Konstruktion und Evaluation eines murinen Calvarial Osteolyse-Modells durch die Einwirkung von CoCrMo Partikel in aseptischen Lockerung
Summary
Dieses Manuskript beschreibt einen murinen calvarial Osteolyse Modell durch die Einwirkung von CoCrMo Partikel, die ideale Tiermodell für die Beurteilung der Wechselwirkungen zwischen Abriebpartikeln und verschiedenen Zellen in aseptischen Lockerung darstellt.
Abstract
Abnutzung Partikel-induzierte Osteolyse ist eine der Hauptursachen für aseptische Lockerung Endoprothetik scheitern, aber der zugrunde liegende Mechanismus ist unklar. Durch lange Follow-ups nötig für die Erkennung und sporadisch auftreten ist es schwierig um zu beurteilen, die Pathogenese Ofparticle-induzierte Osteolyse in klinischen Fällen. Daher sind optimale Tiermodelle für weitere Studien erforderlich. Das Mausmodell calvarial Osteolyse gegründet durch die Einwirkung von CoCrMo Teilchen ist ein wirksam und gültig Werkzeug für die Beurteilung der Wechselwirkungen zwischen Partikeln und verschiedenen Zellen in aseptische Lockerung. In diesem Modell wurden CoCrMo Partikel zuerst von Hochvakuum-drei-Elektrode Gleichstrom und Nukleinsäuretablette in Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung in einer Konzentration von 50 mg/mL. Anschließend wurde die entstandene Suspension 50 µL bis zur Mitte des murinen Calvaria angewendet, nach Trennung von der Craniale Periost durch scharfe Dissektion. Nach zwei Wochen die Mäuse wurden geopfert und Calvaria Exemplare wurden geerntet; qualitative und quantitative Auswertungen wurden von Hämatoxylin und Eosin Färbung und Mikro-Computertomographie durchgeführt. Die Stärken dieses Modells gehören Verfahren Einfachheit, quantitative Bewertung des Knochenverlustes, Schnelligkeit der Osteolyse Entwicklung, mögliche Verwendung transgenen oder Ko-Modelle und einen relativ niedrigen Kosten. Jedoch kann dieses Modell verwendet werden, um die mechanische Kraft und chronische Effekte von Partikeln in aseptischen Lockerung zu beurteilen. Murine calvarial Osteolyse Modell generiert durch die Einwirkung von CoCrMo Teilchen ist ein ideales Werkzeug für die Beurteilung der Wechselwirkungen zwischen Abriebpartikeln und verschiedenen Zellen, z. B.Makrophagen, Fibroblasten, Osteoblasten und Osteoklasten in aseptische Lockerung.
Introduction
Aseptische Lockerung ist die häufigste Ursache von total hip Arthroplasty (THA) und Knie-Endoprothetik (TKA) Ausfall, erfordert die Überarbeitung Chirurgie1. Der zugrunde liegende Mechanismus bleibt jedoch unklar2. Eine lange Follow-up ist erforderlich, um die Partikel-induzierte Osteolyse, erkennen deren selten vorkommt; Daher ist es schwierig, um seine Pathogenese in klinischen Fällen zu erkunden. Daher benötigen weitere Studien mit Schwerpunkt auf komplexen Mechanismen der zellulären und Gewebe, dass beide in Vivo -Experimente in der Partikel-induzierte Osteolyse Modelle und in-vitro- Assays in Zellen, die im Zusammenhang mit Homöostase3Knochen tragen. Eine gültige Tiermodell ist wichtig enthüllt hat, die Auswirkungen von Abriebpartikeln auf Knochenschwund, Nachweis für weitere zelluläre Assays.
Ein murinen calvarial Osteolyse Modell konstruiert durch die Einwirkung von CoCrMo Teilchen ist eine effektive und gültige Methode zur Beurteilung der Wechselwirkungen zwischen Partikeln und verschiedenen Zellen in aseptische Lockerung. In diesem Modell verursachen CoCrMo Partikel calvarial Osteolyse von inflammatorischen Zytokinen in Makrophagen induzieren, Aktivierung von Osteoklasten, Hemmung der Osteoblasten Verbreitung und Förderung der Osteoblasten Apoptose.
Es dauert nur zwei Wochen, dieses Modell zu etablieren. Osteolyse visualisiert und durch Hämatoxylin und Eosin (H & E) Färbung quantifiziert werden kann und Mikro Tomographie (Mikro-CT)2berechnet. Darüber hinaus hat dieses Modell eine relativ niedrigen Kosten und transgenen und Knockout Maus Modelle können verwendet werden, um eine große Anzahl von Verbindungen in verschiedene Dosen3Bildschirm.
Das Verfahren zu etablieren und Werten dieses Modell ist einfach. Zunächst wurden CoCrMo Partikel durch Hochvakuum-drei-Elektrode Gleichstrom gewonnen und Nukleinsäuretablette in Phosphat-gepufferte Kochsalzlösung (PBS) in einer Konzentration von 50 mg/mL. Anschließend wurde die entstandene Suspension 50 µL bis zur Mitte des murinen Calvaria angewendet, nach Trennung von der Craniale Periost durch scharfe Dissektion. Die Mäuse wurden geopfert, nach zwei Wochen, und Calvaria Proben wurden geerntet; qualitative und quantitative Analysen wurden von H & E Färbung Andmicro-CT durchgeführt.
Ein murinen calvarial Osteolyse Modell konstruiert durch die Einwirkung von CoCrMo Teilchen ist ein ideales Werkzeug für die Beurteilung der Wechselwirkungen zwischen CoCrMo Partikel und verschiedene Zellen wie Makrophagen, Fibroblasten, Osteoblasten und Osteoklasten in aseptische Lockerung.
Protocol
Representative Results
Discussion
Es gibt zwei Hauptmethoden für Abnutzung Partikel-induzierte Osteolyse bei Mäusen: die Luft-Beutel und das Modell calvarial Osteolyse. In der Luft-Beutel-Modell wird zuerst ein subkutan erzeugte Luft-Beutel hergestellt, gefolgt von Abnutzung Partikel Einführung und Implantation in die Knochen Gewebe8. Die Beutel Wand imitiert das Periost in aseptische Lockerung. Implantation von Knochen ist jedoch nonvascular ohne biologische Aktivität, wodurch es schwierig zu beurteilen, direkte Wechselwirkun…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde von der National Natural Science Foundation of China (81572111), der klinischen Wissenschaft und Technologie Projekt Stiftung der Provinz Jiangsu (BL2012002), der wissenschaftlichen Forschung Projekt Nanjing (201402007), die Naturwissenschaft unterstützt. Gründung der Provinz Jiangsu (BK20161385), und die besondere Gründung der Chinese Medical Doctor Association (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
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