İnşaat ve bir fare grefti Osteoliz modeli aseptik gevşeme içinde CoCrMo parçacıklar maruz tarafından değerlendirilmesi
Summary
Bu el yazması CoCrMo parçacıklar, aşınma partikülleri ve aseptik gevşeme çeşitli hücreler arasındaki etkileşimler değerlendirmek için ideal bir hayvan modeli oluşturan maruz bir fare grefti Osteoliz modeli açıklar.
Abstract
Aşınma parçacık kaynaklı Osteoliz aseptik gevşeme artroplasti başarısızlık büyük bir nedeni ama altta yatan mekanizma belirsizdir. Algılama ve sporadik oluşumu için gerekli takibi nedeniyle uzun, Patogenez ofparticle kaynaklı Osteoliz klinik durumlarda değerlendirmek için davet ediyor. Bu nedenle, en iyi hayvan modelleri daha fazla çalışmalar için gereklidir. Grefti Osteoliz CoCrMo parçacıklar maruz tarafından kurulan fare modeli parçacıklar ve aseptik gevşeme çeşitli hücreler arasındaki etkileşimler değerlendirmek için etkili ve geçerli bir araçtır. Bu modelde, CoCrMo parçacıklar ilk yüksek vakum üç elektrot doğru akım tarafından elde ve fosfat tamponlu tuz konsantrasyonu 50 mg/mL, resuspended. Sonra sonra kafatası kapaklarini tarafından ayrılması keskin diseksiyon elde edilen süspansiyon 50 µL fare calvaria ortasına kadar uygulandı. İki hafta sonra fareler kurban edildi ve calvaria numuneler hasat edildi; nitel ve nicel Değerlendirmeler Hematoksilen ve Eozin boyama ve mikro bilgisayarlı tomografi tarafından yapıldı. Bu modelin güçlü yordamı basitlik, kemik kaybı kantitatif değerlendirilmesi, hız Osteoliz geliştirme, potansiyel kullanım transgenik veya nakavt modelleri ve nispeten düşük maliyetli içerir. Ancak, bu model mekanik kuvvet ve aseptik gevşeme içinde parçacıklar kronik etkilerini değerlendirmek için kullanılacak uygulanamıyor. CoCrMo parçacıklar maruz tarafından oluşturulan fare grefti Osteoliz modeli aşınma partikülleri ve çeşitli hücreler, örneğin, makrofajlar, fibroblastlar, dokusunu ve aseptik gevşeme içinde Osteoklastlar, arasındaki etkileşimler değerlendirmek için ideal bir araçtır.
Introduction
Aseptik gevşeme en yaygın nedeni olan toplam kalça protezi (THA) ve total Diz protezi (TKA) hata, hangi düzeltme ameliyatı1gerektirir. Ancak, altta yatan mekanizma belirsiz2kalır. Uzun bir takip olan bir durum nadirdir, parçacık kaynaklı Osteoliz algılamak için gereklidir; Bu nedenle, klinik durumlarda onun patogenezinde keşfetmeye davet ediyor. Bu nedenle, daha fazla çalışmaları karmaşık cep ve doku mekanizmaları üzerinde odaklanarak hem in vivo deneyler parçacık kaynaklı Osteoliz modelleri ve vitro deneyleri homeostazı3kemik ile ilgili hücrelerde giymek gerektirir. Geçerli bir hayvan modeli daha da hücresel deneyleri için kanıt sağlayan kemik kaybı, aşınma partikülleri etkilerini ortaya önemlidir.
Bir fare grefti Osteoliz model CoCrMo parçacıklar maruz inşa parçacıklar ve aseptik gevşeme çeşitli hücreler arasındaki etkileşimler değerlendirmek için etkili ve geçerli bir yöntemdir. Bu modelde, CoCrMo parçacıklar grefti Osteoliz makrofajlar içinde inflamatuar sitokinlerin inducing, Osteoklastlar etkinleştirme, osteoblast yayılması inhibe ve osteoblast apoptosis teşvik neden.
Sadece bu modeli kurmak için iki hafta sürer. Osteoliz görüntülenir ve Hematoksilen Eozin (H & E) boyama ile sayısal ve mikro Bilgisayarlı Tomografi (mikro-CT)2. Buna ek olarak, bu modeli nispeten düşük maliyetli ve transgenik ve nakavt fare modelleri çeşitli dozlarda3bileşikler çok sayıda ekran için kullanılabilir vardır.
Kurmak ve bu model değerlendirmek için basit bir yöntemdir. İlk olarak, CoCrMo parçacıklar yüksek vakum üç elektrot doğru akım tarafından elde edilen ve fosfat tamponlu tuz (PBS) 50 mg/mL bir konsantrasyon, resuspended. Sonra sonra kafatası kapaklarini tarafından ayrılması keskin diseksiyon elde edilen süspansiyon 50 µL fare calvaria ortasına kadar uygulandı. Fareler iki hafta sonra kurban edildi ve calvaria örnekleri hasat edildi; nitel ve nicel analizler H & E andmicro-CT boyama tarafından gerçekleştirilmiştir
Bir fare grefti Osteoliz model CoCrMo parçacıklar maruz inşa CoCrMo parçacıklar ve makrofajlar, fibroblastlar, dokusunu ve aseptik gevşeme içinde Osteoklastlar, gibi çeşitli hücreler arasındaki etkileşimler değerlendirmek için ideal bir araçtır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aşınma parçacık kaynaklı Osteoliz farelerde için iki ana yöntem vardır: hava kesesi modeli ve grefti Osteoliz modeli. Hava kesesi modelinde, subkutan oluşturulan bir hava kesesi ilk, aşınma parçacık giriş ve implantasyon kemik doku8ardından kuruldu. Kese duvar aseptik gevşeme içinde kapaklarini taklit eder. Ancak, kemik implantasyon parçacıklar ve kemik doku arasındaki doğrudan etkileşim değerlendirmek zordur hiçbir biyolojik etkinlik ile nonvascular. Grefti Osteoliz model …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı Çin (81572111), klinik bilim ve teknoloji proje Vakfı, Jiangsu Province (BL2012002), bilimsel araştırma projesi, Nanjing (201402007), Doğa Bilimleri tarafından desteklenmiştir Jiangsu eyaleti (BK20161385) temeli ve Çince Tıp doktor Derneği (2015COS0810) özel temeli.
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 |
Referências
- 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).
