Uno Sperimentale e Finite Element protocollo per indagare il trasporto di soluti neutri e carichi attraverso cartilagine articolare
Summary
Proponiamo un protocollo per studiare il trasporto di molecole cariche e scariche attraverso cartilagine articolare con l'ausilio di metodi sperimentali e numerici recentemente sviluppati.
Abstract
L'osteoartrite (OA) è una malattia debilitante che è associata con la degenerazione della cartilagine articolare e dell'osso subcondrale. Degenerazione della cartilagine articolare compromette la sua funzione portante sostanzialmente come sperimenta degradazione chimica tremenda, cioè proteoglicani perdita e fibrille di collagene interruzione. Un modo promettente per indagare meccanismi di danno chimico durante OA è quello di esporre i campioni di cartilagine di un soluto esterna e controllare la diffusione delle molecole. Il grado di danno cartilagineo (cioè la concentrazione e la configurazione delle macromolecole essenziali) è associato con la perdita di energia collisione di soluti esterni mentre si muove attraverso cartilagine articolare crea diverse caratteristiche di diffusione rispetto alla cartilagine sana. In questo studio, si introduce un protocollo, che comprende diverse fasi e si basa su precedentemente sviluppato sperimentale micro-C14px; "> omputed T omography (micro-CT) e elementi finiti Il trasporto di molecole iodurati cariche e non viene prima registrata utilizzando micro-CT, che è seguita applicando multifasici modelli ad elementi finiti per ottenere coefficienti di diffusione bifasica-soluto. e densità di carica fissa in fusi cartilagine.
Introduction
Trasporto molecolare svolge un ruolo fondamentale nell'omeostasi del snodi, la consegna di terapie per cartilagine articolare e della cartilagine di imaging con mdc 1, 2, 3. Fattori come integrazione cartilagine e integrità, carica soluto e dimensione, nonché osmolalità e la concentrazione del bagno in contatto con cartilagine può influenzare la velocità di trasporto 4, 5, 6. Il trasporto di soluti, sia neutre o cariche, può essere differente tra zone della cartilagine articolare, perché ogni zona è formata di diverse concentrazioni e orientamenti di grandi molecole della matrice extracellulare, cioè proteoglicani (PG) e collagene di tipo II 1, 7, 8, 9,lass = "xref"> 10, 11. Ancora più importante, il trasporto di soluti cariche può essere fortemente dipendente dalla concentrazione di proteoglicani comprendenti cariche fisse negative all'interno della matrice extracellulare che aumenta tutti cartilagine articolare 8, 9. Tali parametri densità di carica particolarmente fissa (FCD), orientamento delle fibrille di collagene e di variazione di contenuto di acqua di tutti cartilagine possono subire alterazioni come osteoartrite (OA) progredisce, indicando così l'importanza di studiare diffusione attraverso cartilagine.
In questo studio, un protocollo basato su studi sperimentali e computazionali stabiliti in precedenza 6, 8, 9 si propone di indagare accuratamente diffusione in varie condizioni al contorno utilizzando soluti neutri e carichi in un modello a stati finiti vasca di diffusione. Tha proposto metodi sono composti di imaging micro-tomografia computerizzata (micro-CT) di un sistema comprendente una cartilagine e finiti vasca sostenuta da advanced modelli ad elementi finiti multifasici bifasica-soluto. Questi modelli consentono di ottenere coefficienti di diffusione delle molecole neutre e cariche nonché FCDS attraverso varie zone della cartilagine articolare. Usando questi modelli, si può ottenere una migliore comprensione del comportamento delle molecole neutre e cariche diffondenti che potrebbero essere utilizzati per studiare le interazioni tra cartilagine e sovrapponendo finita bagno.
Protocol
Representative Results
Discussion
Abbiamo presentato un protocollo sperimentale unita ad una procedura elementi finiti per studiare la diffusione di soluti neutri e carichi attraverso cartilagine articolare. Secondo studi recenti, i modelli proposti possono descrivere con precisione il trasporto sia di neutro (bifasico-soluto) e caricati negativamente soluti (multifasici) attraverso diverse zone della cartilagine articolare 8, 9. È opinione diffusa che cartilagine articolare viene funzionalment…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori desiderano esprimere la loro gratitudine al Sig Jeroen van den Berg e il signor Matthijs Wassink dal gruppo meccanica di sviluppo a UMC Utrecht per il loro aiuto nel processo di spine osteocondrali da imballaggio. Questo lavoro è stato sostenuto da una sovvenzione da olandese Arthritis Foundation.
Materials
| Hexabrix | Guerbet | 15HX005D | Negatively charged contrast agent |
| Visipaque | GE healthcare | 12570511 | Nuetral contrast agent |
| PBS | Life technologies | 10010023 | Medium |
| micro-CT | Perkin Elmer | Monitoring diffusion | |
| Freezing-point osmometer | Advanced instruments | Measuring solution osmolality |
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