该模型将使处于关键临床前阶段的研究人员能够更准确地确定新配方的抗菌功效,并使研究人员能够更好地控制药物设计和配方。该模型可在具有代表性的伤口环境中快速重现结果。它减少了对专门饲养的动物的需求,并有助于更快地将伤口感染的局部抗菌剂翻译成临床。
主要挑战是污染和灵活性。严格的无菌技术和耐心的组织处理是必不可少的;这种方法的成功需要精确和有目的的皮瓣去除。首先对镊子进行消毒,将其置于200摄氏度的干热灭菌中一小时。
使用前将所有玻璃器皿在 121 摄氏度下高压灭菌 15 分钟。通过将大约 100 毫升 200 PPM 二氧化氯溶液倒入样品区域来消毒灯的前额部分。使用电动剪剃掉额头部分,然后用 200 毫升 200 PPM 的二氧化氯溶液清洗。
使用乙醇和蓝色卷擦拭该区域,并用脱毛膏覆盖样品区域。35分钟后,使用刮刀工具轻轻刮掉脱毛膏并评估样品区域。如果留下大量毛发,请重复脱毛过程。
用200毫升二氧化氯溶液冲洗干净的样品区域,然后用乙醇和蓝色卷冲洗。使用无菌的 8 毫米活检打孔器从准备好的区域切出 8 毫米的皮肤样本。然后使用无菌镊子和 15 号刀片手术刀取出样品,确保去除所有皮肤脂肪。
将样品放入装有无菌PBS的无菌0.5升罐中。然后将它们转移到装有50毫升200 PPM二氧化氯溶液的无菌50毫升管中。将试管倒置两次,使其消毒 30 分钟。
将样品转移到装有40毫升无菌PBS的50毫升管中。PBS洗涤后,将每个皮肤样品放入24孔板的单独孔中。在孔中加入350微升预热的培养基,同时将样品保持在气液界面。
用透气板密封24孔板,然后将板置于5%二氧化碳和37摄氏度的加湿组织培养箱中孵育24小时。孵育后,除去培养基并在500微升无菌PBS中冲洗样品。用5%二氧化碳和37摄氏度的无抗生素培养基处理样品中的残留抗生素24小时,从样品中去除残留的抗生素。
如果在无抗生素培养基中出现浑浊或真菌感染,请丢弃样品。接下来,准备一个 50 毫升的管子和 10 毫升无菌胰蛋白酶大豆汤。然后将几个金黄色葡萄球菌菌落从新鲜的金黄色葡萄球菌平板转移到肉汤中,并将试管在 37 摄氏度和 150 RPM 下孵育 18 小时。
将试管以4, 000G离心三分钟后,除去上清液并将细胞沉淀重悬于10毫升无菌PBS中。在使用无菌PBS将接种物调节至0.6纳米波长的600光密度之前,重复PBS洗涤两次。通过手动活板计数确认接种量。
为了感染皮肤样品,用400微升预热的无抗生素培养基准备一个新的24孔板,并使用无菌镊子添加24孔插入物。从皮肤样品中取出培养基。用500微升无菌PBS清洗它们并去除洗涤液。
使用无菌镊子将样品轻轻地固定在孔底部。使用四毫米的打孔活检将皮肤样本刺穿至一到两毫米的粗略深度,并制作中央伤口皮瓣。然后使用15号刀片手术刀和无菌齿Allis组织钳去除伤口瓣的顶层。
一旦所有样品都被伤伤,使用无菌镊子将它们转移到24孔插入物中。将15微升细菌接种物移入伤口床中,然后在加湿的组织培养箱中以37摄氏度孵育24小时。对于更长的孵育期,取出培养基,每24小时用新鲜培养基更换一次,并在相同条件下孵育板。
要确定细菌负荷,请从孔底部取出培养基。使用无菌镊子,将每个样品转移到装有一毫升无菌PBS的单独50毫升管中。然后,通过使用细尖均质器均质样品表面,将细菌从伤口床表面分离。
确保伤口床与均质机的尖端直接接触。处理完所有样品后,涡旋每个样品,然后将20微升匀浆转移到含有180微升无菌PBS的96孔板的相应孔中。将每个样品匀浆连续稀释至1乘以10至负7,并将10微升稀释的匀浆移液到胰蛋白酶大豆琼脂平板上一式三份。
将胰蛋白酶大豆琼脂平板在 37 摄氏度下孵育,18 小时后,计数菌落数以确定每个样品的菌落形成单位或 CFU。确定了适当的皮肤灭菌方案,使用不同的治疗方法,时间长短不一。通过组织学监测组织完整性,然后在处理后立即用苏木精和伊红染色。
用二氧化氯进行30分钟的治疗是最有效的治疗方法,在保持组织完整性的同时,可重复地对皮肤组织进行消毒。感染后48小时,伤口床上的白色薄膜在组织上很明显。尽管划痕模型在 24 小时后的平均 CFU 数量更高,但皮瓣去除损伤技术产生了更一致的结果。
48小时后,与接种物相比,从受伤组织中回收的细菌CFU大约多100倍,表明感染成功。感染组织的革兰染色组织学切片表明伤口床中存在金黄色葡萄球菌细胞,而未感染组织切片中不存在。在此过程之后,可以进行免疫组织化学以研究组织反应,修饰革兰染色以可视化细菌定位,以及抗菌暴露后的活板计数以测试抗菌功效。
对于开发新型抗菌剂的研究人员来说,该模型将更好地控制先导物优化,减少对昂贵且严格监管的动物试验的依赖,并使抗菌剂能够快速转化为临床。