Summary

カルシウム硫酸塩および改良されたウサギ骨感染症モデルにおける自家骨にバンコマイシンによる治療が読み込まれます

Published: March 14, 2019
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Summary

本稿では改良されたウサギ骨髄で細菌の同じ量をブロックすることによって黄色ブドウ球菌に感染しているモデル。読み込まれるバンコマイシン カルシウム硫酸塩および自家骨は、抗生物質と骨の修復治療に使用されます。プロトコルは、骨感染症、再生を勉強のために有用かもしれない。

Abstract

骨感染症に起因する細菌の侵入、臨床整形外科、外傷外科治療が非常に困難であります。持続的な炎症、骨髄炎、および最終的な骨癒合骨感染可能性があります。可能で、再現可能な動物モデルの確立は、骨の感染症研究と抗生物質による治療が重要です。インビボ モデルとして家兎モデル広く骨感染症研究に使用されます。ただし、ウサギに関する先行研究は細菌の量は変数として、感染状態が一貫性のある、感染症モデルを骨します。本稿では, 骨髄に細菌をブロックすることによって、ウサギの骨感染症を誘発する手術法の改善。それから、多段階評価はモデリング方法を確認する遂行することができます。

一般に、こそぎとって壊死とバンコマイシン ロード カルシウム硫酸塩 (VCS) の注入抗生物質治療で優勢であります。VCS で硫酸カルシウムの利点クロール骨と新しい骨成長、こそぎとって後大規模な骨欠損が発生します。自家骨 (AB) は、壊死骨をこそぎとって後大規模な骨欠損の治療のための骨欠損を克服するために魅力的な戦略です。

本研究では骨欠損部に注入した自家骨と尾の骨を使用しました。骨修復は、動物の犠牲の後マイクロ計算トモグラフィー (マイクロ CT) と組織学的解析を用いて測定しました。その結果、VCS グループ骨癒合は、一貫して得られました。対照的に、VCS AB グループ内の骨欠損区域は有意に減少。現在のモデリング手法は、骨感染症モデルを準備する再現性のある、実行可能な安定した方法を説明します。VCS AB 治療は抗生物質による治療後に骨癒合率が低い結果になった改善された骨感染症モデルとベンチャー ・ キャピタルや自家骨の組み合わせ治療は外傷整形外科用アプリケーションに関連する骨の感染症や骨の再生のメカニズムを勉強に役立つかもしれない。

Introduction

通常骨感染症細菌または他の微生物侵入外傷、骨折、その他骨疾患1以降後に起因します。骨感染症は、炎症や骨のティッシュの破壊の高レベルを引き起こす可能性があります。クリニックで黄色ブドウ球菌(ブドウ球菌)、骨感染症2,3の優勢な原因となるエージェントです。骨感染症、痛み、衰弱、頻繁に4の治療が非常に困難である慢性の経過を取る。現時点では、壊死組織のデブリドマンとバンコマイシン ロード カルシウム (VCS) ビードの注入は局所感染症5,6を制御するための効率的な戦略として確認されています。ただし、患者の 10% から 15% は、抗感染症治療7後長期にわたる骨修復処理、遅延連合または非組合員を経験しました。骨欠損の大きい区分は、整形外科医にとって最も困難な問題です。自家骨移植は、骨癒合治療8,9の最適な骨交換と見なされます。

日付、骨に関する研究のほとんどに感染症や自家骨移植を動物モデル、ネズミ、ウサギ、犬、豚、羊10,11などの様々 な種類で行われています。ウサギ モデルが一般的な骨感染症研究として最初ノルデンとケネディによって 1970年12,13で実行されます。以前の研究では、ノルデンのメソッドに続く家兎モデルを使用して、細菌ソリューション オーバーフローにつながって骨髄から血液の漏れとして、黄色ブドウ球菌骨髄注入量が正確に定量化していないとわかった。

家兎骨感染症を誘発する手術法の改良を提案する.骨感染症モデルを確認するは、プロシージャの終わりには、血液生化学検査、細菌学的検査、病理組織学的検討を行った。VCS は、感染を抑制する移植されたし、自家骨は、骨の再生を促進するために移植されました。

Protocol

本研究で使用されるウサギは、ケアと実験動物の使用のためのガイドに従って扱われました。すべての実験手順は、ルールの生命倫理委員会の浙江省アカデミーの伝統中国医学が続いていた。 1. 細菌懸濁液の調製 黄色ブドウ球菌ルリア ベルターニカミラ培養液 0.3 mL と粉末 (ATCC 6538) を凍結乾燥の 0.5 mg を溶解します。完全に懸濁液を混ぜます。 ト?…

Representative Results

骨感染症モデルの評価黄色ブドウ球菌の感染後ウサギの病的な症状の診療所で慢性骨髄炎の代表的な症状と類似していた。私たちの研究では 30 ウサギが感染しており、モデル グループとして受けるし、10 ウサギ制御動物として受けた。すべてのモデルのウサギは、副鼻腔 (図 3A) からフローを白と黄色の膿と?…

Discussion

両方の急性および慢性の骨感染症; を勉強する建設された各種動物モデルの以前の研究でただし、理想的なモデルの検索はまだ17,18が保持されます。さらに、低コストで実施しやすいまま、モデル期間中の臨床場面における骨感染症の病理組織学的特性をシミュレートする理想的な骨感染症モデルは期待されます。これまでのところ、家兎骨感染症?…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作品は、国家自然科学基金、中国の (81803808、81873062)、浙江地方医療と健康科学技術基金 (2017KY271) と科学と浙江省の技術のプロジェクト (2017 37181) によって支えられました。

Materials

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

Riferimenti

  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).
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Citazione di questo articolo
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).

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