Imagem Química de Alta Resolução Espacial de Infecções Associadas a Implantes com Luminescência Expedida por Raios-X Imagem Química Através do Tecido

Esta técnica permitirá visualizar e mapear alterações bioquímicas de infecções associadas ao implante através do osso e tecido. Podemos obter imagens de alta resolução das variações nas concentrações químicas próximas às superfícies dos implantes. Isso nos permitirá monitorar o ambiente químico local próximo a infecções associadas ao implante.

Quem demonstrará o procedimento de cultura bacteriana será Erin Levon, aluna de pós-graduação do Departamento de Ciências Biológicas. Para começar, ative o refrigerador PMT e execute o restante das etapas de inicialização antes de ativar os PMTs. Em seguida, abra o software de controle do sistema de imagem e mova o eixo x e o eixo y do estágio para a posição inicial desejada.

Coloque a amostra no estágio xyz móvel e posicione a altura da amostra de modo que o dispositivo radioluminescente fique de 5 a 5,5 centímetros abaixo da óptica de foco policapilar, elevando ou abaixando a fonte de raios X e/ou o estágio. Além disso, posicione o espécime no plano x-y com a ajuda da cruz do laser e remova a óptica de focalização para obter a radiografia simples da amostra. Fixe o intertravamento do botão na porta frontal do gabinete de imagem.

Em seguida, ligue a alimentação da fonte de raios-x. Em seguida, abra o software de controle de raios-x. Ajuste a potência dos raios X e abra o obturador dos raios X com o software de controle de raios-x.

Em seguida, abra o software da câmera de raio-x e pressione o botão Exposição para fazer a radiografia simples. Desligue a exposição e o raio-x e, em seguida, abra a porta do compartimento. Conecte a óptica policapilar novamente à fonte de raios X.

Em seguida, feche o gabinete, prenda o intertravamento e ligue a fonte de alimentação PMT. Em seguida, abra o software de controle do sistema de geração de imagens e especifique o tamanho da etapa, a velocidade da varredura e a área de varredura. Depois que todos os parâmetros estiverem definidos, inicie a varredura pressionando o botão Executar.

Execute uma varredura em segundo plano com o raio-x desligado para determinar as contagens escuras de qualquer luz presente no compartimento que não seja a amostra. Depois de garantir que a amostra está na posição correta com a cruzeta laser, feche o compartimento e prenda o intertravamento. Em seguida, abra o software de controle do sistema de geração de imagens e insira os valores para tamanho da etapa, velocidade de varredura e área de varredura.

Depois que todos os parâmetros estiverem definidos, pressione o botão Executar para iniciar a varredura e obter a varredura para a amostra com o raio-x ligado. Primeiro, execute a varredura de baixa resolução com tamanhos de passo maiores e maior velocidade de varredura para obter uma imagem preliminar do alvo. Depois de obter uma varredura de baixa resolução da área desejada da amostra, obtenha a varredura de maior resolução com um tamanho de passo menor e menor velocidade de varredura.

Para preparar uma cultura fresca de staphylococcus aureus 1945, use uma colônia de uma placa tríptica de ágar de soja, estriada dentro de uma semana para inocular três mililitros de caldo de soja tríptico estéril. Em seguida, agite suavemente a cultura bacteriana a 37 graus Celsius por 16 a 18 horas até a fase estacionária. Em seguida, pellet a cultura do caldo de soja tríptico via centrifugação a 4.000 g por 10 minutos à temperatura ambiente e lavar o pellet duas vezes com PBS.

Quantifique a concentração bacteriana usando densidade óptica a 600 nanômetros usando a faixa linear, que é a faixa de densidade óptica onde a lei de Beer-Lambert é verificada. Em seguida, diluir a amostra 200.000 células por mililitro usando PBS estéril. Esterilizar o ágar tríptico de soja por autoclavação e, em seguida, resfriar misturando até que a temperatura atinja 45 graus Celsius.

Em seguida, inocular as bactérias no ágar tríptico de soja. Em seguida, pipetar a cultura bacteriana diluída na superfície do sensor implantável e 100 microlitros de ágar de soja tríptica não inoculada sobre outro implante estéril como controle. Adicione mais 100 microlitros de ágar de soja tríptica não inoculada sobre o sensor implantável antes de incubar a 37 graus Celsius por 48 horas antes da implantação.

Após a conclusão da varredura, as imagens de 620 nanômetros, 700 nanômetros e ratio, respectivamente, foram geradas no MatLab, e a mudança de cor foi indicativa das mudanças no pH. Como a região de pH básico absorve significativamente a luz emitida do que a região de pH ácido, a região de pH mais baixo aparece como um sinal mais brilhante em 620 nanômetros. A emissão do cintilador a 700 nanômetros funciona como uma referência espectral para inconsistências no filme cintilador, mudanças na composição do tecido e quaisquer mudanças que ocorram na posição da óptica de detecção do escaneamento para o escaneamento.

A amostra precisa ser posicionada corretamente no palco. A fonte de alimentação PMT deve ser desligada antes de acender a luz ambiente ou abrir o gabinete, e uma varredura de baixa resolução deve ser realizada antes da obtenção de imagens de alta resolução. Em vez da fonte de raios X, podemos usar uma fonte de ultrassom para realizar imagens químicas de luminescência de ultrassom para monitorar mudanças de pH associadas a dispositivos médicos implantados.

Sim, após a otimização do sistema, conseguimos detectar variações de pH na cavidade intramedular do osso em relação à superfície óssea, o que poderia ser usado para estudar a osteomielite.