Construção e avaliação de um modelo murino de osteólise raspagem pela exposição a partículas de CoCrMo no afrouxamento asséptico
Summary
Este manuscrito descreve um modelo murino de osteólise raspagem por exposição a partículas CoCrMo, que constitui um modelo animal ideal para avaliar as interações entre as partículas de desgaste e várias células no afrouxamento asséptico.
Abstract
A osteólise induzida por partículas de desgaste é a principal causa de afrouxamento asséptico em artroplastia falha, mas o mecanismo subjacente permanece obscuro. Devido ao tempo de follow-ups necessário para a detecção e a ocorrência esporádica, é difícil avaliar a osteólise induzida por ofparticle de patogênese em casos clínicos. Daí, modelos animais ideais são necessários para estudos adicionais. O modelo murino de raspagem osteólise estabelecido pela exposição a partículas CoCrMo é uma ferramenta eficaz e válida para avaliar as interacções entre partículas e várias células no afrouxamento asséptico. Neste modelo, partículas CoCrMo primeiro foram obtidas por alto vácuo três-elétrodo corrente e resuspended em tampão fosfato salina em uma concentração de 50 mg/mL. Em seguida, 50 µ l da suspensão resultante foi aplicado para o meio do calvaria murino após o ponto de separação entre o periósteo craniana por dissecação. Depois de duas semanas, os ratos foram sacrificados e calvaria foram colhidas; avaliações qualitativas e quantitativas foram realizadas pela hematoxilina e eosina manchando e micro computadorizada. Os pontos fortes deste modelo incluem a simplicidade do procedimento, avaliação quantitativa da perda óssea, rapidez de desenvolvimento de osteólise, potencial uso de transgénico ou modelos de nocaute e um custo relativamente baixo. No entanto, este modelo não para ser usado para avaliar a força mecânica e efeitos crônicos de partículas no afrouxamento asséptico. Modelo murino osteólise raspagem gerado pela exposição a partículas CoCrMo é uma ferramenta ideal para avaliar as interações entre as partículas de desgaste e várias células, por exemplo, macrófagos, fibroblastos, osteoblastos e osteoclastos, no afrouxamento asséptico.
Introduction
Afrouxamento asséptico é a causa mais comum de artroplastia total de quadril (THA) e falha de total de joelho (ATJ) de artroplastia, que requer cirurgia de revisão1. No entanto, o mecanismo subjacente permanece incerto2. Um seguimento longo é necessário para detectar a osteólise induzida por partículas, cuja ocorrência é rara; Portanto, é um desafio para explorar sua patogênese em casos clínicos. Daí, mais estudos focando mecanismos celulares e tecidos complexos requerem que ambos experimentos na vivo em usam modelos de osteólise induzida por partículas e ensaios em vitro em células relacionadas ao osso homeostase3. Um válido modelo animal é importante para revelar os efeitos de partículas de desgaste na perda óssea, fornecendo evidências para mais celulares ensaios.
Um modelo murino de osteólise raspagem construído pela exposição a partículas CoCrMo é um método eficaz e válido para avaliar as interacções entre partículas e várias células no afrouxamento asséptico. Neste modelo, CoCrMo partículas causam osteólise raspagem por indução de citocinas inflamatórias em macrófagos, ativação de osteoclastos, inibindo a proliferação de osteoblastos e promover apoptose de osteoblastos.
Apenas leva duas semanas para estabelecer esse modelo. Osteólise pode ser visualizada e quantificada por hematoxilina e eosina (H & E) coloração e micro computado tomografia computadorizada (micro-CT)2. Além disso, este modelo tem um relativamente baixo custo e transgênico e nocaute mouse modelos podem ser usados para um grande número de compostos em várias doses3de tela.
O procedimento para estabelecer e avaliar este modelo é simples. Primeiro, CoCrMo partículas foram obtidas por alto vácuo três-elétrodo corrente e resuspended em tampão fosfato salino (PBS), em uma concentração de 50 mg/mL. Em seguida, 50 µ l da suspensão resultante foi aplicado para o meio do calvaria murino após o ponto de separação entre o periósteo craniana por dissecação. Os ratos foram sacrificados após duas semanas, e foram colhidas amostras de calvaria; análises qualitativas e quantitativas foram realizadas por H & E mancha de andmicro-CT.
Um modelo murino de osteólise raspagem construído pela exposição a partículas CoCrMo é uma ferramenta ideal para avaliar as interações entre partículas CoCrMo e várias células, como macrófagos, fibroblastos, osteoblastos e osteoclastos, no afrouxamento asséptico.
Protocol
Representative Results
Discussion
Há dois métodos principais para a osteólise induzida por partículas de desgaste em ratos: o modelo de ar-bolsa e o modelo de osteólise raspagem. No modelo de bolsa de ar, uma bolsa de ar gerada por via subcutânea é estabelecida, seguido pela introdução de partículas de desgaste e implantação para o osso tecido8. A parede da bolsa imita o periósteo no afrouxamento asséptico. No entanto, a implantação de osso é nonvascular sem nenhuma atividade biológica, o que torna difícil avali…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo foi suportado pela Fundação Nacional de ciências naturais da China (81572111), clínica de ciência e tecnologia projeto Fundação da província de Jiangsu (BL2012002), projeto de pesquisa científica de Nanjing (201402007), a ciência Natural Fundação da província de Jiangsu (BK20161385) e a Fundação especial da Associação médico chinês (2015COS0810).
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 |
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