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Medicine

संयुक्त Published: October 16, 2014 doi: 10.3791/51612

Summary

Staphylococcus aureus के bioluminescent इंजीनियर तनाव उपयोग, आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण संक्रमण के एक माउस मॉडल में ऑप्टिकल और μCT इमेजिंग संयुक्त, noninvasively और longitudinally में बैक्टीरिया के संक्रमण की गतिशीलता, साथ ही इसी भड़काऊ प्रतिक्रिया और संरचनात्मक परिवर्तन की निगरानी करने की क्षमता प्रदान की हड्डी.

Abstract

Multimodality इमेजिंग दोनों preclinical और नैदानिक ​​अनुसंधान में इस्तेमाल एक आम तकनीकी दृष्टिकोण के रूप में उभरा है. विवो ऑप्टिकल और μCT इमेजिंग में गठबंधन उन्नत तकनीक है कि एक संरचनात्मक संदर्भ में जैविक घटना के दृश्य की अनुमति. इन इमेजिंग रूपात्मकता शर्तों प्रभाव है कि हड्डी का अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है. विशेष रूप से, आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण संक्रमण नैदानिक ​​आर्थोपेडिक सर्जरी में एक महत्वपूर्ण समस्या है. इन संक्रमणों जीवाणु biofilms विदेशी शल्य चिकित्सा द्वारा प्रत्यारोपित सामग्री पर फार्म क्योंकि लगातार सूजन, osteomyelitis और अंततः प्रत्यारोपण ढीला और विफलता में जो परिणाम प्रत्यारोपण, आसपास के हड्डी के अंतिम osteolysis के लिए अग्रणी, इलाज के लिए मुश्किल है. इधर, एक संक्रमित आर्थोपेडिक कृत्रिम प्रत्यारोपण के एक माउस मॉडल ऐसे में फीमर में एक intramedullary नहर में एक Kirschner तार प्रत्यारोपण की शल्य नियुक्ति शामिल है कि इस्तेमाल किया गया था कि प्रत्यारोपण ई के अंतसंयुक्त घुटने में xtended. इस मॉडल, LysEGFP चूहों, EGFP फ्लोरोसेंट neutrophils है कि एक माउस तनाव में, स्वाभाविक रूप से प्रकाश का उत्सर्जन करता है जो एक bioluminescent Staphylococcus aureus तनाव, साथ संयोजन के रूप में कार्यरत थे. बैक्टीरिया. पूर्व शल्य साइट को बंद करने के लिए चूहों के घुटने के जोड़ों में टीका में vivo bioluminescent और फ्लोरोसेंट इमेजिंग क्रमशः, बैक्टीरियल बोझ और न्युट्रोफिल भड़काऊ प्रतिक्रिया यों इस्तेमाल किया गया था रहे थे. Bioluminescent और फ्लोरोसेंट ऑप्टिकल संकेतों के 3 डी स्थान संरचनात्मक μCT छवियों के साथ सह पंजीकृत किया जा सकता है ताकि इसके अलावा, μCT इमेजिंग एक ही चूहों पर प्रदर्शन किया गया था. समय के साथ हड्डी में परिवर्तन यों, बाहर का femurs के बाहरी हड्डी मात्रा एक अर्द्ध स्वचालित समोच्च आधारित विभाजन प्रक्रिया का उपयोग कर विशिष्ट समय बिंदुओं पर मापा गया. ΜCT इमेजिंग के साथ vivo में bioluminescent / फ्लोरोसेंट इमेजिंग के संयोजन च विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है, साथ में ले लीया संक्रमण, सूजन प्रतिक्रिया और समय के साथ हड्डी में संरचनात्मक परिवर्तन की noninvasive निगरानी.

Introduction

ऑप्टिकल और संरचनात्मक जानकारी का संयोजन शामिल है कि Multimodality preclinical इमेजिंग तकनीक दृश्य और 3 डी 1-4 में जीवविज्ञान घटना की निगरानी की अनुमति. ΜCT इमेजिंग ऑप्टिकल इमेजिंग हड्डी जीव विज्ञान 5-7 शामिल प्रक्रियाओं की जांच के लिए विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है कि एक अद्वितीय संयोजन का प्रतिनिधित्व करता है के साथ के संयोजन के रूप में μCT इमेजिंग का उपयोग हड्डी शरीर रचना विज्ञान के अति सुंदर दृश्य, परमिट के बाद से. एक उदाहरण आर्थोपेडिक शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं 8,9 के बाद एक विनाशकारी जटिलता का प्रतिनिधित्व करते हैं जो आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण संक्रमण, अध्ययन करने के लिए इन तकनीकों का उपयोग किया जाएगा. जीवाणु biofilms बैक्टीरिया 10,11 पहुँचने से संक्रमण और ब्लॉक एंटीबायोटिक दवाओं संवेदन से प्रतिरक्षा कोशिकाओं को रोकता है कि एक शारीरिक बाधा के रूप में सेवारत द्वारा बैक्टीरिया के अस्तित्व को बढ़ावा देने कि प्रत्यारोपित विदेशी वस्तुओं पर फार्म. संयुक्त ऊतक (सेप्टिक गठिया) एक की पुरानी और लगातार संक्रमणडी की हड्डी (osteomyelitis) कृत्रिम अंग और अंतिम विफलता 8,9 का ढीला करने के लिए सुराग कि अस्थि अवशोषण लाती है. इस जिसके परिणामस्वरूप periprosthetic osteolysis वृद्धि की रुग्णता और मृत्यु दर 12,13 के साथ जुड़ा हुआ है.

हमारे पहले काम में, इन विवो bioluminescent और फ्लोरोसेंट इमेजिंग चूहों 14-19 में एक आर्थोपेडिक कृत्रिम संयुक्त संक्रमण मॉडल में एक्स रे और सूक्ष्म गणना टोमोग्राफी इमेजिंग (μCT) के साथ एक साथ इस्तेमाल किया गया था. यह मॉडल इस तरीके में एक टाइटेनियम Kirschner तार (कश्मीर तार) रखकर शामिल चूहों कि 14-19 के femurs से संयुक्त घुटने में बढ़ाया प्रत्यारोपण की कटौती अंत. शल्य साइट 14-19 बंद कर दिया था इससे पहले Staphylococcus aureus (bioluminescent तनाव Xen29 या Xen36) के एक inoculum तो. संयुक्त घुटने में प्रत्यारोपण की सतह पर pipetted था में vivo ऑप्टिकल इमेजिंग, bioluminescent संकेतों का पता लगाने और यों इस्तेमाल किया गया था जो परमाणु के लिए correspondedसंक्रमित संयुक्त और हड्डी के ऊतकों 14-19 में बैक्टीरिया की mber. इसके अलावा, फ्लोरोसेंट न्यूट्रोफिल 20 अधिकारी जो LysEGFP चूहों, के vivo प्रतिदीप्ति इमेजिंग, कश्मीर तार प्रत्यारोपण 14,19 युक्त संक्रमित घुटने के जोड़ों के लिए emigrated कि neutrophils की संख्या यों इस्तेमाल किया गया था. अंत में, उच्च संकल्प एक्स रे इमेजिंग और μCT इमेजिंग सहित संरचनात्मक इमेजिंग रूपात्मकता, हम मनमाने ढंग से 2 और 6 पश्चात सप्ताह 16 के बीच आम तौर पर खत्म होगा जो पुराने संक्रमण की पूरी अवधि के, अधिक प्रभावित हड्डी के संबंधित 2 डी और 3 डी शारीरिक इमेजिंग की अनुमति , 18. इस मॉडल का उपयोग करना, स्थानीय और प्रणालीगत रोगाणुरोधी चिकित्सा, सुरक्षात्मक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और हड्डी में वैकृत संरचनात्मक परिवर्तन की प्रभावकारिता 14-18 मूल्यांकन किया जा सकता है. इस पांडुलिपि में, इस आर्थोपेडिक कृत्रिम संयुक्त संक्रमण मॉडल में ऑप्टिकल और μCT इमेजिंग रूपात्मकता के लिए विस्तृत प्रोटोकॉल एक representati के रूप में प्रदान किया गयाहड्डी की शारीरिक संदर्भ में जैविक प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए प्रणाली ve. इन चूहों में एक आर्थोपेडिक कृत्रिम संयुक्त संक्रमण मॉडल के लिए शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं में शामिल हैं, 2 डी और vivo ऑप्टिकल इमेजिंग प्रक्रियाओं में 3 डी (बैक्टीरियल bioluminescent संकेतों और फ्लोरोसेंट न्युट्रोफिल संकेतों का पता लगाने के लिए) के साथ 3 डी ऑप्टिकल छवियों की, μCT इमेजिंग अधिग्रहण और विश्लेषण और सह पंजीकरण μCT छवियों.

Protocol

आचार बयान: सभी जानवरों पशु कल्याण अधिनियम (AWA) में उल्लिखित के रूप में संघीय नियमों में परिभाषित के रूप में अच्छा जानवर अभ्यास के साथ सख्त अनुसार संभाला गया, इंसानियत के लिए देखभाल और प्रयोगशाला पशुओं के उपयोग और PHS नीति के लिए 1996 गाइड देखभाल और प्रयोगशाला पशु और सभी पशु काम का उपयोग जॉन्स हॉपकिन्स पशु की देखभाल और उपयोग समिति (प्रोटोकॉल # MO12M465) द्वारा अनुमोदित किया गया था.

1 के inoculum तैयारी मध्याह्न लघुगणक Bioluminescent जीवाणु

  1. स्ट्रीक bioluminescent एस tryptic सोया अगर प्लेटों पर ऑरियस तनाव Xen29 (या ऐसे Xen36 के रूप में एक और bioluminscent तनाव) (अगर [1.5%] में tryptic सोया शोरबा).
    नोट: एस ऑरियस Xen29 21 एक अनुवांशिक इंजीनियर एस है इस जीवाणु तनाव में पाया एक स्थिर देशी प्लाज्मिड में एकीकृत है जो Photorhabdus luminescens, से व्युत्पन्न एक संशोधित लक्स operon जिसमें ऑरियस तनाव. ये इंजनमाना बैक्टीरिया अनिवार्यता से रहते हैं और पाचन सक्रिय कोशिकाओं से प्रकाश का उत्सर्जन.
  2. लगभग 16 घंटे (ओ / एन) के लिए 37 डिग्री सेल्सियस पर उन्हें incubating द्वारा प्लेटों पर कालोनियों आगे बढ़ें.
  3. लगभग 16 घंटे (ओ / एन) के लिए तरल टीएसबी (240 आरपीएम) झटकों में एक जीवाणु CFU और संस्कृति का चयन करें.
  4. मध्य लघुगणक विकास के चरण बैक्टीरिया (लगभग 2 घंटे की अवधि) प्राप्त करने के लिए ओ / एन संस्कृति की 1/50 कमजोर पड़ने के साथ एक उप संस्कृति प्रदर्शन करना.
  5. गोली, Resuspend और धोने बैक्टीरिया पीबीएस में 3x.
  6. 600 एनएम ऑप्टिकल घनत्व absorbance के निर्धारण से (2 μl पीबीएस में 1 एक्स 10 3 CFU) बैक्टीरियल inocula का अनुमान है.
  7. प्लेटों पर बैक्टीरिया हे / एन संवर्धन के बाद inoculum में CFU सत्यापित करें.

2 माउस सर्जिकल प्रक्रियाओं

नोट: ये प्रयोग के लिए, एक बारह सप्ताह पुराने पुरुष LysEGFP चूहों का उपयोग करें. इन चूहों एम से मिलकर जो माइलॉयड कोशिकाओं (व्यक्त हरी फ्लोरोसेंट प्रोटीन (EGFP) बढ़ाया अधिकारीostly neutrophils) 20. सर्जरी के दौरान और हीटिंग पैड घूम एक कठिन सतह के पानी के ऊपर एक बाँझ कपड़ा पर प्रत्येक माउस रखकर betadine और 70% शराब के साथ शल्य प्रस्तुत करने के बाद बाँझ शर्तों बनाए रखें. गाउन, बाँझ दस्ताने, मास्क का प्रयोग करें और उपकरणों बाँझ.

  1. Isoflurane की एक 2% साँस लेना का उपयोग माउस anesthetize. संज्ञाहरण के तहत जबकि सूखापन को रोकने के लिए आंखों पर पशु चिकित्सक मरहम का प्रयोग करें. , मांसपेशियों टोन, पैर की अंगुली चुटकी, कॉर्निया पलटा और श्लेष्मा झिल्ली का रंग श्वसन दर देख कर संज्ञाहरण के उचित स्तर का आकलन करें. सही घुटने पर सर्जरी साइट पर एक छेद के साथ एक बाँझ सर्जिकल कपड़ा के साथ चूहों को कवर किया. माउस संज्ञाहरण के तहत जबकि शरीर का तापमान बनाए रखने के लिए सहायक हीटिंग उपायों मिलना चाहिए. एक गर्म पानी तख्ताबंदीवाला कंबल या हार्ड प्लास्टिक गरम कार्य केंद्र (ProStation, पैटरसन, वैज्ञानिक) घूम एक पानी में घूम गर्म 37 डिग्री सेल्सियस पानी हाइपोथर्मिया को रोकने के लिए अच्छे तरीके हैं.
  2. Buprenorph इंजेक्षनine (निरंतर रिलीज से तैयार) (2.5 मिलीग्राम / किग्रा) सर्जरी के लिए subcutaneously ठीक पहले. Analgesia के लिए जरूरत के रूप में निरंतर रिलीज से buprenorphine की अतिरिक्त खुराक 3 दिन के अंतराल पर दिलाई जा सकती है.
  3. ऑपरेटिव घुटने दाढ़ी और betadine और 70% शराब का उपयोग कर तीन बारी स्क्रब का उपयोग कर प्रस्तुत करने का.
  4. सही घुटने संयुक्त overlying त्वचा में एक midline चीरा प्रदर्शन करना. प्रसारिणी तंत्र अच्छी तरह से परिभाषित किया जा सकता है, ताकि त्वचा चीरा बढ़ाएँ.
  5. एक औसत दर्जे का parapatellar arthrotomy प्रदर्शन करना और एक Adson संदंश के साथ पार्श्व quadriceps-patellar कण्डरा प्रसारिणी तंत्र sublux.
    नोट: यह सादे दृष्टि में फीमर की intercondylar पायदान लाता है.
  6. मैन्युअल एक 23 जी सुई के बाद 25 जी सुई का उपयोग intramedullary नहर बीस जिस्ता कागज.
    नोट: फीमर को नुकसान से बचने के लिए एक स्थिर मंच का इस्तेमाल किया जा सकता है. इस फीमर की एक दुर्घटना में फ्रैक्चर कम करने के लिए तकनीक के लिए महत्वपूर्ण होना चाहिए.
  7. एक चिकित्सा ग्रेड टाइटेनियम Kirsc डालेंमैन्युअल intramedullary नहर में एक प्रतिगामी दिशा में, एक पिन धारक का उपयोग कर इसे आगे बढ़ाने जरूरत पर जोर देता है जो एक प्रेस फिट तकनीक का उपयोग करके hner तार (0.8 मिमी व्यास).
    नोट: स्टेनलेस स्टील कश्मीर तारों 16 के साथ तुलना में टाइटेनियम कश्मीर तारों के साथ μCT छवियों पर देखा कम कलाकृतियों वहाँ थे टाइटेनियम कश्मीर तारों का प्रयोग किया गया.
  8. कश्मीर तार की कटौती अंत लगभग 1 मिमी घुटने संयुक्त अंतरिक्ष में फैली हुई है कि इतने पिन कटर के साथ Kirschner तार के अंत कट.
  9. एक micropipette, पिपेट bioluminescent एस के 1 एक्स 10 3 CFU के 2 μl का उपयोग संयुक्त घुटने अंतरिक्ष के भीतर समाविष्ट की नोक पर ऑरियस Xen29.
    नोट: अधिक मात्रा में व्यापक ऊतक प्रदूषण और कम असतत इमेजिंग की ओर जाता है.
    नोट: नियंत्रण असंक्रमित चूहों में, किसी भी बैक्टीरिया के बिना बाँझ खारा के 2 μl जोड़ें.
  10. संदंश का उपयोग midline को वापस quadriceps-patellar परिसर में कमी और overlying चमड़े के नीचे ऊतक और त्वचा द्वारा अवशोषित का उपयोग बंदsubcuticular टांके.
    नोट: यह sternal अवलंबन बनाए रखने के लिए पर्याप्त होश आ गया है जब तक पहुंच के बाहर एक जानवर मत छोड़ो. पूरी तरह से ठीक है जब तक अन्य जानवरों की कंपनी के लिए सर्जरी आया है कि एक जानवर वापस नहीं करते.
  11. प्रयोगों के अंत में, जॉन्स हॉपकिन्स पशु की देखभाल और उपयोग समिति के दिशा निर्देशों के अनुसार कार्बन डाइऑक्साइड साँस लेना उपयोग कर सभी जानवरों euthanized. जानवर को देख कर मौत सत्यापित कार्बन डाइऑक्साइड जोखिम समाप्त होता है और गर्भाशय ग्रीवा अव्यवस्था के बाद 10 मिनट के भीतर ठीक करने में विफल रहता.

3 2 डी ऑप्टिकल इमेजिंग (vivo Bioluminescent और फ्लोरोसेंट इमेजिंग)

  1. LysEGFP चूहों (जैसे 2% साँस लेना isoflurane) anesthetize और एक इमेजिंग कक्ष में उदर पक्ष के साथ उन्हें जगह है.
  2. Vivo इमेजिंग प्रणाली में IVIS स्पेक्ट्रम ऑप्टिकल पूरे जानवर का उपयोग कर इन विवो bioluminescent इमेजिंग प्रदर्शन. सबसे पहले, luminescent जाँच और एक खुला च के विकल्प की पुष्टिilter चयन, दृश्य (FOV) सी के क्षेत्र - 13 सेमी, और नीचे ऑटो (autoexposure सेटिंग) को जोखिम समय स्क्रॉल. Autoexposure स्वतः संतृप्ति से परहेज करते हुए संकेत तीव्रता का अनुकूलन करने के लिए अधिग्रहण के समय (शटर गति), binning (डिजिटल पिक्सेल binning), और साधन की एफ बंद करो (एपर्चर) को समायोजित करेगा. फिर bioluminescent छवि पर कब्जा करने के लिए मोल क्लिक करें.
    नोट: इन विवो bioluminescent इमेजिंग के लिए, छवि चूहों के बीच 1 - मिनट 5.
  3. फ्लोरोसेंट करने के लिए अगले बॉक्स को चेक करके विवो फ्लोरोसेंट इमेजिंग में अनुक्रमिक प्रदर्शन करना. 465 एनएम उत्तेजना फिल्टर और 520 एनएम उत्सर्जन फिल्टर चुनें. नीचे ऑटो के लिए जोखिम समय स्क्रॉल और FOV सी (चरण 3.2.1) का चयन करें. फिर प्रतिदीप्ति छवि पर कब्जा करने के लिए मोल क्लिक करें.
    नोट: इन विवो फ्लोरोसेंट इमेजिंग, 0.5 सेकंड के बीच छवि चूहों के लिए.
  4. पहला विस्तार से जीवित प्रतिमा और सॉफ्टवेयर का उपयोग कर ब्याज (आरओआई) के क्षेत्र में इन विवो bioluminescent संकेतों कुल प्रवाह के रूप में (फोटॉनों / सेक) योंउपकरण पट्टी के आरओआई उपकरण खंड.
    1. FOV में विषय पशुओं की संख्या के अनुरूप जो सर्किल चिह्न और ROIs की संख्या का चयन करें. ब्याज यानी की क्षेत्र धरना आरओआई आकार दें, bioluminescent प्रसार पैटर्न एकत्र.
    2. उपकरण पट्टी और रॉय मापन विंडो में आरओआई उपकरण में चयन उपाय ROIs दिखाई देगा. कुल चमक (फोटॉनों / सेक) मूल्यों उत्पन्न आरओआई भीतर bioluminescent पिक्सल की राशि का प्रतिनिधित्व करते हैं.
    3. सभी को चुनें चुनें और इस विंडो के नीचे दाएँ हाथ के कोने में कॉपी टैब विश्लेषण के लिए बाद के कार्यक्रमों में चिपकाने क्लिपबोर्ड करने के लिए जानकारी का स्थानांतरण और अनुमति देगा.
  5. लिविंग छवि सॉफ्टवेयर का उपयोग कर ब्याज (आरओआई) के एक परिपत्र क्षेत्र के भीतर कुल उज्ज्वल दक्षता के रूप में विवो फ्लोरोसेंट संकेत ([फोटॉनों / सेकंड] / [μW / 2 सेमी]) यों.
    1. लिविंग छवि सॉफ्टवेयर खिड़की के भीतर, उपकरण पट्टी में आरओआई उपकरण का विस्तार. चयन करेंसर्किल चिह्न और FOV में विषय पशुओं की संख्या से मेल खाती है जो ROIs की संख्या.
    2. पिछले छवि अधिग्रहण से bioluminescent संकेत को बारीकी से इसी ब्याज के क्षेत्र धरना आरओआई आकार दें.
    3. उपकरण पट्टी और रॉय मापन विंडो में आरओआई उपकरण में चयन उपाय ROIs दिखाई देगा.
      नोट: कुल दीप्तिमान क्षमता ([फोटॉनों / एस] / [μW / 2 सेमी]) आरओआई भीतर फ्लोरोसेंट पिक्सल की रकम का प्रतिनिधित्व करता है.
    4. विश्लेषण के लिए बाद के कार्यक्रमों में चिपकाने क्लिपबोर्ड करने के लिए जानकारी का स्थानांतरण और अनुमति देगा इस विंडो के नीचे दाएँ हाथ के कोने में सभी और कॉपी टैब का चयन करें.

4 μCT छवि अधिग्रहण

  1. एक इमेजिंग कक्ष में anesthetized LysEGFP चूहों रखें.
    नोट: इस इमेजिंग कक्ष अनुमति देने के लिए IVIS स्पेक्ट्रम इमेजिंग प्रणाली और क्वांटम FX में विवो μCT इमेजिंग प्रणाली दोनों में फिट करने के लिए बनाया गया हैऑप्टिकल और μCT छवियों के सह पंजीकरण.
  2. सीटी सॉफ्टवेयर खोलें और लटकती से गतिशील मेनू पूर्व निर्धारित 60 मिमी FOV एसटीडी का चयन करें.
  3. बड़े बोर कवर और साधन में इमेजिंग शटल के लिए एडाप्टर हाथ डालें.
  4. तो बोर में हाथ धक्का एडाप्टर हाथ में माउस इमेजिंग शटल प्लेस और दरवाजा बंद कर दें. लाइव मोड (नियंत्रण कक्ष पर आई बटन) को चालू करें और एक्स कब्जा विंडो में पशु केंद्र को एक्स अक्ष और Y-अक्ष नियंत्रण का उपयोग कर 0 डिग्री और 90 डिग्री गैन्ट्री स्थिति में इस विषय की स्थिति. फिर आई बटन पर क्लिक करके जीना मोड बंद कर देते हैं.
  5. (अगली लाइव मोड बटन को) सीटी स्कैन बटन पर क्लिक करके 60 मिमी FOV साथ एक गतिशील स्कैन छवि मोल. बाद में पहुँचा जा सकता है कि एक स्थान में DICOM प्रारूप और दुकान में अधिग्रहीत छवि निर्यात.
    नोट: लगभग खुराक स्कैन प्रति 26 MGY किया जाएगा. बेहतर संकल्प वांछित है अगर एक 30 मिमी FOV इस्तेमाल किया जा सकता है.

5.3 डी ऑप्टिकल छवि अधिग्रहण, संरचना और μCT सह पंजीकरण

  1. इस डालने में माउस युक्त इमेजिंग शटल स्थिति से स्पेक्ट्रम में माउस इमेजिंग शटल डालने प्लेस और माउस कदम नहीं करता है सुनिश्चित करते हैं.
  2. लिविंग छवि का उपयोग करते हुए, जादूगर सेटअप शुरू करने के लिए अधिग्रहण नियंत्रण कक्ष में इमेजिंग जादूगर का चयन करें. शुरू करने के लिए, bioluminescence, तो DLIT चुनते हैं, और फिर, इस मामले में, स्वचालित रूप से 500 चुना जाएगा लटकती मेनू और मॉडल के लिए उपयुक्त उत्सर्जन फिल्टर से रिपोर्टर "बैक्टीरिया" का चयन करें - 620 एनएम.
    1. अगला का चयन करें, तो अधिग्रहण मापदंडों और अंतिम खिड़की में विषय जानकारी नामित. विशेष रूप से, इमेजिंग विषय माउस होगा, ऑटो सेटिंग्स संतृप्ति से परहेज करते हुए संकेत गुणवत्ता को अधिकतम करने के लिए autoexposure की अनुमति का चयन किया जाएगा, और देखने के क्षेत्र सेल्सियस पर सेट हो जाएगा - 13cm.
    2. चयन अंतिम खिड़की में समाप्त करें और अधिग्रहण पैनल के अनुक्रम खिड़की एक हो जाएगाutomatically DLIT अनुक्रम के साथ आबादी. इमेजिंग जादूगर चयन के अनुसार प्रत्येक तरंग दैर्ध्य में उत्सर्जन चुना फिल्टर और इष्टतम सेटिंग्स का चयन करेंगे autoexposure प्रति हासिल कर ली एक छवि हो जाएगा. उत्पन्न अनुक्रम भी नीचे विस्तृत सतह स्थलाकृति उपकरण के माध्यम से विषय सतह पीढ़ी के लिए आवश्यक एक संरचित प्रकाश छवि भी शामिल है.
  3. DLIT डेटा प्राप्त करने के लिए मोल अनुक्रम का चयन करें.
  4. छवि अधिग्रहण के पूरा होने पर, सतह स्थलाकृति उत्पन्न करते हैं. उपकरण पट्टी के नीचे सतह स्थलाकृति टैब के विस्तार के द्वारा शुरू करो.
    1. अगला, सही IVIS साधन का कैमरा या शीर्ष सामना करना पड़ पशु की ओर दर्शाता है कि उन्मुखीकरण का चयन करें. फिर सतह पर क्लिक करें. पशु जिसमें FOV के क्षेत्र फसल.
    2. फिर जानवर की सीमा को परिभाषित करने के लिए बैंगनी मुखौटा का उपयोग करें.
      नोट: अंधेरे फर या त्वचा के साथ जानवरों एस से उचित मुखौटा नहीं होगा तो मास्किंग उपकरण रंग विपरीत उपयोग करता हैTAGE.
    3. समाप्त चुने और सतह स्वचालित रूप से दिखाई देगा. हम अब यह आवश्यकता होगी तो टैब को बंद सतह स्थलाकृति टैब के तहत परिणाम सहेजें.
  5. DLIT 3D पुनर्निर्माण टैब विस्तार से छवि 22 में रहने वाले कार्यान्वित फैलाना ऑप्टिकल पुनर्निर्माण एल्गोरिदम का उपयोग कर 3 डी ऑप्टिकल स्रोत स्थिति पुनर्निर्माण किया.
    1. DLIT अनुक्रम के लिए अधिग्रहीत की छवियाँ दिखाई जाती हैं.
      नोट: सॉफ्टवेयर स्वचालित रूप से प्राप्त आंकड़ों की गुणवत्ता की पुष्टि करता है और छवियों को भी मंद समझा या संतृप्ति मौजूद है जहां अचयनित जाएगा. नीचे दाएँ हाथ की ओर पर प्रारंभ का चयन करें.
    2. यदि आवश्यक हो, एक डबल क्लिक करके प्रत्येक bioluminescent छवि के लिए सीमा को समायोजित करने और नीचे बाएँ हाथ की ओर thresholding स्लाइडर का उपयोग कर सकते हैं.
      नोट: इस इस अंतिम खंगाला स्रोत के समग्र तीव्रता को समायोजित कर सकते हैं के रूप में उच्च thresholding जब अभ्यास किया जाना चाहिए कम तीव्रता संकेत और सावधानी शामिल करने के लिए मुख्य रूप से है.
  6. (बाएं से तीसरे) सॉफ्टवेयर के शीर्ष पर टूल बार में 3 डी आइकन पर क्लिक करके DICOM ब्राउज़र खोलें और पहले अधिग्रहीत क्वांटम FX छवि के लिए खोज.
    1. आयात के लिए फ़ाइल पर डबल क्लिक करके लिविंग छवि 3D दृश्य टैब में इस छवि को लोड करें.
      नोट: मापकला स्वतः का पता चला और μCT छवि में परिणाम जाना चाहिए 3 डी ऑप्टिकल छवि के साथ पंजीकृत किया जा रहा है.
  7. भूतल टैब में चेक बॉक्स लेबल दिखाना विषय भूतल उपकरण पट्टी में 3 डी ऑप्टिकल उपकरण के विस्तार और deselecting द्वारा सतह स्थलाकृति दृश्य नक्शा अचयनित करें.
  8. मैन्युअल 3 डी मल्टी Modali की मात्रा टैब के तहत हिस्टोग्राम का उपयोग μCT छवि में दिखाई दे रहे हैं कि कंकाल और कश्मीर तार प्रत्यारोपण कल्पना करने के लिए एक खोज तालिका बनानेउपकरण पट्टी के Ty उपकरण खंड.
    1. हिस्टोग्राम 3 डी बड़ा डेटा और उनके रंग अस्पष्टता में voxel तीव्रता के वितरण का प्रतिनिधित्व करता है. ब्याज की विशेष ऊतक हिस्टोग्राम में है जहां यह निर्धारित करने के लिए, ऊतक जब तक सीमा के प्रतिपादन स्लाइडर उपकरण का उपयोग करें या संरचना दिख रहा है.
    2. फिर सही अंक पैदा करते हैं और हिस्टोग्राम के उस क्षेत्र को अलग करने के लिए एक वक्र के लिए फार्म हिस्टोग्राम में क्लिक करें. कश्मीर तार प्रत्यारोपण द्वारा पीछा कंकाल और भविष्य के लिए एक खोज तालिका का विश्लेषण करती है के रूप में सहेजा जा सकता है - यह प्रत्येक संरचना के लिए दोहराया जाएगा.
    3. अवयव तो डबल क्लिक करके हिस्टोग्राम में किसी भी उत्पन्न बिंदु वांछित और पॉप अप विंडो से इच्छित रंग का चयन यदि रंग कोडित किया जा सकता है.

6 μCT छवि दृश्य और विश्लेषण

  1. क्वांटम FX सॉफ्टवेयर का उपयोग करना, ब्याज की छवि का चयन करें और दर्शक लॉन्च. घुमाएँ उपकरण का चयन करें और visuali करने के लिए छवि को नई दिशाफीमर के अनुदैर्ध्य अक्ष ज़ी. माप उपकरण का चयन करें और फीमर लंबाई मापने.
  2. 3 डी renderings उत्पन्न करने के लिए 3 डी व्यूअर लॉन्च. प्रत्यारोपण संक्रमण के साथ जुड़े हड्डी शरीर रचना में परिवर्तन दिखाने के लिए सीमा को समायोजित करें.
  3. 3 डी प्रतिपादन बाहर का फीमर में ब्याज की क्षेत्र की यात्रा पार के अनुभागीय खंड तक सीमित है, इसलिए है कि विमानों कतरन लागू करें.
  4. विश्लेषण 11.0 सॉफ्टवेयर पैकेज लॉन्च. 3 डी प्रतिपादन बनाने के लिए इस्तेमाल किया गया था कि * .VOX फ़ाइल लोड करें.
  5. छवि कैलक्यूलेटर उपकरण लांच. (फीमर शामिल नहीं है कि विमानों को निकालने के लिए) छवि फसल के लिए 'क्षेत्र पैड' उपकरण का उपयोग करें.
  6. तिर्यक धारा उपकरण लांच. फीमर, अधिक trochanter और पिन के अंत के बीच में अंक को खोजने के लिए 3 अंक विकल्प का प्रयोग करें. इन बिंदुओं एक परोक्ष विमान बनाने और नए स्लाइस के साथ एक छवि उत्पन्न करते हैं.
  7. ब्याज उपकरण के क्षेत्र लॉन्च. Transaxial स्लाइस प्रदर्शित करें. न्यूनतम और अधिकतम सेटिंग समायोजित करेंएस कॉर्टिकल हड्डी प्रदर्शित करने के लिए. फीमर के बाहर 25% के लिए इसी स्लाइस के लिए (5 स्लाइस की एक अनुमानित अंतराल के साथ) एक कई स्लाइस के लिए इसी स्लाइस के लिए आकृति बनाएं. इन आकृति के बीच में बैठाना और ब्याज की एक 3 डी क्षेत्र बनाने के लिए 'प्रोपेगेट क्षेत्र' उपकरण का उपयोग करें. एक वस्तु नक्शे के रूप में ब्याज की इस क्षेत्र को बचाओ.
  8. 'नमूना विकल्प' उपकरण लांच. अभी बनाया गया था कि वस्तु नक्शे के लिए चेकबॉक्स का चयन करें और उपयुक्त विकल्प के लिए रेडियो बटन का चयन करें. 'मात्रा' चेकबॉक्स चयनित है कि पुष्टि करने के लिए 'कॉन्फ़िगर प्रवेश आँकड़े' बटन पर क्लिक करें. वास्तविक माप बनाने के लिए 'नमूना छवियों' बटन पर क्लिक करें.
  9. एक डेटा विश्लेषण कार्यक्रम में मात्रा माप निर्यात करें. सूत्र का उपयोग पहले imaged समय बात करने के लिए बाद में समय बिंदुओं से बाहरी हड्डी मात्रा में मानक के अनुसार: Δ वॉल्यूम (%) = ([वॉल्यूम (दिन एक्स) - वॉल्यूम (2 दिन)] / [वॉल्यूम (2 दिन)]) 100 x .
    नोट: इस सूत्र में, चर "एक्स" ब्याज की समय बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है. परिणामी संख्या समय के साथ बाहर का फीमर के बाहरी हड्डी वॉल्यूम के आकार में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करेंगे.
  10. हड्डी के शीर्ष पर ब्याज की 3 डी क्षेत्र की कल्पना करने के लिए, 'वॉल्यूम प्रस्तुत करना' उपकरण में सीटी छवि को लोड. ब्याज की 3 डी क्षेत्र युक्त वस्तु मानचित्र लोड करें. 'View''Objects' पर जाएं और 'मूल' 'पर' होने के लिए निर्धारित किया है. 'पूर्वावलोकन' विंडो खोलें. 'प्रस्तुत करना प्रकार' मेन्यू लॉन्च और 'वस्तु compositing' का चयन करें.
  11. 'सीमा' बटन और उपकरण क्लिक करें और हड्डी और वस्तु नक्शा दिखाने के लिए थ्रेसहोल्ड समायोजित. सभी समय बिंदुओं के लिए वही तय सीमा सीमा का उपयोग करें. 'रोटेशन' बटन पर क्लिक करें और एक सच्चे अग्रपाश्विक देखें होने के लिए ओरिएंटेशन निर्धारित किया है. अंतिम प्रतिपादन उत्पन्न करने के लिए 'प्रस्तुत करना' पर क्लिक करें. मुख्य 'वॉल्यूम से प्रतिपादन सहेजें'विंडो प्रस्तुत करना.

Representative Results

विवो bioluminescent और फ्लोरोसेंट इमेजिंग में

वर्तमान अध्ययन में, प्रोटोकॉल संयुक्त में फीमर में एक intramedullary नहर से फैली कि एक टाइटेनियम कश्मीर तार प्रत्यारोपण की शल्य नियुक्ति शामिल है जो चूहों 14-19 में एक आर्थोपेडिक कृत्रिम संयुक्त संक्रमण के इस पहले प्रकाशित मॉडल, के लिए वर्णित है अंतरिक्ष 14-19. एस ऑरियस bioluminescent तनाव Xen29 (2 μl पीबीएस में 1 एक्स 10 3 CFU) संयुक्त पूर्व शल्य साइट 16 को बंद करने के लिए घुटने में अंत टाइटेनियम प्रत्यारोपण के शीर्ष पर सीधे pipetted था. कल्पना और anesthetized LysEGFP चूहों में noninvasively बैक्टीरियल बोझ और न्युट्रोफिल बाढ़ यों, vivo में पूरे पशु इमेजिंग ऑप्टिकल छवि sequentially के लिए प्रदर्शन किया था IVIS स्पेक्ट्रम ऑप्टिकल पूरे जानवर में उपयोग कर घुसपैठ neutrophils से बैक्टीरिया से bioluminescent संकेतों और EGFP फ्लोरोसेंट संकेत विवोतीन पश्चात दिन (यानी, दिन 2, 14 और 28) पर इमेजिंग प्रणाली. Xen29 संक्रमित चूहों की bioluminescent संकेतों प्रयोग (चित्रा 1 ए, सी) 16 वर्ष की अवधि के लिए नकली संक्रमित चूहों की पृष्ठभूमि संकेतों से ऊपर बना रहा. हमारे पिछले काम में vivo bioluminescent संकेतों निकट प्रत्यारोपण 17,18 करने के लिए संयुक्त / हड्डी के ऊतकों और पक्षपाती से पृथक पूर्व vivo CFU की संख्या अनुमानित है कि प्रदर्शन किया. इसके अलावा, EGFP फ्लोरोसेंट संकेत जल्दी समय बिंदुओं पर नकली संक्रमित चूहों की तुलना में अधिक थे, लेकिन संक्रमण के पाठ्यक्रम (चित्रा 2B, सी) 16 के दौरान पृष्ठभूमि के स्तर का दरवाजा खटखटाया.

ΜCT छवियों के साथ vivo में ऑप्टिकल संकेतों के 3 डी सह पंजीकरण

शल्य चिकित्सा के बाद घुटने के जोड़ों के संरचनात्मक संदर्भ में ऑप्टिकल संकेतों (यानी, जीवाणु bioluminescent और EGFP फ्लोरोसेंट संकेत) कल्पना करने के लिए मैंएन 3 डी, IVIS स्पेक्ट्रम इमेजिंग प्रणाली का उपयोग कर उत्पन्न ऑप्टिकल छवियों सह पंजीकृत क्वांटम FX μCT इमेजिंग प्रणाली का उपयोग कर उत्पन्न μCT छवियों के साथ थे. माउस इमेजिंग कक्ष चूहों ठीक उसी उन्मुखीकरण में थे कि यह सुनिश्चित करने के लिए या तो मशीन में डाला जा सकता है क्योंकि यह सह पंजीकरण पूरा किया जा सकता है. एक छवि अधिग्रहण जानवर की भौतिक स्थान परिवर्तन की आवश्यकता के बिना एक साधन में दोनों तौर तरीकों कि एकीकृत IVIS स्पेक्ट्रम सीटी में vivo इमेजिंग प्रणाली का उपयोग कर प्रदर्शन के साथ इस सटीकता की पुष्टि करने के लिए परिणाम की तुलना में थे. 3 डी में μCT छवियों पर ऑप्टिकल डेटा मैप करने के लिए, हम एक फैलाना ऑप्टिकल टोमोग्राफी पुनर्निर्माण एल्गोरिथ्म 16 का उपयोग किया. परिणामी 3 डी पुनर्निर्माण (मूवी 1) दिखाया गया है.

इसके अलावा, μCT इमेजिंग के दौरान हुई कि हड्डी के परिणामी गुणवत्ता में परिवर्तन और आयामों का दृश्य और मात्रा का ठहराव की अनुमति दीसंक्रमण (चित्रा 2) 16. जैसा कि पहले बताया, डिस्टल फीमर के बाहरी हड्डी मात्रा काफी समय (2A चित्रा) 16 से अधिक वृद्धि हुई है. इन परिवर्तनों यों, 3 डी बड़ा छवि विश्लेषण फीमर की बोनी की सतह के बाहर 25% पर प्रदर्शन किया गया था और समय के साथ हड्डी मात्रा में परिवर्तन प्रारंभिक हड्डी मात्रा के लिए सामान्यीकृत थे. बाहरी हड्डी मात्रा काफी नकली संक्रमित चूहों (चित्रा 2B) 16 की तुलना में संक्रमित चूहों में वृद्धि हुई है. बाहर का फीमर बाहरी हड्डी मात्रा में वृद्धि के कारण μCT इमेजिंग और histologic विश्लेषण 16 का उपयोग कर मनाया गया, जिसमें संयुक्त ऊतक और हड्डी के संक्रमण की वजह से हड्डी क्षति होने की संभावना थी.

चित्रा 1
चित्रा 1 2 डी में विवो bioluminescent और फ्लोरोसेंट संकेत. एस ऑरियस Xen29 या कोई बैक्टीरिया (असंक्रमित) कश्मीर तार नियुक्ति और LysEGFP चूहों IVIS स्पेक्ट्रम इमेजिंग सिस्टम 16 का उपयोग imaged थे के बाद संयुक्त घुटने में inoculated थे. (ए) मतलब इन विवो bioluminescent संकेतों कुल प्रवाह (फोटॉनों / सेक) द्वारा मापा ± SEM. (बी) मीन में विवो EGFP फ्लोरोसेंट संकेत कुल उज्ज्वल दक्षता (फोटॉनों / सेक) द्वारा मापा के रूप में एक काले और सफेद फ़ोटो पर मढ़ा विवो bioluminescent और फ्लोरोसेंट संकेतों में SEM. (सी) प्रतिनिधि ± / (μW / 2 सेमी) चूहों की छवि. इन विवो bioluminescent इमेजिंग का उपयोग बैक्टीरियल बोझ का पता लगाने की सीमा 3 10 एक्स 2 10 एक्स 1 और 1 के बीच CFU है. * पी <0.05, † पी <0.01, ‡ पी <नकली संक्रमित चूहों बनाम 0.001 Xen29 संक्रमित चूहों (छात्र टी परीक्षण [दो पूंछ]). कृपयाइस Xen29 का उपयोग कर उत्पन्न और IVIS Lumina XR इमेजिंग सिस्टम 16 के साथ imaged पहले प्रकाशित डेटा शामिल है कि एक प्रतिनिधि आंकड़ा है ध्यान दें. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.

चित्रा 2
Xen29 चित्रा 2 3 डी μCT इमेजिंग. एस ऑरियस Xen29 या कोई बैक्टीरिया (असंक्रमित) कश्मीर तार नियुक्ति के बाद संयुक्त घुटने में inoculated थे और चूहों क्वांटम FX में विवो μCT प्रणाली का उपयोग imaged थे. (ए) प्रतिनिधि 3D μCT renderings -infected चूहों (ऊपरी पैनल) और नकली संक्रमित चूहों (कम पैनल). प्रारंभिक तिवारी को सामान्यीकृत बाहरी हड्डी मात्रा परिवर्तन (femurs के बाहर 25%) (बी) का प्रतिशतमुझे (± SEM मतलब है) बिंदु. * पी <0.05, † पी <0.01, ‡ पी <नकली संक्रमित चूहों बनाम 0.001 Xen29 संक्रमित चूहों (छात्र टी परीक्षण [दो पूंछ]). इस bioluminescent तनाव एस का उपयोग कर उत्पन्न पहले प्रकाशित डेटा शामिल है कि एक प्रतिनिधि आंकड़ा है कृपया ध्यान दें ऑरियस Xen29 और क्वांटम FX में विवो μCT इमेजिंग प्रणाली 16 के साथ imaged. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.

मूवी 1 . प्रतिनिधि 3D μCT छवियों के साथ संयोजन में Xen29 bioluminescent संकेतों और EGFP-न्युट्रोफिल फ्लोरोसेंट संकेतों के संरचनात्मक सह पंजीकरण. छवियों ऊर्ध्वाधर अक्ष पर घुमाया जाता है.

Discussion

ऐसे μCT इमेजिंग के साथ संयोजन के रूप में vivo ऑप्टिकल इमेजिंग में उपयोग कि इमेजिंग तकनीक के रूप में Multimodality इमेजिंग एक संरचनात्मक संदर्भ 1-4 में 3 डी दृश्य, मात्रा का ठहराव और जीवविज्ञान प्रक्रियाओं के अनुदैर्ध्य निगरानी की अनुमति देता है कि एक नए तकनीकी दृष्टिकोण प्रदान करता है. वर्तमान अध्ययन में प्रोटोकॉल noninvasively और longitudinally अधिक हड्डी में बैक्टीरियल बोझ, neutrophilic सूजन और संरचनात्मक परिवर्तन की निगरानी करने के लिए चूहों में एक आर्थोपेडिक कृत्रिम प्रत्यारोपण संक्रमण मॉडल में μCT इमेजिंग के साथ जोड़ा जा सकता है कि कैसे इन विवो bioluminescent और फ्लोरोसेंट इमेजिंग की विस्तृत जानकारी प्रदान समय. साथ में ले ली, ऑप्टिकल और संरचनात्मक इमेजिंग के संयोजन से प्राप्त जानकारी विशेष रूप से musculoskeletal प्रणाली को प्रभावित करने वाले जैविक प्रक्रियाओं और रोग की स्थिति का अध्ययन करने के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हो सकता है जो एक प्रमुख प्रौद्योगिकीय अग्रिम का प्रतिनिधित्व करता है.

एक ब्याजबताया जाना चाहिए कि आईएनजी खोज हम EGFP-न्युट्रोफिल फ्लोरोसेंट संकेत 14-21 दिनों से पृष्ठभूमि के स्तर को कम किया है और bioluminescent बैक्टीरिया की मौजूदगी के बावजूद प्रयोग की अवधि के लिए पृष्ठभूमि के स्तर पर बने रहे कि मनाया है. यह हम गैर विकिरणित चूहों 19 में न्युट्रोफिल संकेतों के समान कैनेटीक्स मनाया के रूप में एक्स रे विकिरण न्युट्रोफिल अस्तित्व पर असर पड़ा है कि संभावना नहीं है. हमारे काम में पिछले एस की एक मॉडल शामिल ऑरियस संक्रमित घावों न्युट्रोफिल घुसपैठ संक्रमण की साइट और वे स्थानीय स्तर पर neutrophils 23 परिपक्व को जन्म दे जहां फोड़ा, के लिए किट + पूर्वज कोशिकाओं के घर वापस आना में प्रचलन से मजबूत न्युट्रोफिल भर्ती, लंबे समय तक न्युट्रोफिल अस्तित्व का एक संयोजन शामिल किया गया. यह इसी तरह की प्रक्रियाओं आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण एस में न्युट्रोफिल घुसपैठ के लिए योगदान दिया है कि संभावना है ऑरियस संक्रमण मॉडल. यह अज्ञात है न्युट्रोफिल संकेतों orthop में कमी आई क्योंaedic संक्रमण मॉडल, यह इस संक्रमण जीर्ण संक्रमण के लिए एक तीव्र से प्रगति की है और यह भविष्य जांच का विषय है के रूप में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया समय के साथ बदल कि हो सकता है.

आर्थोपेडिक कृत्रिम संयुक्त संक्रमण के इस माउस मॉडल और ध्यान दिया जाना चाहिए कि इन विवो multimodality इमेजिंग के साथ सीमाएं हैं. सबसे पहले, इस माउस मॉडल मनुष्यों 24 में आर्थोपेडिक सर्जरी में इस्तेमाल वास्तविक प्रक्रियाओं और सामग्री का एक अति सरलीकरण है. बहरहाल, इस मॉडल मानव आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण संक्रमण 8,9 में देखा जाता है कि हड्डी और संयुक्त ऊतक में पुराने संक्रमण और आगामी सूजन पुनरावृत्ति करता है. इसके अलावा, μCT छवियों को प्राप्त करने के लिए, एक्स रे विकिरण की अपेक्षाकृत कम मात्रा संक्रमण के दौरान पशुओं के स्वास्थ्य पर कोई प्रतिकूल प्रभाव को कम करने के लिए इस्तेमाल किया गया. ΜCT इमेजिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हड्डी के बेहतर संकल्प, एक्स रे विकिरण की ज्यादा खुराक लेने के लिए euthanized पर एकnimals. हालांकि, इस noninvasively और longitudinally प्रयोगों की अवधि के दौरान हड्डी परिवर्तन की निगरानी करने की क्षमता को समाप्त होगा.

अंत में, संरचनात्मक μCT इमेजिंग के साथ vivo में पूरे पशु ऑप्टिकल इमेजिंग के संयोजन को शामिल multimodality इमेजिंग संक्रमण और सूजन की प्रतिक्रिया के बारे में अधिक विस्तृत जानकारी की अनुमति दी है. इसके अलावा, इन तकनीकों हड्डी और संयुक्त ऊतक पर संक्रमण और सूजन के परिणामों के मूल्यांकन की अनुमति दी है. हम 14-18 की जांच शुरू कर दिया है के रूप में भविष्य के काम रोगाणुरोधी चिकित्सा, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया, रोग के रोगजनन और हड्डी में प्रतिक्रियाशील परिवर्तन की प्रभावकारिता का मूल्यांकन करने के लिए multimodality इमेजिंग का लाभ ले सकता है. पहले से पशु मॉडल एक जांघ संक्रमण, अन्तर्हृद्शोथ, फेफड़े संक्रमित में वर्णित के रूप में इसके अलावा, multimodality इमेजिंग एक संक्रमण की उपस्थिति का निदान करने के लिए जांच और tracers का मूल्यांकन कर सकता हैआयनों और biomaterial संक्रमण 25-28. अंत में, multimodality इमेजिंग का उपयोग करते हैं, इस तरह के कंकाल कैंसर, मेटास्टैटिक रोग, भंग और गठिया 5-7 के रूप में, प्रभाव है कि अन्य स्थितियों musculoskeletal प्रणाली की जांच के लिए संक्रामक रोगों से परे का विस्तार और हड्डी रोग, संधिवातीयशास्त्र और कैंसर विज्ञान सहित विषयों भर में इस्तेमाल किया जा सकता है .

Disclosures

जाम, BNT, ईएल, न्यूजीलैंड, KPF Xen29 bioluminescent एस प्रदान की, इमेजिंग उपकरणों का विनिर्माण जो PerkinElmer, के कर्मचारियों को भुगतान किया जाता है ऑरियस तनाव, और इस वीडियो लेख के प्रकाशन की लागत के लिए भुगतान किया. शेष लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgments

यह काम (जनवरी तक) एक एच एंड एच ली सर्जिकल निवासी रिसर्च स्कॉलर्स कार्यक्रम, द्वारा समर्थित किया गया एक एओ फाउंडेशन शुरू अप अनुदान एस 12-03M (एल एस एम) और (एल एस एम को) स्वास्थ्य अनुदान R01-AI078910 के राष्ट्रीय संस्थान .

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Xen36 bioluminescent Staphylococcus aureus strain PerkinElmer Bioluminescent Staphylococcus aureus strain derived from ATCC 49525 (Wright), a clinical isolate from a bacteremia patient
Tryptic soy broth BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ 211825
Bacto Soy Agar BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ 214010
LysEGFP knockin mouse strain Not commercially available. This strain contains a knockin of enhanced green fluorescence protein (EGFP) into the lysozyme M gene
Betadine Purdue Products, Stamford, CT
Kirschner-wire (titanium, 0.8 mm diameter) Synthes, West Chester, PA 492.08
Wire Cutter - Duracut T.C. H&H Company, Ontario, Canada 83-7002
Isoflurane Baxter, Deerfield, IL 118718
Vicryl 5-0 sutures (P-3 Reverse cutting) Ethicon, Summerville, NJ. Purchased through VWR International. 95056-936
Sustained-release Buprenorphine (5 ml - 1 mg/ml) Zoopharm, Windsor, CO analgesic
IVIS Spectrum Imaging System PerkinElmer, Hopkinton, MA optical in vivo imaging system
Quantum FX in vivo µCT system PerkinElmer, Hopkinton, MA µCT in vivo imaging system
IVIS SpectrumCT Imaging System PerkinElmer, Hopkinton, MA combined optical and µCT in vivo imaging system
Living Image Software PerkinElmer, Hopkinton, MA Image analysis software for in vivo optical imaging

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References

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संक्रमण अंक 92 इमेजिंग ऑप्टिकल सीटी bioluminescence प्रतिदीप्ति Staphylococcus संक्रमण सूजन हड्डी हड्डी रोग प्रत्यारोपण biofilm
संयुक्त<em&gt; Vivo</em&gt; ऑप्टिकल और μCT इमेजिंग चूहे में एक हड्डी रोग प्रत्यारोपण संक्रमण में संक्रमण, सूजन, और अस्थि एनाटॉमी मॉनिटर
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Bernthal, N. M., Taylor, B. N.,More

Bernthal, N. M., Taylor, B. N., Meganck, J. A., Wang, Y., Shahbazian, J. H., Niska, J. A., Francis, K. P., Miller, L. S. Combined In vivo Optical and µCT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice. J. Vis. Exp. (92), e51612, doi:10.3791/51612 (2014).

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