المعاملة مع فانكومايسين تحميل كبريتات الكالسيوم والعظام الغازي في نموذج أرنب محسنة لالتهاب العظام
Summary
تقدم هذه الدراسة أرنب تحسين نموذج المصابين المكوّرات العنقودية الذهبية التي تسد نفس الكمية من البكتيريا في نخاع العظام. تستخدم كبريتات الكالسيوم فانكومايسين تحميل والعظام الغازي للعلاج إصلاح المضادات الحيوية والعظام. البروتوكول يمكن أن تكون مفيدة لدراسة عدوى العظام والتجدد.
Abstract
التهاب العظام نتيجة لغزو البكتيريا، وصعبة للغاية لعلاج في الجراحة السريرية، والعظام، والصدمة. قد يؤدي التهاب العظام التهاب مستمر والتهاب العظم والنقي وغير العظام في نهاية المطاف الاتحاد. إنشاء نموذج الحيوان مجدية واستنساخه من المهم أن العظام بحوث العدوى والعلاج بالمضادات الحيوية. كنموذج في المجراة، نموذج أرنب يستخدم على نطاق واسع في بحوث التهاب العظام. ومع ذلك، العظام الدراسات السابقة على أرنب العدوى نماذج تبين أن حالة الإصابة غير متناسقة، كما كانت كمية البكتيريا متغير. تقدم هذه الدراسة طريقة جراحية محسنة لحمل عدوى العظام في أرنب، بحظر هذه البكتيريا في نخاع العظام. ثم، يمكن أن يكون إجراء تقييمات متعددة المستويات للتحقق من أسلوب النمذجة.
وبصفة عامة، النسيج المتنخر ديبريدينج وغرس كبريتات الكالسيوم محملة الفانكوميسين (فكس) الغالبة في العلاج بالمضادات الحيوية. على الرغم من أن فوائد سلفات الكالسيوم في فكس أوستيوسيتي الزحف ونمو العظام الجديدة، تحدث تشوهات العظام الضخمة بعد ديبريدينج. عظم الغازي (AB) استراتيجية جذابة للتغلب على عيوب العظام لعلاج تشوهات العظام الضخمة بعد ديبريدينج العظام نخرية.
في هذه الدراسة، استخدمنا عظم الذيل عظم الغازي مزروع في خلل العظام. إصلاح العظام كانت تقاس باستخدام مايكرو-المحسوبة-التصوير المقطعي (الصغرى-ط) والتحليل النسيجي بعد التضحية بالحيوان. نتيجة لذلك في مجموعة فكس، دأبت حصلت غير العظام الاتحاد. على النقيض من ذلك، كانت المناطق عيب العظام في المجموعة فكس-آب انخفض كثيرا. ووصف أسلوب النمذجة الحالي أسلوب استنساخه، عمليا، مستقرة بإعداد نموذج عدوى العظام. معاملة فكس-آب أدى إلى انخفاض معدلات غير الاتحاد العظام بعد العلاج بالمضادات الحيوية. نموذج عدوى العظام محسنة ومعاملة تركيبة فكس والعظام الغازي يمكن أن تكون مفيدة في دراسة الآليات الكامنة في العظام العدوى والعظام التجدد ذات الصلة بالتطبيقات الكسور العظمية.
Introduction
وعادة ما يؤدي التهاب العظام من البكتيريا أو غزو الكائنات الدقيقة الأخرى بعد الصدمة أو كسور العظام أو أمراض العظام الأخرى1. قد تؤدي الإصابة العظام على مستوى عال من تدمير الأنسجة والتهاب العظام. في العيادة، المكوّرات العنقودية الذهبية (S. aureus) هو المسبّب الرئيسي2،التهاب العظام3. التهاب العظام مؤلمة، المنهكة، وغالباً ما يأخذ دورة مزمنة التي صعبة للغاية لعلاج4. وفي الوقت الحاضر، قد تأكدت debridement أنسجة نخرية وغرس من حبات الكالسيوم محملة الفانكوميسين (فكس) كاستراتيجية فعالة للسيطرة على العدوى المحلية5،6. ومع ذلك، شهدت 10% إلى 15% مرضى عملية إصلاح العظام الطويلة، وتأخر الاتحاد أو غير الاتحاد بعد العلاج المضادة العدوى7. الجزء الكبير من خلل العظام هي المسألة الأكثر صعوبة لجراحي العظام. يعتبر الفساد العظام ذاتي استبدال العظام الأمثل في العظام العلاج غير الاتحاد8،9.
وحتى الآن، معظم الدراسات على العظام أجريت العدوى وغرس العظام ذاتي في أنواع مختلفة من نماذج حيوانية، مثل الفئران، الأرانب والكلاب والخنازير والأغنام10،11. نماذج الأرانب هي الأكثر شيوعاً لدراسات عدوى العظام، كأول يؤديها بلدان الشمال وكنيدي في عام 197012،13. في دراستنا السابقة، قمنا باستخدام نماذج أرنب اتباع الأسلوب في بلدان الشمال، ووجدنا أن الكمية في المذهبة س. حقن نخاع العظام يمكن لا يمكن تحديده كمياً بدقة، كما تسرب الدم من النخاع العظمى أدى إلى تجاوز الحل البكتيريا.
تقدم هذه المقالة طريقة جراحية محسنة لحمل عدوى العظام في الأرانب. في نهاية هذا الإجراء، أجريت اختبار الكيمياء حيوية في دم، وإجراء فحص البكتريولوجية، وإجراء فحص الأنسجة التحقق من نموذج عدوى العظام. ثم، كان مزروع فكس لمنع العدوى، وكان مزروع العظام الغازي لتعزيز تجديد العظام.
Protocol
Representative Results
Discussion
وشيدت في الدراسات السابقة، أنواع مختلفة من نماذج حيوانية لدراسة كلا من عدوى العظام الحادة والمزمنة؛ ومع ذلك، لا تزال قائمة البحث عن النموذج المثالي17،18. وبالإضافة إلى ذلك، يتوقع نموذج عدوى العظام المثالي لمحاكاة الخصائص المرضية للعدوى العظام في الإعداد ال…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وكان يدعمها هذا العمل الوطني العلوم الطبيعية مؤسسة في الصين (81803808, 81873062)، ومقاطعة تشجيانغ الطبية والعلوم الصحية وصندوق التكنولوجيا (2017KY271) والعلوم ومشروع التكنولوجيا لمقاطعة تشجيانغ (37181 2017).
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 |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Walter, G., Kemmerer, M., Kappler, C., Hoffmann, R. Treatment algorithms for chronic osteomyelitis. Deutsches Arzteblatt International. 109, 257-264 (2012).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Norden, C. W., Kennedy, E. Experimental osteomyelitis. I: A description of the model. Journal of Infectious Diseases. 122, 410-418 (1970).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Harrasser, N., et al. A new model of implant-related osteomyelitis in the metaphysis of rat tibiae. BMC Musculoskeletal Disorders. 17, 152 (2016).
- Abedon, S. T. Commentary: Phage Therapy of Staphylococcal Chronic Osteomyelitis in Experimental Animal Model. Frontiers in Microbiology. 7, 1251 (2016).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
