실험적 및 유한 요소 의정서는 관절 연골에서 중립 및 충전 용질의 운송을 조사하기 위해
Summary
우리는 최근에 개발 된 실험 및 수치 방법의 도움으로 관절 연골에서 충전 및 충전되지 않은 분자의 이동을 조사하기위한 프로토콜을 제안한다.
Abstract
골관절염 (OA)은 관절 연골과 연골 하골의 변성과 연관된 쇠약하게하는 질병이다. 그것은 상당한 화학적 열화, 즉 손실 프로테오글리칸 및 콜라겐 브릴 중단을 경험으로 관절 연골의 변성이 실질적으로 그 하중 기능을 손상시킨다. OA에서 화학적 손상 메커니즘을 조사하는 한 유망한 방법은 외부 용질에 연골 표본을 노출하고, 분자의 확산을 모니터하는 것입니다. 건강한 연골에 비해 상이한 확산 특성을 생성 관절 연골을 가로 질러 이동하는 동안 연골 손상 (즉, 농도 및 고분자 필수 구성)의 정도는 외부 용질 충돌하는 에너지 손실과 관련된다. 이 연구에서 우리는 몇 가지 단계로 구성되어 있으며 이전에 개발 된 실험 마이크로-C를 기반으로하는 프로토콜을 소개14px; "> omputed T omography (마이크로 CT) 및 유한 요소 모델링 제 이상성-용질 확산 계수를 얻기 다상 유한 요소 모델에 적용함으로써 뒤에 마이크로 CT를 사용하여 기록되어 충전 및 비 대전 요오드 분자의 수송. 연골 영역에 걸쳐 전하 밀도를 고정.
Introduction
분자 수송 관절 형 조인트의 항상성에 중요한 역할을하는 관절 치료제의 전달 연골 및 연골 조영 증강 영상 1, 2, 3. 이러한 연골 통합 intactness, 용질의 전하 및 크기뿐만 아니라 삼투압 및 전송 레이트 4, 5, 6에 영향을 미칠 수있는 연골 접촉 욕의 농도 요소. 각 영역은 다른 농도의 주요 세포 외 매트릭스 분자의 배향으로 구성되어 있기 때문에 중성 또는 충전 중 용질의 수송은, 관절 연골 영역과 상이 할 수있다, 즉, 프로테오글리칸 (PG를) 콜라겐 타입 II (1), 7, 8, 9,아가씨 = "외부 참조"> 10, 11. 더 중요한 것은, 충전 용질의 수송은 관절 연골 (8, 9)에 걸쳐 증가 외 매트릭스 내에 고정 된 네거티브 전하를 포함 프로테오글리칸의 농도에 크게 의존 할 수있다. 골관절염 (OA)가되어 연골 걸쳐 확산 연구의 중요성을 나타내는, 진행됨에 따라 이러한 매개 변수, 특히 고정 된 전하 밀도 (FCD)는 콜라겐 원 섬유 연골 전체 수분 함량의 변화의 방향은 변화를 거칠 수있다.
현재의 연구에서, 프로토콜은 6, 8, 9, 정확하게 확산의 유한 목욕 모델에서 중립 및 충전 용질을 사용하여 다양한 경계 조건에서 확산을 조사하기 위해 제안 이전에 설정된 실험 및 전산 연구를 기반으로. 티그 방법은 연골 및 고급 이상성-용질 다상 유한 요소 모델에 의해지지되는 유한 욕조를 포함하는 시스템의 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 영상 (마이크로 CT)으로 구성되어 제안. 이러한 모델은 관절 연골의 다양한 영역에 걸쳐 중성 및 하전 분자뿐만 아니라 FCDs의 확산 계수를 취득 할 수 있습니다. 이 모델을 사용하여, 하나는 연골 및 오버레이 유한 화장실 사이의 상호 작용을 조사하는 데 사용할 수 있습니다 확산 중립 및 충전 분자의 행동의 더 나은 이해를 얻을 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리는 관절 연골에서 중립 및 충전 용질의 확산을 연구하기 위해 유한 요소 모델링 절차와 결합 된 실험 프로토콜을 제시 하였다. 우리의 최근 연구에 따르면, 제안 된 모델은 정확하게 관절 연골 8, 9의 서로 다른 영역에서 중립 (이상성 – 용질) 모두의 전송 및 음전하 (다상) 용질을 설명 할 수있다. 널리 관절 연골이 기능적으로 같은 OA 진행 <sup class="xr…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 골 연골 플러그의 과정을 포장에있는 그들의 도움을 UMC 위트레흐트에서 개발 역학 그룹에서 씨 제론 반 덴 베르그 씨 Matthijs Wassink 그들의 감사의 말씀을드립니다. 이 작품은 네덜란드 관절염 재단에서 부여에 의해 지원되었다.
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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