Name: マウスにおけるインプラント関連感染症の動物モデル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-27T14:50:00.000+00:00
Duration: 7 min 2 s
Description: 学ぶマウスにおけるインプラント関連感染症の動物モデル構築法。皮下背部インプラント挿入により、黄色ブドウ球菌感染の病態生理機構と免疫応答を詳細に解析し、診断基準と標的治療戦略の開発に貢献する。

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<ol><li>Calabro, L., Lutton, C., Din, A. F. S. E., Richards, R. G., Moriarty, T. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCalabro%2C+L+%22Biomaterials+Associated+Infection%3A+Immunological+Aspects+and+Antimicrobial+Strategies%22">Biomaterials Associated Infection: Immunological Aspects and Antimicrobial Strategies</a>. Moriarty, T. F., Zaat, S. A. J., Busscher, H. J. , Springer. New York. 273-304 (2013).</li>
<li>Shiels, S. M., Bedigrew, K. M., Wenke, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+hematogenous+implant-related+infection+in+a+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Musculoskel+Disord%22%5BJournal%5D)">Development of a hematogenous implant-related infection in a rat model.</a> BMC Musculoskel Disord. 16 (1), 255(2015).</li>
<li>Su, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioresponsive+nano-antibacterials+for+H2S-sensitized+hyperthermia+and+immunomodulation+against+refractory+implant-related+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Adv%22%5BJournal%5D)">Bioresponsive nano-antibacterials for H2S-sensitized hyperthermia and immunomodulation against refractory implant-related infections.</a> Sci Adv. 8 (14), eabn1701(2022).</li>
<li>Dong, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Honeycomb-inspired+ZIF-sealed+interface+enhances+osseointegration+via+anti-infection+and+osteoimmunomodulation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Honeycomb-inspired ZIF-sealed interface enhances osseointegration via anti-infection and osteoimmunomodulation.</a> Biomaterials. 307, 122515(2024).</li>
<li>Mei, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilm+microenvironment-responsive+self-assembly+nanoreactors+for+all-stage+biofilm-associated+infection+through+bacterial+cuproptosis-like+death+and+macrophage+re-rousing%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Biofilm microenvironment-responsive self-assembly nanoreactors for all-stage biofilm-associated infection through bacterial cuproptosis-like death and macrophage re-rousing.</a> Adv Mater. 35, 2303432(2023).</li>
<li>Zhang, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+enzymatic+and+metal-organic+framework+system+to+prevent+biofilm+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep+Phys+Sci%22%5BJournal%5D)">An enzymatic and metal-organic framework system to prevent biofilm infections.</a> Cell Rep Phys Sci. 6, 102468(2025).</li>
<li>Su, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enzymatic+bionanocatalysts+for+combating+peri-implant+biofilm+infections+by+specific+heat-amplified+chemodynamic+therapy+and+innate+immunomodulation%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Resist+Updates%22%5BJournal%5D)">Enzymatic bionanocatalysts for combating peri-implant biofilm infections by specific heat-amplified chemodynamic therapy and innate immunomodulation.</a> Drug Resist Updates. 67, 100917(2023).</li>
<li>Li, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilm+homeostasis+interference+therapy+via+1O2-sensitized+hyperthermia+and+immune+microenvironment+re-rousing+for+biofilm-associated+infections+elimination%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Biofilm homeostasis interference therapy via 1O2-sensitized hyperthermia and immune microenvironment re-rousing for biofilm-associated infections elimination.</a> Small. 19, 2300592(2023).</li>
<li>Conn, P. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aConn%2C+PM+%22Animal+Models+for+the+Study+of+Human+Disease%22">Animal Models for the Study of Human Disease</a>. , Academic Press. (2017).</li>
<li>Stavrakis, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combination+prophylactic+therapy+with+rifampin+increases+efficacy+against+an+experimental+Staphylococcus+epidermidis+subcutaneous+implant-related+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Antimicrob+Agents+Chemother%22%5BJournal%5D)">Combination prophylactic therapy with rifampin increases efficacy against an experimental Staphylococcus epidermidis subcutaneous implant-related infection.</a> Antimicrob Agents Chemother. 58 (4), 2377-2386 (2014).</li>
<li>Su, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+oxygen-evolving+metalloantibiotics+for+spatiotemporal+sono-metalloimmunotherapy+against+orthopedic+biofilm+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Biodegradable oxygen-evolving metalloantibiotics for spatiotemporal sono-metalloimmunotherapy against orthopedic biofilm infections.</a> Nat Commun. 15, 8058(2024).</li>
<li>Yang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver-quercetin-loaded+honeycomb-like+Ti-based+interface+combats+infection-triggered+excessive+inflammation+via+specific+bactericidal+and+macrophage+reprogramming%5BTitle%5D)+AND+%22Bioact+Mater%22%5BJournal%5D)">Silver-quercetin-loaded honeycomb-like Ti-based interface combats infection-triggered excessive inflammation via specific bactericidal and macrophage reprogramming.</a> Bioact Mater. 43, 48-66 (2025).</li>
<li>Kahl, B. C., Becker, K., Löffler, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+significance+and+pathogenesis+of+Staphylococcal+small+colony+variants+in+persistent+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Microbiol+Rev%22%5BJournal%5D)">Clinical significance and pathogenesis of Staphylococcal small colony variants in persistent infections.</a> Clin Microbiol Rev. 29 (2), 401-427 (2016).</li>
<li>Gong, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-functional+bio-HJzyme+engineered+polyetheretherketone+implant+with+cascade-amplification+therapeutic+capabilities+toward+intractable+implant-associated+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Multi-functional bio-HJzyme engineered polyetheretherketone implant with cascade-amplification therapeutic capabilities toward intractable implant-associated infections.</a> Small. 21 (7), 2409437(2025).</li>
<li>Arciola, C. R., Campoccia, D., Montanaro, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implant+infections%3A+adhesion%2C+biofilm+formation+and+immune+evasion%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Implant infections: adhesion, biofilm formation and immune evasion.</a> Nat Rev Microbiol. 16 (7), 397-409 (2018).</li>
<li>Qin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prospects+and+challenges+for+the+application+of+tissue+engineering+technologies+in+the+treatment+of+bone+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Bone+Res%22%5BJournal%5D)">Prospects and challenges for the application of tissue engineering technologies in the treatment of bone infections.</a> Bone Res. 12, 28(2024).</li>
<li>Luo, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+bacterial+cuproptosis-like+death+via+reversal+of+hypoxia+microenvironment+for+biofilm+infection+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Sci%22%5BJournal%5D)">Enhanced bacterial cuproptosis-like death via reversal of hypoxia microenvironment for biofilm infection treatment.</a> Adv Sci. 11 (19), 2308850(2024).</li>
<li>Ding, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilm+microenvironment+activated+antibiotic+adjuvant+for+implant-associated+infections+by+systematic+iron+metabolism+interference%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Sci%22%5BJournal%5D)">Biofilm microenvironment activated antibiotic adjuvant for implant-associated infections by systematic iron metabolism interference.</a> Adv Sci. 11 (17), 2400862(2024).</li>
<li>Cheng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilm+heterogeneity-adaptive+photoredox+catalysis+enables+red+light-triggered+nitric+oxide+release+for+combating+drug-resistant+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Biofilm heterogeneity-adaptive photoredox catalysis enables red light-triggered nitric oxide release for combating drug-resistant infections.</a> Nat Commun. 14, 7510(2023).</li>
<li>Zhu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photothermal+nanozyme-based+microneedle+patch+against+refractory+bacterial+biofilm+infection+via+iron-actuated+Janus+ion+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Photothermal nanozyme-based microneedle patch against refractory bacterial biofilm infection via iron-actuated Janus ion therapy.</a> Adv Mater. 34, 2207961(2022).</li>
<li>Shen, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overcoming+the+oxygen+dilemma+in+photoredox+catalysis%3A+Near-infrared+%28NIR%29+light-triggered+peroxynitrite+generation+for+antibacterial+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed%22%5BJournal%5D)">Overcoming the oxygen dilemma in photoredox catalysis: Near-infrared (NIR) light-triggered peroxynitrite generation for antibacterial applications.</a> Angew Chem Int Ed. 135, e202219153(2023).</li>
<li>Sun, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+delivery+of+gaseous+signaling+molecules+for+orthopedic+disease+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">Local delivery of gaseous signaling molecules for orthopedic disease therapy.</a> J Nanobiotechnol. 21 (1), 58(2023).</li>
<li>Liu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-fat+actuated+lipometabolic+reprogramming+of+macrophages+for+intracellular+infections+in+biofilm+microenvironment%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Nano-fat actuated lipometabolic reprogramming of macrophages for intracellular infections in biofilm microenvironment.</a> Adv Funct Mater. 34, 2405852(2024).</li>
<li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+modulation+and+enhancement+of+macrophages+via+sonodynamic+therapy-driven+cupferroptosis-like+stress+for+implant-associated+biofilm+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Today%22%5BJournal%5D)">Targeted modulation and enhancement of macrophages via sonodynamic therapy-driven cupferroptosis-like stress for implant-associated biofilm infections.</a> Nano Today. 54, 102092(2024).</li>
<li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Balancing+bioresponsive+biofilm+eradication+and+guided+tissue+repair+via+pro-efferocytosis+and+bidirectional+pyroptosis+regulation+during+implant+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Balancing bioresponsive biofilm eradication and guided tissue repair via pro-efferocytosis and bidirectional pyroptosis regulation during implant surgery.</a> ACS Nano. 18 (20), 13196-13213 (2024).</li>
<li>Xu, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoadjuvant-triggered+STING+activation+evokes+systemic+immunotherapy+for+repetitive+implant-related+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Bioact+Mater%22%5BJournal%5D)">Nanoadjuvant-triggered STING activation evokes systemic immunotherapy for repetitive implant-related infections.</a> Bioact Mater. 35, 82-98 (2024).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomimetic+metal-organic+framework+combats+biofilm-associated+infections+via+hyperthermia-enhanced+bacterial+metabolic+interference+and+autophagy-promoted+adaptive+immunity%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Biomimetic metal-organic framework combats biofilm-associated infections via hyperthermia-enhanced bacterial metabolic interference and autophagy-promoted adaptive immunity.</a> Adv Funct Mater. 34, 2310509(2024).</li>
<li>Wang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofunctional+magnesium+coating+of+implant+materials+by+physical+vapour+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Biomater+Transl%22%5BJournal%5D)">Biofunctional magnesium coating of implant materials by physical vapour deposition.</a> Biomater Transl. 2 (3), 248-256 (2021).</li>
<li>Tseng, C. W., Sanchez-Martinez, M., Arruda, A., Liu, G. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subcutaneous+infection+of+methicillin-resistant+Staphylococcus+aureus+%28MRSA%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Subcutaneous infection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA).</a> J Vis Exp. (48), e2528(2011).</li>
<li>Feldman, A. T., Wolfe, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFeldman%2C+AT+%22Histopathology%3A+Methods+and+Protocols%22">Histopathology: Methods and Protocols</a>. Day, C. E. , Springer. New York. 31-43 (2014).</li>
<li>Mestas, J., Hughes, C. C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Of+mice+and+not+men%3A+Differences+between+mouse+and+human+immunology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Immunol%22%5BJournal%5D)">Of mice and not men: Differences between mouse and human immunology.</a> J Immunol. 172 (5), 2731-2738 (2004).</li>
<li>Lee, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+microbes+read+the+map%3A+Effects+of+implant+topography+on+bacterial+adhesion+and+biofilm+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">How microbes read the map: Effects of implant topography on bacterial adhesion and biofilm formation.</a> Biomaterials. 268, 120595(2021).</li>
<li>Zhang, L. -j, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+loss+of+innate+immune+antimicrobial+function+of+dermal+fat+is+mediated+by+transforming+growth+factor+beta%5BTitle%5D)+AND+%22Immunity%22%5BJournal%5D)">Age-related loss of innate immune antimicrobial function of dermal fat is mediated by transforming growth factor beta.</a> Immunity. 50 (1), 121-136.e5 (2019).</li>
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<li>Carli, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developing+a+clinically+representative+model+of+periprosthetic+joint+infection%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Am%22%5BJournal%5D)">Developing a clinically representative model of periprosthetic joint infection.</a> J Bone Joint Surg Am. 98 (19), 1666-1676 (2016).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+analysis+of+the+effects+of+cyclophosphamide+and+dexamethasone+on+intestinal+immunity+and+microbiota+in+delayed+hypersensitivity+mice%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">Comparative analysis of the effects of cyclophosphamide and dexamethasone on intestinal immunity and microbiota in delayed hypersensitivity mice.</a> PLOS ONE. 19 (10), e0312147(2024).</li>
<li>Thanabalasuriar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutrophil+extracellular+traps+confine+Pseudomonas+aeruginosa+ocular+biofilms+and+restrict+brain+invasion%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Host+Microbe%22%5BJournal%5D)">Neutrophil extracellular traps confine Pseudomonas aeruginosa ocular biofilms and restrict brain invasion.</a> Cell Host Microbe. 25 (4), 526-536.e4 (2019).</li>
<li>Tseng, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subcutaneous+infection+of+methicillin-resistant+Staphylococcus+aureus+%28MRSA%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Subcutaneous infection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA).</a> J Vis Exp. (48), e2528(2011).</li>
<li>Yang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+periprosthetic+joint+Candida+albicans+infection+model+in+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">A periprosthetic joint Candida albicans infection model in mouse.</a> J Vis Exp. (204), e65263(2024).</li>
<li>Kelley, B. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+mouse+model+of+spinal+implant+infection%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">In vivo mouse model of spinal implant infection.</a> J Vis Exp. (160), e60560(2020).</li>
<li>Greig, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Platelet+deficiency+represents+a+modifiable+risk+factor+for+periprosthetic+joint+infection+in+a+preclinical+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bone+Joint+Surg+Am%22%5BJournal%5D)">Platelet deficiency represents a modifiable risk factor for periprosthetic joint infection in a preclinical mouse model.</a> J Bone Joint Surg Am. 103 (11), 1016-1025 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1%四酸化オスミウム溶液</td><td>任意のメーカー</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2.5%グルタルアルデヒド溶液</td><td>任意のメーカー</td><td></td><td></td></tr><tr><td>4%パラホルムアルデヒド溶液</td><td>任意のメーカー</td><td></td><td></td></tr><tr><td>75%エタノール</td><td>任意のメーカー</td><td></td><td></td></tr><tr><td>自動グラム染色システム</td><td>バイオメリュー</td><td>Previ カラーグラム</td><td></td></tr><tr><td>バイオセーフティキャビネット</td><td>サーモフィッシャーサイエンティフィック</td><td>1500</td><td></td></tr><tr><td>血液寒天プレート</td><td>シグウイ</td><td>KLCP002</td><td></td></tr><tr><td>脱毛クリーム</td><td>ヴィート</td><td></td><td></td></tr><tr><td>フリーズドライヤー</td><td>アイラ</td><td>FDU-2110型</td><td></td></tr><tr><td>イソフルラン</td><td>リンプ</td><td>イソフルラン</td><td></td></tr><tr><td>低温高速遠心分離機</td><td>サイロゲックス</td><td>CF1524R</td><td></td></tr><tr><td>微生物質量分析&nbsp;</td><td>バイオメリュー</td><td>VITEK MS</td><td></td></tr><tr><td>針付き非吸収性縫合糸</td><td>上海金環</td><td>F308型</td><td></td></tr><tr><td>パラフィセクショニング&nbsp;制</td><td>ライカ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>リン酸緩衝生理食塩水(PBS)</td><td>バイオシャープ</td><td>BL302A型</td><td></td></tr><tr><td>走査型電子顕微鏡</td><td>日立</td><td>SU8010</td><td></td></tr><tr><td>小動物麻酔器</td><td>RWDの</td><td>R500</td><td></td></tr><tr><td>分光 光度 計</td><td>ジンファ</td><td>721</td><td></td></tr><tr><td>テルトブタノール</td><td>任意のメーカー</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TGパノラマ組織細胞定量分析システム</td><td>ティッシュグノーシス</td><td>ティッシュファックスプラス</td><td></td></tr><tr><td>ティッシュホモジナイザー</td><td>イカ</td><td>T10ベーシックウルトラトラックス</td><td></td></tr><tr><td>トリプシン大豆ブロス(TSB)</td><td>ソーラービオ</td><td>LA0110</td><td></td></tr><tr><td>縦型シングルドア振動インキュベーター</td><td>酒けじ</td><td>ESCI-1020</td><td></td></tr></tbody></table>

マウスにおけるインプラント関連感染症の動物モデル

Animal Model of Implant-Associated Infections in Mice

マウスの皮下インプラント関連感染モデルは、この研究で説明した方法論 によって 確立されました(図1)。すべてのマウスは手術後3時間以内に良好な状態になり、食事、睡眠、活動は同じ日に正常に戻りました。
術後も、両群の背中の創傷部の観察を続けたところ、実験終了までインプラント関連感染群の皮下膿瘍の範囲が皮下膿瘍群よりも大きいことがわかりました(図3)。皮下膿瘍群と比較して、インプラント関連感染群は4日前に発生した3日目に破裂を発症した。10日目には、マウスの両群に創傷回復の兆候が見られ、皮下膿瘍群は14日目により顕著な回復を示した。対照的に、インプラント関連感染群では、一部のマウスが14日以内にチタンシートを脱落させたため、傷口はまだ治癒しておらず、より深刻な感染度を示しています。
2つのグループ間の感染範囲の違いをより視覚的に区別するために、各マウスの感染部位から組織を採取しました。両群の感染部位の組織ホモジネート希釈液について、血液寒天プレート上の細菌負荷を分析しました(図4A)。驚くべきことに、インプラント関連感染群の感染組織量は7日目と14日目に減少する傾向がなかったのに対し、皮下膿瘍群の感染組織細菌の量は3日目、7日目、14日目に連続して減少しました(図4B)。インプラント関連感染群のマウスから取り出したチタンシートのSEM観察により、上記の知見、すなわち、マウスのチタンシート上の細菌数が14日間にわたって徐々に増加したことがさらに確認されました(図5)。また、Gimsa染色により、皮下膿瘍群の感染組織の細菌数は、3日目と比較して7日目に有意に減少し、14日目にはさらに減少し、その間、インプラント関連感染群の細菌数の減少の兆候が見られなかったことも明らかになりました(図6)。したがって、インプラント関連感染モデルは、同等の感染用量で皮下膿瘍モデルよりも重篤で持続的な感染を示しました。
H&amp;E染色 による マウスの感染組織への炎症性細胞浸潤の強度をさらに解析したところ、皮下膿瘍群は、3日目と比較して7日目に炎症性細胞浸潤の度合いが低く、14日目に顕著な減少を示したことが明らかになりました(図7)。インプラント関連感染群における炎症性細胞浸潤は、14日間を通じて高かった。最後に、インプラント関連感染群の主要臓器の病理組織学的解析により、モデリング法を用いてすべての主要臓器が基本的に正常であり、正常なマウスと比較して結果に明らかな病変の発現がないことが明らかになりました(図8)。これらの結果から、本手法は安全性と信頼性が高く、インプラント関連感染症の研究に適していることが示唆されました。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68041/68041fig1.jpg"> 
図1:インプラント関連感染モデルのプロトコル(A)麻酔は、鼻円錐送法による吸入麻酔システムを使用して維持された。挿入図:ガス誘導室による導入麻酔。(B)皮膚の準備は、手術部位を剃り、消毒することによって行った。(C)背側横切開は滅菌ブレードを使用して行われました。(D)滅菌チタンインプラントを切開部から皮下挿入した。(E)細菌懸濁液(2 × 105 CFU/mL)をチタン表面に塗布して感染を誘発した。(F)切開部位を滅菌し、縫合した。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68041/68041fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68041/68041fig2.jpg"> 
図2:実験のグループ化、サンプル収集、および分析手順の概略図。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68041/68041fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68041/68041fig3.jpg"> 
図3:1日目、3日目、5日目、7日目、10日目、14日目の両モデルの切開部位の代表的な画像。 スケールバー:1 cmこの <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68041/68041fig3large.jpg" target="_blank">図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68041/68041fig4.jpg"> 
図4:末梢組織からの細菌負荷分析 (A)3日目、7日目、14日目のスプレッドプレート培養からの細菌コロニーの代表的な画像。上段:皮下膿瘍モデル。下段:インプラント関連感染モデル。(B)両群における細菌負荷の経時的な定量的変化。(C)細菌の定量に用いる段階希釈法の概略図。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68041/68041fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68041/68041fig5.jpg"> 
図5:3日目、7日目、14日目のチタンインプラント表面の走査型電子顕微鏡(SEM)画像。 黄色の球体は 黄色ブドウ球菌を示します。ブルーの背景はチタンの表面を表しています。スケールバー:20μmこの <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68041/68041fig5large.jpg" target="_blank">図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68041/68041fig6.jpg"> 
図6:両モデルで3日目、7日目、14日目の末梢組織のギムサ染色。 赤い矢印は細菌のコロニーを示しています。スケールバー:50μmこの <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68041/68041fig6large.jpg" target="_blank">図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68041/68041fig7.jpg"> 
図7:両モデルにおける3日目、7日目、14日目の末梢組織のヘマトキシリンおよびエオシン(H&amp;E)染色。 スケールバー:50μmこの <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68041/68041fig7large.jpg" target="_blank">図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68041/68041fig8.jpg"> 
図8:インプラント関連感染モデルと健常対照マウスにおける14日目の主要臓器のH&amp;E染色。 スケールバー:50μmこの <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68041/68041fig8large.jpg" target="_blank">図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>

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Research

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