Строительство и оценке модели мышиных подвздошную остеолиза под воздействием CoCrMo частиц в асептических рыхления
Summary
Эта рукопись описывает модель мышиных подвздошную остеолиза под воздействием CoCrMo частицы, которая является идеальной животной модели для оценки взаимодействия частиц износа и различные клетки в асептических рыхления.
Abstract
Износ частиц индуцированной остеолиза является основной причиной асептического рыхления артропластика провалом, но основной механизм остается неясным. Из-за давно прослеживаний необходимую для обнаружения и спорадических случаев это сложно оценить ofparticle индуцированной остеолиза патогенеза в клинических случаях. Таким образом оптимальная Животные модели необходимы для дальнейших исследований. Мышиных модель черепа остеолиза, создана под воздействием частиц CoCrMo является эффективным и действительным инструментом для оценки взаимодействия между частицами и различные клетки в асептических рыхления. В этой модели CoCrMo частицы были впервые получены высокого вакуума тремя электродами постоянного тока и высокомобильна в фосфат амортизированное saline в концентрации 50 мг/мл. Затем 50 мкл в результате приостановления был применен к середине мышиных Кальвария после разделения черепной надкостницы, острый рассечение. После двух недель мышей были принесены в жертву, и Кальвария образцы были собраны; качественные и количественные оценки были исполнены гематоксилином и эозином и Микро Компьютерная томография. Преимущества этой модели включают в себя простоту процедуры, количественная оценка потери костной массы, быстрота развития остеолиза, потенциального использования трансгенных или нокаут моделей, и относительно низкой стоимости. Однако эта модель не может использоваться для оценки механических сил и хронические эффекты частиц в асептических рыхления. Мышиных подвздошную остеолиза модель, созданная под воздействием частиц CoCrMo является идеальным инструментом для оценки взаимодействия между износ частиц и различные клетки, например, макрофаги, фибробласты, остеобластов и остеокласты, в асептических рыхления.
Introduction
Разрыхление асептическое является наиболее распространенной причиной всего тазобедренного сустава (THA) и всего коленного сустава (ТКА) провал, который требует пересмотра хирургии1. Однако основной механизм остается неясным2. Длинные последующей деятельности требуется для обнаружения частиц индуцированной остеолиза, чье появление редко; Таким образом это сложно для изучения патогенеза в клинических случаях. Таким образом дальнейшие исследования, посвященные сложные механизмы клеточной и тканевой требуют как в естественных условиях экспериментов в носить модели частиц индуцированной остеолиза и в пробирке анализов в клетках, относящиеся к кости гомеостаза3. Действительный животных модель имеет важное значение в раскрытии эффекты частиц износа на потери костной массы, предоставления доказательств для дальнейшего сотовой анализов.
Мышиных подвздошную остеолиза модель построена под воздействием частиц CoCrMo это эффективный и действительный метод для оценки взаимодействия между частицами и различные клетки в асептических рыхления. В этой модели CoCrMo частицы вызывают подвздошную остеолиза, вызывая воспалительные cytokines в макрофагах, активация остеокластов, остеобластов распространения и поощрения остеобластов апоптоз.
Это займет всего две недели для создания этой модели. Остеолиза могут быть визуализированы и количественно гематоксилином и эозином (H & E) и Микро Компьютерная томография (микро CT)2. Кроме того эта модель имеет сравнительно низкой стоимости и трансгенных и нокаут мыши, что модели могут использоваться для экран большое количество соединений в различных дозах3.
Процедура создания и оценивать эту модель очень проста. Во-первых CoCrMo частицы были получены высокого вакуума тремя электродами постоянного тока и высокомобильна в фосфат амортизированное saline (PBS) в концентрации 50 мг/мл. Затем 50 мкл в результате приостановления был применен к середине мышиных Кальвария после разделения черепной надкостницы, острый рассечение. Мышей были принесены в жертву после двух недель, и Кальвария образцы были собраны; качественный и количественный анализы на H & E пятнать andmicro-CT.
Мышиных подвздошную остеолиза модель построена под воздействием частиц CoCrMo является идеальным инструментом для оценки взаимодействия между CoCrMo частиц и различные клетки, макрофаги, фибробласты, остеобластов и остеокласты, в асептических ослабление.
Protocol
Representative Results
Discussion
Существует два основных метода для износа частиц индуцированной остеолиза у мышей: воздух мешочек модель и модель черепа остеолиза. В модели воздуха мешочек сначала устанавливается подкожно сгенерированный воздуха мешочек, следуют введение частиц износа и имплантации в костной ткан?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержано Фонд национального естественных наук Китая (81572111), клинические науки и технологии проекта Фонд провинции Цзянсу (BL2012002), проект научных исследований Нанкин (201402007), естественные науки Фонд провинции Цзянсу (BK20161385) и Специальный фонд китайский врач ассоциации (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 |
References
- Dong, L., et al. Antisense oligonucleotide targeting TNF-alpha can suppress Co-Cr-Mo particle-induced osteolysis. J Orthop Res. 26 (8), 1114-1120 (2008).
- Deng, Z., et al. SIRT1 protects osteoblasts against particle-induced inflammatory responses and apoptosis in aseptic prosthesis loosening. Acta Biomater. 49, 541-554 (2017).
- Langlois, J., Hamadouche, M. New animal models of wear-particle osteolysis. Int Orthop. 35 (2), 245-251 (2011).
- Wang, P., Zhao, F. X., Zhang, Z. Z. Preparation of ultrafine zinc powders by DC arc plasma evaporation method. Chinese Journal of Nonferrous Metals. 21 (9), 2236-2241 (2011).
- Wang, Z., et al. The fibroblast expression of RANKL in CoCrMo-particle-induced osteolysis is mediated by ER stress and XBP1s. Acta Biomater. 24, 352-360 (2015).
- Wang, Z., et al. Autophagy mediated CoCrMo particle-induced peri-implant osteolysis by promoting osteoblast apoptosis. Autophagy. 11 (12), 2358-2369 (2015).
- Wang, R., et al. Particle-induced osteolysis mediated by endoplasmic reticulum stress in prosthesis loosening. Biomaterials. 34 (11), 2611-2623 (2013).
- Yang, S. Y., et al. Adeno-associated virus-mediated osteoprotegerin gene transfer protects against particulate polyethylene-induced osteolysis in a murine model. Arthritis Rheum. 46 (9), 2514-2523 (2002).
- Liu, N., et al. Autophagy mediated TiAl(6)V(4) particle-induced peri-implant osteolysis by promoting expression of TNF-alpha. Biochem Biophys Res Commun. 473 (1), 133-139 (2016).
- Wang, Z., et al. ER Stress Mediates TiAl6V4 Particle-Induced Peri-Implant Osteolysis by Promoting RANKL Expression in Fibroblasts. PLoS One. 10 (9), e0137774 (2015).
- Wang, Z., et al. TiAl6V4 particles promote osteoclast formation via autophagy-mediated downregulation of interferon-beta in osteocytes. Acta Biomater. 48, 489-498 (2017).
- Chen, S., et al. Lycorine suppresses RANKL-induced osteoclastogenesis in vitro and prevents ovariectomy-induced osteoporosis and titanium particle-induced osteolysis in vivo. Sci Rep. 5, 12853 (2015).
- Neuerburg, C., et al. The role of calcitonin receptor signalling in polyethylene particle-induced osteolysis. Acta Biomater. 14, 125-132 (2015).
- Catelas, I., Jacobs, J. J. Biologic activity of wear particles. Instr Course Lect. 59, 3-16 (2010).
- Liu, A., et al. The biological response to nanometre-sized polymer particles. Acta Biomater. 23, 38-51 (2015).
