Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Immunology and Infection

نموذج عدوى المبيضات البيضاء للمفصل حول الأطراف الاصطناعية في الفأر

Published: February 2, 2024 doi: 10.3791/65263

Summary

عدوى المفصل حول الأطراف الاصطناعية (PJI) التي تسببها مسببات الأمراض الخطيرة شائعة في جراحة العظام السريرية. لا يمكن للنماذج الحيوانية الحالية محاكاة الوضع الفعلي ل PJI بدقة. هنا ، أنشأنا نموذج ماوس PJI المرتبط بغشاء حيوي من Candida albicans للبحث وتطوير علاجات جديدة ل PJI.

Abstract

عدوى المفصل حول الأطراف الاصطناعية (PJI) هي واحدة من الالتهابات الشائعة التي تسببها المبيضات البيض (C. albicans) ، والتي تهم الجراحين والعلماء بشكل متزايد. بشكل عام ، تتشكل الأغشية الحيوية التي يمكن أن تحمي C. albicans من المضادات الحيوية والتخليص المناعي في موقع الإصابة. الجراحة التي تنطوي على إزالة الغرسة المصابة ، والتنضير ، والعلاج المضاد للميكروبات ، وإعادة الزرع هي المعيار الذهبي لعلاج PJI. وبالتالي ، فإن إنشاء نماذج PJI الحيوانية له أهمية كبيرة للبحث والتطوير في مجال الأدوية أو العلاجات الجديدة ل PJI. في هذه الدراسة ، تم إدخال سلك من سبائك النيكل والتيتانيوم الأملس ، وهو زرع يستخدم على نطاق واسع في عيادات تقويم العظام ، في المفصل الفخذي للفأر C57BL / 6 قبل تلقيح C. albicans في التجويف المفصلي على طول السلك. بعد 14 يوما ، لوحظت الأغشية الحيوية الناضجة والسميكة على سطح الغرسات تحت المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). تم العثور على ترابيق عظمي منخفض بشكل كبير في تلطيخ H& E لعينات المفاصل المصابة. باختصار ، تم إنشاء نموذج PJI للماوس مع مزايا التشغيل السهل ، ومعدل النجاح العالي ، والتكرار العالي ، والارتباط السريري العالي. من المتوقع أن يكون هذا نموذجا مهما للدراسات السريرية للوقاية من الأغشية الحيوية ذات الأغشية الحيوية C. albicans .

Introduction

المبيضات البيض (C. albicans) يقيمون بشكل مشترك في أجزاء كثيرة من جسم الإنسان1 ، وهو أيضا أكثر مسببات الأمراض الانتهازية شيوعا التي تسبب الالتهابات الفطرية الغازية التي تهدد الحياة ، خاصة في المرضى الذين يعانون من نقص المناعة 2,3. يمكن أن تتحول C. albicans بين حالات الخميرة والفطريات كفطر متعدد الأشكال. تظهر حالة الفطريات ضراوة أعلى ، والتصاق أقوى ، وغزو الخلايا والأنسجة 4,5. إلى جانب ذلك ، يمكن أن تشكل C. albicans الأغشية الحيوية على أسطح المواد الطبية الحيوية مثل أطقم الأسنان والقسطرة والدعامات1،6،7. يقيد الهيكل الكثيف ثلاثي الأبعاد للأغشية الحيوية تسلل الأدوية المضادة للفطريات ، ويعبر عن الجينات المقاومة للأدوية ، وينظم عملية التمثيل الغذائي للخلايا الفطرية لمقاومة إزالة الجهاز المناعي 6,7. لذلك ، فإن العدوى المرتبطة بالأغشية الحيوية تمثل تحديا كبيرا في العيادات8.

المكورات العنقودية الذهبية والمكورات العنقودية سلبية التخثر والبكتيريا المعوية هي مسببات الأمراض الرئيسية التي تسبب PJI9. على الرغم من أن حدوث PJI الفطري منخفض نسبيا (حوالي 1٪) 10 ، إلا أن تكلفة علاج PJI الفطرية أعلى11 ، ودورة العلاج أطول11 ، ومعدل نجاح العلاج أقل10 من PJI البكتيري. في السنوات الأخيرة ، ازداد معدل الإصابة ب PJI الفطري عاما بعد عام10. المبيضات PJI تمثل 77 ٪ -84 ٪ من PJI الفطرية10،12 ، و C. البيض هو الأكثر شيوعا في المبيضات (54 ٪). لذلك ، يجب دراسة PJI الفطرية.

حاليا ، يتم علاج PJI عن طريق جراحة المراجعة عن طريق (1) إزالة الغرسة المصابة ، (2) التنضير ، (3) العلاج المضاد للميكروبات ، و (4) إعادة الزرع. بعد التنضير الشامل ، يتم وضع مضاد حيوي يحتوي على الأسمنت العظمي ، ويتم علاج المريض بالمضادات الحيوية بشكل منهجي لأكثر من 6 أسابيع للسيطرة بشكل فعال على العدوى قبل وضع غرسة جديدة13. ومع ذلك ، لا يمكن لهذه الطريقة القضاء تماما على مسببات الأمراض في الأنسجة ، ومن المرجح جدا أن تتطور العدوى المتكررة المعالجة بالعلاج المضاد للميكروبات على المدى الطويل في السلالات المقاومة للأدوية14،15،16.

يعد إنشاء نماذج حيوانية ل PJI أمرا مهما للبحث والتطوير في أدوية أو علاجات جديدة ل PJI. في تطور PJI ، تتشكل مساحات ميتة كبيرة حول الطرف الاصطناعي ، مما يؤدي إلى تكوين أورام دموية ، مما يزيد من منع تدفق الدم للأنسجة المحيطة ويضعف تأثير المضادات الحيوية11,15. نظرا لصعوبة محاكاة البيئة المحيطة بالطرف الاصطناعي ، لا يمكن للنماذج الحيوانية التقليدية محاكاة الوضع الفعلي ل PJI17,18 بدقة.

في هذه الورقة ، تم إنشاء نموذج PJI المرتبط بالأغشية الحيوية C. albicans في الفئران باستخدام سلك التيتانيوم والنيكل المستخدم سريريا على نطاق واسع لمحاكاة غرسات المفاصل19،20. يعرض نموذج PJI هذا مزايا التشغيل السهل ، ومعدل النجاح العالي ، والتكرار العالي ، والارتباط السريري العالي. ومن المتوقع أن يكون نموذجا هاما لدراسة الوقاية والعلاج من PJI المرتبط بالأغشية الحيوية C. albicans .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تم شراء من جامعة شيان جياوتونغ. تمت الموافقة على جميع إجراءات التجارب على من قبل اللجنة المؤسسية لأخلاقيات بجامعة Xi'an Jiaotong (رقم الموافقة: SCXK [Shaanxi] 2021-103). تم الاحتفاظ بالفئران لمدة أسبوع واحد مع 5 فئران لكل قفص. وسمح لهم بحرية الحصول على الطعام والماء. تم الحفاظ على في درجة حرارة الغرفة (RT ؛ 24 درجة مئوية ± 1 درجة مئوية) ودورة الضوء / الظلام (12 ساعة / 12 ساعة) قبل إجراء الدراسة.

1. إعداد المخزن المؤقت والمعدات

  1. جيم - زراعة خلايا البيض
    1. تلقيح مستعمرة وحيدة النسيلة من C. albicans (SC5314) من وسط صفيحة مستخلص الخميرة بيبتون دكستروز (YPD) مع حلقة تلقيح إلى 5 مل من وسط سائل YPD (YPD + 50 ميكروغرام / مل كاربينيسيلين).
    2. هز خلايا C. albicans بعد ذلك بسرعة 220 دورة في الدقيقة عند 30 درجة مئوية طوال الليل.
    3. جهاز طرد مركزي التعليق عند 400 × جم لمدة 5 دقائق في RT. أعد تعليق خلايا C. albicans في محلول ملحي عادي وقم بتخفيف تركيز الخلايا إلى 1 × 106 خلايا / مل عن طريق ضبط التعكر بصريا ليكون هو نفسه 0.5 McFarland.
  2. تحضير محلول ملحي طبيعي
    1. تزن 0.9 جم من كلوريد الصوديوم وتذوب في 100 مل من الماء منزوع الأيونات لتحضير محلول ملحي طبيعي بنسبة 0.9٪.
  3. إعداد الأدوات الجراحية
    1. الأوتوكلاف (121 درجة مئوية ، 30 دقيقة) الأدوات الجراحية (مقص ، ملقط ، ملقط مرقئ ، حاملات إبرة ، إبر خياطة) وسلك سبائك التيتانيوم والنيكل (قطرها حوالي 0.5 مم) قبل الاستخدام.

2. إنشاء نموذج PJI الماوس

  1. قسم عشوائيا 30 C57BL / 6 فئران (ذكر ، 15-20 جم) إلى 3 مجموعات (10 فئران / مجموعة) ، وهي المجموعة الضابطة ، ومجموعة الزرع الفارغة (زرع سلك التيتانيوم والنيكل بدون عدوى C. albicans ) ، ومجموعة PJI (زرع سلك التيتانيوم والنيكل مع عدوى C. albicans ).
  2. تخدير الفئران باستنشاق الأيزوفلوران بنسبة 1-4٪ قبل إزالة الشعر على الطرف الخلفي الأيسر وتطهيره باليود. يؤكد فقدان رد الفعل الصحيح وعدم الاستجابة لتحفيز إصبع القدم عمق التخدير. أثناء التخدير ، ضع مرهم العيون على كلتا العينين لمنع جفاف القرنية وتجديد الحرارة أثناء الجراحة والتعافي.
  3. بالنسبة للفئران في المجموعة الضابطة ، لا تقدم أي علاج. وفر لهم حرية الحصول على الماء والغذاء.
  4. بالنسبة للفئران في مجموعة الزرع الفارغة ومجموعة PJI ، قم بعمل شق طولي 5 مم على ركبة كل طرف خلفي أيسر بشفرة #10 أو ماكينة حلاقة معقمة لكشف المفاصل.
  5. اصنع ثقبا بطول 5 مم في القناة داخل الفخذ عن طريق إدخال إبرة حقنة معقمة (26 جم).
  6. أدخل سلكا ناعما من سبائك النيكل والتيتانيوم (قطره 0.5 مم وطوله 5 مم) في الفتحة قبل قطعه بالمقص (الشكل 1).
  7. بالنسبة للفئران في مجموعة الغرسات الفارغة ، أضف 2 ميكرولتر من وسط YPD على طول سلك سبائك النيكل والتيتانيوم قطرة قطرة قبل إغلاق طبقة الجرح بطبقة باستخدام خياطة نايلون (قطر 0.15 مم).
  8. بالنسبة للفئران في مجموعة PJI ، قم بتلقيح 2 ميكرولتر من خلايا C. albicans (1 × 106 خلايا / مل) في الفضاء المشترك للفئران على طول سلك سبائك النيكل والتيتانيوم قطرة قطرة قبل إغلاق طبقة الجرح بطبقة باستخدام خياطة النايلون.
  9. إيواء الفئران مع حرية الوصول إلى الماء والطعام لمدة 14 يوما. يجب تطبيق ميلوكسيكام عن طريق الحقن تحت الجلد (4 ملغ/ كغ) كل 24 ساعة لمدة تصل إلى 3 أيام.
  10. بعد 14 يوما ، قم بتخدير الفئران بنسبة 3٪ إيزوفلوران قبل القتل الرحيم للفئران عن طريق خلع عنق الرحم.

3. تقييم نموذج PJI

  1. تقييم الالتهابات في الأعضاء الرئيسية
    1. جمع الكلى والكبد والطحال من الفئران بعد القتل الرحيم.
    2. أضف 500 ميكرولتر من محلول ملحي طبيعي معقم في كل عضو وطحن الأنسجة على الخالط عند 4 درجات مئوية.
    3. أضف 100 ميكرولتر من المجانسة المحضرة في الخطوة 3.1.2 إلى لوحة YPD قبل نشرها بالتساوي بقضيب منحني.
    4. ضع ألواح YPD مقلوبة في حاضنة 37 درجة مئوية لمدة 48 ساعة.
    5. مراقبة وحساب عدد المستعمرات بصريا.
  2. مراقبة المطثية البيضاء والأغشية الحيوية على الغرسات
    1. قطع بعناية الجلد على مفصل الفئران بالمقص قبل جمع الغرسة بالملاقط.
    2. حافظ على الغرسات مغمورة في محلول غلوتارالدهيد 2.5٪ للتثبيت عند 4 درجات مئوية لمدة 48 ساعة.
    3. شطف الغرسات مع برنامج تلفزيوني معقم ثلاث مرات قبل غمرها في محلول حمض الأوزميوم 1 ٪ لمدة 3 ساعات.
    4. شطف الغرسات مع برنامج تلفزيوني معقم ثلاث مرات قبل غمرها في 50٪ ، 70٪ ، 80٪ ، 90٪ ، و 100٪ من محاليل الإيثانول لمدة 15 دقيقة للجفاف.
    5. احتفظ بالغرسات مغمورة في ثلاثي البيوتانول لمدة 30 دقيقة ثلاث مرات قبل تجفيف الغرسات بالتجميد.
    6. ثبت عينات الزرع في مرحلة العينة ، وقم بتغطية الغرسة بالذهب (طلاء 10 نانومتر) ، وراقبها تحت المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) تحت فراغ عالي و 1.5 كيلو فولت.
  3. التحليل المرضي لأنسجة عظم الفخذ
    1. جمع أنسجة الفخذ مع مقص بعد القتل الرحيم الفئران.
    2. اغمر أنسجة عظم الفخذ في محلول بارافورمالدهيد 4٪ للتثبيت عند 4 درجات مئوية لمدة 48 ساعة.
    3. ضع أنسجة عظم الفخذ في 10 ٪ الفورمالين لمدة 1 أسبوع.
    4. قم بتجفيف أنسجة عظم الفخذ عن طريق غمرها في محاليل الإيثانول بنسبة 50٪ و 70٪ و 80٪ و 90٪ و 100٪ لمدة 15 دقيقة على التوالي.
    5. قم بتضمين أنسجة عظم الفخذ المجففة في البارافين قبل تقسيم الأنسجة إلى عينات 4 ميكرومتر باستخدام ميكروتوم.
    6. تلطيخ أقسام عظم الفخذ مع الهيماتوكسيلين ويوزين باتباع بروتوكول قياسي قبل التحليل المرضي21.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

يشيع استخدام نقل العينات إلى وسط صفيحة وعد المستعمرات بعد الحضانة الليلية لتقييم حمل مسببات الأمراض المحلية بالقرب من الآفة22,23. في دراستنا ، كانت الثقافة الميكروبية لعينات الكبد والكلى والطحال سلبية ، مما يشير إلى أن النموذج في هذه الدراسة أدى فقط إلى عدوى موضعية بدلا من العدوى الجهازية في الفئران23.

تظهر صور SEM للغرسات في الشكل 2. لا C. albicans ملتصقة أو مستعمرة على سطح سلك سبائك النيكل والتيتانيوم في مجموعة الغرسة الفارغة. ومع ذلك ، لوحظ وجود غشاء حيوي ناضج وسميك على سطح سلك سبائك النيكل والتيتانيوم في مجموعة PJI ، مما يشير إلى نجاح بناء نموذج PJI المرتبط بالأغشية الحيوية C. albicans في الفئران بعد 14 يوما من الجراحة23.

يوضح الشكل 3 تلطيخ أنسجة الفخذ H&E . لوحظت بنية تربيقية عظمية واضحة وكاملة في المجموعة الضابطة ، بينما يمكن رؤية عدد قليل من عيوب الأنسجة التربيقية العظمية في أنسجة الفخذ في مجموعة الزرع الفارغة (الشكل 3 ، الأسهم الصفراء). في مجموعة PJI ، انخفض عدد الترابيق العظمي بشكل ملحوظ23. تشير هذه النتائج إلى أن نموذج PJI المرتبط بالأغشية الحيوية C. albicans في الفئران قد تم إنشاؤه بنجاح مع إصابة مرضية كبيرة في أنسجة عظم الفخذ.

Figure 1
الشكل 1: إجراء الزرع. يظهر المربع الأحمر في اللوحة اليسرى موقع الجراحة حيث يتم إدخال سلك سبائك النيكل والتيتانيوم الأملس. تظهر اللوحة الموجودة على اليمين جزءا من عظم الفخذ (دائرة حمراء) بسلك النيكل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: صور SEM لسطح الغرسة في مجموعتي الفراغ و PJI. يتم عرض التكبيرات 1000x (شريط المقياس = 500 ميكرومتر) و 5000x (شريط المقياس = 100 ميكرومتر) كصور تمثيلية. تم تعديل هذا الرقم بإذن من Mo et al.23. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: تلطيخ أنسجة الفخذ بالتهاب المفاصل والنسيج الخلفي. يتم عرض صور H&E التمثيلية للزرع ونموذج PJI ومجموعات التحكم في الشكل. تظهر المجموعة الضابطة بنية تربيقية عظمية واضحة وكاملة. أظهرت مجموعة الغرسة الفارغة بعض عيوب الأنسجة التربيقية العظمية في أنسجة الفخذ (الأسهم الصفراء). ومع ذلك ، انخفض عدد الترابيق العظمي في مجموعة PJI. التكبيرات المعروضة هي 200x (شريط المقياس = 150 ميكرومتر) و 400x (شريط المقياس = 75 ميكرومتر). تم تعديل هذا الرقم بإذن من Mo et al.23. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

العدوى الناجمة عن تلوث الأدوات الجراحية أو البيئة الجراحية أثناء الجراحة هي السبب الرئيسي لمعظم التهابات الزرع24،25،26،27. لذلك ، تم بناء نموذج PJI المرتبط بالأغشية الحيوية للفأر C. albicans في هذه الدراسة. مقارنة بنموذج PJI التقليدي الذي تم فيه استخدام جزيئات معقمة من الفولاذ المقاوم للصدأ معلقة في محلول ملحي كزرع ، تم استخدام سلك من سبائك النيكل والتيتانيوم ، وهو مادة زرع شائعة الاستخدام ، في هذه الدراسة لمحاكاة الاتصال بين C. albicans ومواد الزرع والعظام ، وهو أكثر تشابها مع الوضع في العيادات.

يمكن لنموذج PJI الموصوف في هذه المقالة محاكاة البيئة الفسيولوجية ل PJI في العيادات بشكل مثالي. لا يمكن استخدام هذا النموذج إلا لدراسة العدوى أثناء الزرع بدلا من العدوى المنقولة بالدم لاحقا.

يمكن تلقيح C. albicans بطريقتين. أحدهما هو تلقيح C. albicans مباشرة في موقع الزرع أثناء الجراحة28 ، والآخر هو زراعة الغرسات باستخدام C. albicans لفترة من الوقت بحيث يتم تشكيل الأغشية الحيوية الناضجة على سطح الزرع قبل الزرع الجراحي29. تم اختيار الطريقة الأولى في هذه الدراسة بسبب عدد التلقيح الدقيق لمسببات الأمراض ، مما أدى إلى الحد الأدنى من الاختلافات بين المجموعات وتقييم أكثر موضوعية للعلاجات اللاحقة. علاوة على ذلك ، فإن الطريقة السابقة أكثر اتساقا مع الوضع السريري.

في هذا البروتوكول ، يصعب إجراء إدخال الغرسة. يجب على المشغل التدرب عدة مرات لضمان إدخال الغرسة في المفصل بدلا من تحت الجلد أو العضل. إلى جانب ذلك ، يعد عدد تلقيح C. albicans أمرا حيويا لتكرار نموذج PJI. يجب خلط C. albicans جيدا عبر دوامة لضمان دقة رقم التلقيح. بالإضافة إلى ذلك ، يجب إضافة C. albicans على طول سلك السبائك لمحاكاة مسار العدوى في الحالة السريرية.

يمكن الكشف عن الأغشية الحيوية بعد 7 أيام من العدوى البكتيرية ، وبعد ذلك زادت الأغشية الحيوية تدريجيا ووصلت إلى هضبةفي اليوم 1430. لذلك ، تم فحص نجاح نموذج PJI المعمول بهفي اليوم 14. تم فحص استعمار C. albicans وتشكيل الأغشية الحيوية على سطح الزرع بواسطة SEM. تم تقييم آفات الأنسجة حول الغرسة الناجمة عن العدوى المحلية عن طريق التحليل المرضي بعد تلطيخ H&E . أظهرت الدراسات أن انحلال العظم حول الأطراف الاصطناعية هو سمة مهمة بسبب PJI31. وبالتالي ، فإن هذه المؤشرات حيوية أيضا في تقييم الطرق العلاجية للوقاية والعلاج من PJI32.

يشيع استخدام الثقافة الميكروبية للكشف عن العدوى الميكروبية في العيادات والمختبرات. لذلك ، في هذه الدراسة ، تم إجراء الثقافة الميكروبية للزرع والأنسجة حول الغرسات والكبد والأعضاء الحيوية الأخرى. بالنسبة للزرع ، تم تطبيق الموجات فوق الصوتية لإزالة C. albicans الملتصقة بسطح سلك سبائك التيتانيوم والنيكل. بعد ذلك ، تم إثراء C. albicans عن طريق الطرد المركزي قبل الثقافة الميكروبية. ومع ذلك ، تم العثور على نتيجة سلبية ، لا تتفق مع نتيجة SEM (الشكل 2). أظهرت نتيجة SEM أن C. albicans التصقت بسطح سلك سبائك التيتانيوم والنيكل. لذلك ، كانت نتيجة الثقافة الميكروبية سلبية كاذبة ، والتي يمكن أن تعزى إلى الالتصاق المحكم ل C. albicans بسلك سبائك التيتانيوم والنيكل. بالموجات فوق الصوتية لا يمكن بنجاح تقشير C. albicans من الزرع. وبالمثل ، كانت الثقافة الميكروبية للأنسجة حول الغرسات والأعضاء الحيوية سلبية أيضا. هناك سببان محتملان: (1) كان عدد C. albicans الملقحة في هذه الدراسة 2000 CFU فقط ، والتي قد تكون صغيرة جدا لغزو الأنسجة المحيطة والنظام خلال الفترة التجريبية ؛ (2) حساسية طريقة استخراج وفصل مسببات الأمراض عن الأنسجة منخفضة. يشير تقرير نشر سابقا إلى أن الثقافة الميكروبية يمكن أن تظهر بسهولة نتائج سلبية خاطئة وعلاجات متأخرة33. يمكن استخدام تلطيخ Grocott-Gomori لتحديد تكوين خيوط في العظام والمفصل32. قد يكون من المفيد أيضا زيادة كمية اللقاح أو إطالة المدة التجريبية أو إبقاء الفئران في حالة كبت المناعة قبل الجراحة32. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن العدوى لفترة طويلة قد تؤدي إلى عدوى عميقة أو حتى عدوى جهازية. وبالتالي ، ينبغي تصميم الفترة التجريبية وفقا للغرض المحدد.

باختصار ، أنشأت هذه الدراسة نموذجا ناجحا للفأر ل PJI المرتبط بالغشاء الحيوي C. albicans ، والذي قد يكون ذا أهمية كبيرة للبحث في الوقاية والعلاج من PIJ المرتبط بالغشاء الحيوي المرتبط ب C. albicans .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

يعلن المؤلفون أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة معروفة أو علاقات شخصية يمكن أن يبدو أنها تؤثر على العمل المذكور في هذه الورقة.

Acknowledgments

نحن ممتنون للدعم المالي المقدم من مؤسسة العلوم الطبيعية بمقاطعة شنشي (رقم المنحة 2021SF-118) والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (أرقام المنح 81973409 82204631).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.5 Mactutrius turbidibris Shanghai Lujing Technology Co., Ltd 5106063
4 °C refrigerator Electrolux (China) Electric Co., Ltd ESE6539TA
Agar Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd 01-023
Analytical balances Shimadzu ATX124
Autoclaves Sterilizer SANYO MLS-3750
Carbenicillin Amresco C0885
Eclipse Ci Nikon upright optical microscope  Nikon Eclipse Ts2-FL
Glucose Macklin  D823520
Inoculation ring Thermo Scientific 251586
Isoflurane RWD 20210103
NaCl Xi'an Jingxi Shuanghe Pharmaceutical Co., Ltd 20180108
Paraformaldehyde Beyotime Biotechnology P0099
Peptone Beijing Aoboxing Bio-tech Co., Ltd 01-001
RWD R550 multi-channel small animal anesthesia machine  RWD R550
SEM Hitachi TM-1000
Temperature incubator Shanghai Zhichu Instrument Co., Ltd ZQTY-50N
Ultrapure water water generator Heal Force NW20VF
Ultrasound machine Do-Chrom DS10260D
Yeast extract Thermo Scientific Oxoid LP0021B

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mayer, F. L., Wilson, D., Hube, B. Candida albicans pathogenicity mechanisms. Virulence. 4 (2), 119-128 (2013).
  2. Fan, F., et al. Candida albicans biofilms: antifungal resistance, immune evasion, and emerging therapeutic strategies. International Journal of Antimicrobial Agents. 60 (5-6), 106673 (2022).
  3. Tong, Y., Tang, J. Candida albicans infection and intestinal immunity. Microbiological Research. 198, 27-35 (2017).
  4. Kanaguchi, N., et al. Effects of salivary protein flow and indigenous microorganisms on initial colonization of Candida albicans in an in vivo model. Bmc Oral Health. 12, 36 (2012).
  5. Gulati, M., Nobile, C. J. Candida albicans biofilms: development, regulation, and molecular mechanisms. Microbes and Infection. 18 (5), 310-321 (2016).
  6. Douglas, L. J. Candida biofilms and their role in infection. Trends in Microbiology. 11 (1), 30-36 (2003).
  7. Nobile, C. J., Johnson, A. D. Candida albicans biofilms and human disease. Annual Review of Microbiology. 69, 71-92 (2015).
  8. Mack, D., et al. Biofilm formation in medical device-related infection. The International Journal of Artificial Organs. 29 (4), 343-359 (2006).
  9. Miller, R., et al. Periprosthetic joint infection: A review of antibiotic treatment. JBJS Reviews. 8 (7), e1900224 (2020).
  10. Brown, T. S., et al. Periprosthetic joint infection with fungal pathogens. The Journal of Arthroplasty. 33 (8), 2605-2612 (2018).
  11. Kojic, E. M., Darouiche, R. O. Candida infections of medical devices. Clinical Microbiology Reviews. 17 (2), 255-267 (2004).
  12. Schoof, B., et al. Fungal periprosthetic joint infection of the hip: a systematic review. Orthopedic Reviews (Pavia). 7 (1), 5748 (2015).
  13. Izakovicova, P., Borens, O., Trampuz, A. Periprosthetic joint infection: current concepts and outlook. EFORT Open Reviews. 4 (7), 482-494 (2019).
  14. Tande, A. J., Patel, R. Prosthetic joint infection. Clinical Microbiology Reviews. 27 (2), 302-345 (2014).
  15. Stocks, G., Janssen, H. F. Infection in patients after implantation of an orthopedic device. ASAIO Journal. 46 (6), S41-S46 (2000).
  16. Shahi, A., Tan, T. L., Chen, A. F., Maltenfort, M. G., Parvizi, J. In-hospital mortality in patients with periprosthetic joint infection. The Journal of Arthroplasty. 32 (3), 948-952 (2017).
  17. Carli, A. V., Ross, F. P., Bhimani, S. J., Nodzo, S. R., Bostrom, M. P. Developing a clinically representative model of periprosthetic joint infection. The Journal of Bone and Joint Surgery. American Volume. 98 (19), 1666-1676 (2016).
  18. Stavrakis, A. I., Niska, J. A., Loftin, A. H., Billi, F., Bernthal, N. M. Understanding infection: A primer on animal models of periprosthetic joint infection. The Scientific World Journal. 2013, 925906 (2013).
  19. Qiao, B., Lv, T. Electrochemical investigation of interaction of candida albicans with titanium-nickel implant in human saliva. International Journal of Electrochemical Science. 17 (2), 22028 (2022).
  20. Oh, Y. R., Ku, H. M., Kim, D., Shin, S. J., Jung, I. Y. Efficacy of a Nickel-titanium ultrasonic instrument for biofilm removal in a simulated complex root canal. Materials. 13 (21), 4914 (2020).
  21. Feldman, A. T., Wolfe, D. Tissue Processing and Hematoxylin and Eosin Staining. Histopathology: Methods and Protocols. Christina E, D. ay , Springer, New York. 31-43 (2014).
  22. Sinclair, K. D., et al. Model development for determining the efficacy of a combination coating for the prevention of perioperative device related infections: A pilot study. Journal of Biomedical Materials Research - Part B Applied Biomaterials. 101 (7), 1143-1153 (2013).
  23. Mo, F., et al. In vitro and in vivo effects of the combination of myricetin and miconazole nitrate incorporated to thermosensitive hydrogels, on C. albicans biofilms. Phytomedicine. 71, 153223 (2020).
  24. Zahar, A., Sarungi, M. Diagnosis and management of the infected total knee replacement: a practical surgical guide. Journal of Experimental Orthopaedics. 8 (1), 14 (2021).
  25. Parvizi, J., Jacovides, C., Zmistowski, B., Jung, K. A. Definition of periprosthetic joint infection: Is there a consensus. Clinical Orthopaedics and Related Research. 469 (11), 3022-3030 (2011).
  26. Karczewski, D., et al. Candida periprosthetic joint infections - risk factors and outcome between albicans and non-albicans strains. International Orthopaedics. 46 (3), 449-456 (2022).
  27. Cobo, F., Rodriguez-Granger, J., Sampedro, A., Aliaga-Martinez, L., Navarro-Mari, J. M. Candida prosthetic joint infection. A review of treatment methods. Journal of Bone and Joint Infection. 2 (2), 114-121 (2017).
  28. Cobrado, L., Silva-Dias, A., Azevedo, M. M., Pina-Vaz, C., Rodrigues, A. G. In vivo antibiofilm effect of cerium, chitosan and hamamelitannin against usual agents of catheter-related bloodstream infections. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 68 (1), 126-130 (2013).
  29. Vila, T., et al. Therapeutic implications of C. albicans-S. aureus mixed biofilm in a murine subcutaneous catheter model of polymicrobial infection. Virulence. 12 (1), 835-851 (2021).
  30. Nishitani, K., et al. Quantifying the natural history of biofilm formation in vivo during the establishment of chronic implant-associated Staphylococcus aureus osteomyelitis in mice to identify critical pathogen and host factors. Journal of Orthopaedic Research. 33 (9), 1311-1319 (2015).
  31. Ormsby, R. T., et al. Evidence for osteocyte-media ted bone-matrix degradation associated with periprosthetic joint infection (PJI). European Cells & Materials. 42, 264-280 (2021).
  32. Garlito-Díaz, H., et al. A new antifungal-loaded sol-gel can prevent candida albicans prosthetic joint infection. Antibiotics (Basel). 10 (6), 711 (2021).
  33. Harro, J. M., et al. Development of a novel and rapid antibody-based diagnostic for chronic staphylococcus aureus infections based on biofilm antigens. Journal of Clinical Microbiology. 58 (5), e01414-e01419 (2020).

Tags

هذا الشهر في JoVE ، العدد 204 ،
نموذج <em>عدوى المبيضات</em> البيضاء للمفصل حول الأطراف الاصطناعية في الفأر
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Yang, C., Zhang, J., Mo, F., Zhang,More

Yang, C., Zhang, J., Mo, F., Zhang, P., Li, Q., Zhang, J. A Periprosthetic Joint Candida albicans Infection Model in Mouse. J. Vis. Exp. (204), e65263, doi:10.3791/65263 (2024).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter