प्रत्यारोपण के लिए धातु के खिलाफ आर्टिकुलर कार्टिलेज स्लाइडिंग का बायोट्रिबुलॉजिकल परीक्षण और विश्लेषण
Summary
यह प्रोटोकॉल धातु प्रत्यारोपण सामग्री के खिलाफ स्लाइडिंग ऑस्टियोकॉन्ड्रल सिलेंडरों की तैयारी, बायोट्रिबुलॉजिकल परीक्षण और विश्लेषण का वर्णन करता है। इस प्रोटोकॉल में शामिल परिणाम उपाय मेटाबोलिक गतिविधि, जीन अभिव्यक्ति और हिस्टोलॉजी हैं ।
Abstract
मध्यम आयु वर्ग के रोगियों में ऑस्टियोकॉन्ड्रल दोषों को फोकल मेटालिक प्रत्यारोपण के साथ इलाज किया जा सकता है। पहले घुटने के जोड़ में दोषों के लिए विकसित, प्रत्यारोपण अब कंधे, कूल्हे, टखने और पहले प्रपदिकीय संयुक्त के लिए उपलब्ध हैं । दर्द में कमी और नैदानिक सुधार प्रदान करते समय, कई रोगियों में विरोधी उपास्थि के प्रगतिशील अपक्षयी परिवर्तन देखे जाते हैं। इस क्षति के लिए अग्रणी तंत्र पूरी तरह से समझ में नहीं आ रहे हैं । यह प्रोटोकॉल धातु-ऑन-कार्टिलेज पेयरिंग और आर्टिकुलर कार्टिलेज के व्यापक विश्लेषण का अनुकरण करने के लिए एक ट्राइबोलॉजिकल प्रयोग का वर्णन करता है। मानव आर्टिकुलर उपास्थि के लिए एक मॉडल के रूप में गोजातीय ऑस्टियोकॉन्ड्रल सिलेंडरों के खिलाफ धातु प्रत्यारोपण सामग्री का परीक्षण किया जाता है। विभिन्न भार और स्लाइडिंग गति को लागू करके, शारीरिक लोडिंग स्थितियों की नकल की जा सकती है। आर्टिकुलर कार्टिलेज पर पड़ने वाले प्रभावों का व्यापक विश्लेषण प्रदान करने के लिए, हिस्टोलॉजी, मेटाबोलिक गतिविधि और जीन अभिव्यक्ति विश्लेषण इस प्रोटोकॉल में वर्णित हैं। ट्राइबोलॉजिकल परीक्षण का मुख्य लाभ यह है कि वीवो स्थितियों में अनुकरण करने के लिए लोडिंग मापदंडों को स्वतंत्र रूप से समायोजित किया जा सकता है। इसके अलावा, स्नेहन या समर्थक भड़काऊ एजेंटों के प्रभाव की जांच करने के लिए विभिन्न परीक्षण समाधानों का उपयोग किया जा सकता है। उपास्थि-विशिष्ट जीन और कैटाबोलिक जीन के लिए जीन अभिव्यक्ति विश्लेषण का उपयोग करके, यांत्रिक लोडिंग के जवाब में आर्टिकुलर कोंड्रोसाइट्स के चयापचय में प्रारंभिक परिवर्तन का पता लगाया जा सकता है।
Introduction
ऑस्टियोकॉन्ड्रल दोषों के उपचार की मांग है और कई मामलों में सर्जरी की आवश्यकता है। मध्यम आयु वर्ग के रोगियों में फोकल ऑस्टियोकॉन्ड्रल घावों के लिए, फोकल मेटालिक प्रत्यारोपण एक व्यवहार्य विकल्प हैं, विशेष रूप से प्राथमिक उपचार की विफलता के बाद, जैसे बोन मैरो उत्तेजना (बीएमएस) या ऑटोलॉगस कोंड्रोसाइट प्रत्यारोपण (एसीआई)1। आंशिक सतह प्रतिस्थापन को उबार प्रक्रियाओं पर विचार किया जा सकता है जो दर्द को कम कर सकती हैं और गति2की सीमा में सुधार कर सकती हैं । ये प्रत्यारोपण आमतौर पर एक CoCrMo अलॉय से बना रहे हैं और सामान्य शरीर रचना विज्ञान 3 से मेल खाने के लिए विभिन्न आकारों और ऑफसेटविन्यासमें उपलब्ध हैं। जबकि शुरू में घुटने में मध्यकालीन फीमेल कॉन्डील पर दोषों के लिए विकसित किया गया था, इस तरह के प्रत्यारोपण अब उपलब्ध हैं और कूल्हे, टखने, कंधे और कोहनी4,5,6के लिए उपयोग में हैं। एक संतोषजनक परिणाम के लिए, यह यांत्रिक संयुक्त संरेखण और विरोधी उपास्थि की स्थिति का आकलन करने के लिए महत्वपूर्ण है । इसके अलावा, प्रत्यारोपण के फलाव के बिना सही प्रत्यारोपण मौलिक7दिखाया गया है ।
नैदानिक अध्ययनों ने विभिन्न स्थानों 5,6,8के लिए मध्यम आयु वर्ग केरोगियोंमें दर्द में कमी और कार्य में सुधार के मामले में उत्कृष्ट अल्पकालिक परिणामों का प्रदर्शन किया। एलोग्रैफ्ट प्रत्यारोपण के साथ तुलना में, फोकल मेटल प्रत्यारोपण जल्दी वजन असर की अनुमति देते हैं। हालांकि, विरोधी आर्टिकुलर कार्टिलेज ने9,10रोगियों की काफी संख्या में त्वरित पहनना दिखाया। इसलिए, यहां तक कि उचित प्लेसमेंट के साथ, कई मामलों में देशी उपास्थि का पतन अपरिहार्य लगता है, जबकि अंतर्निहित तंत्र अस्पष्ट रहते हैं। कूल्हे11 के द्विध्रुवी हेमीथ्रोप्लास्टी के बाद इसी तरह के अपक्षयी परिवर्तन देखे गए हैं और गतिविधि और लोडिंग12के साथ बढ़ रहे हैं ।
ट्राइबोलॉजिकल प्रयोग विट्रो में ऐसी पेयरिंग का अध्ययन करने और शारीरिकपरिस्थितियोंमें होने वाली विभिन्न लोडिंग स्थितियों का अनुकरण करने की संभावना प्रदान करते हैं । ऑस्टियोकॉन्ड्रल पिन का उपयोग देशी उपास्थि या किसी भी प्रत्यारोपण सामग्री14 के खिलाफ आर्टिकुलर कार्टिलेज स्लाइडिंग की ट्राइबोलॉजी की जांच करने के लिए एक सरल ज्यामिति मॉडल प्रदान करता है और आगे पूरे संयुक्त सिमुलेशन मॉडल15में इस्तेमाल किया जा सकता है। धातु पर उपास्थि बांधना त्वरित उपास्थि पहनने, बाह्यशता मैट्रिक्स व्यवधान, और सतही क्षेत्र में सेल व्यवहार्यता में कमी दिखाने के एक उपास्थि पर उपास्थि बांधना16के साथ तुलना में । उपास्थि को नुकसान मुख्य रूप से सतही और मध्य क्षेत्रों के बीच डेलामिनेशन के रूप में हुआ17. हालांकि, उपास्थि पतन के लिए अग्रणी तंत्र पूरी तरह से समझ में नहीं आ रहे हैं । यह प्रोटोकॉल आर्टिकुलर कार्टिलेज की बायोसिंथेटिक गतिविधि का व्यापक विश्लेषण प्रदान करता है। मेटाबोलिक गतिविधि और कैटाबोलिक जीन के जीन अभिव्यक्ति के स्तर के निर्धारण से, उपास्थि टूटने के लिए प्रारंभिक संकेतों की पहचान की जा सकती है। इन विट्रो ट्राइबोलॉजिकल प्रयोगों का लाभ यह है कि लोडिंग मापदंडों को विभिन्न लोडिंग शर्तों की नकल करने के लिए समायोजित किया जा सकता है।
इसलिए, निम्नलिखित प्रोटोकॉल एक प्रयोगात्मक हेमिएथ्रोप्लास्टी मॉडल का प्रतिनिधित्व करते हुए धातु-ऑन-कार्टिलेज पेयरिंग का अनुकरण करने के लिए उपयुक्त है।
Protocol
Representative Results
Discussion
फोकल मेटालिक प्रत्यारोपण ऑस्टियोकॉन्ड्रल दोषों के लिए एक उबार प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करते हैं, विशेष रूप से मध्यम आयु वर्ग के रोगियों में और असफल प्राथमिक उपचार के बाद। हालांकि नैदानिक अध्ययन अल?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस शोध को NÖ Forschungs-und Bildungsges.m.b एच द्वारा वित्त पोषित किया गया था । और जीवन विज्ञान कॉल (परियोजना आईडी: LSC15-019) और ऑस्ट्रिया के धूमकेतु कार्यक्रम (परियोजना K2 XTribology, अनुदान संख्या ८४९१०९) के माध्यम से लोअर ऑस्ट्रिया की प्रांतीय सरकार ।
Materials
| Amphotericin B | Sigma‐Aldrich Chemie GmbH | A-2942-100ML | |
| buffered formaldehyde solution 4% | VWR | 97131000 | |
| Cell Proliferation Kit II (XTT) | Roche Diagnostics | 11465015001 | XTT-based ex vivo toxicology assay |
| CoCrMo raw material | Acnis International | CoCrMo rods 6mm in diameter | |
| CryoStar NX70 Cryostat | Thermo Fischer Scientific | cryosectioning device | |
| dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sidma-Aldrich Chemie | D 2438-10ML | |
| Dulbecco’s modified Eagle’s medium | Sigma‐Aldrich Chemie GmbH | medium | |
| fetal bovine serum | Gibco | ||
| Hyaluronic acid | Anika Therapeutics Inc. | component of lubricating solution | |
| iCycler | BioRad | thermal cycler | |
| Leica microscope DM‐1000 | Leica | microscope for histology | |
| LightCycler 480 Sealing Foil | Roche Diagnostics | ||
| LightCycler 96 | Roche Diagnostics | thermal cycler for PCR | |
| MagNA Lyser Green Beads | Roche Diagnostics | 3358941001 | |
| Osteochondral Autograft Transfer System (OATS) | Arthrex Inc. | cutting tube for harvesting osteochondral cylinders | |
| osteosoft | Merck | 1017279010 | decalcifier-solution |
| Penicillin /Streptomycin | Sigma‐Aldrich Chemie GmbH | P4333-100ML | |
| phosphate‐buffered saline | Sigma‐Aldrich Chemie GmbH | PBS | |
| Prescale Low Pressure | Fujifilm | pressure indicating film | |
| RNeasy Fibrous Tissue Kit | QIAGEN | 74404 | |
| Synergy 2 | BioTek Instruments | plate reader | |
| Tetra‐Falex MUST | Falex Tribology | Tribometer | |
| Tissue‐ Tek O.C.T. | SAKURA | 4583 | embedding formulation |
| Transcriptor First Strand cDNA Synthesis Kit | Roche Diagnostics | 40897030001 | |
| β-mercaptoethanol | Sidma-Aldrich Chemie | M3148 |
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