עבודה זו נתמכה על ידי תכנית H &amp; H לי מחקר Resident כירורגי חוקרים (ליאן), AO Foundation Start-Up S-12-03M מענק (לLSM) ומכונים לאומיים לבריאות מענק R01-AI078910 (לLSM) .

<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, NZ, KPF משולם לעובדים של PerkinElmer, המייצר את מכשירי ההדמיה, ובלבד Xen29 bioluminescent ס זן aureus, ושילם עבור עלויות הפרסום של מאמר וידאו זה. יש לי המחברים שנותרו שום דבר לגלות.

הדמיה Multimodality כגון טכניקות הדמיה לנצל בהדמיה אופטית vivo בשיתוף עם ההדמיה μCT מספקת גישה טכנולוגית חדשה המאפשרת הדמיית 3D, הכימות וניטור אורך של תהליכים ביולוגיים בהקשר האנטומי 1-4. הפרוטוקולים במחקר הנוכחי מספקים מידע מפורט כיצד in vivo bioluminescent ודימות פלואורסצנטי יכול להיות משולב עם ההדמיה μCT במודל אורתופדים תותב שתל זיהום בעכברים כדי לפקח על נטל החיידקים, דלקת neutrophilic ושינויים אנטומיים בעצמות noninvasively ואורכים מעל זמן. יחדיו, המידע שהושג על ידי שילוב של הדמיה אופטית ומבנית מייצג התקדמות טכנולוגית גדולה, אשר עשוי להיות טוב במיוחד מתאים ללמוד תהליכים ביולוגיים ומצבים פתולוגיים המשפיעים על מערכת השרירים והשלד. עניין אחדממצא ing שיש לציין הוא ששמו לב שאותות ניאון EGFP-נויטרופילים ירדו לרמות רקע על ידי 14-21 ימים ונשארו ברמות רקע לתקופת הניסוי למרות נוכחותם של חיידקי bioluminescent. אין זה סביר כי קרינת רנטגן השפיעה הישרדות נויטרופילים כפי שאנו נצפו קינטיקה דומה של אותות נויטרופילים בעכברים שאינם מוקרן 19. בעבודה הקודמת שלנו היה מעורב מודל של ס &#39; פצעי aureus נגועים, חדירת נויטרופילים מעורבים שילוב של גיוס חזק נויטרופילים מהמחזור, הישרדות נויטרופילים ממושכות באתר של זיהום והביות של תאי KIT + אב למורסה, שבו הם נותנים באופן מקומי עלייה להבשיל נויטרופילים 23. סביר להניח כי תהליכים דומים תרמו לחדירת נויטרופילים בשתלו אורתופדי ס מודל זיהום aureus. למרות שלא ידוע מדוע אותות נויטרופילים ירד בorthopמודל זיהום aedic, יכול להיות שהתגובה החיסונית השתנתה לאורך זמן כמו זיהום זה התקדם מאקוטי לדלקת כרונית וזה נושא של חקירה בעתיד. יש מגבלות במודל זה עכבר של זיהום משותף תותב אורתופדים וin vivo ההדמיה multimodality שיש לציין. ראשית, מודל עכבר זה הוא פשטני של הנהלים בפועל וחומרים המשמשים בניתוחים אורטופדיים בבני אדם 24. עם זאת, מודל זה עושה לשחזר את הזיהום הכרוני ודלקת שהתפתחה בעצמות ובמפרקי הרקמה כי הוא ראה בזיהומי שתל אורתופדים אנושיים 8,9. בנוסף, כדי לקבל את תמונות μCT, מינונים נמוכים יחסית של קרינת רנטגן שמשו כדי למזער את השפעות שליליות על בריאותם של בעלי החיים במהלך הזיהום. לרזולוציה טובה יותר של עצם, במינונים גבוהים יותר של קרינת X-ray יוכל לשמש עבור ההדמיה μCT על מורדמיםnimals. עם זאת, זה היה מונע את היכולת noninvasively ואורכים כדי לפקח על עצם השינויים לאורך משך הניסויים. לסיכום, ההדמיה multimodality מעורבת שילוב של in vivo הדמיה האופטית של בעלי החיים שלמה עם ההדמיה μCT אנטומיים התירה מידע מקיף יותר על הזיהום והתגובה דלקתית. בנוסף, טכניקות אלה התירו להערכת ההשלכות של הזיהום והדלקת בעצמות ובמפרקי רקמות. עבודה בעתיד יכולה לנצל את היתרון של ההדמיה multimodality להעריך את יעילותם של טיפולים נוגדים חיידקים, תגובות חיסוניות, הפתוגנזה של מחלה והשינויים תגובתי בעצמות כפי שהחלנו לחקור 14-18. בנוסף, הדמיה multimodality יכולה להעריך בדיקות וקליעים נותבים כדי לאבחן הנוכחות של זיהום כפי שתוארה לעיל במודלים של בעלי חיים זיהום ירך, דלקת פן לב, להדביק ריאתייונים וזיהומים ביולוגי 25-28. לבסוף, השימוש בהדמית multimodality יכול להיות מורחבת מעבר למחלות זיהומיות ומשמש על פני תחומים, ובכלל זה אורתופדיה, ראומטולוגיה ואונקולוגיה, לחקור מצבים אחרים המשפיעים על מערכת השלד, כגון סרטן שלד, מחלה גרורתית, שברים ודלקת פרקים 5-7 .

טכניקות הדמיה פרה קלינית Multimodality שכרוכה בשילוב של מידע אופטי ואנטומיים מאפשרות הדמיה וניטור של תופעות ביולוגיות ב3D 1-4. מאז ההדמיה μCT מאפשרת הדמיה המעולה של האנטומיה עצם, תוך שימוש בהדמית μCT בשיתוף של עם הדמיה אופטית מייצגת שילוב ייחודי שעשויה להיות שימושי במיוחד לחקירת תהליכים הכרוכים בביולוגית עצם 5-7. דוגמא תהיה להשתמש בטכניקות אלה כדי ללמוד זיהומי שתל אורתופדים, המייצגים סיבוך הרסני הבאים ניתוחים אורתופדיים 8,9. biofilms חיידקים להיווצר על העצמים הזרים מושתלים שמקדמים הישרדות של החיידקים על ידי המשרת כמחסום פיזי המונע מתאי מערכת חיסון חישת האנטיביוטיקה הזיהום וחוסם את הגישה לחיידקים 10,11. הזיהום הכרוני ומתמשך של רקמת מפרקים (דלקת מפרקים ספיגה)עצם ד (אוסטאומיאליטיס) גורם ספיגת עצם שמובילה להתרופפות של התותבת ו8,9 כישלון סופו של דבר. osteolysis periprosthetic וכתוצאה מכך זה קשור לתחלואה מוגברת ו12,13 תמותה. בעבודה הקודמת שלנו, bioluminescent in vivo ודימות פלואורסצנטי שימש יחד עם X-ray והדמיה טומוגרפיה-מחושב מיקרו (μCT) במודל משותף זיהום תותב אורתופדים בעכברי 14-19. מודל זה מעורב הצבת טיטניום קירשנר תיל (K-wire) באופן כזה שסופו של דבר הקיצוץ של השתל הורחב במפרק הברך מעצמות הירך של עכברי 14-19. הבידוד של Staphylococcus aureus (זן bioluminescent Xen29 או Xen36) היה אז pipetted על פני השטח של השתל במפרק הברך לפני האתר כירורגית נסגר 14-19. בvivo הדמיה אופטית שימשה לזהות ולכמת את אותות bioluminescent, ש תואם את נוmber של חיידקים ברקמה משותפת ועצם הנגוע 14-19. בנוסף, in vivo הקרינה הדמיה של עכברי LysEGFP, אשר מחזיקים נויטרופילים ניאון 20, שימש לכמת את המספרים של נויטרופילים שהגרו למפרקי הברך הנגועים המכילים את שתלי K-תיל 14,19. לבסוף, שיטות הדמיה אנטומיים, כולל ההדמיה רנטגן ברזולוציה גבוהה והדמיה μCT, מותר 2D המתאים והדמיה אנטומית 3D של העצם המושפע על פני כל משך הזיהום כרוני, שבו אנו באופן שרירותי יסתיימו בדרך כלל בין 2 ל 6 שבועות לאחר ניתוח 16 , 18. באמצעות מודל זה, את היעילות של טיפול מקומי ומערכתי נגד חיידקים, תגובות חיסוניות הגנתיות ושינויים אנטומיים פתולוגיים בעצמות יכולה להיות מוערכת 14-18. בכתב היד הזה, פרוטוקולים מפורטים לשיטות הדמיה אופטיות וμCT במודל תותב אורתופדים זו משותף זיהום נמסרו כrepresentative מערכת ללמוד תהליכים ביולוגיים בהקשר האנטומי של העצם. אלה כוללים ניתוחים למודל זיהום משותף תותב אורתופדים בעכברים, 2D and 3D בהליכי הדמיה אופטית vivo (כדי לזהות אותות bioluminescent חיידקים ואותות נויטרופילים ניאון), רכישת μCT הדמיה וניתוח ושיתוף רישום של תמונות אופטיות 3D עם תמונות 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

ההדמיה Multimodality התפתחה כגישה טכנולוגית נפוצה בשימוש הן במחקר קליני ופרה קליני. טכניקות מתקדמות המשלבות בהדמיה אופטית וμCT vivo לאפשר להדמיה של תופעות ביולוגיות בהקשר האנטומי. שיטות הדמיה אלה עשויות להיות שימושיות במיוחד ללחקור את תנאים שעצם ההשפעה. בפרט, זיהומי שתל אורתופדים הם בעיה חשובה בניתוח אורתופדים קליני. זיהומים אלה הם קשים לטיפול, כי biofilms חיידקים להיווצר על החומרים מושתלים בניתוח הזר, שמוביל לדלקת מתמשכת, דלקת עצם וosteolysis סופו של דבר העצם סביב השתל, אשר בסופו גורם להתרופפות שתל וכישלון. כאן, במודל עכבר של השתלה תותבת אורתופדים נגוע שימש שמעורב המיקום כירורגית של שתל קירשנר תיל לתוך תעלת intramedullary בירך בצורה כזו כי בסופו של דואר השתלxtended לתוך מפרק הברך. במודל זה, עכברי LysEGFP, זן עכבר שיש לו נויטרופילים EGFP-ניאון, הועסקו בשיתוף עם זן Staphylococcus aureus bioluminescent, אשר באופן טבעי פולט אור. החיידקים היו מחוסן למפרקי הברך של העכברים לפני סגירת האתר כירורגית. Bioluminescent בחי ודימות פלואורסצנטי שימשה לכמת את נטל החיידקים ותגובה דלקתית נויטרופילים, בהתאמה. בנוסף, ההדמיה μCT בוצעה באותו עכברים, כך שמיקום 3D של bioluminescent ואותות אופטיים ניאון יכול להיות שותף רשום עם תמונות μCT אנטומיים. כדי לכמת את השינויים בעצמות לאורך זמן, החיצוני עצם הנפח של עצמות הירך הדיסטלי נמדדו בנקודות זמן ספציפיות באמצעות תהליך פילוח גובה מבוסס חצי אוטומטי. יחדיו, השילוב של in vivo bioluminescent הדמיה ניאון / עם ההדמיה μCT עשוי להיות שימושי במיוחד fאו הניטור בלתי פולשני של הזיהום, תגובה דלקתית ושינויים אנטומיים בעצמות לאורך זמן.

בbioluminescent vivo ודימות פלואורסצנטי במחקר הנוכחי, הפרוטוקול מתואר עבור דגם זה שפורסם בעבר של זיהום משותף תותב אורתופדים בעכברים 14-19, הכולל את המיקום כירורגית של שתל K-חוט טיטניום המשתרע מתעלת intramedullary בירך לתוך המפרק חלל 14-19. ס זן aureus bioluminescent Xen29 (1 x 10 3 CFU ב2 μl PBS) היה pipetted ישירות על גבי שתל טיטניום הסוף בברך לפני משותף סגירת האתר כירורגית 16. כדי להמחיש ולכמת את זרם הנטל ונויטרופילים חיידקי noninvasively בעכברי LysEGFP מורדמים, in vivo הדמיה אופטית של בעלי חיים שלמות בוצעה ברצף תמונת אותות bioluminescent מהחיידקים ואותות ניאון EGFP מנויטרופילים המסתננים באמצעות בעלי החיים שלמים האופטיים IVIS הספקטרום ב vivoמערכת הדמיה בשלושה ימים שלאחר ניתוח (כלומר, ימים 2, 14 ו28). אותות bioluminescent של עכברים נגועים Xen29 נותרו מעל אותות רקע של עכברים נגועים בדמה לתקופת הניסוי (איור 1 א, ג) 16. העבודה הקודמת שלנו הראתה שin vivo bioluminescent האותות מקורבים באופן הדוק המספרים של vivo לשעבר CFU המבודדים מהמפרק / רקמת העצם והחסיד לשתלים 17,18. בנוסף, אותות ניאון EGFP היו גבוהים יותר מאשר עכברים נגועים בזיוף בנקודות זמן מוקדם אבל פנו רמות רקע במהלך הזיהום (איור 2 ב, ג) 16. שיתוף רישום 3D של in vivo אותות אופטיים עם תמונות μCT כדי להמחיש את האותות האופטיים (אותות כלומר, bioluminescent חיידקים וניאון EGFP) בהקשר האנטומי של מפרקי הברך לאחר הניתוח אניn 3D, התמונות אופטיות שנוצרו באמצעות מערכת ההדמיה IVIS הספקטרום היו עם תמונות μCT נוצרו באמצעות מערכת ההדמיה Quantum FX μCT שיתוף רשום. שיתוף רישום זה יכול להיות מושלם, כי חדר ההדמיה העכבר יכול להיות מוכנס לתוך או מכונה כדי להבטיח שהעכברים היו בדיוק באותו הכיוון. כדי לאמת את הדיוק הזה, התוצאות הושוו עם רכישת תמונה בוצעה באמצעות ספקטרום-CT במערכת ההדמיה vivo IVIS המשלבת את שני השיטות למכשיר אחד ללא צורך בהעברה פיזית של בעלי החיים. כדי למפות את הנתונים האופטיים על גבי תמונות μCT ב3D, אנו מנוצלים אלגוריתם שחזור טומוגרפיה אופטית מפוזר 16. שחזור 3D התוצאה מוצג (סרט 1). בנוסף, ההדמיה μCT אפשרה להדמיה וכימות של שינויים נלווים באיכות ובממדים של העצם שאירע במהלךהזיהום (איור 2) 16. כפי שדווח בעבר, חיצוני עצם הנפח של עצם הירך הדיסטלי גדל באופן משמעותי לאורך הזמן (איור 2 א) 16. כדי לכמת את השינויים הללו, ניתוח תמונת נפחית 3D בוצע על 25% הדיסטלי של פני השטח הבונים של עצם הירך והשינויים בעצמות הנפח לאורך הזמן היו מנורמלות הראשוני עצם הנפח. חיצוני עצם הנפח גדל באופן משמעותי בעכברים נגועים בהשוואה לעכברים נגוע בדמה (איור 2) 16. העלייה בהדיסטלי עצם הירך חיצוני הנפח הייתה סבירה בשל פגיעה בעצמות הנגרמת על ידי הזיהום של רקמה המשותפת ועצם, שנצפו באמצעות הדמיה μCT וניתוח היסטולוגית 16. <img alt="איור 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51612/51612fig1highres.jpg" width="500" /> איור 1 2D in vivo </strאונג&gt; bioluminescent ואותות ניאון. ס aureus Xen29 או לא חיידקים (נגוע) היו מחוסן למפרק הברך לאחר מיקום K-תיל והעכברים LysEGFP הם צילמו באמצעות מערכת ההדמיה IVIS ספקטרום 16. () ממוצע in vivo אותות bioluminescent כפי שנמדד על ידי שטף כולל (פוטונים / sec) ± SEM. (B) ממוצע ב/ (μW / cm 2) ± SEM. (C) הנציג בbioluminescent vivo ואותות ניאון מעולף על גבי צילום בשחור לבן vivo EGFP אותות ניאון, כפי שנמדד על ידי סך הכל יעילות קורנת (פוטונים / sec) תמונה של העכברים. המגבלה של זיהוי של נטל החיידקים באמצעות in vivo ההדמיה bioluminescent היא בין 1 x 10 2 ו1 x 10 3 CFU. * P &lt;0.05, עמ &#39;† &lt;0.01, ‡ p &lt;0.001 עכברים Xen29 נגועים לעומת עכברים נגועים בדמה (מבחן t של הסטודנט [שני זנב]). אנאלב הזה הוא דמות מייצגת, הכוללת נתונים שפורסמו בעבר נוצרו באמצעות Xen29 וצלמו עם מערכת ההדמיה IVIS לומינה XR 16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51612/51612fig1highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51612/51612fig2highres.jpg" width="500" /> ההדמיה איור 2 3D μCT. S. aureus Xen29 או לא חיידקים (נגוע) היו מחוסן למפרק הברך לאחר מיקום K-תיל ועכברי הדמיה באמצעות FX הקוונטים in vivo מערכת μCT. () הדמיות הנציג 3D μCT של Xen29 עכברי -infected (פנלים העליונים) ועכברים נגועים בדמה (לוחות נמוכים). אחוז (ב) לשינוי עצם נפח החיצוני (25% הדיסטלי של עצמות הירך) מנורמל לti הראשונילי נקודה (ממוצע ± SEM). * P &lt;0.05, עמ &#39;† &lt;0.01, ‡ p &lt;0.001 עכברים Xen29 נגועים לעומת עכברים נגועים בדמה (מבחן t של הסטודנט [שני זנב]). שים לב זה הוא דמות נציג הכוללת נתונים שפורסמו בעבר נוצרו באמצעות מתח bioluminescent ס aureus Xen29 וצלם עם FX in vivo μCT מערכת ההדמיה קוונטי 16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51612/51612fig2highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51612/Movie_1.mpg" target="_blank">סרט 1.</a> הנציג 3D שיתוף רישום האנטומי של אותות Xen29 bioluminescent ואותות ניאון EGFP-נויטרופילים בשילוב עם תמונות μCT. התמונות מסובבות על הציר האנכי.

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

בשילוב הדמיה אופטית וμCT במודל של עכברים של זיהום שתל אורתופדים, ניצול זן מהונדס bioluminescent של Staphylococcus aureus, סיפק את היכולת noninvasively ואורכים כדי לפקח על הדינמיקה של זיהום החיידקים, כמו גם את התגובה הדלקתית המקבילה ושינויים אנטומיים ב עצם.

בשילוב<em&gt; בvivo</em&gt; אופטי וμCT הדמיה למעקב אחר זיהום, דלקת, ועצם אנטומיה בזיהום אורטופדיים שתל בעכברים

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).  בשילוב הדמיה אופטית וμCT במודל של עכברים של זיהום שתל אורתופדים, ניצול זן מהונדס bioluminescent של Staphylococcus aureus, סיפק את היכולת noninvasively ואורכים כדי לפקח על הדינמיקה של זיהום החיידקים, כמו גם את התגובה הדלקתית המקבילה ושינויים אנטומיים ב עצם. 

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.

Multi-פוטון הדמיה של הפלישה תאים סרטניים במודל עכבר orthotopic של קרצינומה של תאים קשקשיים אוראלי

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.

שטיפה ברונכואלוואולרית (BAL) למחקר; קבלת תשואה הולמת לדוגמא

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.

תובלת pneumococcal אנוש ניסויית

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.

חליטות עורק הראשי לpharmacokinetic וpharmacodynamic ניתוח של taxanes בעכברים

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.

בשנת מעקב Vivo של בצקת פיתוח ופתולוגיה מיקרוסקולרית במודל של מלריה מוחית ניסיוני באמצעות תהודה מגנטית הדמיה

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.

טיפול ונקומיצין טעון סולפט סידן ועצמות Autogenous במודל משופר הארנב של זיהום עצם

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.

מהירה In Vivo ובחינת יכולות הדור של לימפוציטים T ציטוטוקסיות של אדג'וונט לפיתוח חיסון

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.

הדור של שברי הירך סגור בעכברים: מודל ללמוד ריפוי עצם

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.

ניתוח תפוקה גבוהה של נתוני מיפוי אופטי באמצעות מידע אלקטרומגנט

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.

Immunofluorescence התוויות של האדם ומורין נויטרופילים מלכודות ממומנת ב-פרפין רקמה מוטבעת

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