Tedavi Vankomisin ile kalsiyum sülfat ve otojen kemik kemik enfeksiyonu, geliştirilmiş tavşan modeli yüklü

* These authors contributed equally
Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

Bu çalışmada geliştirilmiş bir tavşan sunar kemik iliği bakterilerde aynı miktarda engelleyerek Staphylococcus aureus ile enfekte modeli. Vankomisin yüklü kalsiyum sülfat ve otojen kemik antibiyotik ve kemik onarım tedavisi için kullanılır. Protokol kemik enfeksiyonu ve yenilenme eğitim için yararlı olabilir.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Zhang, Y., Shen, L., Wang, P., Xi, W., Yu, Z., Huang, X., Wang, X., Shou, D. Treatment with Vancomycin Loaded Calcium Sulphate and Autogenous Bone in an Improved Rabbit Model of Bone Infection. J. Vis. Exp. (145), e57294, doi:10.3791/57294 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Kemik enfeksiyonu klinik, ortopedik ve travmatik cerrahi olarak tedavi etmek son derece zor bakteriyel istila kaynaklanır. Kemik enfeksiyonu sürekli iltihap, osteomiyelit ve nihai kemik sendikasız sonuçlanabilir. Uygulanabilir ve tekrarlanabilir bir hayvan modelini kurulması kemik enfeksiyonu araştırma ve antibiyotik tedavisi önemlidir. İçinde vivo bir model olarak tavşan modeli kemik enfeksiyonu araştırmalarda yaygın olarak kullanılır. Ancak, önceki çalışmalarda tavşan bakteri miktarı değişken olduğu gibi enfeksiyon durumu tutarsız, gösterdi enfeksiyon modelleri kemik. Bu çalışmada kemik enfeksiyonu bir tavşan, kemik iliği bakterilerde engelleyerek inducing için geliştirilmiş bir cerrahi yöntem sunuyor. O zaman, çok düzeyli değerlendirme modelleme yöntemi doğrulamak için yürütülen olabilir.

Genel olarak, nekrotik doku Debridmanı ve implantasyon Vankomisin yüklü kalsiyum sülfat (VCS) antibiyotik tedavisi baskın. Kalsiyum sülfat VCS içinde sürünerek osteocyte ve yeni Kemik büyümesi faydaları rağmen büyük kemik defektleri Debridmanı sonra oluşur. Otojen kemik (AB) kemik defektleri nekrotik kemik Debridmanı sonra büyük kemik defektleri tedavisi için üstesinden gelmek için çekici bir stratejidir.

Bu çalışmada, bir otojen kemik kemik üründe implante olarak kuyruk kemik kullanılır. Kemik onarım mikro-Bilgisayarlı-Tomografi (mikro-CT) ve histolojik analiz sonra hayvan kurban kullanılarak ölçüldü. Sonuç olarak, VCS grubunda, kemik sendikasız sürekli olarak elde edildi. Buna ek olarak, VCS-AB grubu Kemik defekti alanlarında önemli ölçüde azalma. Mevcut modelleme yöntemi kemik enfeksiyonu manken hazırlamak için tekrarlanabilir, uygulanabilir, istikrarlı bir yöntemi açıklanmıştır. VCS-AB tedavi daha düşük kemik sendikasız fiyatlarına sonra antibiyotik tedavisi sonuçlandı. Gelişmiş kemik enfeksiyonu modeli ve kombinasyon tedavisi VCS ve otojen kemik kemik enfeksiyonu ve kemik rejenerasyon Travmatoloji ortopedik uygulamalar için ilgili temel mekanizmaları okumak yardımcı olabilir.

Introduction

Kemik enfeksiyonu genellikle bakteri ya da diğer mikroorganizma işgalden sonra travma, kemik kırığı veya diğer kemik hastalıkları1kaynaklanır. Kemik enfeksiyonu yüksek düzeyde inflamasyon ve kemik doku imha neden olabilir. Klinikte, kemik enfeksiyonu2,3baskın etken Staphylococcus aureus (S. aureus) olduğunu. Kemik enfeksiyonu zayıflatıcı, acı verici ve genellikle4tedavi son derece zordur kronik bir ders alır. Şu anda, nekrotik doku debridman ve Vankomisin yüklü kalsiyum (VCS) boncuk yerleştirerek doğruladı yerel enfeksiyon5,6kontrol etmek için etkili bir strateji olarak. Ancak, hastaların % %10 15 Anti-enfeksiyon tedavi7' den sonra uzun süreli kemik onarım işlemi, gecikmeli Birliği veya sendikasız karşılaşmış. Büyük bir Kemik defekti Ortopedik Cerrahlar için en zor bir konu kesimdir. Otolog kemik grefti en uygun kemik yerine kemik sendikasız tedavi8,9olarak kabul edilir.

Bugüne kadar kemik üzerindeki çalışmaların en enfeksiyon ve Otolog kemik implantasyon çeşitli hayvan modelleri, sıçan, tavşan, köpek, domuz ve koyun10,11gibi yapılmıştır. Tavşan modelleri en sık olarak kemik enfeksiyonu çalışmaları için kullanılan ilk Norden ve Kennedy tarafından 197012,13' te yapılacak. Önceki çalışma, tavşan modelleri tabi Norden'ın yöntem kullandık ve bulduğumuz kan kemik iliğini sızıntı bakteri çözüm taşmaya yol olarak kemik iliği enjekte S. aureus miktarı doğru bir şekilde sayısal değil ki.

Bu makalede kemik enfeksiyonu tavşan inducing için geliştirilmiş bir cerrahi yöntem sunuyor. Yordamın bitiminde, kan Biyokimya testi, bakteriyolojik muayene ve histopatolojik muayene kemik enfeksiyonu modeli doğrulamak için yapıldı. Daha sonra VCS enfeksiyon etkisizleştirmek için implante ve otojen kemik kemik rejenerasyon teşvik için implante.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Mevcut çalışmada kullanılan tavşanlar Rehberi uygun olarak bakım ve laboratuvar hayvanlarının kullanımı için tedavi edildi. Deneysel prosedürler kuralları, Biyoetik Komitesi, Zhejiang Akademi, geleneksel Çin tıbbı tarafından takip edildi.

1. bakteriyel süspansiyon hazırlanması

  1. 0.5 mg tozu (ATCC 6538) ile 0.3 mL Luria-Bertani kültür ortamının dağılması S. aureus geçiyoruz. Süspansiyon tamamen karıştırın.
  2. Bakteri süspansiyon tryptic soya Ağar kaplamalar üzerine çizgi ve bakteri kolonileri için 16 h 37 ° C'de kuluçkaya.
  3. Birim (CFU) ve tryptic soya suyu tüpler için 24 h gerçekleştirmek için yaklaşık 24 h 37 ° C'de bir alt Kültür Kültür oluşturan bir bakteriyel koloni seçin ve faz bakteri 16-18 h, optik yoğunluk (OD) değeri 0,6 600 olduğunda sonra orta-Logaritmik büyüme elde nm 14.
  4. 1 mL bakteri süspansiyon, bir santrifüj tüpüne aktarın. 825 x g ve 4 ° C, 5 min için santrifüj kapasitesi ve süpernatant atın. Resuspend ve bakteri fosfat tamponlu tuz (PBS); 100 µL ile yıkayın Bu işlemi 3 kez tekrarlayın. Son olarak, 3 mL PBS ile bakteri resuspend.
  5. McFarland'ın turbidimetry15kullanarak bakteri konsantrasyonu tahmin ediyoruz.
    1. Bulanıklık bir 0.5 McFarland standart eşdeğer olana 100-500 µL bakteri süspansiyon kolorimetrik bir tüp aktarın.
    2. Bakteri içeriği yaklaşık 10 ulaştığında bulanıklık görsel karşılaştırma için 0.5 McFarland tarafından değerlendirmek8 CFU/mL.
      Not: Bakteri süspansiyon bölümün aşağıdaki iletişim kuralları için yeterli olduğundan emin olun. Her tavşan için daha az 1 mL bakteri süspansiyon birimdir.
  6. Bakteriyel süspansiyon, 0.2 mL bir agar plakasına aktarmak ve eşit olarak uygulayın. Plaka 16 h. sayısı için 37 ° C'de CFU bakteri süspansiyon doğrulamak için bakteri kolonileri kuluçkaya.

2. kemik enfeksiyonu modelleri hazırlanması

  1. Erkek Yeni Zelanda hava kontrollü koşullar (20 ± 1 ° C) ve 12 h/12 h koyu aydınlatma döngüleri altında bireysel kafeslerde 3 ay yaşlı beyaz tavşan tutmak. Ve musluk suyu günlük rutin diyet sunuyoruz.
  2. Cerrahi anda tavşan fazla 3 kg ağırlığında olun.
  3. Tavşan Fentobarbital sodyum (vücut ağırlığı 100 gram başına 3 mg) ile mayi enjeksiyonla uyuşturan. Tavşan tam bir pençe çimdik için yanıt vermek için bir hata anestezi emin olun. Tavşan ameliyat masasında işlemi işlem sırasında düzeltmek.
    Not: Emin olun modelleme prosedürü süresi az 1 h..
  4. Saç büyüme yönünde karşı bir Elektrikli tıraş makinesi kullanarak proksimal tibia Bölgenin tıraş. Cilt povidone-iyot çözüm uygulayarak dezenfekte.
  5. Tibia ve S. aureus (tibia üst sonu 1,5 cm uzaklıkta) ile enjeksiyon kalemi ve cetvel için Delme delik pozisyon üst sonuna işaret. Delme delik konumlarını yatay tibial Plato ortasında olduğundan emin olun (şekil 1A).
  6. No 11 neşter kullanarak tibia deriyi kesme ve 1 cm kesi kapaklarini (şekil 1B, C) olun. Bir 2 mm çapında bir elektrikli kemik matkap birimi (şekil 1D) kullanarak Tibia delik.
  7. 2 mm çapında ve 2 mm yükseklik (şekil 1E) kemik balmumundan bir silindir ile tibial plato 2 mm çapında delik tuşuna basın. Yatay düzlemde tibial Plato (şekil 1F) boyunca yedek kemik balmumu kaldırmak. 2 mm delik (şekil 1G) kemik balmumundan tam olduğundan emin olun.
    Not: Delik ile ya da kan taşma olmadan kontrol ederek delikleri kemik balmumundan tam olduğundan emin olun.
  8. Kapaklarini dikmek ve hayvan (şekil 1H) dikiş yememi önlemek için dikey yatak dikiş içinde absorbe cerrahi sütür ile cilt.
  9. 1 x 108 CFU/mL S. aureus Çözümleri (vücut ağırlığı 100 gram başına 30 µL) bir 1 mL asepsis enjektör ile (şekil 1ben) enjekte. İğneler kemik balmumu nüfuz ve S. aureus çözüm yavaş yavaş kemik iliği enjekte emin olun.
  10. Sıcak ve temiz koşullarda modelleme sonra ısı kaybını önlemek için hayvan tutmak. Solunum ve kalp hızı izlemek. Uyanma sonra yiyecek ve su için ücretsiz erişim ile bireysel kafeslerde tavşan ev.

3. kemik enfeksiyonu modeli değerlendirilmesi

  1. 7, 14, 21 ve 28 enfeksiyon sonra gün tavşan tavşan fixer fixer dışında kulak ve kafa ile içine koyun.
  2. 2 mL kan kulak çevresi damarlardan bir dipotassium ethylenediaminetetraacetic asit (EDTA-K2) antikoagülan kan kap içine çizin. 1 mL kan damar kan kap içine çizin. Serum 651 x g oda sıcaklığında bir hız ile 10 dk santrifüj kapasitesi.
    1. Beyaz küre sayısı (WBC) tam bir kan biyokimyasal Çözümleyicisi'ni kullanarak kan içinde belirlemek ve C - reaktif protein (CRP) tarafından bir enzim bağlı immunosorbent assay (ELISA) yöntem16.
  3. 7, 14, 21 ve 28 enfeksiyon sonra gün Fentobarbital sodyum, 100 g vücut ağırlığı başına 3 mg doz ile bir modeli tavşan uyuşturan. No 11 neşter kullanarak tibia deriyi kesme ve 2 cm kesi kapaklarini (Şekil 2A) olun.
  4. Temiz kemik balmumu. Nekrotik kemik bir elektrikli kemik matkap birimi (Şekil 2B) kullanarak iki bitişik 4.8 mm çapında delik delme tarafından yarayı. Nekrotik kemik iliği ve granülasyon dokusu bir kemik kaşık (Şekil 2C) kullanarak yarayı.
    Not: Kemik iliğinde kalan kemik dokusu önlemek için debridman sırasında kemik dokusu temiz.
  5. Scrape ve iki delik (Şekil 2D) arasındaki kemik doku temiz.
  6. 1 mL kemik iliği koyun kan agar levha üzerine yayıldı. Tabak gecede 37 ° C'de kuluçkaya 30-300 kolonileri tabak seçin ve koloniler sayısını hesaplayın.
  7. Enfeksiyon sonra 28 günün sonunda, diz ve ayak bileği eklem kenarlarında tibia numuneler ayıklayın. %4 paraformaldehyde 24 h Decalcify için tibia numuneler tibia numuneler 8 hafta boyunca % 10 EDTA içinde düzeltmek.
  8. Tibia numuneler etanol dilutions kademeli bir dizi kurutmak ve parafin balmumu embed. 4 üst üste 5 µm bölüm koronal uçak kesti. Bölümleri bir Hematoksilen ve Eozin (H & E) Boyama seti ile leke.
  9. Mikroskop lekeli bölümleri görüntülemek ve standart yazılım ile iletilen ışık görüntüleri kaydetmek için kullanabilirsiniz.

4. VCS boncuk hazırlanması

  1. 1 g Vankomisin hidroklorür tozu medikal sınıf kalsiyum sülfat 9.5 g ekleyin ve sonra karma gücüne 3 mL normal tuz ekleyin. Onları iyice 30-45 için bir spatula ile karıştırın s.
  2. Karışık ürün esnek silikon jel kalıp (silindir 4.8 mm çap ve 4.8 mm yükseklik) yerleştirin ve kalıp esneme tarafından VCS boncuk 15 dk. kaldırmak için oda sıcaklığında kuru.

5. antibiyotik tedavisi ve otojen kemik implantasyonu

  1. Fentobarbital sodyum, 100 g vücut ağırlığı başına 3 mg doz tavşanlarla modeli enfeksiyon sonra 28inci gününde uyuşturan. Bir Elektrikli tıraş makinesi kullanarak proksimal tibia Bölgenin tıraş. Cilt povidone-iyot çözüm uygulayarak dezenfekte.
    Not: Modelleme prosedürü az 1 h olduğundan emin olun.
  2. Bir Elektrikli tıraş makinesi kullanarak kuyruk bölgesi tıraş ve kuyruk povidone-iyot çözüm uygulayarak dezenfekte.
  3. Cerrahi makas kullanarak kuyruk kesilmiş. No 11 neşter kullanarak kuyruk deriyi kesme ve kuyruk kemik ortaya koyuyor. Kuyruk bölgesi ile absorbe cerrahi sütür dikiş yememi hayvan önlemek için dikey yatak dikiş odasına tene dikmek.
  4. Herhangi bir kas, yumuşak doku ve kapaklarini kaldırın. Her ortak, kuyruk kemik ayırmak ve kemik parçası bir 100 mm plastik tabak steril serum fizyolojik içeren transfer.
  5. VCS boncuk (silindir 4.8 mm çap ve 4.8 mm yükseklik, boncuk parça başına 1.25 mg Vankomisin) 4 adet eğri cımbız (Şekil 2E) kullanarak iliği boşluğuna implant.
  6. Kemik defekti doldurmak otojen kemik 8 adet ile (silindir 2 mm çapında ve 4 mm yüksekliği her parça başına) kullanarak eğri cımbız (Şekil 2E).
  7. Kapaklarini dikmek ve bir yatak dikiş şekilde (Şekil 2F) absorbe cerrahi sütür ile cilt.
    Not: Sıcaklık 25 ° C'de ameliyat sırasında tutmak.
  8. Hayvan ameliyattan sonra ısı kaybını önlemek için sıcak ve temiz koşulları unutmayın. Solunum ve kalp hızı izlemek. Uyanma sonra yiyecek ve su için ücretsiz erişim ile bireysel kafeslerde tavşan ev.

6. değerlendirme antibiyotik faaliyet

  1. Tavşan tavşan fixer koymak ve 2, 4, 6 ve 8 haftalık tedaviden sonra baş ve iş bitirici dışında kulak yer.
  2. Kan EDTA-K2 antikoagülan kan damarı ile kulak çevresi damarlar çizmek. 1 mL kan damar kan kap içine çizin. Serum 651 x g oda sıcaklığında bir hız ile 10 dk santrifüj kapasitesi.
  3. Beyaz küre sayısı (WBC) tam kan kan biyokimyasal analiz ve C - reaktif protein (CRP) tarafından bir ELISA yöntemi16kullanarak belirleyin.

7. kemik rejenerasyon ilişkin Değerlendirmeler

  1. Tavşan ile bir yere enjekte edilerek ötenazi dozlarda tedavi sonrasında 8 veya 12 hafta sonunda Fentobarbital sodyum.
  2. Tibia numuneler, diz ve ayak bileği eklem kenarlarında ayıklayın. Kas ve Fasial katmanları yarayı.
  3. Tibia yapısını mikro Bilgisayarlı Tomografi (mikro-CT) kullanarak analiz. Bir oval alan 4.8 mm çap ve 9,6 mm uzun vade farkı (ROI) bölge olarak seçin. Bitmap verileri kullanarak 3D modeli görüntüleri yeniden.
  4. Kemik birim/doku hacmi (BV/TV), Trabeküler kalınlığı (Tb.Th), oranını puanları seçin trabecula numarası (Tb.N) ve Trabeküler ayırma (kemik rejenerasyon değerlendirmek için Tb.Sp)from the3D modelleri.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kemik enfeksiyonu modeli değerlendirilmesi
S. aureusile enfeksiyon sonra tavşan patolojik bulguları klinikte kronik osteomiyelit temsilcisi belirtisi benzerdi. Çalışma, 30 tavşan enfekte ve bir model grubu tabi ve 10 tavşan denetim hayvanlar tabi tutuldu. Tüm modeli tavşan sinüsler ile beyaz ve sarı irin akışı sinüsler (şekil 3A) üzerinde tibia yerel site bulaşmış. H & E boyama sonuçları bakteriyel toplamları çevresinde ölü kemik modeli grubunda yer alır ve normal osteocytes tanımlanamıyor gösterir. Düzeyleri CRP ve WBC modeli grubunda kontrol grubuna (şekil 3B) yüksektir. Nekrotik kemik iliği lysates enfeksiyon (şekil 3C) sonra kolonileri model grubu için sayısının artmasına neden Ağar Kaplamalar, çizgili. Modelleme sonunda, ölü ciddi enfeksiyon nedeniyle 3 tavşanlar vardı. Kalan virüslü tavşan kemik enfeksiyonu model olarak tespit edilmiştir ve 3 gruba ayrıldı: model grubu, VCS grubu ve VCS-AB grubu.

Antibiyotik etkinlik ve kemik rejenerasyon ilişkin Değerlendirmeler
2, 4, 6 ve 8 hafta sonra VCS veya VCS-AB ile tedavi, WBC ve CRP düzeyleri önemli ölçüde azalır (şekil 4A). VCS ve kemik homogreft implantasyonu, 12 hafta sonra VCS-AB grubunun tibial kusurları tam kirmiz görünüyordu. Tibial Plato yüzeyler VCS-AB grubunun VCS grup düz. Kemik kaybı modeli grubu (şekil 4B) önemli olmakla birlikte imar 2D görüntüleri VCS-AB ve VCS, tedaviden sonra 12 hafta dönemde kemik birimindeki ilerici bir artış gösterir. Kemik rejenerasyon nicel dizinler çözümlemek için bir oval alan 4.8 mm çap ve 9,6 mm uzun seçildi faiz (ROI) (şekil 4C) bölgesi olarak ve 3D modeli görüntüler bitmap verileri kullanarak yeniden. Model grubu mikro-CT dizinlerde BV/TV VCS ve VCS-AB grupları önemli ölçüde daha düşüktü. Tb.N ve Tb.Th puanları VCS-AB grubunda önemli ölçüde daha fazla model ve VCS grup olan yüksekti. Ayrıca, Tb.Sp puanları VCS-AB grubunda model grubu ve VCS grubu (şekil 4D) daha belirgin daha düşüktür.

Bu sonuçlar bu enfeksiyon artan VCS kullanarak Azaltılabilecek modeli grubunda, WBC ve CRP S. aureus nedenleri ile öneririm. VCS implantasyonu en uygun antibiyotik tedavisi kabul edilir. Ancak, kemik observable VCS grubunda kusurdur. VCS ve otojen kemik tedavi trabekül kalınlığı ve trabekül sayı artırın ve Trabeküler ayrılık azaltın. VCS-AB tedavi yeteneği kemik iyileşme teşvik gösterdi.

Figure 1
Resim 1 . Kemik enfeksiyonu modelinin cerrahi hazırlığı. Delme tibia üzerinde konumlandırın(a)gösterir. İçin enjeksiyon S. aureus tibia üst sonuna ile 1,5 cm. (B) Delme delik konumu arasındaki mesafe kapaklarini ortaya çıkarmak için cilt kesi yapılmış. (C) gösterir tibia ortaya çıkarmak için kapaklarini yapılan kesi. (D) yumruk tibia 2 mm çapında delik. (E) dolgu kemik balmumundan tam 2 mm çapında delik. (F) yedek kemik parlat kesti. (G) gösteri Kemik defekti doldurma kemik balmumu. (H) Sew kapaklarini ve deri. (ben) enjekte S. aureus çözümü ile. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Resim 2 . Kemik homogreft ve antibiyotik tedavisi hazırlanması. (A)kesi deride kapaklarini ortaya çıkarmak için yaptı. (B) iki bitişik 4.8 mm çaplı delikler. (C) nekrotik kemik ve inflamatuar kemik iliği yarayı. (D) kazıma ve 4.8 mm çapında uzun bir daire yapmak için iki delik ve 9,6 mm uzun arasında kemik dokusunun temiz. (E) dolgu VCS ve kemik homogreft delikle. (F) Sew kapaklarini ve deri. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3 . Kemik enfeksiyonu modeli değerlendirilmesi. (A)Görünüm Özellikleri tavşan ayakları ve S. aureusve tipik histopatoloji görüntüleri modeli ve kontrol gruplarındaki tavşan Tibia ile enfekte. Mavi ok: osteocyte; pembe ok: kemik trabekül; Sarı ok: bakteriyel toplamları; Yeşil ok: ölü kemik. (B) WBC ve CRP zaman noktasındaki tavşan Serumda modelleme önce 7, 14, 21 ve 28 gün sonra enfeksiyon oluşur. Demek ±SE sütunları temsil *p < 0,05 vs kontrol grubu. (C) tibia iliği bakteriyel kolonilerde sayısı gecede kuluçka takip sayılır. Demek ±SE sütunları temsil *p < koloni sayısı gün 0 0,05 vs . Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4 . Antibiyotik etkinlik ve kemik rejenerasyon ilişkin Değerlendirmeler. (A)WBC ve CRP sonuçları 2, zaman noktalarda tavşan Serumda 4, 6 ve 8 hafta sonra implantasyon VCS ve VCS-AB, Puan temsil kötü ±SE, #p < 0,05 ve *p < 0,05 modeli grubuna göre. (B) Koronal bölüm görüntüleri Tibia (C) mikro-CT tarafından yatırım Getirisi konumunu analiz. (D) çubuk grafikler Haritayı kemik birim/doku hacmi (BV/TV), Trabeküler kalınlığı (Tb.Th), trabecula numarası (Tb.N) ve yatırım Getirisi Trabeküler ayırma (Tb.Sp) puanları üzerinden grubu başına beş tavşan. Demek ±SE sütunları temsil * < 0,05p vs kontrol grubu veya model grubu. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 5
Şekil 5 . Tüm yordamları kronolojisi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Önceki çalışmalarda, hem de akut ve kronik kemik enfeksiyonu çalışmaya çeşitli hayvan modelleri inşa edildi; Ancak, ideal modeli için arama devam hala17,18. Buna ek olarak, ideal kemik enfeksiyonu modeli modelleme dönemleri sırasında klinik ortamda kemik enfeksiyonu patolojik özelliklerini taklit, kalır düşük maliyetli ve kolay yapmak bekleniyor. Adatavşanı are elde edilebilir, uygun ve ucuz olarak şimdiye kadar tavşan kemik enfeksiyonu inflamatuar kemik hastalığı araştırma, en yaygın model modelidir. Bizim önceki çalışmada, ölüm oranı ve enfeksiyon oranını tavşan değişen vücut ağırlıkları ile karşılaştırıldığında. Vücut ağırlığı 3 kg olması gereken sonuçlar gösterdi; Aksi halde, yüksek ölüm oranı veya olacaktı haematosepsis ve bir daha yüksek ölüm oranı yüksek insidansı ameliyattan sonra.

Daha önceki çalışmalar, tavşan kemik enfeksiyonu modelleri ve çalışma antibiyotik tedavisi insan hastalığı ve cerrahi tedavi patolojik özellikleri ile tutarlı. Önceki çalışmada, sodyum morrhuate ve S. aureus ile enjekte hayvanlar 60 günden fazla patolojik durumu yoktu. Ayrıca, ölüm oranı % 2012,19öteydi. Taşma S. aureus eriyik--dan kemik defektleri düşük enfeksiyon oranını ikna etmek için kanıtlanmış oldu. Kemik iliği S. aureus çözümde engellemek için tibia üzerinde 2 mm delik doldurmak için kemik balmumu kullanılmış ve delik delik ile ya da kan taşma olmadan kontrol ederek kemik balmumundan tam sağlanmalıdır. Bir tavşan tibia kalınlığı 2 mm olduğu gibi biz bir silindir 2 mm çapında preslenmiş ve kemik balmumu sağlamıştır 2 mm çapında delik içine 2 mm yükseklik kemik balmumu delik dolu ve kemik iliği sızmak değil. Ayrıca, esnek ve sağlam kemik balmumu gibi bu delikler dolu ve değil eritebilir veya kemik iliği aspiratı ile tepki. Bizim çalışma, enfeksiyon sonra 28 gün içinde kemik balmumu hala tam ve delikleri tamamen dolu. Tavşan ağırlıkları fazla 3 kg ve daha az 3,2 kg olduğu gibi bakteri süspansiyon hacmi 900 µL 960 µL için oldu. Enjeksiyon yavaş hız ve kemik balmumu engelleme işlevi nedeniyle, bu birimin bakteri süspansiyon, kemik iliği yüksek basınç olmadan içine enjekte. Bu iletişim kuralı kemik iliğinde enfekte S. aureus miktarı sağlar sonuçlar gösterdi. 2 mm çapında delik tibia üst sonu yarayı ve VCS boncuk ve aşağıdaki tedavisinde otojen kemik implant için yeterli alanı sağlanması tibial Plato Hole'da bulur 1,5 cm uzaklıkta emin olmak için Tibia yumruk yedin mi. Modelleme işlemi sırasında 3 tavşan ciddi enfeksiyon nedeniyle öldü. Kalan tavşanlar kemik enfeksiyonu tavşan tanımlanan ve kalan tavşanların enfeksiyon oranı % 100 oldu. Kemik enfeksiyonu gibi diğer iletişim kuralları, S. aureus veya yabancı madde implantasyonu ile ıslatılmış sünger implantasyonu ile karşılaştırıldığında protokolümüze yakından kemik enfeksiyonu klinik ortamda taklit ve yordamlar, küçük etkisi böyle nekrotik kemik Debridmanı ve antibiyotik tedavisi.

Kemik enfeksiyonu tanısı cerrahlar için bir mücadeledir. Serum inflamasyon marker algılama, Mikrobiyoloji analiz ve histopatoloji analizi de dahil olmak üzere laboratuvar test sonuçlarını kemik enfeksiyonu klinik ayarları20değerlendirmek için kullanılmıştır. Ayrıca, ultrason, Radyoloji, bilgisayarlı tomografi, manyetik rezonans görüntüleme veya Raman spektroskopisi gibi tanı görüntüleme kemik enfeksiyonu21algılamak için uygulanmıştır. Ne yazık ki, görüntüleme yöntemleri sayesinde osteomyelit tanısı, genellikle Kemik nekrozu enfeksiyon haftaya kadar 3 tarafından düz Radyografi algılamaya difficult olduğundan ertelendiği. Bizim çalışmada kemik enfeksiyonu modelleri, bu yöntemler etkili, çalıştırılabilir ve dizinler hassas olduğunu değerlendirmek için serum inflamasyon marker algılama ve histopatoloji analiz kullanılan. Bizim çalışmada kemik enfeksiyonu model oluşturmak için cerrahi işlem en önemli adımları takip ediyorlardı. Ameliyat ve tedavi gerçekleştirmek için uygun vücut ağırlığı tavşanlarla seçin. Steril bir ortam yükselterek ve cerrahi işlem sırasında korumak ve cerrahi işlem protokol sonrası sıcak koşulları sağlamak. 2 mm çapında delik Tibia ve tibia üst sonu uzaklık 1,5 cm. dolgu kemik balmumu ile delik olduğundan emin olun ve bakteri çözümü engellemek için yukarıya belgili tanımlık kapaklarini ve cilt dikmek. Antibiyotik tedavisinin en önemli adımları aşağıda verilmiştir. Tavşanlar patolojik kemik enfeksiyonu WBC tam kan ve CRP serum içinde tespit ederek emin olun. Nekrotik kemik tamamen yarayı, iki bitişik 4.8 mm çaplı delikler ve raspa ve 2 delik arasındaki kemik doku temizle. 4 adet VCS boncuk ve 8 adet otojen kemik kemik iliği ve Kemik defekti implant.

Antibiyotik tedavisi sonra tavşan VCS-AB grubunda VCS grubunda daha yüksek bir Osteojenik potansiyele sahip olduğunu görülmektedir. Bunun nedeni otojen kemik harekete geçirmek osteocytes içerir ve kıt VCS düşmesine neden olmaktadır, ancak kemik matrisi greft yüzeyi boyunca üreten kemik oluşumu büyüme faktörleri, matris kusur bölge at kemik olabilir. Bizim sonuçları, otojen kemik üstün Osteojenik yeteneğine sahip olduğunu gösterir. Otojen kemik hasat hacmindeki sınırlıdır ve morbidite donör sitesine gerektirir rağmen otojen kemik önemini ihmal edilebilir22,23,24değil. Bizim çalışmada otojen kemik sistemik yaralanma önler ve İliak kemik otojen kemik kazanıyor göre ölüm oranı azalır kuyruk kemik üzerinden satın alınmıştır. Kuyruk kemik kemiğinden otogrefti hayvan çalışmada kemik enfeksiyonu, tercih edilen aşılama malzeme olabilir.

Sonuç olarak, bu çalışmada kemik enfeksiyonu bir geliştirilmiş tavşan modeli kurulmuştur. İltihap dizinler ve kan biyokimyasal dizinler kemik enfeksiyonu modeli tahmin etmek için kullanılmıştır. Ayrıca, antibiyotik tedavisi sonra çok düzeyli analizleri antibiyotik etkinlik ve kemik rejenerasyon yeteneği algılamak için yapılmıştır. Modelleme, tedavi protokollerinin ve değerlendirme yöntemleri uygulanabilir ve güvenilir. Daha fazla çalışmaları çok modalite kemik enfeksiyonu patolojik süreci ve kemik onarım işlemini izlemek için görsel aygıtları yararlanarak odaklı olacak.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar bu çalışmalarında hiçbir çıkar çatışmaları rapor.

Acknowledgments

Bu eser Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı Çin (81803808, 81873062), Zhejiang İl Sağlık ve sağlık bilim ve Teknoloji Fonu (2017KY271) ve bilim ve teknoloji proje Zhejiang eyaleti (2017C 37181) tarafından desteklenmiştir.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Malizos, K. N. Global Forum: The Burden of Bone and Joint Infection: A Growing Demand for More Resources. Journal of Bone and Joint Surgery-American Volume. 99, 20 (2017).
  2. Peeters, O. Teicoplanin - based antimicrobial therapy in Staphylococcus aureus bone and joint infection: tolerance, efficacy and experience with subcutaneous administration. BMC Infectious Diseases. 16, 622 (2016).
  3. Sugaya, H., et al. Percutaneous autologous concentrated bone marrow grafting in the treatment for nonunion. European Journal of Orthopeadic Surgery and Traumatology. 24, 671-678 (2014).
  4. Birt, M. C., Anderson, D. W., Bruce, T. E., Wang, J. Osteomyelitis: Recent advances in pathophysiology and therapeutic strategies. Journal of Orthopeadics. 14, 45-52 (2017).
  5. Walter, G., Kemmerer, M., Kappler, C., Hoffmann, R. Treatment algorithms for chronic osteomyelitis. Deutsches Arzteblatt International. 109, 257-264 (2012).
  6. Henriksen, K., Neutzsky-Wulff, A. V., Bonewald, L. F., Karsdal, M. A. Local communication on and within bone controls bone remodeling. Bone. 44, 1026-1033 (2009).
  7. Mendoza, M. C., et al. The effect of vancomycin powder on bone healing in a rat spinal rhBMP-2 model. Journal of Neurosurgery Spine. 25, 147-153 (2016).
  8. Cohn Yakubovich, D., et al. Computed Tomography and Optical Imaging of Osteogenesis-angiogenesis Coupling to Assess Integration of Cranial Bone Autografts and Allografts. Journal of Visualized Experiments. (106), e53459 (2015).
  9. Brecevich, A. T., et al. Efficacy Comparison of Accell Evo3 and Grafton Demineralized Bone Matrix Putties against Autologous Bone in a Rat Posterolateral Spine Fusion Model. Spine Journal. 17, 855-862 (2017).
  10. Jensen, L. K., et al. Novel porcine model of implant-associated osteomyelitis: A comprehensive analysis of local, regional, and systemic response. Journal of Orthopeadic Research. 35, 2211-2221 (2016).
  11. de Mesy Bentley, K. L., et al. Evidence of Staphylococcus Aureus Deformation, Proliferation, and Migration in Canaliculi of Live Cortical Bone in Murine Models of Osteomyelitis. Journal of Bone and Mineral Research. 32, 985-990 (2017).
  12. Norden, C. W., Kennedy, E. Experimental osteomyelitis. I: A description of the model. Journal of Infectious Diseases. 122, 410-418 (1970).
  13. Mistry, S., et al. A novel, multi-barrier, drug eluting calcium sulfate/biphasic calcium phosphate biodegradable composite bone cement for treatment of experimental MRSA osteomyelitis in rabbit model. Journal of Controlled Release. 239, 169-181 (2016).
  14. Bernthal, N. M., et al. Combined In vivo Optical and µCT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice. Journal of Visualized Experiments. (92), e51612 (2014).
  15. Koeth, L. M., DiFranco-Fisher, J. M., McCurdy, S. A Reference Broth Microdilution Method for Dalbavancin In Vitro Susceptibility Testing of Bacteria that Grow Aerobically. Journal of Visualized Experiments. (103), e53028 (2015).
  16. Uttra, A. M., et al. Ephedra gerardiana aqueous ethanolic extract and fractions attenuate Freund Complete Adjuvant induced arthritis in Sprague Dawley rats by downregulating PGE2, COX2, IL-1β, IL-6, TNF-α, NF-kB and upregulating IL-4 and IL-10. Journal of Ethnopharmacology. 224, 482-496 (2018).
  17. Harrasser, N., et al. A new model of implant-related osteomyelitis in the metaphysis of rat tibiae. BMC Musculoskeletal Disorders. 17, 152 (2016).
  18. Abedon, S. T. Commentary: Phage Therapy of Staphylococcal Chronic Osteomyelitis in Experimental Animal Model. Frontiers in Microbiology. 7, 1251 (2016).
  19. Tan, H. L., Ao, H. Y., Ma, R., Lin, W. T., Tang, T. T. In vivo effect of quaternized chitosan-loaded polymethylmethacrylate bone cement on methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis infection of the tibial metaphysis in a rabbit model. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 58, 6016-6023 (2014).
  20. Chiara, L., et al. Detection of Osteomyelitis in the Diabetic Foot by Imaging Techniques: A Systematic Review and Meta-analysis Comparing MRI, White Blood Cell Scintigraphy, and FDG-PET. Diabetes Care. 40, 1111-1120 (2017).
  21. Khalid, M., et al. Raman Spectroscopy detects changes in Bone Mineral Quality and Collagen Cross-linkage in Staphylococcus Infected Human Bone. Scientific Reports. 8, 9417 (2018).
  22. Putters, T. F., Schortinghuis, J., Vissink, A., Raghoebar, G. M. A prospective study on the morbidity resulting from calvarial bone harvesting for intraoral reconstruction. International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 44, 513-517 (2015).
  23. Yin, J., Jiang, Y. Completely resorption of autologous skull flap after orthotopic transplantation: a case report. International Journal of Clinical and Experimental Medicine. 7, 1169-1171 (2014).
  24. Takehiko, S., et al. Preliminary results of managing large medial tibial defects in primary total arthroplasty: autogenous morcellised bone graft. International Orthopaedics. 41, 931-937 (2017).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics