건설 및 무 균 완화에 CoCrMo 입자에 노출에 의해 Calvarial Osteolysis Murine 모델의 평가
Summary
이 원고는 마모 입자 및 무 균 완화에 다양 한 세포 간의 상호 작용을 평가 하기 위한 이상적인 동물 모델을 구성 하는 CoCrMo 입자에 노출에 의해 calvarial osteolysis murine 모델을 설명 합니다.
Abstract
마모 입자 유도 osteolysis 관절 교체 실패, 무 균 완화의 주요 원인 이지만 기본 메커니즘 불분명 남아. 검색 및 산발적 발생에 필요한 긴 후속 인 그것 병 인 ofparticle 유도 osteolysis 임상의 경우에서 평가 하기 위해 도전적 이다. 따라서, 최적의 동물 모델은 추가 연구 필요. CoCrMo 입자에 노출에 의해 설립 calvarial osteolysis murine 모델은 입자와 무 균 완화에 다양 한 세포 간의 상호 작용을 평가 하기 위한 효과적이 고 유효한 도구. 이 모델에서 CoCrMo 입자 처음 높은 진공 3 전극 직류 여 되었고 50 mg/mL의 농도에서 인산 염 버퍼 염 분에 resuspended. 다음, 후 분리 하 여 두개골과 날카로운 해 부 결과 서 스 펜 션의 50 µ L murine calvaria의 중간에 적용 되었습니다. 2 주 후, 생쥐 희생 했다, 및 calvaria 표본 수확 했다; 질적 및 양적 평가 되며 고 오신 얼룩 및 마이크로 컴퓨터 단층 촬영에 의해 수행 되었습니다. 이 모델의 장점 절차 단순, 뼈 손실의 양적 평가, osteolysis 개발, 잠재적인 사용 유전자 변형 또는 녹아웃 모델, 그리고 상대적으로 저렴 한 비용의 속도 포함 한다. 그러나,이 모델은 기계적인 힘 및 입자 무 균 완화의 만성 효과 평가 하는 데 사용할 수 없습니다. Calvarial osteolysis murine 모델 CoCrMo 입자에 노출에 의해 생성 된 마모 입자 및 다양 한 셀, 예를 들면, 대 식 세포, 섬유 아 세포, osteoblasts 및 osteoclasts, 무 균 완화에 사이 상호 작용을 평가 하기 위한 이상적인 도구입니다.
Introduction
가장 일반적인 원인은 이다 무 균을 풀면 총 엉덩이 관절 (THA) 교체 및 총 무릎 관절 (TKA) 교체 실패의 개정 수술1필요. 그러나, 기본 메커니즘 불분명2남아 있습니다. 긴 후속 입자 유도 osteolysis, 그 발생은 드문; 검색 하는 데 필요한 따라서, 그것은 임상의 경우에서 자사의 pathogenesis 탐험 도전 이다. 따라서, 복잡 한 세포와 조직 메커니즘에 초점을 맞추고 더 연구에 실험 비보에 모두 착용 입자 유도 osteolysis 모델 및 분석 실험 체 외에 세포 항상성3뼈에 관련 된 필요 합니다. 유효한 동물 모델 더 세포질 분석 실험에 대 한 증거를 제공 하는 뼈 손실에 마모 입자의 효과 드러내는에서 중요 하다.
CoCrMo 입자에 노출에 의해 건설 murine calvarial osteolysis 모델 입자와 무 균 완화에 다양 한 세포 간의 상호 작용을 평가 하기 위한 효과적이 고 유효한 방법입니다. 이 모델에서 CoCrMo 입자 발생할 calvarial osteolysis 유도 하는 대 식 세포에서 염증 성 cytokines, osteoclasts 활성화, osteoblast 확산 억제 및 osteoblast apoptosis를 홍보.
그것은이 모델을 설정 하려면 2 주 걸립니다. Osteolysis 수 수 시각 hematoxylin와 오신 (H & E) 얼룩 계량 및 마이크로 계산 된 단층 촬영 (마이크로 CT)2. 또한,이 모델은 상대적으로 저렴 한 비용, 그리고 유전자 변형 및 녹아웃 마우스 모델 다양 한 복용량3화합물의 많은 화면을 사용할 수 있습니다.
설정 하 고이 모델을 평가 절차는 간단 합니다. 첫째, CoCrMo 입자 높은 진공 3 전극 직류 여 되었고 50 mg/mL의 농도에서 인산 염 버퍼 염 (PBS)에서 resuspended. 다음, 후 분리 하 여 두개골과 날카로운 해 부 결과 서 스 펜 션의 50 µ L murine calvaria의 중간에 적용 되었습니다. 쥐 2 주 후, 희생 했다 및 calvaria 샘플 수확 했다; 질적 및 양적 분석 H & E andmicro-코네티컷 얼룩에 의해 수행 되었다
CoCrMo 입자에 노출에 의해 건설 murine calvarial osteolysis 모델 CoCrMo 입자와 대 식 세포, 섬유 아 세포, osteoblasts, osteoclasts에 무 균 완화 등 다양 한 세포 간의 상호 작용을 평가 하기 위한 이상적인 도구입니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
마모 입자 유도 osteolysis 쥐에 대 한 두 가지 주요 방법이 있다: 공기 주머니 모델과 calvarial osteolysis 모델. 공기 주머니 모델에서 피하 생성 된 공기 주머니는 처음 설립, 마모 입자 소개 및 이식 뼈 조직8에 이어서. 주머니 벽 무 균 완화에 모방합니다. 그러나, 뼈 이식이 이다 nonvascular 생물 학적 활동 없이, 입자와 뼈 조직 간의 직접적인 상호 작용을 평가 하기 어렵습니다. Calvarial o…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 국립 자연 과학 재단의 중국 (81572111), 과학 및 기술 프로젝트 재단의 장쑤 성 (BL2012002), 과학 연구 난징 프로젝트 (201402007), 자연 과학에 의해 지원 되었다 장쑤 성 (BK20161385)의 기초 그리고 중국 의사 협회 (2015COS0810)의 특별 한 기초.
Materials
| CoCrMo alloy from prosthesis | Waldemar Link GmbH & Co | GEMINI MK II | Raw material to obtain CoCrMo nanoparticles |
| Fabricated high-vacuum three-electrode direct current | College of Materials Science & Engineering , Nanjing University of Technology | Self designed machine | |
| 6 week old male C57BL/6J mice | Model animal research center of Nanjing University | N000013 | |
| 100% Ethanol | Nanjing Reagent | C0691514023 | Solvent of CoCrMo nanoparticles for transmission electron microscope scanning |
| 1.5 ml Microcentrifuge tubes | Taizhou Weierkang Medical Supplies co., LTD | W603 | |
| Microanalytical balance | Shenzhen Qun long Instrument Equipment Co,. LTD | EX125DZH | |
| Ultrasonic shaker | Shanghai Yuhao scientific instrument co., LTD | YH-200DH | To suspend CoCrMo nanoparticles |
| Transmission Electron Microscope | FEI | Tecnai G20 | |
| SimplePCI software | Compix Inc. | 6.6 version | To calculate the mean diameter and particle size distribution. |
| High-handed sterilization pan | QIULONGYIQI | KYQL-100DS | To decontaminate endotoxin |
| Limulus Amebocyte Lysate (LAL) Assay | Charles River | R13025 | To detect endotoxin |
| 15 ml Microcentrifuge tubes | Taizhou Suyi Medical | B122 | |
| Phosphate-buffered saline | Boster Biological Technology | AR0030 | Solvent of CoCrMo nanoparticles stock solution |
| Pentobarbital Sodium | Sigma | P3761 | To anesthetize mice |
| Normal saline | SACKLER | SR8572EP-15 | To prevent drying of mice eyes |
| 75% Ethanol | Nanjing Reagent | C0691560275 | Disinfection |
| Medical cotton ball | Shuitao | 1278298933 | Disinfection |
| Shaver | Kemei | KM-3018 | To shave the fur |
| Scissor | RWD LIFE SCIENCE | S12005-10 | To incise skin |
| Suture | RWD LIFE SCIENCE | F34001-01 | To suture skin |
| Needle holder | RWD LIFE SCIENCE | F33001-01 | To suture skin |
| Needle | RWD LIFE SCIENCE | R14003-12 | To suture skin |
| Vessel forceps | RWD LIFE SCIENCE | F22003-09 | To suture skin |
| Scalpel | RWD LIFE SCIENCE | S31010-01 | To harvest calvaria |
| Tweezers | RWD LIFE SCIENCE | F12006-10 | To harvest calvaria |
| 100 µL pipettes | Eppendorf | 3120000240 | To embed particles suspension in the calvatias |
| 100 µL pipette tips | AXYGEN | T-200-Y | To embed particles suspension in the calvatias |
| 5 ml Microtubes | Taizhou Weierkang Medical Supplies co., LTD | W621 | |
| 4% Paraformaldehyde | Servicebio | G1101 | Fixation |
| Micro Computed Tomography | SkyScan | SkyScan1176 | |
| Ethylene Diamine Tetraacetic Acid | Servicebio | G1105 | Decalcification |
| Paraffin | Servicebio | #0001 | |
| Paraffin slicing machine | Leica | RM2125RTS | |
| Glass slide | Servicebio | G6004 | |
| Cover glass | Servicebio | 200 | |
| HE staining kit | Servicebio | #1-5 | HE staining |
| Light microscope | Nikon | E200 |
References
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