مقالة منهجية

نموذج فأر فريد للتقييم الكمي لتكوين الأغشية الحيوية على الغرسات الجراحية في الخراج تحت الجلد

952 مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/68067

⸱

يونيو 6, 2025

 ,  ,  , 
1Department of Orthopaedic Surgery, Orthopaedic Trauma Institute (OTI), University of California, San Francisco (UCSF), 2Rosies Base, LLC, 3Department of Neurological Surgery, Weill Institute for Neurosciences, Brain and Spinal Injury Center (BASIC), University of California, San Francisco (UCSF)

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

يصف هذا البروتوكول نموذجا تجريبيا فريدا للعدوى المرتبطة بالزرع يتيح الحضانة المتزامنة لزرعتين بالبكتيريا في ظل ظروف متطابقة داخل فأر واحد. كما يسمح بإجراء تقييم دقيق لتكوين الأغشية الحيوية على أسطح الزرع باستخدام طرق تحليلية مقارنة محسنة، مما يدل على التقنيات المتقدمة لتقييم الخصائص المضادة للميكروبات للمواد الحيوية.

الملخص

لتطوير مادة حيوية جديدة ذات خصائص مضادة للبكتيريا للإجراءات الجراحية لتقويم العظام ، يعد إنشاء نموذج حيواني تجريبي للالتهابات المرتبطة بالزرع يحاكي الحالة المرضية عن كثب أمرا بالغ الأهمية. بالإضافة إلى ذلك ، يلزم إجراء مقارنة كمية مع عينات التحكم لتقييم تكوين الأغشية الحيوية على المواد. ومع ذلك ، فإن النماذج الحيوانية الحالية ، التي تنطوي على زرع كل فرد بمادة واحدة ، قد تؤدي إلى نتائج غير متسقة بسبب عدم تجانس حالة العدوى بين الأشخاص. علاوة على ذلك ، لا يزال القياس الكمي الدقيق لتكوين الأغشية الحيوية على المواد في الجسم الحي يمثل تحديا ، وقد تفتقر النتائج إلى الموثوقية. لمعالجة هذه المشكلات ، أظهرت هذه الدراسة نموذجا فريدا للفأر للعدوى المرتبطة بالزرع يتيح الحضانة المتزامنة لزرعتين مع البكتيريا في بيئة مغلقة داخل فأر واحد ، مما يشكل خراج مغلف تحت الجلد. تم إنشاء كيس هواء ناضج في البداية تحت جلد الظهر. تم توصيل سلكين من الفولاذ المقاوم للصدأ ووضعهما في الحقيبة ، متبوعا بتلقيح Xen 36 ، وهي سلالة مضيئة بيولوجيا من المكورات العنقودية الذهبية. بحلول 14 يوما بعد التلقيح ، تشكل خراج تحت الجلد حول الأسلاك. تمت إزالة الأغشية الحيوية بالكامل من سطح كل سلك ، وتم قياس المعلقات البكتيرية الذائبة بدقة باستخدام طرق محسنة لتقييم تكوين الأغشية الحيوية على الغرسة ، وتحديد وحدات تكوين المستعمرات ، وإجراء تحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي. من خلال الاستفادة من أوبرون لوكس للبكتيريا المضيئة بيولوجيا ، تم استخدام مستويات التعبير النسبية ل luxA و 16S rRNA لتحديد الحمل البكتيري داخل الأغشية الحيوية على كل سلك. يتيح هذا النهج التحليلي المقارن الأمثل إجراء تقييمات دقيقة لتكوين الأغشية الحيوية على سلكين في ظل ظروف عدوى موحدة داخل نموذج فأر واحد وقد يسهل تقدم المواد الحيوية ذات الخصائص المضادة للبكتيريا.

المقدمة

لا تزال العدوى المرتبطة بالزرع تمثل تحديا كبيرا في البيئات السريرية لأنها قد تسبب معدلات عالية من المراضة والوفيات في جراحة العظام على الرغم من التقدم في التقنية الجراحية وتصميم الزرع1. على الرغم من أن حدوث الالتهابات المرتبطة بالغرسات الجراحية قد انخفض بشكل كبير بسبب المعايير الحديثة للتحكم المعقم في بيئة غرفة العمليات والبروتوكولات المناسبة للوقاية بالمضادات الحيوية في الفترة المحيطة بالجراحة ، إلا أن حدوث الالتهابات المرتبطة بالزرع في الجراحة الأولية لا يزال 2٪ -5٪ 2.

تتمثل الآلية الأساسية الأساسية للعدوى المرتبطة بالزرع في تكوين غشاء حيوي على أسطح الزرع ، والذي يحمي الكائنات الحية الدقيقة من المضادات الحيوية والجهاز المناعي ، مما يجعل من الصعب القضاء على العدوى3،4. نظرا لأن الالتصاق البكتيريا على سطح الغرسة أمر بالغ الأهمية خلال المرحلة الأولى من تكوين الأغشية الحيوية ، فإن تقليل الالتصاق البكتيري وتكوين الأغشية الحيوية اللاحقة يعد استراتيجية أساسية لتقليل مخاطر الإصابة بالعدوى المرتبطة بالزرع. على الرغم من الخصائص المضادة للبكتيريا لتقنيات الزرع المختلفة ، إلا أنها لم يتم استخدامها على نطاق واسع سريريا بسبب الأحداث الضائرة ، مثل سمية الخلايا والحساسية5،6،7،8. لذلك ، لا تزال هناك حاجة سريرية غير ملباة للغرسات المضادة للبكتيريا التي تنسق السلامة والفعالية والاستقرار والمتانة لتقليل مخاطر الإصابة بالعدوى المرتبطة بالزرع. يمكن أن يؤدي البحث والتطوير للغرسات ذات الخصائص المضادة للبكتيريا إلى تطوير التكنولوجيا الجراحية للتغلب على هذه المشاكل.

يعد تقييم الخصائص المضادة للبكتيريا لمختلف المواد الحيوية باستخدام نماذج حيوانية صغيرة أمرا ضروريا قبل الشروع في النماذج الحيوانية الأكبر والتجارب السريرية9. أظهرت العديد من الدراسات نماذج فئران قابلة للتطبيق للعدوى المرتبطة بالزرع باستخدام بكتيريا مضيئة بيولوجيا ، والتي تحتوي على luxABCDE operon10،11،12،13،14،15. في حين أن هذه النماذج تسرع البحث في تطوير غرسات أو تقنيات مضادة للبكتيريا ، إلا أن لها قيودا معينة. أولا ، غالبا ما تكون الخبرة المتقدمة والمعدات المتخصصة ، مثل الأشعة السينية أو أنظمة التصوير المخصصة ، مطلوبة لتقييم الحمل البكتيري على الغرسات الموضوعة في نماذج الفئران بشكل مباشر ودقيق. ثانيا ، في حين أن الغرسات التي تم جمعها عادة ما تقيم الغرسة الانفرادية في موقع عدوى واحد لكل ، فقد تختلف ظروف العدوى والاستجابات المناعية بين الأفراد ، مما قد يؤدي إلى تباين في نتائج التقييمات المقارنة. لذلك ، عند مقارنة التأثيرات المضادة للبكتيريا للمواد الحيوية المختلفة في الجسم الحي ، فإن زرعها وتلقيحها بالبكتيريا في إعدادات موحدة يكون أكثر فائدة لمعالجة هذه المشكلات. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري تحسين المنهجية الحالية وإجراء تقييمات كمية مع قابلية التكرار والدقة من خلال استغلال خصائص النموذج الحيواني والبكتيريا المستخدمة.

تقدم هذه الدراسة نهجا تجريبيا جديدا للعدوى المرتبطة بالزرع في الجسم الحي يتيح إجراء قياسات دقيقة لتقييم تكوين الأغشية الحيوية على أسطح زرعتين داخل نموذج فأر واحد من خلال طرق تحليلية مقارنة بين الأفراد وداخلها. يمكن قياس الأغشية الحيوية الموجودة على كل غرسة باستخدام طرق محسنة لتصور الأغشية الحيوية على الغرسة ، وتحديد وحدات تشكيل المستعمرة (CFU) وتحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR) لسلالة مضيئة حيوية من المكورات العنقودية الذهبية ، Xen 36. أظهرت الدراسة السابقة أن غرسة معدنية جديدة تمتلك فعالية واعدة مضادة للبكتيريا في الجسم الحي ضد المكورات العنقودية الذهبية باستخدام هذا النهجالشامل 16. يمكن تنفيذ هذه المنهجية بسهولة في بيئة معملية قياسية وقد تسرع البحث في تطوير المواد الحيوية المضادة للبكتيريا.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

تتم الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدامه (IACUC) في جامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو (UCSF) ويتم إجراؤها في منشأة BSL2 بعد التشاور والموافقة من قبل برنامج مخاطر السلامة البيولوجية UCSF ، الذي تديره UCSF للصحة والسلامة البيئية. تم استخدام ذكور وإناث C57BL / 6 الفئران (12-16 أسبوعا ، 25-50 مجم). تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد.

1. تحضير البكتيريا

  1. استخدم المكورات العنقودية الذهبية Xen36 (ATCC49525) كعامل ممرض.
    ملاحظة: يتم الحصول على هذه السلالة من مجموعة ثقافة النوع الأمريكي (ماناساس ، فيرجينيا) وتستخدم بشكل فريد عامل luxABCDE ، والذي تم تحسينه ودمجه في البلازميد الأصلي للمضيف. يستخدم Xen36 أيضا جين مقاومة الكاناميسين المرتبط بأوبرون لوكس .
  2. أضف كمية صغيرة من مخزون الجلسرين المجمد من Xen 36 وأضف القطع إلى 5 مل من وسط مرق الصويا المشبقي (TSB) الذي يحتوي على 200 ميكروغرام / مل كاناميسين.
  3. احتضان المزرعة طوال الليل عند 37 درجة مئوية في حاضنة اهتزاز (200 دورة في الدقيقة).
  4. قم بوضع Xen36 على ألواح أجار TSB (TSB في أجار 1.5٪) تحتوي على 200 ميكروغرام / مل من الكاناميسين وتحتضن بين عشية وضحاها عند 37 درجة مئوية.
  5. عزل مستعمرات مفردة من Xen36 وزراعتها في 5 مل من TSB تحتوي على 200 ميكروغرام / مل كاناميسين طوال الليل عند 37 درجة مئوية في حاضنة اهتزاز (200 دورة في الدقيقة).
  6. قم بقياس امتصاص الثقافة الناتجة عند 630 نانومتر.
  7. قم بتخفيف الثقافة وعمل ثقافة Xen36 بحجم 1.0 × 108 CFU / مل بناء على الامتصاص عند 630 نانومتر.
    ملاحظة: قياس الامتصاص عند 630 نانومتر (مقابل فراغ TSB) البالغ 0.5 يعادل تقريبا 1.0 × 108 CFU / مل من Xen36.
  8. قم بتخفيف الثقافة وعمل ثقافة Xen36 بحجم 1.0 × 105 CFU / مل.

2. تحضير الغرسات المتصلة

  1. استخدم سلكين على شكل قضيب يتكون من الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة الجراحية المتوفرة تجاريا (SUS316L) ، يبلغ طول كل منهما 8 مم وقطره 0.5 مم.
  2. قم بتوصيل السلكين عموديا عن طريق إدخالهما في طرفي طرف ماصة سعة 20 ميكرولتر مقطوعة بطول 3 مم تقريبا.
    ملاحظة: أدخل الأسلاك المتصلة رأسيا في طرف إبرة 18 G (الشكل 1). تأكد من أن الأسلاك مؤمنة بإحكام بواسطة طرف الماصة لمنع الانفصال.
  3. قم بتعقيم الأسلاك قبل زرعها جراحيا في الفئران.

3. إنشاء كيس ناضج تحت الجلد

ملاحظة: قبل 7 أيام من التلقيح البكتيري ، قم بإنشاء كيس الهواء على النحو التالي:

  1. تخدير الفأر (C57BL / 6) بنسبة 2٪ من الأيزوفلوران عن طريق الاستنشاق (باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا).
    ملاحظة: قم بتقييم المستوى المناسب للتخدير من خلال مراقبة معدل التنفس ، وتوتر العضلات ، وقرص إصبع القدم ، وانعكاس القرنية ، ولون الأغشية المخاطية. استخدم مرهم العيون على العينين لمنع الجفاف أثناء التخدير.
  2. انقل الفأر المخدر إلى سرير الجراحة وحلق منطقة عنق الرحم / الصدر الظهرية للفأر.
  3. امسح وتعقيم المنطقة بأكملها بنسبة 70٪ من الإيثانول واليود.
  4. املأ حقنة سعة 10 مل بهواء معقم وقم بتوصيل إبرة 27 جم بالمخرج.
  5. قم بقرص قاعدة عنق الفأر برفق وارفعها لخلق مسافة بين الأنسجة تحت الجلد واللفافة.
  6. ضع الإبرة في خط الوسط بين لوح الكتف وحقن 3 مل من الهواء المعقم تحت الجلد لإنشاء كيس الهواء (الشكل 2).
    ملاحظة: أثناء حقن الهواء ، اضغط باستمرار على جانبي الظهر باليد المعاكسة لضمان انتشار الهواء إلى منتصف الظهر ، مما يؤدي إلى إنشاء كيس في المنتصف.
  7. أعد الفأر إلى قفص دافئ بلوحة حرارية وراقبه عن كثب حتى يتعافى من التخدير.
  8. حقن 3 مل من الهواء المعقم كما هو موضح أعلاه للحفاظ على تضخم التجويف وإنشاء كيس ناضج كل يومين.
    ملاحظة: قبل كل نفخ ، قم بشفط الهواء من الكيس لتأكيد الوضع الصحيح لطرف الإبرة. قم بإزالة المحقنة بعناية من الإبرة ، مع ترك طرف الإبرة في الحقيبة. أعد نفخ الكيس ب 3 مل من الهواء المعقم.

4. زرع الأسلاك المتصلة والتلقيح البكتيري

  1. بعد 7 أيام من حقن الهواء الأول ، قم بتخدير الفأر كما هو موضح في الخطوة 3.1.
    ملاحظة: أثناء العملية الجراحية ، تحقق باستمرار من أن الفأر يتنفس ومخدر. عادة ما تستغرق العملية الجراحية بأكملها من 10 إلى 15 دقيقة عند إجراؤها بواسطة جراح مدرب. يتم الحفاظ على التخدير عن طريق وضع أنبوب يوصل 2٪ من الأيزوفلوران الممزوج بالأكسجين المجاور لأنف الفأر.
  2. امسح وتعقيم المنطقة بأكملها بنسبة 70٪ من الإيثانول واليود.
  3. حقن بوبيفاكائين تحت الجلد قبل الجراحة مباشرة.
  4. قم بعمل شق طولي في خط الوسط 3 مم في الجزء العلوي من الحقيبة.
  5. أدخل إبرة 18 G تحتوي على الأسلاك المتصلة في الحقيبة من خلال الفتحة وادفع الأسلاك للخارج باستخدام حقنة داخلية لإبرة شوكية 25 G (الشكل 3 أ ، ب).
  6. اترك طرف الإبرة 18 جم داخل الحقيبة ، قم بإزالة الأسطوانة الداخلية برفق وحقن 3 مل من ثقافة Xen36 1.0 × 105 CFU / مل باستخدام المحقنة (الشكل 3C ، D).
  7. قم بإزالة جميع الإبر بعناية ، وأغلق الجلد باستخدام مشبك الجرح ، وأغلقه بمادة لاصقة موضعية للجلد (الشكل 3E ، F).
  8. تأكد من عدم وجود تسرب ، وأعد الماوس إلى القفص الفردي الدافئ بلوحة حرارية ، وراقبه كما كان من قبل.

5. استخراج الغرسات من الخراج تحت الجلد

  1. بعد القتل الرحيم عن طريق جرعة زائدة من الأيزوفلوران ، حلق المنطقة الظهرية العنقية والصدرية والقطنية للفأر ، وقم بمسح وتعقيم المنطقة بأكملها بنسبة 70٪ من الإيثانول والبوفيدون اليود (الشكل 4 أ).
    ملاحظة: تم إجراء القتل الرحيم وفقا لإرشادات الجمعية الطبية البيطرية الأمريكية (AVMA) للقتل الرحيم للحيوانات.
  2. قم بعمل شق خط الوسط بطول 2 سم في منطقة أسفل الظهر وقم بتقشير الأنسجة تحت الجلد بعناية باستخدام المقص.
  3. قم بتمديد الشق والتسلخ تحت الجلد بشكل قريب وافصل الأنسجة الملتصقة المحيطة بالخراج (الشكل 4 ب - د).
  4. استئصال الخراج تحت الجلد بالكامل (الشكل 4E).
  5. اقطع الخراج واستخرج السلك بعناية من داخل الخراج (الشكل 4F).

6. القياس الكمي للأغشية الحيوية المشكلة على أسطح الزرع

  1. فحص البنفسجي الكريستالي
    1. ضع الأسلاك المستخرجة من الخراج في آبار فردية من صفيحة مكونة من 24 بئرا تحتوي على 1 مل من الماء منزوع الأيونات (DI).
    2. انقل الأسلاك إلى آبار جديدة تحتوي على 1 مل من ماء DI لإزالة أي بكتيريا غير ملتصقة بشكل فضفاض من سطح الأسلاك.
    3. قم بتثبيت الأغشية الحيوية على الأسلاك باستخدام الإيثانول بنسبة 100٪ لمدة 1 دقيقة واتركها تجف.
    4. انقل الأسلاك إلى آبار جديدة تحتوي على 1 مل من كاشف بنفسجي بلوري 0.1٪.
    5. بعد 15 دقيقة من التلوين ، اغسل الأسلاك برفق مرتين بماء DI لإزالة أي صبغة زائدة.
    6. ضع الغرسة في أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل يحتوي على 250 ميكرولتر من حمض الأسيتيك 33٪ لمدة 15 دقيقة ؛ قم بإذابة البنفسج البلوري الملتصق بالغشاء الحيوي على الغرسة ، متبوعا بالدوامة لمدة 1 دقيقة.
    7. انقل 200 ميكرولتر من التعليق إلى صفيحة ذات 96 بئرا وقم بقياس الامتصاص عند OD630 نانومتر باستخدام قارئ صفيحة دقيقة. يتم إجراء جميع القياسات في ثلاث نسخ.
  2. عد وحدات تشكيل المستعمرة (CFU)
    1. قم بإزالة أي بكتيريا غير ملتصقة بشكل فضفاض من سطح الأسلاك كما هو موضح في الخطوة 6.1.2.
    2. ضع الغرسة في أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل يحتوي على 200 ميكرولتر من 10x trypsin واحتضنه عند 37 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة.
    3. دوامة لمدة 1 دقيقة والصوتنة في حمام مائي عند 100 واط لمدة 5 دقائق ، تليها دوامة إضافية لمدة 30 ثانية لفصل الأغشية الحيوية في التعليق.
    4. تلقيح 10 ميكرولتر من المعلق المخفف بشكل متسلسل على ألواح أجار TSB (TSB في أجار 1.5٪) ب 200 ميكروغرام / مل كاناميسين.
      ملاحظة: قم بتنفيذ هذا الإجراء ثلاث نسخ لكل محلول.
    5. بعد احتضان الصفائح عند 37 درجة مئوية لمدة 24 ساعة ، عد المستعمرات على الصفائح واحسب عدد الخلايا البكتيرية في الثقافة الأصلية باستخدام متوسط عدد المستعمرات17.
      ملاحظة: لضمان إزالة جميع البكتيريا من الأسلاك ، وهو أمر بالغ الأهمية للقياس الدقيق ، قم بتلطيخ الأسلاك باللون البنفسجي الكريستالي وراقبها بعد تطبيق التعليق على الألواح. في التجارب الأولية ، نجح الجمع بين التفكك الميكانيكي والكيميائي أعلاه في إزالة جميع الأغشية الحيوية Xen36 من أسطح أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ التقليدية (الشكل 5).
  3. تحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (qPCR)
    1. قم بإزالة أي بكتيريا غير ملتصقة بشكل فضفاض من سطح الأسلاك كما هو موضح في الخطوة 6.1.2.
    2. ضع الغرسة في أنبوب دقيق سعة 1.5 مل يحتوي على 600 ميكرولتر من TSB.
    3. استخراج الحمض النووي باستخدام نظام التحلل القلوي المعدل الخالي من الحبيبات16.
      ملاحظة: الحجم النهائي للحمض النووي الملوطوف هو 20 ميكرولتر.
    4. خفف الحمض النووي 1:10 وقم بتخزينه عند -20 درجة مئوية.
    5. قم بإجراء qPCR لجينات luxA و 16S rRNA 16.
      ملاحظة: يتم إجراء جميع تفاعلات qPCR في ثلاث نسخ. يبلغ إجمالي حجم مزيج التفاعل 10 ميكرولتر ، يحتوي على 3 ميكرولتر من قالب الحمض النووي ، و 5 ميكرولتر من SYBR Green ، و 1 ميكرولتر من الماء الخالي من النوكلياز ، و 0.5 ميكرولتر من كل طبقة أولية. بادئات لجين luxA هي 5'- GAGCATCATTTCACGGAGTTTG -3' و 5'- ATAGCGGCAGTTCCTACATTC -3'. البادئات لجين 16S rRNA هي 5'- GTGGAGGGTCATTGGAAACT - 3 'و 5'- CACTGGTGTTCCTCCATATCTC - 3'. شروط تفاعل البوليميراز المتسلسل هي كما يلي: التمسخ الأولي لمدة دقيقتين عند 94 درجة مئوية متبوعا ب 40 دورة من 15 ثانية عند 94 درجة مئوية ، و 30 ثانية عند 60 درجة مئوية ، و 30 ثانية عند 72 درجة مئوية ، والتمديد النهائي عند 72 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.
    6. رسم متوسط قيم عتبة الدورات الثلاث (Ct) مقابل منحنى معايرة تم إنشاؤه باستخدام الحمض النووي المنقى مباشرة من مزارع Xen36 النقية المخففة بشكل متسلسل لتقدير الحمل البكتيري على الغرسة (الشكل 6).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

قيمت هذه الدراسة موثوقية نهج شامل باستخدام نموذج فأر جديد للعدوى المرتبطة بالزرع مع تقييمات كمية محسنة لتكوين الأغشية الحيوية على أسطح الزرع ، والتي تم استخدامها في الدراسة السابقة16. تم استخدام الزرعتين المتطابقتين لفحص الأغشية الحيوية المتكونة على أسطحهما ، بهدف التحقق من أنه يمكن تحضين كلتا الزرعتين في وقت واحد في ظروف عدوى موحدة داخل مساحة منفردة تحت الجلد في نموذج فأر واحد. خضعت الفئران لإجراء إنشاء كيس تحت الجلد (الشكل 2) ، وبعد ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

أظهرت هذه الدراسة نهجا شاملا للتقييمات الكمية الدقيقة لتكوين الأغشية الحيوية على غرسات متعددة من خلال الاستفادة من نموذج فأر جديد وتقنيات التحليل المحسنة للعدوى المرتبطة بالزرع. لضمان احتضان زرعتين في ظل ظروف عدوى متطابقة في نفس الموضوع ، تم إنشاء كيس ناضج تحت الجلد داخل فأر واحد من خلال حقن الهواء المتكرر. وفر هذا النموذج بيئة مغلقة ومستقرة حيث يمكن احتضان زرعتين متصلتين في ظل ظروف عدوى متطابقة ، حتى أثناء تحرك الفأر. بعد التلقيح بالمكورات العنقودية الذهبية ، تم تطوير خراج مغلف...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

ويعلن أصحاب البلاغ عدم وجود مصالح متضاربة.

شكر وتقدير

تم تمويل هذا البحث جزئيا من قبل برنامج أبحاث تعاوني للصناعة / الجامعة NSF يسمى مركز الابتكارات العضلية الهيكلية التخريبية (IIP-1916629) ، و Komatsuseiki Kosakusho Co.، Ltd. ، و Rosies Base، LLC.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
حمض الخليكتوماس العلمية12-16-15-00
قارئ الامتصاص Agilent BioTek 800 TSأجيلينتBT800TS
إبر تحت الجلد المعقمة Air-Tite ، مقياس الإبرة: 18 جرامفيشر العلمية14817151 (CS)
BD إبر العمود الفقري: 25 جرامفيشر العلمية22043805
شاكر حاضنة Benchtopفيشر العلمية
حمام برانسون بالموجات فوق الصوتية، 115 فولت تيار متردد، 60 هرتزفيشر العلمية2489500
برانسون الموجات فوق الصوتية 2510R-MTH (سونيكاتور)آر بي آي - T48500-500.0
جهاز طرد مركزي سورفال بيكوفيشر العلمية
CFX96 وحدة البصريات في الوقت الحقيقي نظام qPCRبيو راد
معقم مضغوط، 30 لترتوماس العلمي ذ.م.م22A00N096 (EA/1)
كريستال بنفسجي ، 1٪ ، محلول SCI_EDفيشر العلمية10114-58-6
لوحة زراعة الخلايا Falcon 24 بئرافيشر العلمية877125
صفيحة زراعة الخلايا Falcon 96 بئرافيشر العلمية8771001
فيشربراند خلاط دوامة رقميفيشر ساينتيفكس
كاناميسينتوماس ساينتفيك ذ.م.م 15160054
مانيتول سولت أجار 
فيشر العلمي 
حاضنة ميسيروبيولوجياثيرمو ساينتفيك51028063ه
PBS ، الفوسفات المحلول الملحي
المكورات العنقودية الذهبية ATCC 49525 (Xen36)بيركين إلمر119243
SYBR Green I صبغة جل الحمض النوويفيشر العلمية
التربسين 10x (2.5٪)فيشر العلمية15090046
مرق الصويا التربتيك شركة نيتا العلمية  
زيبي بلازميد ميني بريب كيفيشر العلمية501977785نظام التحلل القلوي المعدل الخالي من الحبيبات

المراجع

  1. Wukich, D. K., Lowery, N. J., McMillen, R. L., Frykberg, R. G. Postoperative infection rates in foot and ankle surgery: a comparison of patients with and without diabetes mellitus. J Bone Joint Surg Am. 92 (2), 287-295 (2010).
  2. Darouiche, R. O. Treatment of infections associated with surgical implants. N Engl J Med. 350 (14), 1422-1429 (2004).
  3. Arciola, C. R., Campoccia, D., Montanaro, L. Implant infections: Adhesion, biofilm formation and immune evasion. Nat Rev Microbiol. 16 (7), 397-409 (2018).
  4. Li, P., Yin, R., Cheng, J., Lin, J. Bacterial biofilm formation on biomaterials and approaches to its treatment and prevention. Int J Mol Sci. 24 (14), ijms241411680(2023).
  5. Chen, X., Zhou, J., Qian, Y., Zhao, L. Antibacterial coatings on orthopedic implants. Mater Today Bio. 19, 100586(2023).
  6. Pan, C., Zhou, Z., Yu, X. Coatings as the useful drug delivery system for the prevention of implant-related infections. J Orthop Surg Res. 13 (1), 220(2018).
  7. Savvidou, O. D., et al. Efficacy of antimicrobial coated orthopedic implants on the prevention of periprosthetic infections: A systematic review and meta-analysis. J Bone Jt Infect. 5 (4), 212-222 (2020).
  8. Sussman, E. M., Casey, B. J., Dutta, D., Dair, B. J. Different cytotoxicity responses to antimicrobial nanosilver coatings when comparing extract-based and direct-contact assays. J Appl Toxicol. 35 (6), 631-639 (2015).
  9. Cyphert, E. L., Zhang, N., Learn, G. D., Hernandez, C. J., von Recum, H. A. Recent advances in the evaluation of antimicrobial materials for resolution of orthopedic implant-associated infections in vivo. ACS Infect Dis. 7 (12), 3125-3160 (2021).
  10. Stavrakis, A. I., et al. Current animal models of postoperative spine infection and potential future advances. Front Med (Lausanne). 2, 34(2015).
  11. Carli, A. V., et al. Quantification of Peri-implant bacterial load and in vivo biofilm formation in an innovative, clinically representative mouse model of periprosthetic joint infection. J Bone Joint Surg Am. 99 (6), e25(2017).
  12. Bernthal, N. M., et al. A mouse model of post-arthroplasty Staphylococcus aureus joint infection to evaluate in vivo the efficacy of antimicrobial implant coatings. PLoS One. 5 (9), e12580(2010).
  13. Kelley, B. V., et al. In vivo mouse model of spinal implant infection. J Vis Exp. (160), e60560(2020).
  14. Meroni, G., et al. A Journey into animal models of human osteomyelitis: A review. Microorganisms. 10 (6), 10061135(2022).
  15. Wang, Y., et al. Mouse model of hematogenous implant-related Staphylococcus aureus biofilm infection reveals therapeutic targets. Proc Natl Acad Sci U S A. 114 (26), E5094-E5102 (2017).
  16. Mitsuhiro Nishizawa, D. H., et al. A novel approach to reducing spinal implant-associated infections. bioRxiv. , (2024).
  17. Fehlings, M. G., et al. A clinical practice guideline for the management of patients with acute spinal cord injury: Recommendations on the use of methylprednisolone sodium succinate. Global Spine J. 7 (3 Suppl), 203S-211S (2017).
  18. Dworsky, E. M., et al. Novel in vivo mouse model of implant-related spine infection. J Orthop Res. 35 (1), 193-199 (2017).
  19. Masters, E. A., et al. Distinct vasculotropic versus osteotropic features of S. agalactiae versus S. aureus implant-associated bone infection in mice. J Orthop Res. 39 (2), 389-401 (2021).
  20. Sheppard, W. L., et al. Novel in vivo mouse model of shoulder implant infection. J Shoulder Elbow Surg. 29 (7), 1412-1424 (2020).
  21. Mansouri, M. D., Ramanathan, V., Al-Sharif, A. H., Darouiche, R. O. Efficacy of trypsin in enhancing assessment of bacterial colonization of vascular catheters. J Hosp Infect. 76 (4), 328-331 (2010).
  22. Wang, X., Howe, S., Deng, F., Zhao, J. Current applications of absolute bacterial quantification in microbiome studies and decision-making regarding different biological questions. Microorganisms. 9 (9), 9091797(2021).
  23. Lima, A., Franca, A., Muzny, C. A., Taylor, C. M., Cerca, N. DNA extraction leads to bias in bacterial quantification by qPCR. Appl Microbiol Biotechnol. 106 (24), 7993-8006 (2022).
  24. Eleaume, H., Jabbouri, S. Comparison of two standardization methods in real-time quantitative RT-PCR to follow Staphylococcus aureus genes expression during in vitro growth. J Microbiol Methods. 59 (3), 363-370 (2004).
  25. Vidlak, D., Kielian, T. Infectious dose dictates the host response during Staphylococcus aureus orthopedic-implant biofilm infection. Infect Immun. 84 (7), 1957-1965 (2016).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة