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Summary
이 프로토콜은 스테인리스강 k-와이어 임플란트가 생물 발광 황색포도상구균 Xen36에 감염된 척추 임플란트 감염의 새로운 생체 내 마우스 모델을 설명합니다. 박테리아 부담은 생물 발광 이미징으로 종단적으로 모니터링되고 안락사 후 콜로니 형성 단위 수로 확인됩니다.
Abstract
척추 임플란트 감염은 진단이 어렵고 외과적 박멸이 기계적 척추 안정성과 상충되기 때문에 좋지 않은 결과를 예고합니다. 이 방법의 목적은 척추 임플란트 감염에 대한 잠재적인 치료법 및 치료 전략을 테스트하기 위해 저렴하고 신속하며 정확한 생체 내 도구를 제공하기 위해 만들어진 척추 임플란트 감염(SII)의 새로운 마우스 모델을 설명하는 것입니다.
이 방법에서는 12주 된 C57BL/6J 야생형 마우스의 L4 가시 돌기에 스테인리스 스틸 k-와이어를 고정하고 황색포도상구균 Xen36 박테리아의 생물 발광 균주 1 x 103 CFU를 접종하는 후방 접근 척추 수술 모델을 제시합니다. 그런 다음 마우스는 수술 후 0, 1, 3, 5, 7, 10, 14, 18, 21, 25, 28 및 35일에 생체 내 생물 발광을 위해 종방향으로 이미징됩니다. 표준화된 시야의 생물발광 이미징(BLI) 신호를 정량화하여 생체 내 박테리아 부담을 측정합니다.
임플란트 및 임플란트 주위 조직에 부착하는 박테리아를 정량화하기 위해 마우스를 안락사시키고 임플란트와 주변 연조직을 채취합니다. 박테리아는 초음파 처리에 의해 임플란트에서 분리되고 밤새 배양 된 다음 콜로니 형성 단위 (CFU)가 계산됩니다. 이 방법에서 얻은 결과에는 in vivo S. aureus bioluminescence(평균 최대 플럭스)로 측정한 종적 박테리아 수와 안락사 후 CFU 수가 포함됩니다.
기구 척추 감염의 이전 동물 모델에는 침습적 생체 외 조직 분석이 포함되었지만, 이 논문에서 제시된 SII의 마우스 모델은 정적 조직 연구를 대체하기 위해 생물 발광 박테리아의 비침습적 실시간 생체 내 광학 이미징을 활용합니다. 이 모델의 응용 분야는 광범위하며 대체 생물 발광 박테리아 균주를 활용하고, 숙주 면역 반응을 동시에 연구하기 위해 다른 유형의 유전자 조작 마우스를 통합하고, 항생제 또는 임플란트 코팅과 같은 현재 또는 새로운 진단 및 치료 방식을 평가하거나 조사하는 것이 포함될 수 있습니다.
Introduction
이 방법의 목적은 척추 임플란트 감염(SII)의 새로운 마우스 모델을 설명하는 것입니다. 이 모델은 생체 내에서 숙주, 병원체 및/또는 임플란트 변수의 영향을 유연하게 평가할 수 있는 저렴하고 정확한 도구를 제공하도록 설계되었습니다. 이 모델에서 척추 임플란트 감염에 대한 잠재적 치료법 및 치료 전략을 테스트하는 것은 대규모 동물 모델 및 임상 시험에 적용하기 전에 연구 개발을 안내하는 것을 목표로 합니다.
척추 수술 후 임플란트 관련 감염은 치명적인 합병증으로, 안타깝게도 선택적 척추 수술을 받은 환자의 약 3-8%에서 발생하며1,2,3,4,5 다 단계 또는재수술을 받은 환자의 최대 65%에서 발생한다6. 척추 임플란트 감염을 치료하려면 여러 번의 입원, 여러 번의 수술 및 장기간의 항생제 치료가 필요한 경우가 많습니다. SII는 신경학적 손상, 장애 및 사망 위험 증가를 포함하여 좋지 않은 환자 결과를 예고합니다. SII의 관리는 환자 한 명당 $900,000 이상의 비용이 들 정도로 매우 비쌉니다7.
황색포도상구균은 SII 8,9,10,11의 가장 흔한 악성 병원체입니다. 박테리아는 수술 중에 직접 하드웨어를 파종할 수 있으며, 수술 후 기간 동안 상처를 통해 또는 나중에 혈액 확산을 통해 시드될 수 있습니다. 금속 임플란트가 있는 경우 S. aureus는 항생제 요법 및 면역 세포로부터 박테리아를 보호하는 생물막을 형성합니다. 감염된 하드웨어를 제거하는 것은 감염을 효과적으로 근절하는 데 도움이 될 수 있지만, 척추를 불안정하게 만들고 신경학적 손상을 초래하지 않고는 척추에서 감염을 제거할 수 없는 경우가 많다12.
감염된 하드웨어를 이식하지 않는 경우 SII를 예방, 탐지 및 치료하기 위한 새로운 접근 방식이 필요합니다. 역사적으로 새로운 치료법의 안전성과 효능을 효율적으로 평가하기 위한 SII의 동물 모델은 제한적이었습니다. SII의 이전 동물 모델은 많은 수의 동물과 콜로니 카운팅, 조직학 및 배양을 포함하여 안락사를 필요로 하는 데이터 포인트의 수집을 필요로 한다13,14,15. 종단적 in vivo 모니터링이 없는 이러한 모델은 동물당 하나의 데이터 포인트만 제공하므로 비용이 많이 들고 비효율적입니다.
무릎 인공관절 치환술 감염의 마우스 모델을 연구한 이전 연구는 감염 부담을 종단적으로 모니터링하기 위한 비침습적 생체 내 광학 영상의 가치와 정확도를 확립했다16. 생물 발광의 검출을 통해 박테리아 부담을 단일 동물의 종적 시간 과정에 걸쳐 인도적이고 정확하며 효율적으로 정량화할 수 있습니다. 더욱이, 선행 연구들은 생체 내 생물 발광과 임플란트에 부착된 CFU 사이에 높은 상관관계가 있음을 보여주었다17. 시간이 지남에 따라 감염을 추적할 수 있는 능력은 임플란트 관련 감염에 대한 보다 미묘한 이해로 이어졌습니다. 또한 이러한 방식으로 종단 감염을 모니터링하여 항생제 요법 및 새로운 항균제의 효과를 정확하게 평가할 수 있었습니다16,17,18.
이러한 도구를 활용하여 수술 후 척추 임플란트 감염 모델을 개발하고 검증했습니다. 제시된 방법에서, 우리는 박테리아 부담 16,17,18을 종방향으로 모니터링하기 위해 SII의 생체 내 마우스 모델을 확립하기 위해 생물 발광 S. aureus Xen36의 접종물을 사용합니다. 이 새로운 모델은 대규모 동물 모델 및 임상 시험에 적용하기 전에 SII에 대한 잠재적 검출, 예방 및 치료 전략을 효율적으로 테스트할 수 있는 귀중한 도구를 제공합니다.
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Protocol
모든 동물은 동물 복지법(AWA), 1996년 실험 동물 관리 및 사용 가이드, 실험 동물의 인도적 관리 및 사용을 위한 PHS 정책, 동물 관리 및 사용 교육 매뉴얼에 명시된 기관의 정책 및 절차에 명시된 연방 규정에 정의된 모범 동물 관행에 따라 엄격하게 취급되었습니다. 모든 동물 연구는 캘리포니아 대학교 로스 앤젤레스 총장의 동물 연구위원회 (ARC)의 승인을 받았습니다.
1. S. aureus 생물 발광 균주 선택
- 생물 발광 S. aureus 균주 Xen36을 관심 접종물로 사용하십시오.
참고: 이 균주는 패혈증 환자로부터 임상적으로 분리된 부모 균주 S. aureus ATCC-49525에서 파생되었습니다. 황색포도상구균(S. aureus) Xen36은 luxABCDE 오페론을 고유하게 활용하며, 이는 숙주의 네이티브 플라스미드에 최적화되고 통합됩니다. 19 결과적으로, Xen36 균주는 490nm의 피크 파장 방출을 갖는 청록색 생물 발광광을 생성할 수 있습니다. 이 방출 신호는 신진대사 활동을 하는 살아있는 박테리아 유기체에 의해서만 생성됩니다.
2. S의 준비 접종용 아우레우스
- Luria Broth에 200μg/mL의 카나마이신과 1.5% 한천을 첨가하여 럭스 오페론19에 연결된 카나마이신 내성 유전자를 활용하여 잠재적인 오염 물질로부터 S. aureus Xen36을 분리합니다.
- S. aureus Xen36 박테리아를 트립틱 대두 한천 플레이트(트립틱 대두 육수[TSB]에 1.5% 한천을 더한 값)에 줄무늬를 만들고 37°C에서 12-16시간 동안 배양합니다.
- S. aureus Xen36의 단일 콜로니를 분리하고 진탕 인큐베이터(200rpm)에서 37°C에서 12-16시간 동안 TSB에서 개별적으로 배양합니다.
- 결과 배양액을 1:50 비율로 희석합니다.
- 37°C에서 추가로 2시간 동안 배양하여 중간대수상 박테리아를 분리합니다.
- 박테리아를 펠렛화하고, 재현탁하고, 인산염 완충 식염수(PBS)에 세 번 세척합니다.
- 600nm에서 흡광도를 측정합니다. 이상적인 OD600은 0.700에서 0.750 사이이며 4x105 CFU/mL에 해당합니다. 원하는 박테리아 접종(1 x 103 CFU/2 μL)을 얻기 위해 연속 희석을 수행합니다.
참고: 만성 감염 확립을 위한 Xen36의 최적 농도는 1 x 103 CFU인 것으로 밝혀졌습니다. 박테리아의 낮은 투여량은 숙주 면역 체계에 의해 제거되고 더 높은 투여량은 상처 파괴를 일으켰습니다. 상처 파괴는 심부 임플란트 감염과 표재성 상처 감염을 구별하지 않으므로 이 모델에서는 피할 수 있습니다(그림 1)20.
3. 생쥐
- 12주 된 수컷 C57BL/6J 야생형 마우스를 사용합니다.
- 한 번에 최대 4마리의 새장에 있는 집 쥐.
- 항상 물을 사용할 수 있도록 하십시오. 12시간의 밝음/어두움 주기를 유지하고 주기의 어두운 단계 동안에는 실험을 수행하지 마십시오.
- 형광 신호에 대한 잠재적인 간섭으로 인해 먹이를 위해 알팔파가 없는 차우를 사용하십시오.
- 연구 또는 수의사가 매일 쥐를 평가하여 실험 내내 동물의 웰빙을 보장하도록 합니다.
4. 마우스 수술 절차
- 마우스를 이소플루란(2%) 챔버에 약 5분 동안 넣어 마취를 유도합니다. 호흡이 깨어 있을 때보다 리드미컬하고 느리게 유지되고 유해한 자극(예: 외과적 조작, 발가락 꼬집기)에 반응하여 변하지 않도록 모니터링하여 적절한 마취 깊이를 확인합니다.
- 마취된 쥐를 준비 스테이션으로 옮기고 설치류 가위로 천골에서 상부 흉추로 털을 제거합니다.
- 베타딘 용액과 이소프로필 알코올을 번갈아 가며 세 번 씻어 피부를 청소하고 살균합니다.
- 엎드린 자세에서 마취 및 멸균된 마우스를 무균 수술 침대로 옮기고 노즈 콘을 통해 흡입된 이소플루란(2%)을 투여하여 마취를 유지합니다.
- 엉덩이를 최대한 구부리고 척추 수준에서 무릎의 위치를 식별하여 요추 4 척추체에 근접합니다.
- 15날 수술용 메스로 피부를 세로로 2cm 절개합니다.
- 가시돌기를 촉진하여 정중선을 확인하고 뼈까지 절개를 계속합니다.
- L4 가시돌기의 오른쪽에서 횡돌기까지 측면으로 확장되는 골막하를 절개합니다.
- 흡수성 편조 봉합사 크기 5-0 두부 및 근막을 통해 L4 몸체에 통과시키고 향후 폐쇄를 준비하기 위해 열린 상태로 둡니다.
- 25G 척추 바늘을 사용하여 25G 척추 바늘을 사용하여 L4의 가시 돌기를 넓히고 긴 팔이 두부를 놓은 얇은 판을 따라 직경 0.1mm, 길이 1cm "L자형" 수술용 스테인리스 스틸 임플란트를 삽입합니다.
- 임플란트에 1 x 103 CFU/2 μL 생물 발광 S. aureus Xen36을 접종하고 모든 용액이 임플란트에 닿도록 주의합니다.
- 접종 후 이전에 통과된 흡수성 봉합사를 묶기 전에 약 10초 동안 기다렸다가 임플란트에 접종물이 포함되어 있는지 확인합니다.
- 흡수성 봉합사로 달리는 방식으로 피부를 밀착시킵니다.
- 진통제는 부프레노르핀(0.1mg/kg)을 즉시 피하주사로 투여한 후 3일간 12시간마다 투여한다.
- 가열 패드에서 마우스를 회수하고 정상 활동으로 돌아가는지 모니터링합니다.
- 임플란트의 적절한 배치를 확인하기 위해 수술 후 방사선 사진을 얻습니다.
5. 세균 부담을 측정하기 위한 종방향 생체 내 생물 발광 이미징
- 흡입된 이소플루란(2%)으로 마우스를 마취합니다. 호흡이 깨어 있을 때보다 리드미컬하고 느리게 유지되고 유해한 자극(예: 외과적 조작, 발가락 꼬집기)에 반응하여 변하지 않도록 모니터링하여 적절한 마취 깊이를 확인합니다.
- 설치류 가위로 천골에서 상부 흉추까지의 털을 제거합니다.
- 생쥐를 생물 발광 이미징 플랫폼의 시야에 로드하여 생체 내 생물 발광 이미징(BLI)을 수행합니다19.
- 획득 시간 5분 동안 생물 발광 신호를 캡처합니다. 15cm 시야각(B)의 큰 비닝 설정을 활용합니다.
- 수술 후 0, 1, 3, 5, 7, 10, 14, 18, 21, 25, 28 및 35일(또는 특정 실험 설계에 따라 다른 날)에 5.1-5.4단계를 반복하여 박테리아 부담을 모니터링합니다.
- 컬러 스케일을 통해 BLI 데이터를 표시하고 그레이스케일 사진에 오버레이합니다. BLI 소프트웨어를 사용하여 표준 난형 관심 영역(ROI)을 분리하여 BLI를 총 플럭스(초당 광자) 또는 평균 최대 플럭스(광자/초/센티미터2/스테라디안)로 정량화합니다.
6. 임플란트 및 주변 조직에 부착된 박테리아 정량화
- AVMA 지침에 따라 POD 35 또는 이산화탄소에 노출된 대체 수술 후 날짜에 마우스를 안락사시킵니다. 이차성 자궁경부 탈구로 안락사를 확인합니다.
- 4.3단계에 따라 등쪽 피부를 소독하고 멸균된 수술 부위에 엎드린 쥐를 놓습니다.
- 15날 수술용 메스를 사용하여 이전 절개 부위를 날카롭게 절개합니다.
- 멸균 가위를 사용하여 L4 가시돌기를 무뚝뚝하게 절개하고 수술용 임플란트를 식별합니다.
- 니들 드라이버를 사용하여 L4 가시 돌기의 위치에서 임플란트를 부드럽게 비틀고 제거합니다.
- 멸균 겸자와 가위를 사용하여 수술용 임플란트 바로 주변의 가시돌기 뼈와 연조직 약 0.1g을 채취하고 4개의 날카로운 균질화 구슬이 있는 작은 원뿔형 코뿔소 튜브에 PBS 1mL를 넣습니다.
- 수확 전후에 원뿔형 튜브의 무게를 측정하여 연조직의 무게를 기록하십시오.
- TSB의 0.3% Tween-80 0.5mL에 임플란트를 넣고 15분 동안 초음파 처리합니다.
- 결과 임플란트 현탁액을 2분 동안 와류하고 12-16시간 동안 밤새 배양합니다.
- 균질화기를 사용하여 임플란트를 둘러싼 1ml PBS에 이전에 배치된 연조직 및 가시 돌기를 균질화합니다.
- 생성된 연조직 현탁액을 5분 동안 와류시키고 12-16시간 동안 밤새 배양합니다.
- 하룻밤 배양 후 임플란트와 주변 조직에서 각각 CFU를 계산합니다. 연조직용으로 수확한 총 CFU/g과 초음파 임플란트용으로 수확한 CFU/mL로 값을 표현합니다.
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Representative Results
여기에 제시된 절차는 SII의 생체내 마우스 모델에서 항생제 요법의 효능을 평가하는 데 사용되었습니다. 구체적으로, 반코마이신과 리팜핀 항생제 병용요법의 효능을 반코마이신 단독요법 및 치료되지 않은 감염 대조군과 비교하였다.
수술 전에 마우스는 병용 요법, 단일 요법 또는 감염 대조군에 무작위 배정되었습니다. 표본 크기를 계산하기 위해 통계적 검정력 분석을 수행했습니다. 평균 최대 플럭스 1 x 10 5 ± 3.2 x 10 4 및1.4 x 105의 예상 평균을 사용하여 표본 크기를 결정했으며 각 그룹에서 N=10으로 계산했습니다. 마우스는 외과적 착상, S. aureus Xen36 접종을 받았고, POD 0, 1, 3, 5, 7, 10, 14, 18, 21, 25, 28 및 35에서 생체내 S. 황색포도상구균 생물발광을 측정하였다. POD 35에서 마우스를 희생하고 임플란트 부착성 및 주변 조직 박테리아에 대한 CFU를 정량화했습니다.
단독요법군의 마우스는 치료용 반코마이신(110mg/kg 1일 2회)을 피하 투여받았다. 이 용량은 반코마이신21,22,23에 대한 전형적인 인체 노출에 대한 곡선 아래 면적을 근사화하기 위해 선택되었습니다. 병용 요법 그룹의 마우스는 반코마이신(110mg/kg 1일 2회)과 리팜핀(25mg/kg 1일 2회)의 치료용 피하 용량을 투여받았습니다24. 감염된 대조군의 마우스는 멸균 식염수의 가짜 주사를 받았다. 모든 그룹에 대한 치료는 수술 후 7일에서 14일까지 수행되었습니다.
BLI에 대한 항생제 요법의 효과
감염된 대조군 마우스는 POD 10에서 BLI 신호가 최고조에 달했으며, 이 신호는 희생될 때까지 1.0 x 105 photons/s/cm 2/sr 이상으로 유지되어 만성 SII를 성공적으로 모델링했습니다(그림 2). 반코마이신 단독요법으로 치료받은 마우스는 감염된 대조군에 비해 BLI 신호가 유의하게 낮았으며, POD 10-21에서 2배 감소했습니다(p<0.03). POD 21 이후, 단독요법과 감염된 대조군 간에 BLI에 유의한 차이가 없었다. 반코마이신-리팜핀 병용요법으로 치료받은 마우스는 BLI 신호가 훨씬 더 낮았는데, 이는 POD 10의 감염된 대조군보다 20배 낮았다. POD 28(p<0.01)까지 상당한 감소가 지속되었습니다. POD 28 이후에는 그룹 간 BLI에 유의한 차이가 없었다. POD35의 최종 이미징에서 세 그룹 간에 BLI에 유의한 차이는 없었습니다.
임플란트 및 주변 조직의 CFU
마우스는 POD 35에서 희생되었습니다. 임플란트와 주변 조직을 채취하여 CFU 계수를 위해 처리했습니다(그림 3). CFU에서는 감염된 대조군, 단독요법 또는 병용요법군 간에 유의한 차이가 관찰되지 않았다.
그림 1: 고용량 S. aureus Xen36 접종물의 상처 파괴. 척추 임플란트 감염 중 S. aureus Xen36을 접종한 마우스의 등쪽 피부 이미지. (A) 1 x 103 CFU를 접종하고 온전한 등쪽 피부를 접종한 마우스. (B) 1 x 104 CFU를 접종한 마우스와 상당한 상처 파괴의 증거. 그림은 Dworsky et al.25의 허가를 받아 각색 및 재인쇄되었습니다.25이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: in vivo bioluminescence를 사용한 박테리아 부담 측정. 안정한 플라스미드(Xen36)에 생물 발광 구조체를 보유하는 S. aureus의 1 x 103 CFU를 스테인리스-스틸 임플란트의 존재 하에 마우스의 L4 가시 과정(그룹당 n=10 마우스)에 접종하였다. (A) 아래 실험 프로토콜의 흐름도를 사용하여 생체 내 S. aureus 생물 발광(평균 최대 플럭스[광자/s/cm2/sr] ± sem[로그 스케일])으로 측정한 박테리아 수. POD 7에서 항생제 투여는 반코마이신과 리팜핀의 조합인 반코마이신 또는 멸균 식염수 대조군으로 시작되었습니다. 항생제 투여는 POD 14에서 중단되었습니다. POD 35에서 마우스를 희생하고 임플란트 및 주변 조직의 CFU를 측정했습니다. (B) 생쥐의 회색조 이미지 위에 겹쳐진 컬러 스케일의 대표적인 생체 내 S. 아우레우스 생물 발광. Hu et al.25의 허가를 받아 그림을 수정하고 재인쇄했습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: CFU 수를 사용한 박테리아 부담 확인. POD 35에서, 마우스를 희생시키고, 핀을 초음파 처리하고, 조직을 균질화하고, 박테리아를 배양하고 계수하였다. 그림은 Hu et al.25의 허가를 받아 각색하고 재인쇄했습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
척추의 임플란트 관련 감염은 환자에게 좋지 않은 결과를 예고한다 1,2,3,4,5. 신체의 다른 많은 부위와 달리 척추의 감염된 하드웨어는 불안정성과 신경학적 손상의 위험으로 인해 제거할 수 없는 경우가 많습니다. 전신 항생제 치료에 내성이 있는 생물막 박테리아 설정에서 이러한 독특한 도전은 치료에 대한 새로운 접근법을 필요로 한다12. SII에 대한 새로운 치료법에 대한 이전 연구는 비싸고 비효율적인 동물 모델로 인해 제한되었습니다. 이러한 감염을 더 잘 연구하고 잠재적 치료의 효능을 효율적으로 평가하기 위해 생체 내 생물 발광 이미징을 사용하여 SII의 비침습적 종단 마우스 모델을 개발했습니다.
계기 척추 감염의 이전 동물 모델은 결과를 평가하기 위해 생체 외 조직 분석이 필요했으며, 대규모 코호트가 필요했으며 시간 경과에 따른 감염을 모니터링할 수 없었습니다13,14,26. 대조적으로, 이 논문에 제시된 SII의 마우스 모델은 BLI를 활용하여 시간 경과에 따른 박테리아 부담을 안정적으로 모니터링합니다16,17,18. 이 새로운 접근법을 통해 연구자는 항생제, 코팅 또는 면역 조절에 대한 박테리아와 숙주의 반응을 평가할 수 있습니다.
프로토콜의 중요한 단계는 다음과 같습니다: Xen36 S. aureus 의 적절한 준비 및 단일 접종 1 x 103 CFUs/2 μL의 추정; 정확한 외과적 이식, 접종 및 봉합; 생체 내 생물 발광 이미징; CFU 수를 사용하여 박테리아 부담을 확인합니다.
모델에 대한 수정은 대안적인 생물 발광 박테리아 균주, 더 긴 시간 지점, 또는 생체내 형광 이미징과 동시에 호중구 침윤을 측정하기 위해 골수성 세포(Lys-EGFP)에서 녹색 형광 단백질을 발현하는 마우스와 같은 다른 유형의 유전자 조작 마우스의 통합의 사용을 포함할 수 있다20. 척추 골용해, 디스크 변성, 연조직 감염 및 임플란트 생물막 감염과 같은 과정을 해결하기 위해 프로토콜에 설명된 것을 보완하기 위해 추가 방법론을 활용할 수 있습니다. 이러한 과정에서 정량적 결과를 제공하는 기술에는 마이크로 컴퓨터 단층 촬영, 자기 공명 영상, 실시간 정량 PCR, 혈청학, 조직학, 면역조직화학 및/또는 가변 압력 주사 전자 현미경이 포함될 수 있지만 이에 국한되지 않습니다.
이 모델에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 첫째, 척추 수술 모델은 임상 실습에 비해 지나치게 단순화되어 있습니다. 고위험 척추 수술 환자에게 일반적으로 적용되는 광범위한 감압 및 다단계 융합 수술과 달리, 모델 수술은 단일 스테인리스 스틸 임플란트로 최소한의 뼈 절제술을 포함합니다. 임플란트는 여러 가지 재료를 사용하기 때문에 세균 감염 및 생물막 형성에 대한 감수성이 다를 수 있습니다. 또한 모든 동물 모델과 마찬가지로 마우스의 감염에 대한 숙주 반응은 인간과 다릅니다.
향후 이 모델은 반코마이신 분말, 항생제 로딩 비드 또는 코팅된 임플란트를 포함한 다른 항생제 전달 방식을 사용한 SII 치료를 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 또한, 이 모델은 SII에 대한 호스트 응답의 기계론적 기초를 연구하는 데 사용될 수 있다.
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Disclosures
저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.
Acknowledgments
저자들은 북미 소아 정형외과 학회(Pediatric Orthopaedic Society of North America)의 Biomet Spine Grant와 National Institutes of Health Clinical and Translational Science Institute KL2 Grant, HH Lee Surgical Research Grant를 이 실험의 주요 자금 출처로 인정합니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Analytical Balance ME104 | Mettler Toledo | 30029067 | 120 g capacity, 0.1 mg readability, backlit LCD, internal adjustment, metal base |
| BD Bacto Tryptic Soy Broth | Becton Dickinson (BD) | BD 211825 | BD Bacto Tryptic Soy Broth (Soybean-Casein Digest Medium) |
| Biomate 3S UV-VIS Spectrophotometer | Thermo Scientific | 840-208300 | Spectrophotometer; Thermo Scientific; BioMate 3S; Six-position cell holder; Spectral bandwidth: 1.8nm; Long-life xenon lamp; Store up to 40 test methods; 16L x 13W x 9 in. H; 19 lb.; 100/240V US line cord |
| Bioshield 720+ swinging bucket rotor | Thermo Scientific | 75003183 | Rotor, Swinging bucket; Thermo Scientific; BIOShield 720 high speed; Capacity: 4 x 180mL (0.72L); Angle: 90 deg. ; Max. speed/RCF: 6300rpm/7188 x g; Max. radius: 16.2cm |
| Branson Ultrasonics 2510R-MTH (Sonicator) | Branson Ultrasonics | CPX952217R | *similar model, our model is discontinued* Branson Ultrasonics MH Series Heated Ultrasonic Cleaning Bath, 120V, 0.75 gal |
| Bullet Blender Storm Homogenizer | Next Advance | BBY24M | The Bullet Blender Storm is the most powerful member of the Bullet Blender family. Homogenize up to 24 of your toughest samples (mouse femur, skin, cartilage, tumor, etc.) in just minutes. Air cooling™ minimizes sample heat up. Uses 1.5ml screw-cap RINO® tubes or snap-cap Eppendorf® Safe-lock™ tubes. |
| Germinator 500 | Electron Microscopy Sciences | 66118-10 | The Germinator 500 is designed to decontaminate metal micro-dissecting instruments only. It is to be used exclusively for research purposes. The Germinator 500 should not be used as a substitute for traditional methods of terminal sterilization. Effective sterilization cannot be assured due to lack of routine sterilization-efficacy monitoring methods for glass bead sterilization. The Germinator 500 has been designed and built to pass the Validation of Dry Sterilizer Spore Suspension Test: USP XXIII, Part 1211. |
| Heracell 150i CO2 Incubator | Thermo Scientific | 51026282 | Single 150L |
| IVIS Lumina X5 Imaging System | Perkin Elmer | CLS148590 | The IVIS Lumina X5 high-throughput 2D optical imaging system combines high-sensitivity bioluminescence and fluorescence with high-resolution x-ray into a compact system that fits on your benchtop. With an expanded 5 mouse field of view for 2D optical imaging plus our unique line of accessories to accelerate setup and labeling, it has never been easier or faster to get robust data—and answers—on anatomical and molecular aspects of disease. |
| MAXQ 4450 Digtial Incubating Bench Shaker | Thermo Scientific | SHKE4450 | Shaker, Incubated; Thermo Scientific; Digital; MaxQ 4450; Speed 15 to 500rpm +/-1rpm; 5 deg. C above ambient to 80 deg. C; 120V 50/60Hz |
| PBS, Phosphate Buffered Saline | Fisher Bioreagents | BP24384 | PBS, Phosphate Buffered Saline, 1X Solution, pH 7.4 |
| Sorvall Legend Micro 21 Centrifuge, Ventilated | Thermo Scientific | 75002436 | 24 x 1.5/2.0mL rotor with ClickSeal biocontainment lid |
| SORVALL LEGEND X1R 120V Centrifuge | Thermo Scientific | 75004261 | Centrifuge, Benchtop; Thermo Scientific; Sorvall Legend X1R (Refrigerated), 1L capacity; Max. Speed/RCF 15,200rpm/25,830 x g; CFC-free cooling -10C to +40C; 120V 60Hz |
| Staphylococcus aureus - Xen36 | Perkin Elmer | 119243 | Staphylococcus aureus - Xen36 bioluminescent pathogenic bacteria for in vivo and in vitro drug discovery. This product was derived from a parental strain from the American Type Culture Collection, used under license. Staph. aureus-Xen36 possesses a stable copy of the Photorhabdus luminescens lux operon on the native plasmid. |
| TUTTNAUER AUTOCLAVE 2540E 120V | Heidolph Tuttnauer | 23210401 | Sterilizer, Benchtop; Heidolph; Tuttnauer; Model 2540E; Self-contained design with refillable reservoir controls water purity for sterilization; 120V 50/60Hz; 1400w. With electronic controls |
| Tween 80 | Fisher Bioreagents | BP338-500 | Tween 80, Fisher BioReagents, Non-ionic detergent for selective protein extraction |
| Vortex mixer VX-200 | Labnet Internation | S0200 | 120V touch or continuous mixer, 230V: 0 - 2,850 rpm,120V: 0 - 3,400 rpm |
| 0.9% Sodium Chloride | Pfizer Injectables/Hospira | 00409-4888-10 | 0.9% Sodium Chloride Injection, USP |
References
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Formal Correction: Erratum: In vivo Mouse Model of Spinal Implant Infection
Posted by JoVE Editors on 05/05/2023.
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An erratum was issued for: In vivo Mouse Model of Spinal Implant Infection. The Authors section was updated from:
Benjamin V. Kelley1
Stephen D. Zoller1
Danielle Greig1
Kellyn Hori1
Nicolas Cevallos1
Chad Ishmael1
Peter Hsiue1
Rishi Trikha1
Troy Sekimura2
Thomas Olson2
Ameen Chaudry2
Michael M. Le2
Anthony A. Scaduto1
Kevin P. Francis1
Nicholas M. Bernthal1
1Department of Orthopaedic Surgery, University of California Los Angeles
2David Geffen School of Medicine, University of California Los Angeles
to:
Benjamin V. Kelley1
Christopher Hamad1
Stephen D. Zoller1
Danielle Greig1
Zeinab Mamouei1
Rene Chun1
Kellyn Hori1
Nicolas Cevallos1
Chad Ishmael1
Peter Hsiue1
Rishi Trikha1
Troy Sekimura2
Brandon Gettleman3
Autreen Golzar2
Adrian Lin2
Thomas Olson2
Ameen Chaudry2
Michael M. Le2
Anthony A. Scaduto1
Kevin P. Francis1
Nicholas M. Bernthal1
1Department of Orthopaedic Surgery, University of California Los Angeles
2David Geffen School of Medicine, University of California Los Angeles
3University of South Carolina School of Medicine, University of South Carolina
