Summary
이 연구는 향상 된 토끼 선물 모델 같은 양의 골 수에서 박테리아를 차단 하 여 황색 포도상구균 에 감염. Vancomycin 로드 칼슘 염 및 자생 뼈 항생제와 뼈 복구 처리를 위해 사용 됩니다. 프로토콜 뼈 감염 및 재생을 공부에 대 한 도움이 될 수 있습니다.
Abstract
뼈 감염 임상, 정형 외과, 외상 외과에 치료 하기가 매우 세균성 내 습에서 유래한 다. 뼈 감염 도왔습니다, 지속적인 염증과 최종 뼈 비 조합 될 수 있습니다. 가능한, 재생 가능한 동물 모델의 설립은 뼈 감염 연구 및 항생제 치료에 중요 합니다. Vivo에서 모델로 서 토끼 모델은 뼈 감염 연구에서 널리 이용 된다. 그러나, 토끼에 대 한 이전 연구 뼈 감염 모델 박테리아의 양을 변수 되면서 감염 상태 일치 하지 했다. 이 연구는 골 수에서 박테리아를 차단 하 여, 토끼에 뼈 감염을 유도 하는 향상 된 수술 방법을 선물 한다. 다음, 다단계 평가 모델링 방법 확인 하 실행 될 수 있습니다.
일반적으로 debriding 괴 사 성 조직 및 vancomycin 로드 칼슘 염 (VCS)의 주입은 항생제 치료에 우세. VCS에 칼슘 염 혜택 크롤링 osteocyte와 새로운 뼈 성장, 비록 대규모 뼈 결함 debriding 후 발생 합니다. 자생 뼈 (AB)은 후에 회 저 성 뼈 debriding 대규모 뼈 결함의 치료에 대 한 뼈 결함을 극복 하는 매력적인 전략 이다.
이 연구에서 우리는 자생 뼈 이식 뼈 결함으로 꼬리 뼈를 사용. 뼈 수리 동물 희생 후 마이크로--단층 촬영 (마이크로 CT) 및 조직학 분석을 사용 하 여 측정 했다. 그 결과, VCS 그룹에서 뼈 비-연합 지속적으로 얻은 했다. 대조적으로, 뼈 결함 영역 VCS AB 그룹에서 크게 감소 했다. 현재 모델링 방법 뼈 감염 모델을 준비 하는 재현, 실현, 안정적인 방법 설명. VCS AB 치료 항생제 치료 후 낮은 뼈 연방 비 비율에 있는 결과. 향상 된 뼈 감염 모델 및 VCS와 자생 뼈의 조합 치료 뼈 감염 뼈 재생 관련 학 정형 응용 프로그램의 기본 메커니즘을 공부 하는 데 도움이 수 있습니다.
Introduction
뼈 감염 세균 이나 다른 미생물 침입 후 외상, 뼈 골절, 또는 다른 뼈 질환1에서 일반적으로 유래한 다. 뼈 감염 염증 및 뼈 조직 파괴의 높은 수준의 유도 수 있습니다. 클리닉, 황색 포도상구균 (S. 구 균)에서는 뼈 감염2,3의 주된 원인이 에이전트입니다. 뼈 감염 고통, 쇠 약, 그리고 종종 매우4치료 하기 어려운 만성 과정을 걸립니다. 현재, 회 저 성 직물의 debridement 그리고 vancomycin 로드 칼슘 (VCS) 구슬의 이식 로컬 감염5,6를 제어 하기 위한 효율적인 전략으로 확인 되었습니다 있다. 그러나, 10% ~ 15%의 환자는 항 감염 치료7후 장기간된 뼈 복구 프로세스, 지연된 연합, 또는 비-연합을 경험. 뼈의 결함의 큰 세그먼트는 정형 외과 대 한 가장 어려운 문제입니다. 자가 뼈 이식 뼈 비 조합 치료8,9에 최적의 뼈 대체를 간주 됩니다.
날짜 하려면, 뼈에 대 한 연구의 대부분 감염 및 자가 뼈 이식 동물 모델, 쥐, 토끼, 개, 돼지 및 양10,11의 다양 한 종류에서 실시 되었습니다. 토끼 모델으로 뼈 감염 연구, 가장 많이 사용 되 첫번째 197012,13Norden와 케네디에 의해 수행. 우리의 이전 연구에서 우리 Norden의 방법을, 토끼 모델을 사용 하 고 우리는 S. 구 균 골 수 주입의 수량 수 없습니다 측정할 수 정확 하 게,로 골 수에서 혈액 새 박테리아 솔루션 오버플로 발견.
이 문서에 토끼 뼈 감염 유도 대 한 향상 된 수술 방법을 제공 합니다. 프로시저의 끝에, 혈액 생화학 검사, 세균 검사 및 조직 검사는 뼈 감염 모델을 확인 하려면 수행 했다. 그리고, VCS, 감염을 억제 하기 위해 이식 했다 자생 뼈 뼈 재생 촉진 이식 했다.
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Protocol
현재 연구에 사용 된 토끼는 관리 및 실험 동물의 사용에 대 한 가이드에 따라 취급 했다. 모든 실험 절차 규칙의 생명 윤리 위원회의 절 강 아카데미의 전통 중국 의학 순 이었다.
1입니다. 세균 현 탁 액의 준비
- S. 구 균 동결 분말 (ATCC 6538)와 Luria Bertani 문화 매체의 0.3 mL의 0.5 mg을 디졸브. 완전히 정지를 혼합.
- 줄무늬가 tryptic 간장 한 천 격판덮개에 박테리아 중단 하 고 16 h 37 ° C에서 세균성 식민지를 품 어.
- 단일 세균성 식민지 형성 단위 (CFU)과 tryptic 간장 국물 관 24 h. 수행 37 ° C에서 약 24 h에 대 한 하위 문화를 선택 하 고 얻을 중반 대 수 성장 단계 박테리아 후 16 ~ 18 h, 광학 밀도 (OD) 값이 600에서 0.6 nm 14.
- 원심 분리기 튜브로 박테리아 서 스 펜 션의 1 mL를 전송 합니다. 825 x g 와 4 ° C에서 5 분 동안 centrifuge 그리고 삭제는 상쾌한. Resuspend 및 버퍼링 하는 인산 염 (PBS);의 100 µ L로 박테리아를 씻어 3 번이이 단계를 반복 합니다. 마지막으로, PBS의 3 mL와 박테리아 resuspend.
-
맥 팔 랜드의 turbidimetry15를 사용 하 여 박테리아 농도 견적 한다.
- 탁도 0.5 맥 팔 랜드 표준에 해당 될 때까지 100 ~ 500 µ L 세균 현 탁 액의 색도계 튜브를 전송 합니다.
- 박테리아의 콘텐츠는 약 10에 도달 하면 0.5 맥 팔 랜드에 시각적인 비교 하 여 탁도 평가8 CFU/mL.
참고: 박테리아 서 스 펜 션의 볼륨은 다음 프로토콜에 대 한 충분 한 다는 것을 확인 하십시오. 모든 토끼 박테리아 서 스 펜 션의 볼륨 1 mL 미만입니다.
- 한 천 배지 세균 현 탁 액의 0.2 mL를 전송 하 고 그것을 균등 하 게 적용. 박테리아 식민지 박테리아 서 스 펜 션의 CFU를 확인 하려면 16 헤 수 37 ° C에서 접시를 품 어.
2입니다. 뼈 감염 모델의 준비
- 남성 뉴질랜드 백색 토끼, 세 공기 제어 조건 (20 ± 1 ° C) 및 12 h/12 h 빛 어두운 조명 사이클에서 개별 장에 3 개월 유지. 일상적인 식단을 제공 하 고 매일 수돗물.
- 되도록 수술의 때에 토끼 3 kg 이상의 무게.
- Pentobarbital 나트륨 (체중 100 g 당 3 밀리 그램)와 복 주사로 토끼를 anaesthetize. 토끼는 발 핀치에 응답 하는 실패에 의해 anesthetized 완전히 다는 것을 확인 하십시오. 작업 절차 동안 운영 테이블에 토끼를 수정.
참고: 되도록 모델링 절차 기간은 1 시간 미만. - 머리 성장의 방향에 대 한 전기 면도기를 사용 하 여 근 위 경골 영역을 면도. Povidone-요오드 솔루션을 적용 하 여 피부를 소독.
- 펜 및 통치자 S. 구 균 (경골의 위쪽 끝 까지의 거리는 1.5 cm)로 분사에 대 한 드릴링 구멍 위치와 경골의 위쪽 끝을 표시 합니다. 드릴링 구멍 위치는 tibial 고원 중간 수평 다는 것을 확인 (그림 1A).
- 11 호 메스를 사용 하 여 경골 피부를 잘라내어 (그림 1B, C)과에 1 cm 절 개를 하 게. 전기 뼈 드릴 단위 (그림 1D)를 사용 하 여 경골에 2 m m 직경 구멍 펀치.
- 2mm 직경 및 높이 2 m m (그림 1E)의 뼈 왁 스의 실린더와 tibial 고원에서 2 m m 직경 구멍을 누릅니다. (그림 1F) tibial 고원의 수평 평면 여분의 뼈 왁 스를 제거 합니다. 2 m m 구멍 뼈 왁 스 (그림 1G)의 가득 차 있는지 확인 합니다.
참고: 또는 혈액 오버플로 없이 구멍을 선택 하 여 구멍 뼈 왁 스의 전체 인지 확인 합니다. - 과을 꿰 매십시오와 씹는 봉합 (그림 1H)에서 동물을 방지 하기 위해 수직 매트리스 봉합에 흡수 되기 쉬운 외과 봉합 사를 피부.
- (그림 1나) 1 mL 무 균 상태 인젝터와 1 x 108 미 균 솔루션 (체중 100 g 당 30 µ L)의 CFU/mL를 주사. 바늘 뼈 왁 스를 관통 하 고 주입 S. 구 균 솔루션 골 천천히 다는 것을 확인 하십시오.
- 모델링 후 열 손실을 피하기 위해 따뜻하고 깨끗 한 상황에서 동물을 유지. 호흡 속도 심장 박동을 모니터링 합니다. 일어나, 후 음식과 물에 대 한 무료 액세스와 개별 장에 토끼 집.
3입니다. 뼈 감염 모델의 평가
- 7, 14, 21, 감염 후 28 일, 토끼 토끼 위해 머리와 귀를 위해 밖으로 장소.
-
Dipotassium ethylenediaminetetraacetic 산 (EDTA-K2) 항 응 혈 약 혈액 용기에 귀의 정 맥에서 혈액의 2 개 mL를 그립니다. 혈액 용기에 혈관에서 혈액의 1 mL를 그립니다. 실 온에서 651 x g 의 속도와 10 분 동안 혈 청 원심
- C-반응성 단백질 (CRP)에 의해 효소 연결 된 immunosorbent 분석 결과 (ELISA) 방법16및 혈액 생화학 분석기를 사용 하 여 전체 혈액에서 백혈구 (WBC)을 결정 합니다.
- 7, 14, 21, 감염 후 28 일, 한 모델 토끼 pentobarbital 나트륨 100 g 체중 당 3 밀리 그램의 복용량에서 anaesthetize. 11 호 메스를 사용 하 여 경골 피부 고과 (그림 2A)에서 2 cm 절 개를 하 게.
- 본 왁 스 청소. 전기 뼈 드릴 단위 (그림 2B)를 사용 하 여 두 개의 인접 한 4.8 m m 직경 구멍을 펀칭으로 회 저 성 뼈를 debride. Debride 회 저 성 골 수 및 알갱이 만듦 조직 뼈 숟가락 (그림 2C)를 사용 하 여.
참고: 골 수에 남아 있는 뼈 조직을 피하려고 debridement 동안 뼈 조직을 청소. - 긁 고 두 구멍 (그림 2D) 사이의 뼈 조직의 청소.
- 양 혈액 한 천 배지 위에 골의 1 mL를 확산. 37 ° c.에 하룻밤 번호판을 품 어 30-300 식민지의 접시를 선택 하 고 식민지의 수를 계산 합니다.
- 감염 후 28 하루의 끝에, 무릎 및 발목 관절의 가장자리를 따라 경골 표본 추출. 수정 24 h. Decalcify에 대 한 4 %paraformaldehyde 경골 표본 경골 표본 10 %EDTA 8 주 동안.
- 에탄올 희석의 등급된 시리즈에 경골 표본 탈수 하 고 후 파라핀 왁 스에 포함. 코로나 비행기에서 4 연속 5 µ m 단면을 잘라. 섹션 장비로 hematoxylin과 오신 (H & E) 얼룩 얼룩.
- 현미경을 사용 하 여 스테인드 섹션 보기와 기록 표준 소프트웨어로 가벼운 이미지를 전송.
4입니다. VCS 구슬의 준비
- 의료 학년 칼슘 염의 9.5 g vancomycin 염 산 염 분말 1 g을 추가 하 고 혼합된 힘에 정상적인 염 분의 3 mL를 추가 합니다. 믹스 그들을 철저 하 게 30-45에 대 한 주걱으로 s.
- 유연한 실리 카 젤 금형 (4.8 m m 직경 4.8 m m 높이의 실린더), 혼합된 제품을 놓고 금형을 flexing 하 여 VCS 비즈를 제거 하는 15 분 동안 실 온에서 건조 합니다.
5. 항생제 치료 및 자생 뼈의 이식
- 감염 후 28일 하루에 체중 100 g 당 3 밀리 그램의 복용량에서 pentobarbital 나트륨과 모델 토끼를 anaesthetize. 면도 전기 면도기를 사용 하 여 근 위 경골 지역. Povidone-요오드 솔루션을 적용 하 여 피부를 소독.
참고: 모델링 절차 1 시간 미만 있는지 확인 합니다. - 면도 전기 면도기를 사용 하 여 꼬리 영역 고 povidone-요오드 솔루션을 적용 하 여 꼬리를 소독.
- 수술가 위를 사용 하 여 꼬리를 줄이려고. 11 호 메스를 사용 하 여 꼬리 피부를 잘라내어 꼬리 뼈를 공개. 흡수 수술 봉합은 봉합을 씹는에서 동물을 방지 하기 위해 수직 매트리스 봉합 꼬리 지역에서 피부를 바느질.
- 모든 근육, 연 조직 및과 제거 합니다. 각 합동에 꼬리 뼈를 분리 하 고 메 마른 염 분을 포함 하는 100 m m 플라스틱 접시 뼈 조각을 전송.
- 곡선된 핀셋 (그림 2E)를 사용 하 여 골 수 구멍에 VCS 구슬 (4.8 m m 직경 및 높이 4.8 m m, 구슬의 조각 당 1.25 mg vancomycin의 실린더)의 4 개를 이식.
- 뼈 결함을 채우기 자생 뼈의 8 조각으로 핀셋 (그림 2E) 곡선 (2 mm 직경 및 각 작품 당 4 m m 높이의 실린더)를 사용 하 여.
- 과을 꿰 매십시오와 매트리스 봉합 방식 (그림 2F) 흡수 수술 봉합 피부.
참고: 수술 하는 동안 25 ° C에 온도 유지. - 수술 후 열 손실을 피하기 위해 따뜻하고 깨끗 한 상황에서 동물을 유지. 호흡 속도 심장 박동을 모니터링 합니다. 일어나, 후 음식과 물에 대 한 무료 액세스와 개별 장에 토끼 집.
6입니다. 항생제 활동의 평가
- 토끼 해결사에 토끼를 넣고 2, 4, 6, 8 주 치료 후에 머리와 귀를 위해 외부 장소.
- K2 EDTA 항 응 혈 약 혈관과 귀의 정 맥에서 혈액을 그립니다. 혈액 용기에 혈관에서 혈액의 1 mL를 그립니다. 실 온에서 651 x g 의 속도와 10 분 동안 혈 청 원심
- ELISA 방법16혈액 생화학 분석기와 C-반응성 단백질 (CRP)를 사용 하 여 전체 혈액에는 백혈구 (WBC)를 결정 합니다.
7입니다. 뼈 재생의 평가
- 이상으로 주입 하 여 토끼를 안락사 pentobarbital 나트륨, 8 또는 12 주 치료 후의 끝의 복용량.
- 무릎과 발목 관절의 가장자리를 따라 경골 표본 추출. 근육과 fascial 레이어 debride.
- 마이크로 계산 된 단층 촬영 (마이크로 CT)를 사용 하 여 경골의 구조를 분석 합니다. 선택 타원형 지역 4.8 m m 직경 9.6 m m 만큼 관심 (ROI)의 지역. 비트맵 데이터를 사용 하 여 3D 모델 이미지를 재구성 합니다.
- 뼈 볼륨/조직 볼륨 (BV/TV), 배수 두께 (Tb.Th)의 비율의 점수를 선택 trabecula 번호 (Tb.N)와 배수 분리 (뼈 재생을 평가 하기 위해 Tb.Sp)from the3D 모델.
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Representative Results
뼈 감염 모델의 평가
S. 구 균감염, 후 토끼의 병 적인 발현 클리닉에서 만성 도왔습니다의 대표적인 증상에 유사 했다. 우리의 연구에서 30 토끼 했다 감염, 모델 그룹, 대상 및 10 토끼 제어 동물으로 복종 되었다. 모든 모델 토끼는 sinuses(그림 3)에서 흐름 흰색과 노란색 고름으로 경골 로컬 사이트의 sinuses 감염. H & E 염색의 결과 세균성 집계 모델 그룹에서 죽은 뼈 주위에 있는 정상적인 osteocytes 식별할 수 없는 나타냅니다. CRP와 WBC의 수준을 모델 그룹에서 제어 그룹 (그림 3B) 보다 높다. 회 저 성 골 lysates 모델 그룹에 대 한 식민지의 수를 증가 (그림 3C) 감염 후 발생 한 천 배지에서 줄무늬는. 모델링의 끝에, 심각한 감염 때문에 죽은 3 토끼 있었습니다. 나머지 감염 된 토끼 뼈 감염 모델으로 확인 된 고 3 그룹으로 나눠 지었다: 그룹, VCS 그룹, 및 VCS AB 그룹.
항생제 활동 및 뼈 재생의 평가
VCS 또는 VCS AB 치료 후 2, 4, 6, 및 8 주, CRP와 WBC의 레벨은 크게 감소(그림 4). 12 주 후 VCS 및 뼈 이식의 이식, VCS AB 그룹의 tibial 결함이 완전히 coalescent 같았다. VCS AB 그룹의 tibial 고원 서피스는 VCS 그룹 보다 아첨. 뼈 손실 모델 그룹 (그림 4B)에 2D 재건 이미지 VCS AB와 VCS, 치료 후 12 주 기간 동안 뼈에 진보적인 증가 나타냅니다. 뼈 재생 양적 인덱스를 분석 하는 타원형 지역 4.8 m m 직경 및 긴 9.6 m m (ROI) (그림 4C), 관심 지역으로 선정 되었다 하 고 3D 모델 이미지 비트맵 데이터를 사용 하 여 재구성 했다. 마이크로-CT 인덱스 BV/TV 모델 그룹에서 현저 하 게 낮은 보다는 VCS에 VCS AB 그룹 했다. VCS AB 그룹에서 Tb.N 및 Tb.Th 점수 모델 그룹과 VCS에 비해 크게 높았다. 또한, VCS AB 그룹에서 Tb.Sp 점수 모델 그룹과 VCS 그룹 (그림 4D)에서 보다 현저 하 게 낮은 있습니다.
이러한 결과 S. 구 균 원인 VCS를 사용 하 여 감소 될 수 있는 모델 그룹에서 WBC와 CRP 증가 함께 그 감염을 건의 한다. VCS의 주입 최적의 항생제 치료로 간주 됩니다. 그러나, 뼈 결함 VCS 그룹에서 관찰 이다. VCS 및 자생 뼈 치료 trabeculae 두께 trabeculae 번호를 증가 하 고 배수 분리 감소. VCS AB 치료 홍보 뼈 치유의 능력을 보여주었다.
그림 1 . 뼈 감염 모델의 수술 준비. (A)는 경골에 위치는 펀치를 보여줍니다. 시추 구멍 위치 사이의 거리 S. 구 균 경골의 위쪽 끝을 가진 주입은 1.5 cm. (B) 절 개에 게는 피부에는 노출. (C) 절 개 경골을 노출 하는 통해 만든 보여줍니다. (D) 펀치는 경골에 2 m m 직경 구멍. (E) 작성 2 m m 직경 구멍 뼈 왁 스의 전체. (F)는 여분의 뼈 왁 스를 잘라. (G) 표시 뼈 왁 스 뼈 결함을 작성 합니다. (H) Sew과 피부. (나) 넣기 S. 구 균 솔루션. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 . 뼈 이식 및 항생제 치료의 준비. (A) 절 개 노출과 피부에 게. (B) 두 개의 인접 한 4.8 m m 직경 구멍을 펀치. (C) Debride 회 저 성 뼈와 골 수 염증. (D) 긁어 4.8 m m 직경의 긴 원형 수 있도록 두 개의 구멍 사이 9.6 m m 긴 뼈 조직을 청소. (E) 작성 VCS와 뼈 이식 구멍. (F) Sew과 피부. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3 . 뼈 감염 모델의 평가. (A) S. 구 균및 모델 및 제어 그룹에서 토끼 경골의 전형적인 histopathology 이미지 감염 토끼 다리의 외관 특징. 파란색 화살표: osteocyte; 분홍색 화살표: 뼈 trabeculae; 노란색 화살표: 세균성 집계; 녹색 화살표: 죽은 뼈. (B) WBC와 CRP 결과의 시간 지점에서 토끼 혈 청에서 모델링, 전에 감염 후 7, 14, 21, 28 일. 열 대표 평균 ±SE *p < 0.05 대 제어 그룹. (C) 경골 골 수에서 세균성 식민지의 수 계산 다음 하룻밤 부 화. 열 대표 평균 ±SE *p < 0.05 대 식민지를 0에서 계산. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4 . 항생제 활동 및 뼈 재생의 평가. (A) 2의 시간 포인트에서 토끼 혈 청에서 WBC와 CRP의 결과 VCS와 VCS-AB, 포인트의 이식 후 4, 6 및 8 주 대표 말은 ±SE, #p < 0.05와 *p < 0.05 모델 그룹에 비해. 경골의 (B) 코로나 섹션 이미지 마이크로-ct. (C)에 의해 투자 수익의 위치를 분석 했다. (D) 히스토그램 표시 뼈 볼륨/조직 볼륨 (BV/TV), 배수 두께 (Tb.Th), trabecula 수 (Tb.N), 및 그룹 당 5 토끼에서 ROI의 배수 분리 (Tb.Sp) 점수 열 대표 평균 ±SE *p < 0.05 대 컨트롤 그룹 또는 모델 그룹. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5 . 타임 라인의 모든 절차. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
이전 연구에서 다양 한 종류의 동물 모델 둘 다 급성과 만성 뼈 감염; 공부 건설 되었다 그러나, 이상적인 모델에 대 한 검색은 여전히17,18을 지속합니다. 또한, 이상적인 뼈 감염 모델 예상 시뮬레이션 모델링 기간 동안 임상 설정에서 뼈 감염의 병 적인 특성, 유지 수행 하기 쉽고 저렴 한 비용. 지금까지, 토끼 뼈 감염 모델은 염증 성 뼈 질병 연구에 가장 일반적인 모델으로 토끼 사용할 수 있고, 가능한 저렴 한. 우리의 이전 연구에서 우리는 사망률 및 다양 한 몸 무게와 토끼의 감염 속도 비교. 체중 3 kg 이상; 해야 했다 결과 그렇지 않으면, 있을 것입니다 높은 사망률 또는 haematosepsis 및 더 높은 사망 율의 발생률이 높은 수술 후.
이전 연구와는 달리 토끼 뼈 감염 모델 및 우리의 연구에서 항생제 치료는 인간의 질병과 수술 치료의 병 적인 특성으로 일관. 이전 연구에서 동물 나트륨 morrhuate 및 S. 구 균 주사 하지 않았습니다 pathologic 상태 60 일 이상. 또한, 사망률 2012,19보다 더했다. 오버플로 뼈 결함에서 미 균 솔루션 낮은 감염률을 유도 하기 위해 입증 되었습니다 했다. 우리 골에서 미 균 솔루션을 차단 하기 위해, 경골에 2mm 구멍을 채우기 위해 뼈 왁 스를 사용 하 고 구멍 또는 혈액 오버플로 없이 구멍을 확인 하 여 뼈 왁 스 가득 했다 보장. 토끼 경골의 두께 2mm, 우리 누를 2 mm 직경의 실린더 그리고 뼈 왁 스를 보장 2 m m 직경 구멍으로 2mm 높이 뼈 왁 스 구멍 가득 골에 침투 하지 수 있습니다. 또한, 본 왁 스는 유연 하 고 안정적인, 그것은 구멍 가득 고 수 하지 녹아 또는 골 수 반응. 우리의 연구, 감염, 후 28 일에 뼈 왁 스 여전히 완료 되었고 완전히 구멍을 가득. 토끼의 무게 3 kg 이상 되었고 3.2 kg 미만, 박테리아 서 스 펜 션의 볼륨 960 µ L 900 µ L 이었다. 주입의 느린 속도 때문에 뼈 왁 스의 차단 기능, 박테리아 서 스 펜 션의이 볼륨 높은 압력 없이 골에 주입 수 있습니다. 결과이 프로토콜은 S. 구 균 골 수에 감염의 수량을 보여주었다. 2 m m 직경 구멍은 경골의 위쪽 끝에 거리는 1.5 c m, debride 하 고 VCS 구슬과 다음 치료에 자생 뼈 이식에 충분 한 공간을 보장 하는 tibial 고원에 있는 구멍을 찾아내는 되도록 경골에 구멍 뚫은 것. 모델링 과정 3 토끼는 심각한 감염으로 인해 사망 했다. 남아 토끼 뼈 감염 토끼로 식별 하 고 나머지 토끼에서 감염 율은 100%. 스폰지에 적셔 미 균 이나 이물질, 이식의 이식 등 다른 뼈 감염 프로토콜에 비해 우리의 밀접 하 게 임상 설정에서 뼈 감염 시뮬레이션 프로토콜과 절차에 거의 영향 등 debriding 회 저 성 뼈 및 항생제 치료.
뼈 감염을 진단 하는 것은 외과 의사를 도전 이다. 혈 청 염증 마커 검출, 미생물학 분석 및 histopathology 분석을 포함 하 여 실험실 테스트 결과 임상 설정20뼈 감염을 평가 하기 위해 사용 되었다. 또한, 영상 진단, 초음파, 방사선, 컴퓨터 단층 촬영, 자기 공명 영상 또는 라만 분광학 등 뼈 감염21감지에 적용 했다. 불행히도, 진단 이미징 방법을 통해 도왔습니다는 종종 지연 뼈 괴 사 difficult 감염의 3 주까지 일반 방사선으로 검출 하기 때문에. 우리의 연구에서 우리 사용 혈 청 염증 마커 검출 및 histopathology 분석 뼈 감염 모델, 이러한 방법은 효과적이 고, 작동 되었고 인덱스 했다 중요 한. 다음 모델을 만드는 뼈 감염 우리의 연구에서 수술의 가장 중요 한 단계 이었다. 수술 및 치료를 수행 하기 위해 적절 한 몸 무게와 토끼를 선택 합니다. 모금 및 수술 절차 동안 무 균 환경을 유지 고 수술 프로토콜 다음 따뜻한 상태를 확인 합니다. 경골에 2 m m 직경 구멍을 펀치 하 고 경골의 위쪽 끝 까지의 거리는 1.5 cm. 채우기 뼈 왁 스로 구멍 확인 하 고과와 피부 박테리아 솔루션을 차단 하기 위해 바느질. 항생제 치료의 가장 중요 한 단계는 다음. 혈 청에 있는 전체 혈액과 CRP에 WBC를 감지 하 여 토끼의 병 적인 뼈 감염을 확인 합니다. 회 저 성 뼈를 완전히 debride, 두 개의 인접 한 4.8 m m 직경 구멍 펀치 고 긁어 2 구멍 사이의 뼈 조직의 청소. VCS 구슬의 4 개 및 8 자생 뼈의 골 수와 뼈 결함으로 이식.
항생제 치료 후, 우리는 VCS AB 그룹에서 토끼 VCS 그룹에서 보다 높은 osteogenic 잠재력을 했다 관찰 했다. 이 때문에 자생 뼈 포함 활성화 osteocytes VCS의 유도 부족 한 반면 이식 표면에 걸쳐 뼈 매트릭스를 생성 뼈 형성 성장 인자, 뼈 매트릭스 결함 영역에서 있을 수 있습니다. 우리의 결과 자생 뼈 우수한 osteogenic 기능을 나타냅니다. 자생 뼈 수확 볼륨에서 제한 하 고 있지만 기증자 사이트에 병 적 상태를 수반, 자생 뼈의 중요성은 무시할 수22,,2324하지. 우리의 연구에서 자생 뼈 조직의 상해를 방지 하 고 자생 뼈 장 골 뼈에서 얻고에 비해 사망률 감소는 꼬리 뼈에서 인수 되었다. 꼬리 뼈에서 Autograft 뼈는 뼈 감염의 동물 연구에서 선호 이식 재료 수 있습니다.
결론적으로, 뼈 감염의 향상 된 토끼 모델은이 연구에서 설립 되었다. 염증 인덱스 및 혈액 생화학 인덱스 뼈 감염 모델을 견적 하기 위하여 사용 되었다. 또한, 항생제 치료 후 다단계 분석 실행 되었다 항생제 활동 및 뼈 재생 기능을 감지 하. 모델링, 치료 프로토콜 및 평가 방법 가능 하 고 신뢰할 수 있습니다. 더 연구 멀티 모달 뼈 감염의 pathologic 과정 및 뼈 복구 프로세스를 모니터링 하려면 시각적 장치 활용에 집중 될 것 이다.
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Disclosures
저자는이 작품에 관심의 없습니다 충돌 보고합니다.
Acknowledgments
이 작품은 국립 자연 과학 재단의 중국 (81803808, 81873062), 절 강 지방 의료 및 건강 과학 및 기술 기금 (2017KY271)는 과학 및 기술 프로젝트의 강성 (2017C 37181)에 의해 지원 되었다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| absorbable surgical suture | Jinghuan | 18S0604A | |
| asepsis injector | Jinglong | 20170501 | |
| bone wax | ETHICON | JH5CQLM | |
| CCD camera | Olympus | DP72 | |
| EDTA-K2 anticoagulant blood vessel | XINGE | 20170802 | |
| Electric bone drill unit | Bao Kang | BKZ-1 | |
| Electric shaver | Codos | 3800 | |
| flexible silica gel mold | WRIGHT | 1527745 | |
| Hematoxylin and Eosin Staining Kit | Beyotime | 20170523 | |
| Luria-Bertani culture medium | Baisi Biothchnology | 20170306 | |
| Medical-grade calcium sulphate | WRIGHT | 1527745 | |
| microcomputed tomography (micro-CT) | Bruker | SkyScan 1172 | |
| Microscope | Olympus | CX41 | |
| New Zealand white rabbits | Zhejiang Experimental Animal Center | SCXK 2014-0047 | |
| No. 11 scalpel | Yuanlikang | 20170604 | |
| normal saline | Mingsheng | 20170903 | |
| PBS | TBD(Jingyi) | 20170703-0592 | |
| pentobarbital sodium | Merk | 2070124 | |
| povidone-iodinesolution | Lierkang | 20170114 | |
| S. aureus freeze drying powder | China General Microbiological Culture Collection Center | ATCC 6538 | |
| sheep blood agar | HuanKai Microbial | 3103210 | |
| tryptic soy agar plates | HuanKai Microbial | 3105697 | |
| tryptic soy broth tubes | HuanKai Microbial | 3104260 | |
| Vancomycin | Lilly | C599180 |
References
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