وأيد هذا العمل من قبل برنامج H &amp; H لي أبحاث علماء المقيم الجراحي (إلى JAN)، وبدء في إنشاء مؤسسة AO منحة S-12-03M (لLSM)، والمعاهد الوطنية للصحة منح R01-AI078910 (لLSM) .

<ol>
	<li>Dothager, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+bioluminescence+imaging+of+live+animal+models.">Advances in bioluminescence imaging of live animal models.</a> Curr Opin Biotechnol. 20, 45-53 (2009).</li><li>Badr, C. E., Tannous, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescence+imaging+progress+and+applications.">Bioluminescence imaging progress and applications.</a> Trends Biotechnol. 29, 624-633 (2011).</li><li>Luker, G. D., Luker, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+imaging+current+applications+and+future+directions.">Optical imaging current applications and future directions.</a> J Nucl Med. 49, 1-4 (2008).</li><li>Ntziachristos, V., Ripoll, J., Wang, L. V., Weissleder, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Looking+and+listening+to+light+the+evolution+of+whole-body+photonic+imaging.">Looking and listening to light the evolution of whole-body photonic imaging.</a> Nat Biotechnol. 23, 313-320 (2005).</li><li>Reumann, M. K., Weiser, M. C., Mayer-Kuckuk, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Musculoskeletal+molecular+imaging+a+comprehensive+overview.">Musculoskeletal molecular imaging a comprehensive overview.</a> Trends Biotechnol. 28, 93-101 (2010).</li><li>Snoeks, T. J., Khmelinskii, A., Lelieveldt, B. P., Kaijzel, E. L., Lowik, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+advances+in+skeletal+imaging+applied+to+bone+metastases.">Optical advances in skeletal imaging applied to bone metastases.</a> Bone. 48, 106-114 (2011).</li><li>Sjollema, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+for+bio-optical+imaging+of+biomaterial-associated+infection+in+vivo.">The potential for bio-optical imaging of biomaterial-associated infection in vivo.</a> Biomaterials. 31, 1984-1995 (2010).</li><li>Del Pozo, J. L., Patel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+practice.+Infection+associated+with+prosthetic+joints.">Clinical practice. Infection associated with prosthetic joints.</a> N Engl J Med. 361, 787-794 (2009).</li><li>Parvizi, J., Adeli, B., Zmistowski, B., Restrepo, C., Greenwald, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+periprosthetic+joint+infection+the+current+knowledge+AAOS+exhibit+selection.">Management of periprosthetic joint infection the current knowledge AAOS exhibit selection.</a> J Bone Joint Surg Am. 94, e104 (2012).</li><li>Arciola, C. R., Campoccia, D., Speziale, P., Montanaro, L., Costerton, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biofilm+formation+in+Staphylococcus+implant+infections.+A+review+of+molecular+mechanisms+and+implications+for+biofilm-resistant+materials.">Biofilm formation in Staphylococcus implant infections. A review of molecular mechanisms and implications for biofilm-resistant materials.</a> Biomaterials. 33, 5967-5982 (2012).</li><li>Zimmerli, W., Moser, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenesis+and+treatment+concepts+of+orthopaedic+biofilm+infections.">Pathogenesis and treatment concepts of orthopaedic biofilm infections.</a> FEMS Immunol Med Microbiol. 65, 158-168 (2012).</li><li>Cram, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+knee+arthroplasty+volume+utilization+and+outcomes+among+Medicare+beneficiaries+1991-2010.">Total knee arthroplasty volume utilization and outcomes among Medicare beneficiaries 1991-2010.</a> JAMA. 308, 1227-1236 (2012).</li><li>Wolf, B. R., Lu, X., Li, Y., Callaghan, J. J., Cram, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adverse+outcomes+in+hip+arthroplasty+long-term+trends.">Adverse outcomes in hip arthroplasty long-term trends.</a> J Bone Joint Surg Am. 94, (2012).</li><li>Bernthal, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mouse+model+of+post-arthroplasty+Staphylococcus+aureus+joint+infection+to+evaluate+in+vivo+the+efficacy+of+antimicrobial+implant+coatings.">A mouse model of post-arthroplasty Staphylococcus aureus joint infection to evaluate in vivo the efficacy of antimicrobial implant coatings.</a> PLoS ONE. 5, (2010).</li><li>Bernthal, N. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protective+role+of+IL-1beta+against+post-arthroplasty+Staphylococcus+aureus+infection.">Protective role of IL-1beta against post-arthroplasty Staphylococcus aureus infection.</a> J Orthop Res. 29, 1621-1626 (2011).</li><li>Niska, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monitoring+bacterial+burden,+inflammation+and+bone+damage+longitudinally+using+optical+and+&#181;CT+imaging+in+an+orthopaedic+implant+infection+in+mice.">Monitoring bacterial burden, inflammation and bone damage longitudinally using optical and &#181;CT imaging in an orthopaedic implant infection in mice.</a> PLoS ONE. 7, e47397 (2012).</li><li>Niska, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Daptomycin+and+tigecycline+have+broader+effective+dose+ranges+than+vancomycin+as+prophylaxis+against+a+Staphylococcus+aureus+surgical+implant+infection+in+mice.">Daptomycin and tigecycline have broader effective dose ranges than vancomycin as prophylaxis against a Staphylococcus aureus surgical implant infection in mice.</a> Antimicrob Agents Chemother. 56, 2590-2597 (2012).</li><li>Niska, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vancomycin-Rifampin+Combination+Therapy+has+Enhanced+Efficacy+Against+an+Experimental+Staphylococcus+aureus+Prosthetic+Joint+Infection.">Vancomycin-Rifampin Combination Therapy has Enhanced Efficacy Against an Experimental Staphylococcus aureus Prosthetic Joint Infection.</a> Antimicrob Agents Chemother. 57, 5080-5086 (2013).</li><li>Pribaz, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+model+of+chronic+post-arthroplasty+infection+noninvasive+in+vivo+bioluminescence+imaging+to+monitor+bacterial+burden+for+long-term+study.">Mouse model of chronic post-arthroplasty infection noninvasive in vivo bioluminescence imaging to monitor bacterial burden for long-term study.</a> J Orthop Res. 30, 335-340 (2012).</li><li>Faust, N., Varas, F., Kelly, L. M., Heck, S., Graf, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insertion+of+enhanced+green+fluorescent+protein+into+the+lysozyme+gene+creates+mice+with+green+fluorescent+granulocytes+and+macrophages.">Insertion of enhanced green fluorescent protein into the lysozyme gene creates mice with green fluorescent granulocytes and macrophages.</a> Blood. 96, 719-726 (2000).</li><li>Kadurugamuwa, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+continuous+method+for+monitoring+biofilm+infection+in+a+mouse+model.">Direct continuous method for monitoring biofilm infection in a mouse model.</a> Infect Immun. 71, 882-890 (2003).</li><li>Kuo, C., Coquoz, O., Troy, T. L., Xu, H., Rice, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+reconstruction+of+in+vivo+bioluminescent+sources+based+on+multispectral+imaging.">Three-dimensional reconstruction of in vivo bioluminescent sources based on multispectral imaging.</a> J Biomed Opt. 12, 024007 (2007).</li><li>Kim, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neutrophil+survival+and+c-kit+-progenitor+proliferation+in+Staphylococcus+aureus-infected+skin+wounds+promote+resolution.">Neutrophil survival and c-kit+-progenitor proliferation in Staphylococcus aureus-infected skin wounds promote resolution.</a> Blood. 117, 3343-3352 (2011).</li><li>Deirmengian, C. A., Lonner, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What's+new+in+adult+reconstructive+knee+surgery.">What's new in adult reconstructive knee surgery.</a> J Bone Joint Surg Am. 94, 182-188 (2012).</li><li>Ning, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maltodextrin-based+imaging+probes+detect+bacteria+in+vivo+with+high+sensitivity+and+specificity.">Maltodextrin-based imaging probes detect bacteria in vivo with high sensitivity and specificity.</a> Nat Mater. 10, 602-607 (2011).</li><li>Panizzi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+detection+of+Staphylococcus+aureus+endocarditis+by+targeting+pathogen-specific+prothrombin+activation.">In vivo detection of Staphylococcus aureus endocarditis by targeting pathogen-specific prothrombin activation.</a> Nat Med. 17, 1142-1146 (2011).</li><li>van Oosten, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Realtime+in+vivo+imaging+of+invasive+and+biomaterial+associated+bacterial+infections+using+fluorescently+labelled+vancomycin.">Realtime in vivo imaging of invasive and biomaterial associated bacterial infections using fluorescently labelled vancomycin.</a> Nat Commun. 4, 2584 (2013).</li><li>Kong, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+tuberculosis+with+endogenous+beta+lactamase+reporter+enzyme+fluorescence+in+live+mice.">Imaging tuberculosis with endogenous beta lactamase reporter enzyme fluorescence in live mice.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 107, 12239-12244 (2010).</li></ol>

JAM، BNT، EL، وتدفع NZ، KPF موظفي PERKINELMER، التي تصنع أدوات التصوير، وقدمت Xen29 إضاءة الحيوية S. السلالة الذهبية، وتدفع لتغطية تكاليف نشر هذا المقال الفيديو. باقي المؤلفين ليس لديهم ما يكشف.

التصوير Multimodality مثل تقنيات التصوير التي تستخدم في التصوير الضوئي الجسم الحي بالتزامن مع μCT التصوير يوفر النهج التكنولوجي الجديد الذي يسمح التصور 3D، الكمي والرصد الطولي للعمليات البيولوجية في سياق التشريحية 1-4. توفر البروتوكولات في هذه الدراسة معلومات مفصلة عن كيفية إضاءة الحيوية في الجسم الحي والتصوير الفلورسنت يمكن الجمع بين μCT التصوير في زرع الأطراف الاصطناعية نموذج عدوى العظام في الفئران لمراقبة العبء البكتيري، والتهاب العدلات والتغيرات التشريحية في العظام noninvasively وأكثر طوليا الوقت. أخذت معا، فإن المعلومات التي تم الحصول عليها من خلال الجمع بين التصوير الضوئي والهيكلي يمثل التقدم التكنولوجي الكبرى، والتي قد تكون خاصة مناسبة تماما لدراسة العمليات البيولوجية والحالات المرضية التي تؤثر على الجهاز الحركي. مصلحة واحدةجي الحقائق التي ينبغي الإشارة إلى أن لاحظنا أن الإشارات الفلورسنت-EGFP العدلات انخفضت إلى مستويات الخلفية من 14-21 يوما وظلت عند مستويات الخلفية طوال مدة التجربة رغم وجود البكتيريا للإضاءة الحيوية. فمن غير المرجح أن الإشعاع الأشعة السينية أثر بقاء العدلات كما لاحظنا حركية مماثلة من الإشارات العدلات في الفئران غير المشع 19. في عملنا السابق التي تنطوي على نموذج S. جروح المصابين الذهبية، تشارك العدلات تسلل مجموعة من تجنيد العدلات قوية من التداول والبقاء لفترات طويلة العدلات في موقع الإصابة وصاروخ موجه من KIT + السلف الخلايا إلى الخراج، حيث أنها تعطي محليا ارتفاعا حتى تنضج العدلات 23. فمن المرجح أن عمليات مماثلة ساهمت في العدلات تسلل في زرع العظام S. الذهبية نموذج العدوى. على الرغم من أنه من غير المعروف لماذا انخفضت إشارات العدلات في orthopنموذج عدوى aedic، فإنه يمكن أن تكون الاستجابة المناعية التي تغيرت بمرور الوقت مع تقدم هذا المرض من حاد إلى عدوى مزمنة، وهذا هو موضوع التحقيق في المستقبل. هناك قيود مع هذا نموذج الفأر من العظام العدوى مشترك الاصطناعية والتصوير في الجسم الحي multimodality التي ينبغي أن يلاحظ. أولا، هذا نموذج الفأر هو التبسيط للإجراءات والمواد الفعلية المستخدمة في جراحة العظام في الإنسان 24. مع ذلك، هذا النموذج لا ألخص العدوى المزمنة وما تبعها من التهاب في العظام والأنسجة المشتركة التي ينظر اليها في التهابات زرع العظام البشرية 8،9. وبالإضافة إلى ذلك، للحصول على الصور μCT، استخدمت بجرعات منخفضة نسبيا من الإشعاع الأشعة السينية لتقليل أي آثار سلبية على صحة الحيوانات أثناء العدوى. لقرار أفضل من العظام، جرعات من الإشعاع الأشعة السينية يمكن استخدامها في التصوير μCT على الموت الرحيم وnimals. ومع ذلك، فإن هذا القضاء على القدرة على noninvasively طوليا ورصد التغيرات العظام خلال فترة التجارب. في الختام، التصوير multimodality تنطوي على مزيج من الجسم الحي كله في التصوير الضوئي الحيوان مع التصوير التشريحي μCT أتاح المزيد من المعلومات الشاملة عن العدوى والاستجابة الالتهابية. بالإضافة إلى ذلك، فقد سمحت هذه التقنيات تقييم الآثار المترتبة على العدوى والالتهاب في العظام والأنسجة المشتركة. العمل المستقبلي يمكن الاستفادة من التصوير multimodality لتقييم فعالية العلاجات المضادة للميكروبات، الاستجابات المناعية، التسبب في المرض والتغيرات المتفاعلة في العظام كما بدأنا التحقيق 14-18. بالإضافة إلى ذلك، يمكن التصوير multimodality تقييم تحقيقات واستشفاف لتشخيص وجود عدوى كما هو موضح سابقا في النماذج الحيوانية عدوى الفخذ، التهاب الشغاف، تصيب الرئةالأيونات والتهابات بيولوجية 25-28. وأخيرا، فإن استخدام التصوير multimodality يمكن توسيع راء الأمراض المعدية وتستخدم في مختلف التخصصات، بما في ذلك العظام والروماتيزم وأمراض السرطان، للتحقيق في الظروف الأخرى التي تؤثر على الجهاز الحركي، مثل السرطان العظمي، المرض المنتشر والكسور والتهاب المفاصل 5-7 .

Multimodality تقنيات التصوير قبل السريرية التي تنطوي على مزيج من المعلومات البصرية والتشريحية تسمح التصور ورصد الظواهر البيولوجية في 3D 1-4. منذ μCT التصوير يسمح التصور رائعة من تشريح العظام، وذلك باستخدام μCT التصوير بالتزامن مع التصوير الضوئي من يمثل مزيجا فريدا التي قد تكون مفيدة بشكل خاص للعمليات التي تنطوي البيولوجيا العظام 5-7 التحقيق. على سبيل المثال سيكون لاستخدام هذه التقنيات لدراسة التهابات زرع العظام، والتي تمثل إحدى المضاعفات الكارثية التالية العمليات الجراحية للعظام 8،9. البكتيريا تشكل الأغشية الحيوية على الأجسام الغريبة المزروعة التي تعزز بقاء البكتيريا عن طريق بمثابة حاجز مادي يمنع الخلايا المناعية من الاستشعار العدوى وكتل المضادات الحيوية البكتيريا من الوصول إلى 10،11. العدوى المزمنة والمستمرة للأنسجة المشتركة (التهاب المفاصل الصرف الصحي) لد العظام (التهاب العظم والنقي) يدفع ارتشاف العظم الذي يؤدي إلى تخفيف من بدلة و8،9 في نهاية المطاف الفشل. ويرتبط هذا الناتج عظام النهايات periprosthetic مع زيادة معدلات الاعتلال والوفيات 12،13. في عمل مسبق لدينا، كانت تستخدم للإضاءة الحيوية في الجسم الحي والتصوير الفلورسنت مع الأشعة السينية والتصوير المقطعي-احتساب الدقيقة (μCT) في نموذج الاصطناعية عدوى مشتركة العظام في الفئران 14-19. شارك هذا النموذج وضع أسلاك التيتانيوم كيرشنر (K أسلاك) بطريقة أن نهاية قطع من زرع الموسعة في مفصل الركبة من عظام الفخذ من الفئران 14-19. ثم pipetted لقيحة من المكورات العنقودية الذهبية (سلالة إضاءة الحيوية Xen29 أو Xen36) على سطح الغرسة في مفصل الركبة قبل تم إغلاق موقع الجراحية 14-19. كانت تستخدم في الجسم الحي التصوير الضوئي للكشف وتحديد اشارات للإضاءة الحيوية التي تتوافق مع نوmber من البكتيريا في العظام المصابة المشتركة والأنسجة 14-19. بالإضافة إلى ذلك، في الجسم الحي مضان التصوير من الفئران LysEGFP، التي تمتلك العدلات الفلورسنت 20، تم استخدامها لتحديد أعداد العدلات أن هاجر إلى مفاصل الركبة المصابة التي تحتوي على يزرع K-سلك 14،19. أخيرا، طرائق التصوير التشريحية، بما في ذلك عالية الدقة التصوير بالأشعة السينية والتصوير μCT، يسمح 2D و 3D المعنية التصوير التشريحي العظام المتضررة خلال كامل مدة العدوى المزمنة، وهو ما سينهي تعسفا عادة ما بين 2 و 6 أسابيع بعد العملية الجراحية 16 18. باستخدام هذا النموذج، وفعالية العلاج المضادة للميكروبات المحلية والنظامية، استجابات مناعية واقية والتغيرات التشريحية المرضية في العظام يمكن تقييم 14-18. في هذه المخطوطة، وقدمت بروتوكولات مفصلة لطرائق التصوير البصرية وμCT في هذا النموذج الاصطناعية عدوى مشتركة العظام باعتباره representatiلقد نظام لدراسة العمليات البيولوجية في سياق التشريحية للعظام. وتشمل هذه العمليات الجراحية لنموذج عدوى مشتركة الاصطناعية العظام في الفئران، 2D و 3D في إجراءات التصوير الضوئي الجسم الحي (للكشف عن إشارات للإضاءة الحيوية البكتيرية وإشارات الفلورسنت العدلات)، μCT اكتساب التصوير والتحليل وشارك في تسجيل الصور 3D البصرية مع الصور μCT.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Xen36 bioluminescent Staphylococcus aureus strain</td>
			<td>PerkinElmer, Hopkinton, MA</td>
			<td></td>
			<td>Bioluminescent Staphylococcus aureus strain derived from ATCC 49525 (Wright), a clinical isolate from a bacteremia patient</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptic soy broth</td>
			<td>BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>211825</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto Soy Agar</td>
			<td>BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ</td>
			<td>214010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LysEGFP knockin mouse strain</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Not commercially available. This strain contains a knockin of enhanced green fluorescence protein (EGFP) into the lysozyme M gene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine</td>
			<td>Purdue Products, Stamford, CT</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kirschner-wire (titanium, 0.8 mm diameter)</td>
			<td>Synthes, West Chester, PA</td>
			<td>492.08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire Cutter - Duracut T.C.</td>
			<td>H&#38;H Company, Ontario, Canada</td>
			<td>83-7002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Baxter, Deerfield, IL</td>
			<td>118718</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vicryl 5-0 sutures (P-3 Reverse cutting)</td>
			<td>Ethicon, Summerville, NJ. Purchased through VWR International.</td>
			<td>95056-936</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sustained-release Buprenorphine (5 ml - 1 mg/ml)</td>
			<td>Zoopharm, Windsor, CO</td>
			<td></td>
			<td>analgesic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td><a href="http://www.perkinelmer.com/Catalog/Product/ID/IVISSPE?utm_source=JoVE&amp;utm_medium=display&amp;utm_content=LST-IDT2014-GLO-Q414-JoVE&amp;utm_campaign=LST-IDT2014-GLO">IVIS Spectrum Imaging System</a></td>
			<td>PerkinElmer, Hopkinton, MA</td>
			<td></td>
			<td>optical in vivo imaging system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td><a href="http://www.perkinelmer.com/Catalog/Category/ID/Quantum%20FX%20%20microCT?utm_source=JoVE&amp;utm_medium=display&amp;utm_content=LST-IDT2014-GLO-Q414-JoVE&amp;utm_campaign=LST-IDT2014-GLO">Quantum FX in vivo &#956;CT system</a></td>
			<td>PerkinElmer, Hopkinton, MA</td>
			<td></td>
			<td>&#956;CT in vivo imaging system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td><a href="http://www.perkinelmer.com/Catalog/Category/ID/Living%20Image%20Software?utm_source=JoVE&amp;utm_medium=display&amp;utm_content=LST-IDT2014-GLO-Q414-JoVE&amp;utm_campaign=LST-IDT2014-GLO">IVIS SpectrumCT Imaging System</a></td>
			<td>PerkinElmer, Hopkinton, MA</td>
			<td></td>
			<td>combined optical and &#956;CT in vivo imaging system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td><a href="http://www.perkinelmer.com/Catalog/Product/ID/119240?utm_source=JoVE&amp;utm_medium=display&amp;utm_content=LST-IDT2014-GLO-Q414-JoVE&amp;utm_campaign=LST-IDT2014-GLO">Living Image Software</a></td>
			<td>PerkinElmer, Hopkinton, MA</td>
			<td></td>
			<td>Image analysis software for in vivo optical imaging</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

combined in vivo optical and &#181;ct imaging to monitor infection, inflammation, and bone anatomy in an orthopaedic implant infection in mice

وقد برز التصوير Multimodality كنهج التكنولوجي شيوعا في كل من البحوث قبل السريرية والسريرية. التقنيات المتقدمة التي تجمع في التصوير الضوئي وμCT فيفو تسمح التصور من الظواهر البيولوجية في سياق التشريحية. قد تكون هذه الطرائق التصوير مفيدا بشكل خاص لدراسة الظروف التي عظم تأثير. على وجه الخصوص، والتهابات زرع العظام هي مشكلة هامة في جراحة العظام السريرية. هذه الالتهابات هي صعبة لعلاج بسبب الأغشية الحيوية البكتيرية تشكل على المواد الأجنبية مزروع جراحيا، مما يؤدي إلى التهاب مستمر، التهاب العظم والنقي وعظام النهايات نهاية المطاف العظم المحيطة الزرع، مما يؤدي في النهاية إلى تخفيف الزرع والفشل. هنا، تم استخدام نموذج الفأر من زرع العظام الاصطناعية المصابة التي تنطوي على وضع الجراحي لزرع أسلاك كيرشنر إلى القناة داخل النقي في عظم الفخذ في مثل هذه الطريقة أن نهاية الغرسة الإلكترونيةxtended في مفصل الركبة. في هذا النموذج، الفئران LysEGFP، سلالة الفأر الذي لديه العدلات EGFP-الفلورسنت، وكانوا يعملون جنبا إلى جنب مع سلالة المكورات العنقودية الذهبية للإضاءة الحيوية التي تنبعث ضوء طبيعي. تم تلقيح البكتيريا في مفاصل الركبة من الفئران قبل إغلاق موقع الجراحية. إضاءة الحيوية في الجسم الحي واستخدمت التصوير الفلورسنت لقياس عبء الاستجابة الالتهابية البكتيرية والمتعادلة، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، تم تنفيذ μCT التصوير على نفس الفئران بحيث موقع 3D للإضاءة الحيوية والإشارات الضوئية الفلورية يمكن أن يشترك المسجلة مع الصور μCT التشريحية. لقياس التغيرات في العظام مع مرور الوقت، تم قياس حجم العظام الخارجي للعظام الفخذ البعيدة في نقطة زمنية محددة باستخدام كفاف تستند عملية تقسيم شبه الآلي. أخذت معا، فإن الجمع بين إضاءة الحيوية في الجسم الحي / التصوير الفلورسنت مع μCT التصوير قد يكون مفيدا بشكل خاص وأو رصد موسع للعدوى، الاستجابة الالتهابية والتغيرات التشريحية في العظام مع مرور الوقت.

إضاءة الحيوية في الجسم الحي والتصوير الفلورسنت في هذه الدراسة، يوصف بروتوكول لهذا النموذج نشرت سابقا على وجود عدوى مشتركة الاصطناعية العظام في الفئران 14-19، الذي ينطوي على التنسيب الجراحية من التيتانيوم K-سلك الزرع الذي يمتد من القناة داخل النقي في عظم الفخذ في المفصل مساحة 14-19. S. كان pipetted الذهبية سلالة إضاءة الحيوية Xen29 (1 × 10 3 كفو في 2 ميكرولتر PBS) مباشرة على رأس زرع التيتانيوم نهاية في مفصل الركبة قبل إغلاق موقع الجراحية 16. لتصور وقياس العبء والعدلات البكتيرية تدفق noninvasively في الفئران LysEGFP تخدير، أجريت في الجسم الحي كله التصوير الضوئي الحيوان إلى بالتسلسل صورة إشارات إضاءة الحيوية من البكتيريا والإشارات EGFP الفلورسنت من العدلات التسلل باستخدام الحيوان كله IVIS الطيف الضوئي في فيفونظام التصوير ثلاثة أيام بعد الجراحة (أي، أيام 2 و 14 و 28). ظلت إشارات إضاءة الحيوية من الفئران المصابة Xen29 فوق إشارات خلفية الفئران المصابة صورية لمدة التجربة (الشكل 1A، C) 16. أظهرت عملنا السابق أن للإضاءة الحيوية في الجسم الحي إشارات يقترب عن كثب أعداد فيفو السابقين كفو معزولة عن المفصل / النسيج العظمي وتمسكا يزرع 17،18. وبالإضافة إلى ذلك، كانت إشارات EGFP الفلورسنت أعلى من الفئران المصابة صورية في نقاط زمنية مبكرة ولكن اقتربت مستويات الخلفية أثناء الإصابة (الشكل 2B، C) 16. 3D شارك تسجيل الإشارات الضوئية في الجسم الحي مع الصور μCT لتصور الإشارات الضوئية (أي إضاءة الحيوية البكتيرية وEGFP إشارات الفلورسنت) في سياق التشريحي للمفاصل الركبة بعد الجراحة طن 3D، وكانت الصور البصرية إنشاؤها باستخدام نظام التصوير IVIS الطيف شارك في تسجيلها مع الصور μCT إنشاؤها باستخدام نظام التصوير الكم FX μCT. يمكن إنجاز هذا المشارك التسجيل لغرفة التصوير الماوس يمكن إدراجها في أي جهاز للتأكد من أن الفئران كانت في نفس الاتجاه المحدد. للتحقق من دقة هذا، وتمت مقارنة النتائج مع الحصول على الصور أجريت باستخدام IVIS الطيف-CT في الجسم الحي نظام التصوير يدمج كلا طرائق في صك واحد دون الحاجة إلى الانتقال المادي للحيوان. لتعيين البيانات البصرية على الصور μCT في 3D، ونحن الاستفادة من منتشر التصوير المقطعي البصري خوارزمية إعادة الإعمار 16. يظهر إعادة الإعمار 3D الناتجة (فيلم 1). بالإضافة إلى ذلك، μCT التصوير يسمح التصور النوعي والكمي للتغيرات اللاحقة في نوعية وأبعاد العظام التي وقعت خلالالعدوى (الشكل 2) 16. كما ذكرت سابقا، زاد حجم العظم الخارجي من الفخذ البعيدة بشكل كبير على مر الزمن (الشكل 2A) 16. لتحديد هذه التغييرات، تم إجراء التحليل الحجمي 3D الصورة على القاصي 25٪ من سطح بوني من عظم الفخذ وكانت التغييرات في حجم العظام مع مرور الوقت إلى تطبيع حجم العظام الأولي. ارتفع حجم العظم الخارجي إلى حد كبير في الفئران المصابة مقارنة مع الفئران المصابة صورية (الشكل 2B) 16. وكانت الزيادة في حجم العظام عظم الفخذ الخارجي البعيدة الأرجح بسبب تلف العظام الناجمة عن إصابة الأنسجة المشتركة والعظام، والتي لوحظت باستخدام μCT التصوير والتحليل نسيجية 16. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51612/51612fig1highres.jpg" width="500" /> الرقم 1. 2D في الجسم الحي </strاونج&gt; إضاءة الحيوية وإشارات الفلورسنت. S. تم تلقيح الذهبية Xen29 أو أي بكتيريا (غير المصابة) في مفصل الركبة بعد أن تم تصويرها K-سلك التنسيب والفئران LysEGFP باستخدام نظام التصوير IVIS الطيف 16. (A) يعني في الجسم الحي إشارات للإضاءة الحيوية التي تقاس التدفق الإجمالي (الفوتونات / ثانية) ± SEM. (B) يعني في الجسم الحي EGFP إشارات الفلورسنت التي تقاس كفاءة الكلي مشع (الفوتونات / ثانية) / (μW / سم 2) ± SEM. (C) الممثل للإضاءة الحيوية في الجسم الحي وإشارات الفلورسنت مضافين في الصعود إلى التصوير الفوتوغرافي بالأبيض والأسود صورة من الفئران. الحد من الكشف عن عبء البكتيرية باستخدام التصوير إضاءة الحيوية في الجسم الحي ما بين 1 × 10 2 و 1 × 10 3 كفو. * P &lt;0.05، † P &lt;0.01، ‡ ع &lt;0.001 الفئران المصابة Xen29 مقابل الفئران المصابة صورية (الطالب اختبار t [اثنين الذيل]). الرجاءملاحظة هذا هو شخصية ممثل يتضمن البيانات المنشورة سابقا إنشاؤها باستخدام Xen29 وتصويرها مع نظام التصوير IVIS XR لومينا 16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51612/51612fig1highres.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51612/51612fig2highres.jpg" width="500" /> الرقم 2. 3D μCT التصوير. S. المذهبة Xen29 أو أي بكتيريا (غير المصابة) تم تلقيح في مفصل الركبة بعد التنسيب K-الأسلاك وتم تصوير الفئران باستخدام FX الكم في الجسم الحي نظام μCT. (A) الاداءات 3D الممثل μCT من Xen29 الفئران -infected (لوحات العليا) والفئران المصابة صورية (لوحات أقل). (B) نسبة الخارجي تغيير حجم العظام (البعيدة 25٪ من عظام الفخذ) تطبيع لمنظمة الشفافية الدولية الأوليةلي أن أشير (يعني ± SEM). * P &lt;0.05، † P &lt;0.01، ‡ ع &lt;0.001 الفئران المصابة Xen29 مقابل الفئران المصابة صورية (الطالب اختبار t [اثنين الذيل]). يرجى ملاحظة هذا هو شخصية ممثل يتضمن البيانات المنشورة سابقا إنشاؤها باستخدام سلالة إضاءة الحيوية S. الذهبية Xen29 وتصويرها مع الكم FX في الجسم الحي μCT نظام التصوير 16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51612/51612fig2highres.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51612/Movie_1.mpg" target="_blank">فيلم 1</a> . الممثل 3D التشريحية تسجيل المشارك لإشارات إضاءة الحيوية Xen29 وإشارات الفلورسنت EGFP العدلات في تركيبة مع الصور μCT. يتم تناوب الصور على المحور الرأسي.

Watch this Scientific Journal Video about Combined In vivo Optical and ÂµCT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice at JoVE.com

Combined In vivo Optical and  &amp;#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

الجمع بين التصوير الضوئي وμCT في نموذج الفأر العدوى زرع العظام، وذلك باستخدام إضاءة الحيوية سلالة هندسيا من المكورات العنقودية الذهبية، شريطة القدرة على noninvasively طوليا ومراقبة ديناميات عدوى بكتيرية، فضلا عن الاستجابة الالتهابية المقابلة والتغيرات التشريحية في العظام.

جنبا إلى جنب<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; بصري وμCT التصوير لرصد العدوى، التهاب، وتشريح العظام في العدوى زراعة العظام في الفئران

Multimodality imaging has emerged as a common technological approach used in both preclinical and clinical research. Advanced techniques that combine in ...

combined-vivo-optical-ct-imaging-to-monitor-infection-inflammation

Research

JoVE Journal

Medicine

Combined In vivo Optical and &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

16.9K Views.  David Geffen School of Medicine at University of California, Los Angeles (UCLA).  الجمع بين التصوير الضوئي وμCT في نموذج الفأر العدوى زرع العظام، وذلك باستخدام إضاءة الحيوية سلالة هندسيا من المكورات العنقودية الذهبية، شريطة القدرة على noninvasively طوليا ومراقبة ديناميات عدوى بكتيرية، فضلا عن الاستجابة الالتهابية المق?...

Video: Combined In vivo Optical and  &#181;CT Imaging to Monitor Infection, Inflammation, and Bone Anatomy in an Orthopaedic Implant Infection in Mice

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient management strategies. Orthotopic mouse models of oral cancer have been developed to facilitate the study of factors that impact invasion and serve as model system for evaluating anti-tumor therapeutics. In these systems, visualization of disseminated tumor cells within oral cavity tissues has typically been conducted by either conventional histology or with in vivo bioluminescent methods. A primary drawback of these techniques is the inherent inability to accurately visualize and quantify early tumor cell invasion arising from the primary site in three dimensions. Here we describe a protocol that combines an established model for squamous cell carcinoma of the tongue (SCOT) with two-photon imaging to allow multi-vectorial visualization of lingual tumor spread. The OSC-19 head and neck tumor cell line was stably engineered to express the F-actin binding peptide LifeAct fused to the mCherry fluorescent protein (LifeAct-mCherry). Fox1nu/nu mice injected with these cells reliably form tumors that allow the tongue to be visualized by ex-vivo application of two-photon microscopy. This technique allows for the orthotopic visualization of the tumor mass and locally invading cells in excised tongues without disruption of the regional tumor microenvironment. In addition, this system allows for the quantification of tumor cell invasion by calculating distances that invaded cells move from the primary tumor site. Overall this procedure provides an enhanced model system for analyzing factors that contribute to SCOT invasion and therapeutic treatments tailored to prevent local invasion and distant metastatic spread. This method also has the potential to be ultimately combined with other imaging modalities in an in vivo setting.

A comprehensive overview of the techniques involved in generating a mouse model of oral cancer and quantitative monitoring of tumor invasion within the tongue through multi-photon microscopy of labeled cells is presented. This system can serve as a useful platform for the molecular assessment and drug efficacy of anti-invasive compounds.

متعدد الفوتون التصوير من غزو خلايا الورم في الفأر نموذج مثلي الفم سرطان الخلايا الحرشفية

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Bronchoalveolar Lavage (BAL) for Research; Obtaining Adequate Sample Yield

We describe a research technique for fiberoptic bronchoscopy with bronchoalveolar lavage (BAL) using manual hand held suction in order to remove nonadherent cells and lung lining fluid from the mucosal surface. In research environments, BAL allows sampling of innate (lung macrophage), cellular (B- and T- cells), and humoral (immunoglobulin) responses within the lung.
BAL is internationally accepted for research purposes and since 1999 the technique has been performed in &#62; 1,000 subjects in the UK and Malawi by our group.
Our technique uses gentle hand-held suction of instilled fluid; this is designed to maximize BAL volume returned and apply minimum shear force on ciliated epithelia in order to preserve the structure and function of cells within the BAL fluid and to preserve viability to facilitate the growth of cells in ex vivo culture. The research technique therefore uses a larger volume instillate (typically in the order of 200 ml) and employs manual suction to reduce cell damage.
Patients are given local anesthetic, offered conscious sedation (midazolam), and tolerate the procedure well with minimal side effects. Verbal and written subject information improves tolerance and written informed consent is mandatory. Safety of the subject is paramount. Subjects are carefully selected using clear inclusion and exclusion criteria.
This protocol includes a description of the potential risks, and the steps taken to mitigate them, a list of contraindications, pre- and post-procedure checks, as well as precise bronchoscopy and laboratory techniques.

Bronchoalveolar Lavage BAL for Research; Obtaining Adequate Sample Yield

We describe a research technique for fiberoptic bronchoscopy and bronchoalveolar lavage using low pressure suction. The technique is used to harvest immune cells from the lung bronchoalveolar surfaces. Local anesthetic and mild conscious sedation (midazolam) is used. Subjects tolerate the procedure well and experience minimal side effects.

القصبات الغسل (BAL) للبحوث؛ الحصول على عينة كافية العائد

We describe a research technique for fiberoptic bronchoscopy with bronchoalveolar lavage (BAL) using manual hand held suction in order to remove ...

Experimental Human Pneumococcal Carriage

Experimental human pneumococcal carriage (EHPC) is scientifically important because nasopharyngeal carriage of Streptococcus pneumoniae is both the major source of transmission and the prerequisite of invasive disease. A model of carriage will allow accurate determination of the immunological correlates of protection, the immunizing effect of carriage and the effect of host pressure on the pathogen in the nasopharyngeal niche. Further, methods of carriage detection useful in epidemiologic studies, including vaccine studies, can be compared.
Aim
We aim to develop an EHPC platform that is a safe and useful reproducible method that could be used to down-select candidate novel pneumococcal vaccines with prevention of carriage as a surrogate of vaccine induced immunity. It will work towards testing of candidate vaccines and descriptions of the mechanisms underlying EHPC and vaccine protection from carriage1. Current conjugate vaccines against pneumococcus protect children from invasive disease although new vaccines are urgently needed as the current vaccine does not confer optimal protection against non-bacteraemic pneumonia and there has been evidence of serotype replacement with non-vaccine serotypes2-4.
Method
We inoculate with S. pneumoniae suspended in 100 &mu;l of saline. Safety is a major factor in the development of the EHPC model and is achieved through intensive volunteer screening and monitoring. A safety committee consisting of clinicians and scientists that are independent from the study provides objective feedback on a weekly basis.
The bacterial inoculum is standardized and requires that no animal products are inoculated into volunteers (vegetable-based media and saline). The doses required for colonization (104-105) are much lower than those used in animal models (107)5. Detecting pneumococcal carriage is enhanced by a high volume (ideally &gt;10 ml) nasal wash that is relatively mucus free. This protocol will deal with the most important parts of the protocol in turn. These are (a) volunteer selection, (b) pneumococcal inoculum preparation, (c) inoculation, (d) follow-up and (e) carriage detection.
Results
Our current protocol has been safe in over 100 volunteers at a range of doses using two different bacterial serotypes6. A dose ranging study using S. pneumoniae 6B and 23F is currently being conducted to determine the optimal inoculation dose for 50% carriage. A predicted 50% rate of carriage will allow the EHPC model to have high sensitivity for vaccine efficacy with small study numbers.

Experimental human pneumococcal carriage offers a natural model of carriage and a potential model for use in vaccine development. This technique is valuable yet complex and involves clinical risk by introducing a pathogen into a human. We have developed a detailed protocol.

التجريبية النقل المكورات الرئوية الإنسان

Experimental human pneumococcal carriage (EHPC) is scientifically important because nasopharyngeal carriage of Streptococcus pneumoniae is both the major ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

الحقن الشريان السباتي لوأضافا الدوائية وتحليل Taxanes في الفئران

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of cerebral malaria can be difficult. We present an experimental mouse model of cerebral malaria that shares multiple features of the human disease, including edema and microvascular pathology. Using magnetic resonance imaging (MRI), we can detect and track the blood-brain barrier disruption, edema development, and subsequent brain swelling. We describe multiple MRI techniques that can visualize these pertinent pathological changes. Thus, we show that MRI represents a valuable tool to visualize and track pathological changes, such as edema, brain swelling, and microvascular pathology, in vivo.

In Vivo Tracking of Edema Development and Microvascular Pathology in a Model of Experimental Cerebral Malaria Using Magnetic Resonance Imaging

We describe a mouse model of experimental cerebral malaria and show how inflammatory and microvascular pathology can be tracked in vivo using magnetic resonance imaging.

في فيفو تتبع من تطوير وذمة والأمراض الوعائية الوعائية في نموذج من الملاريا الدماغية التجريبية باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي

Cerebral malaria is a sign of severe malarial disease and is often a harbinger of death. While aggressive management can be life-saving, the detection of ...

Treatment with Vancomycin Loaded Calcium Sulphate and Autogenous Bone in an Improved Rabbit Model of Bone Infection

Bone infection results from bacterial invasion, which is extremely difficult to treat in clinical, orthopedic, and traumatic surgery. The bone infection may result in sustained inflammation, osteomyelitis, and eventual bone non-union. Establishment of a feasible, reproducible animal model is important to bone infection research and antibiotic treatment. As an in vivo model, the rabbit model is widely used in bone infection research. However, previous studies on rabbit bone infection models showed that the infection status was inconsistent, as the amount of bacteria was variable. This study presents an improved surgical method for inducing bone infection on a rabbit, by blocking the bacteria in the bone marrow. Then, multi-level evaluations can be carried out to verify the modelling method.
In general, debriding necrotic tissue and implantation of vancomycin-loaded calcium sulphate (VCS) are predominant in antibiotic treatment. Although calcium sulphate in VCS benefits osteocyte crawling and new bone growth, massive bone defects occur after debriding. Autogenous bone (AB) is an appealing strategy to overcome bone defects for the treatment of massive bone defects after debriding necrotic bone.
In this study, we used the tail bone as an autogenous bone implanted in the bone defect. Bone repair was measured using micro-computed-tomography (micro-CT) and histological analysis after animal sacrifice. As a result, in the VCS group, bone non-union was consistently obtained. In contrast, the bone defect areas in the VCS-AB group were decreased significantly. The present modeling method described a reproducible, feasible, stable method to prepare a bone infection model. The VCS-AB treatment resulted in lower bone non-union rates after antibiotic treatment. The improved bone infection model and the combination treatment of VCS and autogenous bone could be helpful in studying the underlying mechanisms in bone infection and bone regeneration pertinent to traumatology orthopedic applications.

This study presents an improved rabbit model infected with Staphylococcus aureus by blocking the same amount of bacteria in bone marrow. Vancomycin loaded calcium sulphate and autogenous bone are used for antibiotic and bone repair treatment. The protocol could be helpful for studying bone infection and regeneration.

المعاملة مع فانكومايسين تحميل كبريتات الكالسيوم والعظام الغازي في نموذج أرنب محسنة لالتهاب العظام

Bone infection results from bacterial invasion, which is extremely difficult to treat in clinical, orthopedic, and traumatic surgery. The bone infection ...

Rapid In Vivo Assessment of Adjuvant's Cytotoxic T Lymphocytes Generation Capabilities for Vaccine Development

The assessment of modern sub-unit vaccines reveals that the generation of neutralizing antibodies is important but not sufficient for adjuvant selection. Therefore, adjuvants with both humoral and cellular immuno-stimulatory capabilities that are able to promote cytotoxic T lymphocytes (CTL) responses are urgently needed. Thus, faithful monitoring of adjuvant candidates that induce cross-priming and subsequently enhance CTL generation represents a crucial step in vaccine development. In here we present an application for a method that uses SIINFEKL-specific (OT-I) T cells to monitor the cross-presentation of the model antigen ovalbumin (OVA) in vivo in the presence of different adjuvant candidates. This method represents a rapid test to select adjuvants with the best cross-priming capabilities. The proliferation of CD8+ T cells is the most valuable indication of cross-priming and it is also regarded as a correlate of adjuvant-induced cross-presentation. This feature can be evaluated in different immune organs like lymph nodes and spleen. The extent of the CTL generation can also be monitored, thereby giving insights on the nature of a local (draining lymph node mainly) or a systemic response (distant lymph nodes and/or spleen). This technique further allows multiple modifications for testing drugs that can inhibit specific cross-presentation pathways and also offers the possibility to be used in different strains of conventional and genetically modified mice. In summary, the application that we present here will be useful for vaccine laboratories in industry or academia that develop or modify chemical adjuvants for vaccine research and development.

Rapid In Vivo Assessment of Adjuvant&#039;s Cytotoxic T Lymphocytes Generation Capabilities for Vaccine Development

We present here an application for a standard immunological technique (CFSE stained OT-I proliferation) intended to rapidly monitor adjuvant-mediated cytotoxic T lymphocyte (CTL) generation in vivo. This fast estimation of CTL capacities is useful for the development of prophylactic vaccines against intracellular pathogens as well as therapeutic cancer vaccines.

السريع في فيفو تقييم لقدرات توليد الخلايا اللمفية T السامة للخلايا Adjuvant في لتطوير اللقاحات

The assessment of modern sub-unit vaccines reveals that the generation of neutralizing antibodies is important but not sufficient for adjuvant selection. ...

The Generation of Closed Femoral Fractures in Mice: A Model to Study Bone Healing

Bone fractures impose a tremendous socio-economic burden on patients, in addition to significantly affecting their quality of life. Therapeutic strategies that promote efficient bone healing are non-existent and in high demand. Effective and reproducible animal models of fractures healing are needed to understand the complex biological processes associated with bone regeneration. Many animal models of fracture healing have been generated over the years; however, murine fracture models have recently emerged as powerful tools to study bone healing. A variety of open and closed models have been developed, but the closed femoral fracture model stands out as a simple method for generating rapid and reproducible results in a physiologically relevant manner. The goal of this surgical protocol is to generate unilateral closed femoral fractures in mice and facilitate a post-fracture stabilization of the femur by inserting an intramedullary steel rod. Although devices such as a nail or a screw offer greater axial and rotational stability, the use of an intramedullary rod provides a sufficient stabilization for consistent healing outcomes without producing new defects in the bone tissue or damaging nearby soft tissue. Radiographic imaging is used to monitor the progression of callus formation, bony union, and subsequent remodeling of the bony callus. Bone healing outcomes are typically associated with the strength of the healed bone and measured with torsional testing. Still, understanding the early cellular and molecular events associated with fracture repair is critical in the study of bone tissue regeneration. The closed femoral fracture model in mice with intramedullary fixation serves as an attractive platform to study bone fracture healing and evaluate therapeutic strategies to accelerate healing.

The murine closed femoral fracture model is a powerful platform to study fracture healing and novel therapeutic strategies to accelerate bone regeneration. The goal of this surgical protocol is to generate unilateral closed femoral fractures in mice using an intramedullary steel rod to stabilize the femur.

جيل كسور الفخذ مغلقة في الفئران: نموذج لدراسة شفاء العظام

Bone fractures impose a tremendous socio-economic burden on patients, in addition to significantly affecting their quality of life. Therapeutic strategies ...

High-Throughput Analysis of Optical Mapping Data Using ElectroMap

Optical mapping is an established technique for high spatio-temporal resolution study of cardiac electrophysiology in multi-cellular preparations. Here we present, in a step-by-step guide, the use of ElectroMap for analysis, quantification, and mapping of high-resolution voltage and calcium datasets acquired by optical mapping. ElectroMap analysis options cover a wide variety of key electrophysiological parameters, and the graphical user interface allows straightforward modification of pre-processing and parameter definitions, making ElectroMap applicable to a wide range of experimental models. We show how built-in pacing frequency detection and signal segmentation allows high-throughput analysis of entire experimental recordings, acute responses, and single beat-to-beat variability. Additionally, ElectroMap incorporates automated multi-beat averaging to improve signal quality of noisy datasets, and here we demonstrate how this feature can help elucidate electrophysiological changes that might otherwise go undetected when using single beat analysis. Custom modules are included within the software for detailed investigation of conduction, single file analysis, and alternans, as demonstrated here. This software platform can be used to enable and accelerate the processing, analysis, and mapping of complex cardiac electrophysiology.

This protocol describes the setup and use of ElectroMap, a MATLAB-based open-source software platform for analysis of cardiac optical mapping data. ElectroMap provides a versatile high-throughput tool for analysis of optical mapping voltage and calcium datasets across a wide range of cardiac experimental models.

تحليل عالي الإنتاجية لبيانات الخرائط البصرية باستخدام الخريطة الكهربائية

Optical mapping is an established technique for high spatio-temporal resolution study of cardiac electrophysiology in multi-cellular preparations. Here we ...

Immunofluorescence Labelling of Human and Murine Neutrophil Extracellular Traps in Paraffin-Embedded Tissue

Neutrophil granulocytes, also called polymorphonuclear leukocytes (PMN) due to their lobulated nucleus, are the most abundant type of leukocytes. They mature in the bone marrow and are released into the peripheral blood, where they circulate for about 6&#8722;8 h; however, in tissue, they can survive for days. By diapedesis through the endothelium, they leave the blood stream, enter tissues, and migrate towards the site of an infection following chemotactic gradients.&#160;Neutrophils can combat invading microorganisms by phagocytosis,&#160;degranulation, and generation of neutrophil extracellular traps (NETs). This protocol will help to detect NETs in paraffin-embedded tissue. NETs are the result of a process called NETosis, which leads to the release of nuclear, granular, and cytoplasmic components either from living (vital NETosis) or dying (suicidal NETosis) neutrophils. In vitro, NETs form cloud-like structures, which occupy a space several times larger than that of the cells from which they descended. The backbone of NETs is chromatin, to which a selection of proteins and peptides originating from granules and cytoplasm are bound. Thereby, a high local concentration of toxic compounds is maintained so that NETs can capture and inactivate a variety of pathogens including bacteria, fungi, viruses, and parasites, while diffusion of the highly active NET components leading to damage in neighboring tissue is limited. Nevertheless, in recent years it has become apparent that NETs, if generated in abundance or cleared insufficiently, do have pathological potential ranging from autoimmune diseases to cancer. Thus, detection of NETs in tissue samples may have diagnostic significance, and the detection of NETs in diseased tissue can influence the treatment of patients. Since paraffin-embedded tissue samples are the standard specimen used for pathological analysis, it was sought to establish a protocol for fluorescent staining of NET components in paraffin-embedded tissue using commercially available antibodies.

Neutrophil extracellular traps (NETs) are three-dimensional structures generated by stimulated neutrophil granulocytes. It has become clear in recent years that NETs are involved in a wide variety of diseases. Detection of NETs in tissue may have diagnostic relevance, so standardized protocols for labelling NET components are required.

وضع العلامات المناعية للفخاخ خارج الخلية البشرية ومورين العدلات في الأنسجة البارافين جزءا لا يتجزأ

Neutrophil granulocytes, also called polymorphonuclear leukocytes (PMN) due to their lobulated nucleus, are the most abundant type of leukocytes. They ...