マウスにおけるインプラント関連感染症の動物モデル

安定した動物モデルを確立することで、感染微小環境内の病理学的統計と免疫応答を調査しながら、インプラント関連感染症治療をテストするための信頼できるプラットフォームが提供されます。PGI治療の戦いにおいて、蛍光イメージング、電子顕微鏡、トランスクリプトミクスなどの新しい技術は、PGIにおける細菌のライフサイクルと将来を調査するための強力な選択肢を提供します。ただし、まず、高品質で再現性のあるPGI動物モデルを確立する必要があります。

現在の課題は、インプラント関連感染症の臨床的現実である複雑な in vivo 微小環境を模倣する、安定した再現性のあるモデルを構築することです。皮下膿瘍モデルよりも優れたインプラント関連感染モデルは、臨床的関連性を高め、感染を維持し、再現性を向上させ、バイオセーフティを向上させます。このモデリング手法は安全性と信頼性が高く、病態生理学的メカニズムを包括的に調査し、標的を絞った治療延伸による診断基準の開発に火をつけます。

まず、黄色ブドウ球菌の培養物を入手します。接種ループでループフルの培養物を取り除き、懸濁液を血液寒天プレートに縞模様で並べ、インキュベートします。黄金色の色素沈着と明確な溶血ゾーンを持つ、単一の丸い滑らかな独立したコロニーを選択します。

滅菌ループを使用して、5ミリリットルの滅菌トリプシン大豆ブロスを含む15ミリリットルの滅菌遠心分離管に接種します。チューブを摂氏37度に設定された振とうインキュベーターに入れ、毎分200回転で12時間振とうします。細菌懸濁液をトリプシン大豆ブロスで1対50の比率で希釈し、再度インキュベートします。

次に、分光光度計を使用して 600 ナノメートルの光学密度を測定および記録し、細菌が対数増殖期に達したことを確認します。次に、3ミリリットルの細菌懸濁液をチューブにピペットで入れます。3ミリリットルの低温滅菌PBSと混合します。

混合物を摂氏4度で3000 Gで10分間遠心分離します。ピペットを使用して、上清を廃棄し、細菌ペレットをPBSに穏やかに再懸濁します。洗浄した細菌ペレットをPBSに再懸濁して、さらなる実験を行います。

20匹のC57BLバー6J野生型マウスをインプラント関連感染群と皮下膿瘍群の2つのグループにランダムに分けます。個々の識別のために、各マウスに個別の耳タグを適用します。動物の皮膚を麻酔して準備した後、滅菌手術用ブレードを使用して、各マウスの背側領域に1センチメートルの切開を行います。

次に、切開によって作成された皮下ポケットに滅菌チタンインプラントを挿入します。次に、滅菌1ミリリットルの注射器を使用して、100マイクロリットルの黄色ブドウ球菌の細菌懸濁液をチタン表面に直接注入します。皮下膿瘍群の場合、インプラント挿入を行わずに切開部を直接作成、消毒、縫合します。

滅菌1ミリリットルの注射器を使用して、100マイクロリットルの黄色ブドウ球菌懸濁液を切開部位に注入します。末梢組織の感染を評価するには、採取した組織サンプルを滅菌チューブに入れます。各チューブに等量の滅菌PBSと3つの滅菌スチール粉砕ビーズを追加します。

70ヘルツで3サイクルでそれぞれ60秒間組織を均質化し、サイクルの間に20秒間休止します。均質化後、サンプルを5分間渦巻きします。次に、PBSで組織ホモジネートの連続希釈液を調製します。

マイクロピペットを使用して、希釈した各ホモジネート15マイクロリットルを血液寒天プレートの指定されたセクションに滴下します。次に、血液寒天プレートを摂氏37度で振らずに24時間インキュベートします。インプラント関連感染群は、3日目までに目に見える創傷破裂を発症しました。

10日目に、マウスの両群は創傷回復の兆候を示し、皮下膿瘍群は14日目にインプラント関連感染群よりも顕著な回復を示した。感染組織からの細菌培養は、インプラント関連感染群ですべての時点で持続的な高い細菌増殖を示しましたが、皮下膿瘍群は 3 日目から 14 日目にかけて細菌コロニーの進行性の減少を示しました。走査型電子顕微鏡検査では、3日目から14日目にかけて、インプラント関連感染群のチタンシート上の細菌の被覆がますます密になっていることが示されました。

ギムザ染色では、14日目までに皮下膿瘍群の細菌の顕著な減少が明らかになりましたが、インプラント関連感染群は期間を通じて高い細菌の存在を維持しました。ヘマトキシリンとエオシンの染色により、皮下膿瘍群の炎症細胞浸潤が 14 日目までに有意に減少したのに対し、インプラント関連感染群では持続的に密な細胞浸潤が示されました。心臓、肝臓、脾臓、肺、腎臓組織の組織学的検査では、対照群と比較して、インプラント関連感染群に目に見える病変や異常は見られませんでした。