Ameliyat sırasında cerrahi aletlerin veya cerrahi ortamın kontaminasyonundan kaynaklanan enfeksiyon, çoğu implant enfeksiyonunun ana nedenidir 24,25,26,27. Bu nedenle, bu çalışmada bir fare C. albicans biyofilm ile ilişkili PJI modeli oluşturulmuştur. İmplant olarak salin içinde süspanse edilmiş steril paslanmaz çelik partiküllerin kullanıldığı geleneksel PEE modeliyle karşılaştırıldığında, bu çalışmada yaygın olarak kullanılan bir implant materyali olan nikel-titanyum alaşımlı bir tel kullanılarak C. albicans, implant materyalleri ve kemik arasındaki temas simüle edilmiştir.
Bu makalede açıklanan PJI modeli, kliniklerde PEE'nin fizyolojik ortamını mükemmel bir şekilde simüle edebilir. Bu model, daha sonra kan yoluyla bulaşan enfeksiyon yerine yalnızca implantasyon sırasındaki enfeksiyonu incelemek için kullanılabilir.
C. albicans iki şekilde aşılanabilir. Biri ameliyat sırasında C. albicans'ın implant bölgesine doğrudan aşılanmasıdır28, diğeri ise cerrahi implantasyondan önce implantın yüzeyinde olgun biyofilmlerin oluşması için implantların bir süre C. albicans ile kültürlenmesidir29. Bu çalışmada ilk yöntem, patojenlerin doğru aşılama sayısı nedeniyle seçilmiştir, bu da gruplar arasında minimum farklılıklar ve sonraki tedavilerin daha objektif bir şekilde değerlendirilmesi ile sonuçlanmıştır. Ayrıca, eski yöntem klinik durumla daha tutarlıdır.
Bu protokolde implantın yerleştirilmesi zordur. Operatör, implantın deri altı veya kas içi yerine eklem içine yerleştirildiğinden emin olmak için birkaç kez pratik yapmalıdır. Ayrıca, C. albicans'ın aşılama sayısı, PEE modelinin tekrarlanabilirliği için hayati önem taşımaktadır. C. albicans , aşılama sayısının doğruluğunu sağlamak için vorteks yoluyla iyice karıştırılmalıdır. Ek olarak, klinik durumda enfeksiyon yolunu simüle etmek için C. albicans alaşımlı tel boyunca eklenmelidir.
Biyofilmler bakteriyel enfeksiyondan 7 gün sonra tespit edilebildi, daha sonra biyofilmler yavaş yavaş arttı ve 14. günde bir platoya ulaştı30. Bu nedenle, kurulan PJI modelinin başarısı 14. günde denetlendi. C. albicans'ın kolonizasyonu ve implant yüzeyinde biyofilm oluşumu SEM ile incelendi. Lokal enfeksiyonun neden olduğu implant çevresindeki doku lezyonları H&E boyaması sonrası patolojik analiz ile değerlendirildi. Çalışmalar, periprostetik osteolizin PJI31'e bağlı önemli bir özellik olduğunu göstermiştir. Bu nedenle, bu göstergeler PEE32'nin önlenmesi ve tedavisi için terapötik yöntemlerin değerlendirilmesinde de hayati öneme sahiptir.
Mikrobiyal kültür, kliniklerde ve laboratuvarlarda mikrobiyal enfeksiyonu tespit etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada implantın mikrobiyal kültürü, implantların etrafındaki dokular, karaciğer ve diğer hayati organlar yapılmıştır. İmplant için, titanyum-nikel alaşımlı telin yüzeyine yapışan C. albicans'ı çıkarmak için ultrasonikasyon uygulandı. Daha sonra, C. albicans mikrobiyal kültürden önce santrifüjleme ile zenginleştirildi. Bununla birlikte, SEM sonucu ile tutarsız negatif bir sonuç bulunmuştur (Şekil 2). SEM sonucu, C. albicans'ın titanyum-nikel alaşımlı telin yüzeyine yapıştığını gösterdi. Bu nedenle, mikrobiyal kültürün sonucu, C. albicans'ın titanyum-nikel alaşımlı tele sıkı bir şekilde yapışmasına atfedilebilecek yanlış bir negatifti; ultrasonik, C. albicans'ı implanttan başarılı bir şekilde pul pul dökemedi. Benzer şekilde, implantların ve hayati organların etrafındaki dokuların mikrobiyal kültürü de negatifti. Bunun iki olası nedeni vardır: (1) Bu çalışmada aşılanan C. albicans sayısı sadece 2000 CFU idi ve bu, deney süresi boyunca çevre dokuyu ve sistemi istila etmek için çok küçük olabilir; (2) Patojenlerin dokulardan çıkarılması ve ayrılması için yöntemin duyarlılığı düşüktür. Daha önce yayınlanmış bir rapor, mikrobiyal kültürün kolayca yanlış negatif sonuçlar gösterebileceğini ve tedavileri geciktirebileceğini öne sürmektedir33. Grocott-Gomori boyama, kemik ve eklemde hif oluşumunu belirlemek için kullanılabilir32. Ameliyattan önce aşı miktarını arttırmak, deney süresini uzatmak veya fareleri bağışıklığı baskılanmış bir durumda tutmak da yararlı olabilir32. Bununla birlikte, uzun süreli enfeksiyonun derin enfeksiyona ve hatta sistemik enfeksiyona yol açabileceği unutulmamalıdır. Bu nedenle, deney süresi özel amaca göre tasarlanmalıdır.
Özetle, bu çalışma, C. albicans biyofilm ile ilişkili PIJ'nin önlenmesi ve tedavisinin araştırılması için büyük önem taşıyabilecek başarılı bir C . albicans biyofilm ilişkili PJI fare modeli oluşturmuştur.