العدوى الناجمة عن تلوث الأدوات الجراحية أو البيئة الجراحية أثناء الجراحة هي السبب الرئيسي لمعظم التهابات الزرع24،25،26،27. لذلك ، تم بناء نموذج PJI المرتبط بالأغشية الحيوية للفأر C. albicans في هذه الدراسة. مقارنة بنموذج PJI التقليدي الذي تم فيه استخدام جزيئات معقمة من الفولاذ المقاوم للصدأ معلقة في محلول ملحي كزرع ، تم استخدام سلك من سبائك النيكل والتيتانيوم ، وهو مادة زرع شائعة الاستخدام ، في هذه الدراسة لمحاكاة الاتصال بين C. albicans ومواد الزرع والعظام ، وهو أكثر تشابها مع الوضع في العيادات.
يمكن لنموذج PJI الموصوف في هذه المقالة محاكاة البيئة الفسيولوجية ل PJI في العيادات بشكل مثالي. لا يمكن استخدام هذا النموذج إلا لدراسة العدوى أثناء الزرع بدلا من العدوى المنقولة بالدم لاحقا.
يمكن تلقيح C. albicans بطريقتين. أحدهما هو تلقيح C. albicans مباشرة في موقع الزرع أثناء الجراحة28 ، والآخر هو زراعة الغرسات باستخدام C. albicans لفترة من الوقت بحيث يتم تشكيل الأغشية الحيوية الناضجة على سطح الزرع قبل الزرع الجراحي29. تم اختيار الطريقة الأولى في هذه الدراسة بسبب عدد التلقيح الدقيق لمسببات الأمراض ، مما أدى إلى الحد الأدنى من الاختلافات بين المجموعات وتقييم أكثر موضوعية للعلاجات اللاحقة. علاوة على ذلك ، فإن الطريقة السابقة أكثر اتساقا مع الوضع السريري.
في هذا البروتوكول ، يصعب إجراء إدخال الغرسة. يجب على المشغل التدرب عدة مرات لضمان إدخال الغرسة في المفصل بدلا من تحت الجلد أو العضل. إلى جانب ذلك ، يعد عدد تلقيح C. albicans أمرا حيويا لتكرار نموذج PJI. يجب خلط C. albicans جيدا عبر دوامة لضمان دقة رقم التلقيح. بالإضافة إلى ذلك ، يجب إضافة C. albicans على طول سلك السبائك لمحاكاة مسار العدوى في الحالة السريرية.
يمكن الكشف عن الأغشية الحيوية بعد 7 أيام من العدوى البكتيرية ، وبعد ذلك زادت الأغشية الحيوية تدريجيا ووصلت إلى هضبةفي اليوم 1430. لذلك ، تم فحص نجاح نموذج PJI المعمول بهفي اليوم 14. تم فحص استعمار C. albicans وتشكيل الأغشية الحيوية على سطح الزرع بواسطة SEM. تم تقييم آفات الأنسجة حول الغرسة الناجمة عن العدوى المحلية عن طريق التحليل المرضي بعد تلطيخ H&E . أظهرت الدراسات أن انحلال العظم حول الأطراف الاصطناعية هو سمة مهمة بسبب PJI31. وبالتالي ، فإن هذه المؤشرات حيوية أيضا في تقييم الطرق العلاجية للوقاية والعلاج من PJI32.
يشيع استخدام الثقافة الميكروبية للكشف عن العدوى الميكروبية في العيادات والمختبرات. لذلك ، في هذه الدراسة ، تم إجراء الثقافة الميكروبية للزرع والأنسجة حول الغرسات والكبد والأعضاء الحيوية الأخرى. بالنسبة للزرع ، تم تطبيق الموجات فوق الصوتية لإزالة C. albicans الملتصقة بسطح سلك سبائك التيتانيوم والنيكل. بعد ذلك ، تم إثراء C. albicans عن طريق الطرد المركزي قبل الثقافة الميكروبية. ومع ذلك ، تم العثور على نتيجة سلبية ، لا تتفق مع نتيجة SEM (الشكل 2). أظهرت نتيجة SEM أن C. albicans التصقت بسطح سلك سبائك التيتانيوم والنيكل. لذلك ، كانت نتيجة الثقافة الميكروبية سلبية كاذبة ، والتي يمكن أن تعزى إلى الالتصاق المحكم ل C. albicans بسلك سبائك التيتانيوم والنيكل. بالموجات فوق الصوتية لا يمكن بنجاح تقشير C. albicans من الزرع. وبالمثل ، كانت الثقافة الميكروبية للأنسجة حول الغرسات والأعضاء الحيوية سلبية أيضا. هناك سببان محتملان: (1) كان عدد C. albicans الملقحة في هذه الدراسة 2000 CFU فقط ، والتي قد تكون صغيرة جدا لغزو الأنسجة المحيطة والنظام خلال الفترة التجريبية ؛ (2) حساسية طريقة استخراج وفصل مسببات الأمراض عن الأنسجة منخفضة. يشير تقرير نشر سابقا إلى أن الثقافة الميكروبية يمكن أن تظهر بسهولة نتائج سلبية خاطئة وعلاجات متأخرة33. يمكن استخدام تلطيخ Grocott-Gomori لتحديد تكوين خيوط في العظام والمفصل32. قد يكون من المفيد أيضا زيادة كمية اللقاح أو إطالة المدة التجريبية أو إبقاء الفئران في حالة كبت المناعة قبل الجراحة32. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن العدوى لفترة طويلة قد تؤدي إلى عدوى عميقة أو حتى عدوى جهازية. وبالتالي ، ينبغي تصميم الفترة التجريبية وفقا للغرض المحدد.
باختصار ، أنشأت هذه الدراسة نموذجا ناجحا للفأر ل PJI المرتبط بالغشاء الحيوي C. albicans ، والذي قد يكون ذا أهمية كبيرة للبحث في الوقاية والعلاج من PIJ المرتبط بالغشاء الحيوي المرتبط ب C. albicans .