Dette manuskriptet beskriver en murine calvarial osteolysis modell av eksponering for CoCrMo partikler, som utgjør en ideell dyr modell for vurdering av samspillet mellom slitasje partikler og ulike celler i aseptiske løsne.
Slitasje partikkel-indusert osteolysis er en viktig årsak til aseptiske løsne kirurgi feil, men den underliggende mekanismen er fortsatt uklart. På grunn av lang oppfølging nødvendig for deteksjon og sporadiske forekomst, er det utfordrende for å vurdere patogenesen ofparticle-indusert osteolysis i kliniske tilfeller. Derfor kreves optimal dyremodeller for videre studier. Murine modell av calvarial osteolysis etablert av eksponering for CoCrMo partikler er en effektiv og gyldig verktøyet for vurdering av samspillet mellom partikler og ulike celler i aseptiske løsne. I denne modellen, ble CoCrMo partikler først innhentet av høy-vakuum tre elektrode likestrøm og resuspended i fosfat-bufret saltvann i en konsentrasjon av 50 mg/mL. Deretter ble 50 µL av resulterende suspensjon brukt til midten av de murine calvaria etter separasjon av den kraniale periosteum av skarpe disseksjon. Etter to uker, musene ble ofret, og calvaria eksemplarer ble høstet; kvalitativ og kvantitativ evalueringene ble utført av hematoxylin og eosin flekker og mikro beregnet tomografi. Styrken i denne modellen inkluderer prosedyren enkelhet, kvantitativ vurdering av bentap, hurtighet i osteolysis utvikling, potensielle bruk transgene eller knockout modeller og en relativt lav kostnad. Men denne modellen kan ikke brukes til å vurdere mekanisk kraft og kroniske virkninger av partikler i aseptiske løsne. Murine calvarial osteolysis modell generert av eksponering for CoCrMo partikler er et ideelt verktøy for vurdering av samspillet mellom slitasje partikler og ulike celler, f.eks, makrofager, fibroblaster, osteoblasts og osteoklast i aseptiske løsne.
Aseptiske løsner er den vanligste årsaken totale hip kirurgi (THA) og totalt kneet kirurgi (TKA) feil, som krever revision kirurgi1. Den underliggende mekanismen er imidlertid uklart2. En lang oppfølging er nødvendig for å oppdage partikkel-indusert osteolysis, hvis forekomst er sjelden; Derfor er det utfordrende for å utforske sin patogenese i kliniske tilfeller. Derfor krever videre studier med fokus på komplekse cellular og vev mekanismer både i vivo eksperimenter i bære partikkel-indusert osteolysis modeller og i vitro analyser i celler knyttet til bein homeostase3. En gyldig dyremodell er viktig i avslørende effekten av slitasje partikler på bentap, gir bevis for ytterligere mobilnettet analyser.
Murine calvarial osteolysis modell bygget av eksponering for CoCrMo partikler er en effektiv og gyldig metode for vurdering av samspillet mellom partikler og ulike celler i aseptiske løsne. I denne modellen forårsake CoCrMo partikler calvarial osteolysis ved inducing inflammatoriske cytokiner i makrofager, aktivere osteoklast, hemmer osteoblast spredning og fremme osteoblast apoptose.
Det tar bare to uker å etablere denne modellen. Osteolysis kan visualisere og kvantifisert ved hematoxylin og eosin (H & E) flekker og mikro beregnet tomografi (mikro-CT)2. Dessuten, har denne modellen en relativt lav pris, og transgene og knockout mus modeller kan brukes til en rekke forbindelser på ulike doser3-skjermen.
Prosedyren for å etablere og evaluere denne modellen er enkel. Først ble CoCrMo partikler innhentet av høy-vakuum tre elektrode likestrøm og resuspended i fosfat-bufret saltvann (PBS) i en konsentrasjon av 50 mg/mL. Deretter ble 50 µL av resulterende suspensjon brukt til midten av de murine calvaria etter separasjon av den kraniale periosteum av skarpe disseksjon. Mus ble ofret etter to uker, og calvaria prøver ble høstet; kvalitative og kvantitative analyser ble utført av H & E flekker andmicro-CT.
Murine calvarial osteolysis modell bygget av eksponering for CoCrMo partikler er et ideelt verktøy for vurdering av samspillet mellom CoCrMo partikler og ulike celler, som makrofager, fibroblaster, osteoblasts og osteoklast i aseptiske løsne.
Det er to hovedmetoder for slitasje partikkel-indusert osteolysis i mus: air-pose modellen og calvarial osteolysis modellen. I luft-veske modell, er en subcutaneously generert luft-veske etablert, etterfulgt av slitasje partikkel introduksjon og implantasjon i bein vev8. Veske veggen etterligner periosteum i aseptiske løsne. Bein implantasjon er imidlertid nonvascular uten biologisk aktivitet, som gjør det vanskelig å vurdere direkte interaksjoner mellom partikler og benvevet. Calvarial osteoly…
The authors have nothing to disclose.
Denne studien ble støttet av den nasjonale Natural Science Foundation i Kina (81572111), klinisk vitenskap og teknologi prosjektet Foundation av Jiangsu provinsen (BL2012002), vitenskapelig forskning prosjekt av Nanjing (201402007), Natural Science Grunnlaget for Jiangsu provinsen (BK20161385), og spesielle grunnlaget for kinesisk lege Association (2015COS0810).
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 |