-TC (cutánea sustitutos con el menor parecido con dermis humana) no se han incorporado en la red de fibra cutánea y tejido de granulación, así como se Alloderm, Dermalogen, y ADM. Histológicamente, el marco de Integra y Dermagraft-TC polímeros y membrana todavía evidente, no resorbed, aunque las heridas fueron sanados. Dentro del grupo de control y las comparaciones no mostraron diferencias significativas con respecto a la presencia de calcificación distróficos, hiperplasia escamosa, el alcance de tejido de granulación, el número de infiltrarse en los neutrófilos, fibroblastos y macrófagos, los queratinocitos epidérmicos estratificación, colágeno o fibra de configuración.

Integra

En contraste con los otros sucedáneos utilizados cutánea aquí, Integra presentó un menor propensión de una fibra de reestructuración cutánea Día 28; escamosa perlas llenas de grietas el Integra el "andamiaje", y el intersticio hyalinized fue ampliamente infiltrado de células FBG. En el curado de heridas, la matriz se Integra envuelto por tejido fibroso con "islas" de Integra aislados de la ingrowth de fibras en las zonas que habían sido autorizados por FBG células. Se trataba de una morfología a diferencia de la observada con cualquiera de los demás sustitutos por vía cutánea. Fibras horizontales, tanto superficial y profunda, dispuestos paralelamente a las interfaces de tejidos y rodeado infiltrado en los demás sustitutos por vía cutánea en la herida sanó.

Elastina

El recién formado tejido fibroso en todos los grupos que figuran algunas fibras de elastina. Algunos de los sustitutos cutánea que figura fibras de elastina intrínseco en cantidades variables. No había visto fibras de elastina en el control o grupo Integra, pero las fibras fueron destacados en las heridas implantados con Dermalogen lo más corto, grueso stubby capítulos. Ellos también estuvieron presentes en distintos grados en las heridas implantados con Dermagraft-TC, Alloderm, y ADM. Slim que los hilos teñidos con la elastina Van Gieson mancha se observaron en el recién formado tejido fibroso que envuelven el Dermagraft-TC-implantado sanado la herida. En menor grado, ADM y Dermalogen grupos mostraron elastina capítulos que pueden haber sido desplazadas en el proceso de curación en el recién generado tejido fibroso alrededor de la periferia de la implantados por vía cutánea sustituto.

DISCUSIÓN
Herida contractura

Todos espesor total implantado con heridas o sin sustitutos cutánea producida epithelialized curado las heridas sin cutánea apéndices el día 28 post. La cutánea sustitutos se incorporaron en el curado las heridas en mayor o menor medida dependiendo de la composición inicial del suplente. Aunque hubo histológico variabilidad en la composición del curado las heridas, todas las intervenciones se redujo cutánea herida contracción y apoyó la formación de una epidermis. ADM y Alloderm, tanto la piel humana derivados de materiales, mostraron una menor contracción en el curado las heridas en comparación con el control o la falta de piel humana de origen dérmico sustitutos. Dermalogen, si bien fragmentado repleto de fibras elásticas, se mantuvo durante la curación amorfo y ampliado a lo largo de los márgenes de la herida, dando como resultado una delgada sanado dermis. El control, que sólo había selladores de fibrina en la superficie de la herida, también disminuyó la herida contractura de retener el 30% del área original de la herida. El uso de la cola de fibrina como un "sustituto cutánea" se ha descrito anteriormente. 12 A pesar de que disminuyó la herida contractura en este estudio, selladores de fibrina no fue tan eficaz como los otros sustitutos cutánea en la creación de un neodermis.

Epithelialization

Todas las heridas implantados con cutánea se epithelialized sustitutos. Integra y ADM iatrogénica requieren la intervención en los pacientes (por ejemplo, para injertos de piel), pero en este modelo, competente ratón derivados de las capas epidérmicas (aunque delgado) formado a lo largo de la matriz sin necesidad de injertos de piel adicionales. Informes en la literatura indican que los adultos ratón células de la médula ósea pueden diferenciarse en todos los componentes de la piel, tales como los queratinocitos epidérmicos, las glándulas sebáceas células epiteliales y, dendríticas, y células endoteliales. 13 Se desconoce en este momento si la capa epidérmica ampliado de la epidermis a lo largo de la margen herida o formados a partir de ratones adultos células de la médula ósea que poblaron la zona. Integra Dermalogen y mostraron una propensión a la hiperplasia escamosa, una exuberante regeneración de la capa epidérmica. Humanos quemar cicatrices pueden desarrollar hiperplasia seudoepiteliomatosa (desordenada progresión de la hiperplasia escamosa), con una proclividad hacia la aneuploidía, que pueden predisponer al desarrollo de carcinoma de células escamosas. 14 El presente estudio demostró que, si bien la hiperplasia escamosa fue visto, todas las heridas se curaron sin evidencia de progresión maligna. Literatura actual de presentación de informes a largo plazo de seguimiento de los pacientes que recibieron estos sustitutos por vía cutánea no ha mostrado ninguna tendencia hacia el desarrollo de malignidad.

Neodermis

El éxito del tratamiento con sustitutos de piel cutánea requiere baja antigenicidad, la capacidad para una rápida vascularización, y la estabilidad como por vía cutánea plantilla. 7 - 9 sustitutos dérmicos proporcionar estabilidad de dividir el espesor de la piel para injertos y cultivadas epiteliales autoinjertos. En este estudio, los sucedáneos puede cutánea han formado una barrera que impedía folículo piloso y la piel adnexa reconstitución dentro de 28 días el período de estudio. La más aceptable cutánea sustitutos se derivan de la plena-o se separan de espesor alogénico piel tratada para separar los componentes epiteliales (queratinocitos, glándulas sudoríparas y glándulas sebáceas) y dérmica componentes (fibroblastos, endotelio vascular y músculo liso), en comparación con los obtenidos por xenogénica materiales (de cerdo o de bovino piel, cartílago de tiburón, etc.) "Andamios" en ADM y constaba de Alloderm ya bien formado tejido fibroso. En contraste, Integra requiere una disolución de su "cuerpo extraño andamios" antes de la más permanente tejido fibroso podría ser expuesto en el área que ocupa. La piel humana derivados de sustitutos dérmicos un espeso y largo dermis porque, aunque alterado, una mayor masa para comenzar con en términos de colágeno, fibras y otros en los que los macrófagos y fibroblastos podría infiltrarse, la iniciación de la angiogénesis y la incorporación de sustitución cutánea.

Integra

Se ha informado anteriormente que el 14,4% de los pacientes que recibieron Integra desarrolló la FBG eosinófilos y células. 15 El presente estudio mostró FBG numerosas células en el Integra-implantado sanado la herida. Esta fue probablemente una reacción a los mandantes (es decir, la desnaturalización del colágeno bovino y tiburón chondroitin sulfato), de Integra, que fueron percibidas como cuerpos extraños. Es posible que este proceso contribuyó a la más delgada "nueva dermis" observó con Integra aquí y que merece una investigación más a fondo, especialmente en intervalos más tarde postquirúrgica. Esta reacción a cuerpo extraño a Integra componentes en algunos pacientes puede ser que impactan la generación y vascularización de la dermis como nuevo la herida sane.

Elastina

A pesar de que lleva años de fibras de elastina para establecerse en humanos cicatrices, fibras de elastina puede formar tan pronto como 90 días en el proceso de cicatrización de heridas en ratones 16. Elastina Si bien tiene una estructura compleja, se ha informado antes de la deposición de elastina, lo más pronto como 40 días después del injerto en los seres humanos. 16 - 19 Dermagraft-TC cuando se utiliza como un sustituto por vía cutánea apareció para promover la formación de fibras de elastina antes de lo que otros sustitutos dérmicos. Un estudio más a fondo es necesaria para determinar si las fibras de elastina se formó recientemente o si fueron transpuestas o redistribución de la cutánea sustituto durante la progresión de la red de fibra de reparación.

Áreas potenciales de las investigaciones

Este estudio, al mismo tiempo que muestran que la piel humana de origen dérmico matrices forman el grueso neodermis y produjo la menor cantidad de contractura, era un relativamente pequeño estudio que investigó la cicatrización de la herida durante un período de tiempo limitado. Epithelialized heridas remodelar continuamente durante más de un año. Varias preguntas se plantearon en este estudio que merecen continuación comparación de los sustitutos dérmicos y sus efectos a largo plazo en la cicatrización de heridas. Se desconoce si las características de cada cutánea sustituto, observó a los 28 días, se han sostenido durante intervalos de tiempo más largo. ¿Integra los pacientes que recibieron como un sustituto por vía cutánea mantener la misma piel Flexibilidad varios años más tarde? ¿Por qué algunos sustitutos cutánea FBG provocan una reacción de células y otros no? ¿Qué tan efectiva es selladores de fibrina solo como un sustituto por vía cutánea? ¿Estos sustitutos cutánea funcione de forma diferente en Quemaduras y heridas extirpados? Las investigaciones están en curso para evaluar estas cuestiones, y para determinar las secuelas a largo plazo y la remodelación de la herida de estas características cutánea sustitutos.

Damos las gracias a Baxter Cuidado de la Salud por su contribución de selladores de fibrina Tisseel VH, y Collagenesis, Inc, para la contribución de Dermalogen para su uso en este estudio.