Журнал медицинских методов диагностики
Открытый доступ

Абстрактный

Новый метод количественной оценки бактериальной адгезии на поверхности имплантатов в модели инфекции, связанной с имплантатами, у крыс

Шредер М.Л., Ангрисани Н., Хегерманн Дж., Виндхаген Х., Каллиб Т. и др.

Цель: Инфекции имплантатов в плановой ортопедической хирургии по-прежнему являются клинически значимой проблемой с разрушительными последствиями для пациента. В связи с этим возникает большая потребность в новых стратегиях профилактики инфекций имплантатов. Функционализация поверхностей имплантатов для снижения микробной адгезии показывает большой потенциал in vitro , но должна быть протестирована на подходящих моделях in vivo . Для их оценки важны надлежащие методы оценки бактериальной нагрузки на поверхности имплантатов. До сих пор одновременная оценка количества и морфологии бактериальной инфекции in vivo не проводилась.
Методы: Кубические стержни Ti90/Al6/V4 были вставлены в большеберцовую кость крыс Льюиса и инфицированы штаммом Staphylococcus aureus 36/07 в различных концентрациях. Через 21 день эксплантированные имплантаты были окрашены на живые и мертвые клетки. Колонизация бактериальной поверхности была проанализирована с помощью конфокальной микроскопии и оценена полуколичественно с помощью двух различных подходов (точечный метод и объемный метод) с использованием программного обеспечения Imaris® × 64. Кроме того, была оценена бактериальная морфология. Результаты сравнивались с рентгенологическими и гистологическими изменениями.
Результаты: Новая полуколичественная оценка CLSM для оценки бактериальной биомассы на поверхности имплантатов была успешно реализована. Оба метода дали эквивалентные результаты. Результаты морфологической оценки бактериальной колонизации были аналогичны результатам количественной оценки. Наблюдалась тенденция к увеличению бактериальной биомассы и образованию биопленки на поверхности имплантата при снижении концентрации инфекции. Напротив, гистологическая и рентгенологическая оценка, а также относительный вес большеберцовой кости выявили более серьезные изменения при более высоких концентрациях инокуляции.
Заключение: В сочетании с морфологической оценкой внешнего вида бактерий эта оценка на основе CLSM является подходящим инструментом для оценки бактериальной нагрузки на поверхности имплантата. В сочетании с рентгенологической и гистологической оценкой изменений кости эта модель подходит для оценки новых поверхностей имплантатов.