Name: in vivo mouse model of spinal implant infection
Uploaded: 2020-06-23T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Mouse Model of Spinal Implant Infection at JoVE.com

המחברים מבקשים להכיר בקבלת מענק Biomet Spine של האגודה האורתופדית לילדים בצפון אמריקה והמכון הלאומי לבריאות, קליני ומדעי תרגום KL2, ומענק המחקר הכירורגי HH Lee כמקורות מימון עיקריים לניסויים אלה.

כל בעלי החיים טופלו בהתאם קפדנית לנוהג טוב של בעלי חיים כמוגדר בתקנות הפדרליות כמפורט בחוק רווחת בעלי חיים (AWA), המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה משנת 1996, מדיניות PHS לטיפול אנושי ושימוש בחיות מעבדה, כמו גם המדיניות והנהלים של המוסד כמפורט במדריך ההדרכה לטיפול ושימוש בבעלי חיים, וכל עבודת בע...

<ol>
	<li>Verdrengh, M., Tarkowski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+neutrophils+in+experimental+septicemia+and+septic+arthritis+induced+by+Staphylococcus+aureus.">Role of neutrophils in experimental septicemia and septic arthritis induced by Staphylococcus aureus.</a> Infection and Immunity. 65 (7), 2517-2521 (1997).</li><li>Fang, A., Hu, S. S., Endres, N., Bradford, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Risk+factors+for+infection+after+spinal+surgery.">Risk factors for infection after spinal surgery.</a> Spine. 30 (12), 1460-1465 (2005).</li><li>Levi, A. D., Dickman, C. A., Sonntag, V. K. <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+postoperative+infections+after+spinal+instrumentation.">Management of postoperative infections after spinal instrumentation.</a> Journal of Neurosurgery. 86 (6), 975-980 (1997).</li><li>Weinstein, M. A., McCabe, J. P., Cammisa, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postoperative+spinal+wound+infection:+a+review+of+2,391+consecutive+index+procedures.">Postoperative spinal wound infection: a review of 2,391 consecutive index procedures.</a> Journal of Spinal Disorders. 13 (5), 422-426 (2000).</li><li>Picada, 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=Postoperative+deep+wound+infection+in+adults+after+posterior+lumbosacral+spine+fusion+with+instrumentation:+incidence+and+management.">Postoperative deep wound infection in adults after posterior lumbosacral spine fusion with instrumentation: incidence and management.</a> Journal of Spinal Disorders. 13 (1), 42-45 (2000).</li><li>Smith, J. 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=Rates+of+infection+after+spine+surgery+based+on+108,419+procedures:+a+report+from+the+Scoliosis+Research+Society+Morbidity+and+Mortality+Committee.">Rates of infection after spine surgery based on 108,419 procedures: a report from the Scoliosis Research Society Morbidity and Mortality Committee.</a> Spine. 36 (7), 556-563 (2011).</li><li>Abbey, D. M., Turner, D. M., Warson, J. S., Wirt, T. C., Scalley, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+postoperative+wound+infections+following+spinal+fusion+with+instrumentation.">Treatment of postoperative wound infections following spinal fusion with instrumentation.</a> Journal of Spinal Disorders. 8 (4), 278-283 (1995).</li><li>Silber, J. 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=Management+of+postprocedural+discitis.">Management of postprocedural discitis.</a> Spine Journal. 2 (4), 279-287 (2002).</li><li>Pappou, I. P., Papadopoulos, E. C., Sama, A. A., Girardi, F. P., Cammisa, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postoperative+infections+in+interbody+fusion+for+degenerative+spinal+disease.">Postoperative infections in interbody fusion for degenerative spinal disease.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 444, 120-128 (2006).</li><li>Sampedro, M. F., 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+biofilm+approach+to+detect+bacteria+on+removed+spinal+implants.">A biofilm approach to detect bacteria on removed spinal implants.</a> Spine. 35 (12), 1218-1224 (2010).</li><li>Pull ter Gunne, A. F., Mohamed, A. S., Skolasky, R. L., van Laarhoven, C. J., Cohen, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+presentation,+incidence,+etiology,+and+treatment+of+surgical+site+infections+after+spinal+surgery.">The presentation, incidence, etiology, and treatment of surgical site infections after spinal surgery.</a> Spine. 35 (13), 1323-1328 (2010).</li><li>Olsen, M. 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=Risk+factors+for+surgical+site+infection+in+spinal+surgery.">Risk factors for surgical site infection in spinal surgery.</a> Journal of Neurosurgery. 98, 149-155 (2003).</li><li>Ofluoglu, E. 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=Implant-related+infection+model+in+rat+spine.">Implant-related infection model in rat spine.</a> Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 127 (5), 391-396 (2007).</li><li>Guiboux, J. 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=The+role+of+prophylactic+antibiotics+in+spinal+instrumentation.+A+rabbit+model.">The role of prophylactic antibiotics in spinal instrumentation. A rabbit model.</a> Spine. 23 (6), 653-656 (1998).</li><li>Stavrakis, A. I., 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=Current+Animal+Models+of+Postoperative+Spine+Infection+and+Potential+Future+Advances.">Current Animal Models of Postoperative Spine Infection and Potential Future Advances.</a> Frontiers in Medicine (Lausanne). 2, 34 (2015).</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> Journal of Orthopaedic Research. 30 (3), 335-340 (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 (9), 12580 (2010).</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+muCT+imaging+in+an+orthopaedic+implant+infection+in+mice.">Monitoring bacterial burden, inflammation and bone damage longitudinally using optical and muCT imaging in an orthopaedic implant infection in mice.</a> PLoS One. 7 (10), 47397 (2012).</li><li>Francis, K. 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=Monitoring+bioluminescent+Staphylococcus+aureus+infections+in+living+mice+using+a+novel+luxABCDE+construct.">Monitoring bioluminescent Staphylococcus aureus infections in living mice using a novel luxABCDE construct.</a> Infection and Immunity. 68 (6), 3594-3600 (2000).</li><li>Dworsky, E. 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=Novel+in+vivo+mouse+model+of+implant+related+spine+infection.">Novel in vivo mouse model of implant related spine infection.</a> Journal of Orthopaedic Research. 35 (1), 193-199 (2017).</li><li>Hegde, S. 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=Activity+of+telavancin+against+heterogeneous+vancomycin-intermediate+Staphylococcus+aureus+(hVISA)+in+vitro+and+in+an+in+vivo+mouse+model+of+bacteraemia.">Activity of telavancin against heterogeneous vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus (hVISA) in vitro and in an in vivo mouse model of bacteraemia.</a> Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 65 (4), 725-728 (2010).</li><li>Crandon, J. L., Kuti, J. L., Nicolau, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+efficacies+of+human+simulated+exposures+of+telavancin+and+vancomycin+against+methicillin-resistant+Staphylococcus+aureus+with+a+range+of+vancomycin+MICs+in+a+murine+pneumonia+model.">Comparative efficacies of human simulated exposures of telavancin and vancomycin against methicillin-resistant Staphylococcus aureus with a range of vancomycin MICs in a murine pneumonia model.</a> Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 54 (12), 5115-5119 (2010).</li><li>Reyes, N., 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=Efficacy+of+telavancin+in+a+murine+model+of+bacteraemia+induced+by+methicillin-resistant+Staphylococcus+aureus.">Efficacy of telavancin in a murine model of bacteraemia induced by methicillin-resistant Staphylococcus aureus.</a> Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 58 (2), 462-465 (2006).</li><li>Sakoulas, G., Eliopoulos, G. M., Alder, J., Eliopoulos, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+daptomycin+in+experimental+endocarditis+due+to+methicillin-resistant+Staphylococcus+aureus.">Efficacy of daptomycin in experimental endocarditis due to methicillin-resistant Staphylococcus aureus.</a> Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 47 (5), 1714-1718 (2003).</li><li>Hu, 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=Combinatory+antibiotic+therapy+increases+rate+of+bacterial+kill+but+not+final+outcome+in+a+novel+mouse+model+of+Staphylococcus+aureus+spinal+implant+infection.">Combinatory antibiotic therapy increases rate of bacterial kill but not final outcome in a novel mouse model of Staphylococcus aureus spinal implant infection.</a> PLoS One. 12 (2), 0173019 (2017).</li><li>Poelstra, K. A., Barekzi, N. A., Grainger, D. W., Gristina, A. G., Schuler, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+spinal+implant+infection+model+in+rabbits.">A novel spinal implant infection model in rabbits.</a> Spine. 25 (4), 406-410 (2000).</li></ol>

זיהומים הקשורים לשתלים בעמוד השדרה מבשרים תוצאות גרועות עבור חולים 1,2,3,4,5. שלא כמו אזורים רבים אחרים בגוף, חומרה נגועה בעמוד השדרה לעתים קרובות לא ניתן להסיר בשל הסיכון של חוסר יציבות ופגיעה נוירולוג?...

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/60560">In vivo Mouse Model of Spinal Implant Infection</a>. The Authors section was updated from:
Benjamin V. Kelley1 
Stephen D. Zoller1 
Danielle Greig1 
Kellyn Hori1 
Nicolas Cevallos1 
Chad Ishmael1 
Peter Hsiue1 
Rishi Trikha1 
Troy Sekimura2 
Thomas Olson2 
Ameen Chaudry2 
Michael M. Le2 
Anthony A. Scaduto1 
Kevin P. Francis1 
Nicholas M. Bernthal1 
1Department of Orthopaedic Surgery, University of California Los Angeles 
2David Geffen School of Medicine, University of California Los Angeles
to:
Benjamin V. Kelley1 
Christopher Hamad1 
Stephen D. Zoller1 
Danielle Greig1 
Zeinab Mamouei1 
Rene Chun1 
Kellyn Hori1 
Nicolas Cevallos1 
Chad Ishmael1 
Peter Hsiue1 
Rishi Trikha1 
Troy Sekimura2 
Brandon Gettleman3 
Autreen Golzar2 
Adrian Lin2 
Thomas Olson2 
Ameen Chaudry2 
Michael M. Le2 
Anthony A. Scaduto1 
Kevin P. Francis1 
Nicholas M. Bernthal1 
1Department of Orthopaedic Surgery, University of California Los Angeles 
2David Geffen School of Medicine, University of California Los Angeles 
3University of South Carolina School of Medicine, University of South Carolina

An erratum was issued for:&#160;<a href="https://www.jove.com/t/60560">In vivo Mouse Model of Spinal Implant Infection</a>. The Authors section was updated.

Erratum: In vivo Mouse Model of Spinal Implant Infection

מטרת שיטה זו היא לתאר מודל עכברי חדשני של זיהום שתל בעמוד השדרה (SII). מודל זה תוכנן לספק כלי זול ומדויק להערכה גמישה של ההשפעה של משתנים מארחים, פתוגנים ו / או שתלים in vivo. בחינת טיפולים פוטנציאליים ואסטרטגיות טיפול לזיהומים של שתלי עמוד השדרה במודל זה נועדה להנחות את פיתוח המחקר לפני היישום במודלים גדולים יותר של בעלי חיים ובניסויים קליניים.
זיהום הקשור לשתלים לאחר ניתוח בעמוד השדרה הוא סיבוך הרסני ולמרבה הצער מתרחש בכ-3-8% מהמטופלים שעברו ניתוח אלקטיבי בעמוד השדרה 1,2,3,4,5 ועד 65% מהמטופלים שעברו ניתוח רב-שלבי או רוויזיה 6. טיפול בזיהומים של שתלי עמוד השדרה דורש לעתים קרובות אשפוזים מרובים, ניתוחים מרובים וטיפול אנטיביוטי ממושך. מכון התקנים מבשר על תוצאות גרועות של מטופלים, כולל פגיעה נוירולוגית, נכות וסיכון מוגבר לתמותה. ניהול מכון התקנים יקר ביותר ועולה למעלה מ-900,000 דולר למטופל7.
סטפילוקוקוס זהוב הוא הפתוגן האלים הנפוץ ביותר של מכון התקנים 8,9,10,11. חיידקים יכולים לזרוע את החומרה ישירות במהלך הניתוח, דרך הפצע בתקופה שלאחר הניתוח, או מאוחר יותר באמצעות התפשטות hematogenous. בנוכחות שתלי מתכת, S. aureus יוצרים ביופילם המגן על החיידקים מפני טיפול אנטיביוטי ותאים חיסוניים. בעוד הסרת חומרה נגועה עשויה לסייע במיגור יעיל של זיהום, זה לעתים קרובות לא אפשרי בעמוד השדרה מבלי לגרום לערעור יציבות ולהסתכן בפגיעה נוירולוגית12.
בהיעדר שתילה של חומרה נגועה, נדרשות גישות חדשניות למניעה, גילוי וטיפול במכון התקנים. מבחינה היסטורית, היו מודלים מוגבלים של בעלי חיים של מכון התקנים כדי להעריך ביעילות את הבטיחות והיעילות של טיפולים חדשניים. מודלים קודמים של בעלי חיים במכון התקנים דורשים מספר רב של בעלי חיים ואיסוף נקודות נתונים הדורשות המתת חסד כולל ספירת מושבות, היסטולוגיה ותרבות13,14,15. בהיעדר ניטור אורכי in vivo, מודלים אלה מספקים נקודת נתונים אחת בלבד לכל בעל חיים ולכן הם יקרים ולא יעילים.
עבודה קודמת שחקרה מודל עכברי של זיהום ארתרופלסטי בברך ביססה את הערך והדיוק של הדמיה אופטית לא פולשנית in vivo לניטור אורכי של עומס זיהום16. זיהוי ביולומינסנציה מאפשר לכמת את העומס החיידקי על פני מסלול זמן אורכי בחיה אחת באופן הומני, מדויק ויעיל. יתר על כן, מחקרים קודמים הדגימו מתאם גבוה בין ביולומינסנציה in vivo לבין CFUs הדבקים בשתלים17. היכולת לעקוב אחר זיהום לאורך זמן, הובילה להבנה מורכבת יותר של זיהום הקשור לשתלים. בנוסף, ניטור זיהום אורכי בדרך זו, איפשר את היעילות של טיפול אנטיביוטי ומיקרוביאלים חדשים להיות מוערך במדויק16,17,18.
תוך מינוף כלים אלה, פיתחנו ותיקפנו מודל של זיהום בשתל עמוד השדרה לאחר הניתוח. בשיטה שהוצגה, אנו משתמשים בחיסון של S. aureus Xen36 ביולומינסנט כדי לבסס מודל עכבר in vivo של מכון התקנים לניטור אורכי של עומס חיידקי16,17,18. מודל חדשני זה מספק כלי רב ערך לבדיקה יעילה של אסטרטגיות זיהוי, מניעה וטיפול פוטנציאליות עבור מכון התקנים לפני יישומן במודלים גדולים יותר של בעלי חיים ובניסויים קליניים.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Analytical Balance ME104</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td>30029067</td>
			<td>120 g capacity, 0.1 mg readability, backlit LCD, internal adjustment, metal base</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Bacto Tryptic Soy Broth</td>
			<td>Becton Dickinson (BD)</td>
			<td>BD 211825</td>
			<td>BD Bacto Tryptic Soy Broth (Soybean-Casein Digest Medium)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biomate 3S UV-VIS Spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>840-208300</td>
			<td>Spectrophotometer; Thermo Scientific; BioMate 3S; Six-position cell holder; Spectral bandwidth: 1.8nm; Long-life xenon lamp; Store up to 40 test methods; 16L x 13W x 9 in. H; 19 lb.; 100/240V US line cord</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioshield 720+ swinging bucket rotor</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>75003183</td>
			<td>Rotor, Swinging bucket; Thermo Scientific; BIOShield 720 high speed; Capacity: 4 x 180mL (0.72L); Angle: 90 deg. ; Max. speed/RCF: 6300rpm/7188 x g; Max. radius: 16.2cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Branson Ultrasonics 2510R-MTH (Sonicator)</td>
			<td>Branson Ultrasonics</td>
			<td>CPX952217R</td>
			<td>*similar model, our model is discontinued* Branson Ultrasonics MH Series Heated Ultrasonic Cleaning Bath, 120V, 0.75 gal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bullet Blender Storm Homogenizer</td>
			<td>Next Advance</td>
			<td>BBY24M</td>
			<td>The Bullet Blender Storm is the most powerful member of the Bullet Blender family. Homogenize up to 24 of your toughest samples (mouse femur, skin, cartilage, tumor, etc.) in just minutes. Air cooling&#8482; minimizes sample heat up. Uses 1.5ml screw-cap RINO&#174; tubes or snap-cap Eppendorf&#174; Safe-lock&#8482; tubes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Germinator 500</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>66118-10</td>
			<td>The Germinator 500 is designed to decontaminate metal micro-dissecting instruments only. It is to be 
			used exclusively for research purposes. The Germinator 500 should not be used as a substitute for 
			traditional methods of terminal sterilization. Effective sterilization cannot be assured due to lack of routine 
			sterilization-efficacy monitoring methods for glass bead sterilization. The Germinator 500 has been 
			designed and built to pass the Validation of Dry Sterilizer Spore Suspension Test: USP XXIII, Part 1211.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heracell 150i CO2 Incubator</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>51026282</td>
			<td>Single 150L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IVIS Lumina X5 Imaging System</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>CLS148590</td>
			<td>The IVIS Lumina X5 high-throughput 2D optical imaging system combines high-sensitivity bioluminescence and fluorescence with high-resolution x-ray into a compact system that fits on your benchtop. With an expanded 5 mouse field of view for 2D optical imaging plus our unique line of accessories to accelerate setup and labeling, it has never been easier or faster to get robust data&#8212;and answers&#8212;on anatomical and molecular aspects of disease.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAXQ 4450 Digtial Incubating Bench Shaker</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>SHKE4450</td>
			<td>Shaker, Incubated; Thermo Scientific; Digital; MaxQ 4450; Speed 15 to 500rpm +/-1rpm; 5 deg. C above ambient to 80 deg. C; 120V 50/60Hz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS, Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Fisher Bioreagents</td>
			<td>BP24384</td>
			<td>PBS, Phosphate Buffered Saline, 1X Solution, pH 7.4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sorvall Legend Micro 21 Centrifuge, Ventilated</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>75002436</td>
			<td>24 x 1.5/2.0mL rotor with ClickSeal biocontainment lid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SORVALL LEGEND X1R 120V Centrifuge</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>75004261</td>
			<td>Centrifuge, Benchtop; Thermo Scientific; Sorvall Legend X1R (Refrigerated), 1L capacity; Max. Speed/RCF 15,200rpm/25,830 x g; CFC-free cooling -10C to +40C; 120V 60Hz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Staphylococcus aureus - Xen36</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>119243</td>
			<td>Staphylococcus aureus - Xen36 bioluminescent pathogenic bacteria for in vivo and in vitro drug discovery. This product was derived from a parental strain from the American Type Culture Collection, used under license. Staph. aureus-Xen36 possesses a stable copy of the Photorhabdus luminescens lux operon on the native plasmid.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TUTTNAUER AUTOCLAVE 2540E 120V</td>
			<td>Heidolph Tuttnauer</td>
			<td>23210401</td>
			<td>Sterilizer, Benchtop; Heidolph; Tuttnauer; Model 2540E; Self-contained design with refillable reservoir controls water purity for sterilization; 120V 50/60Hz; 1400w. With electronic controls</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 80</td>
			<td>Fisher Bioreagents</td>
			<td>BP338-500</td>
			<td>Tween 80, Fisher BioReagents, Non-ionic detergent for selective protein extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex mixer VX-200</td>
			<td>Labnet Internation</td>
			<td>S0200</td>
			<td>120V touch or continuous mixer, 230V: 0 - 2,850 rpm,120V: 0 - 3,400 rpm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9% Sodium Chloride</td>
			<td>Pfizer Injectables/Hospira</td>
			<td>00409-4888-10</td>
			<td>0.9% Sodium Chloride Injection, USP</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vivo mouse model of spinal implant infection

זיהומים בשתלי עמוד השדרה מבשרים תוצאות גרועות מכיוון שהאבחון מאתגר ומיגור כירורגי מנוגד ליציבות המכנית של עמוד השדרה. מטרת שיטה זו היא לתאר מודל עכברי חדשני של זיהום שתל עמוד השדרה (SII) שנוצר כדי לספק כלי invivo זול, מהיר ומדויק לבדיקת טיפולים פוטנציאליים ואסטרטגיות טיפול בזיהומים של שתלי עמוד השדרה.
בשיטה זו, אנו מציגים מודל של ניתוחי עמוד שדרה בגישה אחורית שבו חוט k מפלדת אל-חלד מועתק לתהליך עמוד השדרה L4 של עכברי בר בני 12 שבועות מסוג C57BL/6J ומחוסן ב-1 x 103 CFU של זן ביולומינסנטי של חיידקי Staphylococcus aureus Xen36. לאחר מכן עכברים מצולמים לאורך, עבור bioluminescence in vivo בימים 0, 1, 3, 5, 7, 10, 14, 18, 21, 25, 28 ו-35. אותות דימות ביולומינסנציה (BLI) משדה ראייה סטנדרטי מכומתים כדי למדוד עומס חיידקי in vivo.
כדי לכמת חיידקים הנצמדים לשתלים ולרקמה הפרי-שתלית, ממיתים עכברים וקוצרים את השתל ואת הרקמה הרכה שמסביבו. חיידקים מנותקים מהשתל על ידי סוניקציה, מתורבתים במשך הלילה ולאחר מכן יחידות יוצרות מושבה (CFUs) נספרות. התוצאות המתקבלות משיטה זו כוללות ספירות חיידקים אורכיות כפי שנמדדו על ידי in vivo S. aureus bioluminescence (שטף מרבי ממוצע) וספירות CFU לאחר המתת חסד.
בעוד שמודלים קודמים של בעלי חיים של זיהום מכשור בעמוד השדרה כללו ניתוח פולשני של רקמות ex vivo, מודל העכבר של מכון התקנים המוצג במאמר זה ממנף הדמיה אופטית לא פולשנית בזמן אמת in vivo של חיידקים ביולומינסנטיים כדי להחליף מחקר רקמות סטטיות. היישומים של המודל הם רחבים ועשויים לכלול שימוש בזני חיידקים ביולומינסנטיים חלופיים, שילוב סוגים אחרים של עכברים מהונדסים גנטית כדי לחקור בו זמנית את התגובה החיסונית של המאכסן, והערכת שיטות אבחון וטיפול חדשות או חקירה כגון אנטיביוטיקה או ציפויי שתלים.

ההליך המוצג כאן שימש להערכת היעילות של משטרי אנטיביוטיקה במודל עכבר in vivo של מכון התקנים. באופן ספציפי, היעילות של טיפול אנטיביוטי משולב vancomycin ו rifampin הושוותה מונותרפיה vancomycin ובקרות נגועות לא מטופלות.
לפני הניתוח, עכברים חולקו באקראי לטיפול משולב, מונותרפיה או בקרה נגועה. נית...

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Mouse Model of Spinal Implant Infection at JoVE.com

In Vivo Mouse Model of Spinal Implant Infection

הפרוטוקול מתאר מודל עכבר in vivo חדשני של זיהום שתל בעמוד השדרה שבו שתל חוט K מפלדת אל-חלד נגוע בסטפילוקוקוס אאורוס Xen36 ביולומינסנטי. עומס חיידקי מנוטר לאורך עם הדמיה ביולומינסנטית ומאושר עם ספירת יחידות יוצרות מושבה לאחר המתת חסד.

במודל עכבר Vivo של זיהום שתל בעמוד השדרה

Spine implant infections portend poor outcomes as diagnosis is challenging and surgical eradication is at odds with mechanical spinal stability. The ...

Postoperative infection is a devastating complication of spinal surgery. This mouse model of spinal implant infection allows researchers to study the effect of host, implant, and therapeutic factors on infection. This technique quantifies real-time longitudinal bacterial burden, humanely and efficiently, in-vivo.Using a frozen stock of S.aureus zen 36, streak the bacteria onto Luria broth plates containing 200 micrograms per milliliter of kanamycin and incubate for 12 to 16 hours at 37 degrees Celsius. At the end of the incubation, individually culture single colonies from the S.aureus zen 36 culture in tryptic soy broth containing 200 micrograms per milliliter kanamycin for 12 to 16 hours at 37 degrees Celsius and 200 revolutions per minute. The next day, dilute the culture in fresh broth at a one to 50 ratio and culture the bacteria for an additional two hours to allow the isolation of mid-logarithmic phase bacteria.At the end of the incubation, pellet the bacterial cells by centrifugation and wash the cells three times in one milliliter of fresh PBS per wash. After the last wash, measure the absorbance at 600 nanometers. The ideal optical density is 0.750.Then, re-suspend the bacteria at a one times 10 to the third colony forming units per two microliters of PBS concentration. Use clippers to remove hair from the sacrum and upper thoracic spine of the 12 week old male C-57 black six mouse. Deliver pain medicine via subcutaneous injection immediately before skin preparation and repeat in three days.Sterilize the surgical site using three alternating Betadine and alcohol wipes. After the third wipe, place the mouse in the prone position on a sterile surgical bed and maximally flex the hips. Before making an incision, confirm a lack of response to toe pinch.Palpate for the iliac crest to approximately the lumbar four vertebrae body and use a number 15 surgical scalpel blade to make a longitudinal, two centimeter skin incision. Palpate the spinous process to confirm the midline and continue the incision down to the bone. Dissect sub-periosteally on the right side of the L-4 spinous process, extending laterally to the transverse process, and pass an open absorbable braided suture size 5.0 cephalad and caudad to the L-4 body through the fascia.Using a 25-gauge spinal needle, ream the spinous process of L-4 and insert a 0.1 millimeter diameter, one centimeter long, L-shaped surgical grade stainless steel implant along the lamina, with the long arm laying cephalad. Inoculate the implant with one times 10 to the third colony forming units per two microliters of bioluminescent S.aureus zen 36, taking care to ensure that all of the solution contacts the implant. Immediately tie the suture to ensure containment of the inoculum to the implant, and use a second absorbable suture to close the skin in a running fashion.Place the mouse on a heating pad with monitoring until full recovery. Obtain postoperative radiographs to confirm the appropriate placement of the implant. To measure the bacterial burden, on the appropriate day post-infection, use clippers to remove any regrown hair from the sacrum to the upper thoracic spine and place the mouse onto a bioluminescent imaging platform.Using large bending settings with a 13 centimeter field of view, capture the bioluminescent signal for five minutes. Then, use bioluminescent imaging software to isolate a standard ovoid region of interest to quantify the mean and maximum total flux of the bioluminescence. At the appropriate experimental endpoint, after preparing the mouse as demonstrated for the surgical procedure, use a number 15 scalpel blade to sharply incise the old incision and use sterile scissors to bluntly dissect to the L-4 spinous process.When the implant can be identified, use a needle driver to gently twist and remove the implant from its position, and use sterile forceps and scissors to harvest approximately one gram of spinous process bone and soft tissue immediately surrounding the surgical implant. Place the tissue in one milliliter of PBS in a pre-weighed small conical rhino tube containing four sharp homogenizing beads and place the implant in 250 microliters of 0.3%TWEEN 80 in triptych soy broth. Weigh the tube of tissue and use a homogenizer to homogenize the sample.Vortex the implants at medium strength for two minutes, then sonicate them for 10 minutes. Dilute the implant in tissue samples one to 10, one to 101, one to 1000, and plate them on triptych soy broth plates containing 1%agar. Place the plates in an incubator at 37 degrees Celsius overnight.The following day, count the colony forming units from the implant and surrounding tissue cultures. Infected control mice demonstrate BLI signals that peak on post-infection day 10 and remain above one times 10 to the fifth photons per second per square centimeter per teridian until sacrifice, successfully modeling a chronic spinal implant infection. Mice treated with vancomycin monotherapy exhibit a significantly lower BLI signal compared to infected controls, with a two-fold reduction from post infections day 10 through 21.After post-infection day 21, there is no significant difference in BLI between the monotherapy and infected control groups. Mice treated with vancomycin-rifampin combination therapy have an even lower BLI signal that is 20 fold lower than infected controls on post-infection day 10. This significant reduction persists until post infection day 28, after which no significant difference in BLI is observed between any of the groups.Implants and surrounding tissue harvested and processed on day 35 revealed no significant differences in colony-forming units between infected control, monotherapy, and combination therapy groups. Following this procedure, the host immune response may also be studied such as by utilizing mice with fluorescently-labeled neutrophils. The development of this efficient mouse model has allowed us to identify effective novel treatments for spinal implant infection.

Research

JoVE Journal

Medicine

Ex Vivo Infection of Live Tissue with Oncolytic Viruses

Ex Vivo Infection of Live Tissue with Oncolytic Viruses

Ex Vivo זיהום של רקמה חיה עם וירוסים oncolytic

Oncolytic Viruses (OVs) are novel therapeutics that selectively replicate in and kill tumor cells1. Several clinical trials evaluating the effectiveness ...

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

Longitudinal Evaluation of Mouse Hind Limb Bone Loss After Spinal Cord Injury using Novel, in vivo, Methodology

הערכת אורך של עכבר הינד איבוד מסת העצם לימב לאחר פגיעה בחוט השדרה באמצעות רומן, In vivo מתודולוגיה

Spinal cord injury (SCI) is often accompanied by osteoporosis in the sublesional regions of the pelvis and lower extremities, leading to a higher ...

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

בדיקה קלינית הסרת חוט השדרה במודל של עכברים של טרשת לרוחב amyotrophic (ALS)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 ...

A Contusion Model of Severe Spinal Cord Injury in Rats

דגם חבורה של פגיעה בחוט השדרה חמורה בחולדות

The translational potential of novel treatments should be investigated in severe spinal cord injury (SCI) contusion models. A detailed methodology is ...

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

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

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 ...

Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Brain Injury

השפעת דגם קליפת המוח מבוקר לפגיעה מוחית טראומטית

Every year over a million Americans suffer a traumatic brain injury (TBI).  Combined with the incidence of TBIs worldwide, the physical, emotional, ...

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

Intrauterine Telemetry to Measure Mouse Contractile Pressure In Vivo

טלמטריה תוך רחמי למדידת לחץ עכבר התכווצות<em&gt; In vivo</em

A complex integration of molecular and electrical signals is needed to transform a quiescent uterus into a contractile organ at the end of pregnancy. ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

חוט השדרה עכבר בילוד דגם פגיעה דחיסה

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

Stem-cell Based Engineered Immunity Against HIV Infection in the Humanized Mouse Model

תאי גזע מהונדסים חסינות בהתבסס נגד HIV זיהום במודל העכבר האנושי

With the rapid development of stem cell-based gene therapies against HIV, there is pressing requirement for an animal model to study the hematopoietic ...

Depletion of Mouse Cells from Human Tumor Xenografts Significantly Improves Downstream Analysis of Target Cells

חסך בתאי עכבר מן xenografts גידול האנושי משפר משמעותי ניתוח במורד זרם של תאי יעד

The use of in vitro cell line models for cancer research has been a useful tool. However, it has been shown that these models fail to reliably mimic ...