Мы предлагаем протокол исследовать перенос заряженных и незаряженных молекул через суставного хряща с помощью недавно разработанных экспериментальных и численных методов.
Остеоартроз (ОА) является изнурительным заболеванием, которое связанно с дегенерацией суставного хряща и субхондральной костью. Дегенерации суставного хряща ухудшает свою функцию несущей , по существу , как он испытывает огромную химическую деградацию, т.е. протеогликанов и коллаген потери разрушения фибрилл. Одним из перспективных способов, чтобы исследовать механизмы химического повреждения во время ОА, чтобы выставить образцы хряща к внешнему растворенного вещества и контролировать диффузию молекул. Степень повреждение хряща (т.е. концентрации и конфигурация основных макромолекул) связана с коллизионной потерей энергии внешних растворенных веществ при перемещении через суставной хрящ создает различные характеристики диффузии по сравнению со здоровым хрящом. В этом исследовании мы вводим протокол, который состоит из нескольких этапов и основан на ранее разработанной экспериментальной микро-C14px; "> omputed Т omography (микро-КТ) и моделирование конечных элементов Перенос заряженных и незаряженных йодированных молекул сначала записываются с использованием микро-КТ, которая сопровождается применением двухфазного-растворенное вещество и многофазные конечные модели элемента для получения коэффициентов диффузии. и фиксированной плотности заряда по хрящевых зон.
Молекулярный транспорт играет важную роль в гомеостазе Артикуляционных суставов, доставка терапевтических средств в суставном хрящ и контрастное усилением хрящ изображения 1, 2, 3. Такие факторы, как интеграция хрящевой и интактность, растворенное вещество заряд и размер, а также осмоляльность и концентрация ванны в контакте с хрящом может повлиять на скорости транспортировки 4, 5, 6. Перенос растворенных веществ, либо нейтральных или заряженного, может быть разным между суставными зонами хряща, так как каждая зона состоит из различных концентраций и ориентаций основных внеклеточных матричных молекул, а именно протеогликаны (PGS) и коллаген типа II , 1, 7, 8, 9,деваха = "Xref"> 10, 11. Что еще более важно, перенос заряженных растворенных веществ может быть в значительной степени зависят от концентрации протеогликанов , содержащих отрицательные заряды в пределах фиксированных внеклеточного матрикса , который увеличивает через суставной хрящ 8, 9. Эти параметры особенно фиксированная плотность заряда (FCD), ориентация коллагеновых фибрилл и изменений содержания воды через хрящ может подвергаться изменениям, как остеоартрит (ОА) прогрессирует, тем самым показывая важность изучения диффузии через хрящ.
В текущем исследовании, протокол , основанный на ранее установленных экспериментальных и расчетных исследований 6, 8, 9 Предлагается точно исследовать диффузию при различных граничных условиях с использованием нейтральных и заряженных растворенные в конечномерном ванной модели диффузии. Tон предложил методы состоят из микро-компьютерная томография (микро-КТ) системы, включая хрящи и конечную баню при поддержке передовым двухфазным-растворенным веществом и многофазными моделями конечных элементов. Эти модели позволяют получить коэффициенты диффузии нейтральных и заряженных молекул, а также FCDs в различных зонах суставного хряща. Используя эти модели, можно получить лучшее представление о поведении диффундирующих нейтральных и заряженных молекул, которые могут быть использованы для изучения взаимодействия между хрящом и перекрывающей конечной ванной.
Мы представили экспериментальный протокол в сочетании с процедурой конечных элементов моделирования для изучения диффузии заряженных и нейтральных растворов через суставной хрящ. По нашим последним исследованиям, предлагаемые модели могут точно описать перенос как нейтрального (д?…
The authors have nothing to disclose.
Авторы хотели бы выразить свою признательность г-ну Йерун ван ден Берг и г-н Matthijs Wassink из группы механики развития в УМС Утрехте за помощь в процессе из хрящевых пробок упаковки. Эта работа была поддержана грантом от голландского артрита Foundation.
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 |