Name: construction and evaluation of a murine calvarial osteolysis model by exposure to cocrmo particles in aseptic loosening
Uploaded: 2018-02-17T14:00:00
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本研究は、中国の国家自然科学基金 (81572111)、臨床科学技術プロジェクト財団の江蘇省 (BL2012002)、南京の科学研究プロジェクト (201402007)、自然科学に支えられました。江蘇省 (BK20161385) の基礎と中国医師協会 (2015COS0810) の特別な基礎。

ここで説明したすべてのメソッドは、機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) 南京大学によって承認されています。
1. CoCrMo 粒子の作製
<ol><li>作製した高真空 3 電極直流4CoCrMo 粒子を取得します。現在 10-3 Pa の真空、0.04 MPa アルゴン、水素 3:2 (v/v)、下で楽器の CoCrMo 合金と 650 A 陰極を配置します。</li>
	<li>CoCrMo 粒子の直径を測定します。<ol>
<li>1.5...

<ol>
	<li>Dong, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antisense+oligonucleotide+targeting+TNF-alpha+can+suppress+Co-Cr-Mo+particle-induced+osteolysis.">Antisense oligonucleotide targeting TNF-alpha can suppress Co-Cr-Mo particle-induced osteolysis.</a> J Orthop Res. 26 (8), 1114-1120 (2008).</li><li>Deng, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SIRT1+protects+osteoblasts+against+particle-induced+inflammatory+responses+and+apoptosis+in+aseptic+prosthesis+loosening.">SIRT1 protects osteoblasts against particle-induced inflammatory responses and apoptosis in aseptic prosthesis loosening.</a> Acta Biomater. 49, 541-554 (2017).</li><li>Langlois, J., Hamadouche, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+animal+models+of+wear-particle+osteolysis.">New animal models of wear-particle osteolysis.</a> Int Orthop. 35 (2), 245-251 (2011).</li><li>Wang, P., Zhao, F. X., Zhang, Z. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+ultrafine+zinc+powders+by+DC+arc+plasma+evaporation+method.">Preparation of ultrafine zinc powders by DC arc plasma evaporation method.</a> Chinese Journal of Nonferrous Metals. 21 (9), 2236-2241 (2011).</li><li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fibroblast+expression+of+RANKL+in+CoCrMo-particle-induced+osteolysis+is+mediated+by+ER+stress+and+XBP1s.">The fibroblast expression of RANKL in CoCrMo-particle-induced osteolysis is mediated by ER stress and XBP1s.</a> Acta Biomater. 24, 352-360 (2015).</li><li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autophagy+mediated+CoCrMo+particle-induced+peri-implant+osteolysis+by+promoting+osteoblast+apoptosis.">Autophagy mediated CoCrMo particle-induced peri-implant osteolysis by promoting osteoblast apoptosis.</a> Autophagy. 11 (12), 2358-2369 (2015).</li><li>Wang, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle-induced+osteolysis+mediated+by+endoplasmic+reticulum+stress+in+prosthesis+loosening.">Particle-induced osteolysis mediated by endoplasmic reticulum stress in prosthesis loosening.</a> Biomaterials. 34 (11), 2611-2623 (2013).</li><li>Yang, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adeno-associated+virus-mediated+osteoprotegerin+gene+transfer+protects+against+particulate+polyethylene-induced+osteolysis+in+a+murine+model.">Adeno-associated virus-mediated osteoprotegerin gene transfer protects against particulate polyethylene-induced osteolysis in a murine model.</a> Arthritis Rheum. 46 (9), 2514-2523 (2002).</li><li>Liu, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autophagy+mediated+TiAl(6)V(4)+particle-induced+peri-implant+osteolysis+by+promoting+expression+of+TNF-alpha.">Autophagy mediated TiAl(6)V(4) particle-induced peri-implant osteolysis by promoting expression of TNF-alpha.</a> Biochem Biophys Res Commun. 473 (1), 133-139 (2016).</li><li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ER+Stress+Mediates+TiAl6V4+Particle-Induced+Peri-Implant+Osteolysis+by+Promoting+RANKL+Expression+in+Fibroblasts.">ER Stress Mediates TiAl6V4 Particle-Induced Peri-Implant Osteolysis by Promoting RANKL Expression in Fibroblasts.</a> PLoS One. 10 (9), e0137774 (2015).</li><li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TiAl6V4+particles+promote+osteoclast+formation+via+autophagy-mediated+downregulation+of+interferon-beta+in+osteocytes.">TiAl6V4 particles promote osteoclast formation via autophagy-mediated downregulation of interferon-beta in osteocytes.</a> Acta Biomater. 48, 489-498 (2017).</li><li>Chen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lycorine+suppresses+RANKL-induced+osteoclastogenesis+in+vitro+and+prevents+ovariectomy-induced+osteoporosis+and+titanium+particle-induced+osteolysis+in+vivo.">Lycorine suppresses RANKL-induced osteoclastogenesis in vitro and prevents ovariectomy-induced osteoporosis and titanium particle-induced osteolysis in vivo.</a> Sci Rep. 5, 12853 (2015).</li><li>Neuerburg, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+calcitonin+receptor+signalling+in+polyethylene+particle-induced+osteolysis.">The role of calcitonin receptor signalling in polyethylene particle-induced osteolysis.</a> Acta Biomater. 14, 125-132 (2015).</li><li>Catelas, I., Jacobs, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologic+activity+of+wear+particles.">Biologic activity of wear particles.</a> Instr Course Lect. 59, 3-16 (2010).</li><li>Liu, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biological+response+to+nanometre-sized+polymer+particles.">The biological response to nanometre-sized polymer particles.</a> Acta Biomater. 23, 38-51 (2015).</li></ol>

摩耗粒子誘起融解マウスの 2 つの主な方法がある: 空気袋モデルと頭蓋骨融解モデル。空気袋モデルで生成された皮下の空気袋は最初設立、骨組織8に摩耗粒子導入と注入が続いてポーチ壁は、無菌を緩める骨膜を模倣します。ただし、骨移植は粒子と骨組織との直接の相互作用を評価するために難しくありませんの生物学的活性を持つ非血管性。頭蓋骨融解モデルには、空?...

最も一般的な原因は、無菌を緩める (THA) 人工股関節、人工膝関節全置換術 (TKA) 障害の修正手術1必要があります。ただし、基になるメカニズムは、不明2残ります。長期フォロー アップが必要検出粒子誘起融解、その発生はまれです。したがって、臨床症例でその病因を探ることは難しい。したがって、細胞およびティッシュの複雑なメカニズムに焦点を当ててさらなる研究が必要で両方生体内で実験摩耗粒子誘起融解モデルおよび生体外の試金骨の恒常性3に関係する細胞です。有効な動物モデルは、さらに細胞試金のための証拠を提供する骨の損失に及ぼす摩耗粒子を明らかに重要です。
CoCrMo 粒子への暴露によって作成したマウス頭蓋骨融解モデルは粒子と無菌を緩める様々 な細胞間の相互作用を評価するための効果的かつ有効な方法です。このモデルでは、CoCrMo 粒子は、マクロファージの炎症性サイトカインを誘導し破骨細胞を活性化、骨芽細胞の増殖を阻害する、骨芽細胞のアポトーシスを促進して頭蓋骨の融解を引き起こします。
このモデルを確立する 2 週間たった。融解の可視化し、ヘマトキシリンとエオシン (H & E) 染色による定量化マイクロ計算された断層レントゲン写真撮影 (マイクロ CT)2することができます。さらに、このモデルは、比較的低コスト、トランスジェニック、ノックアウト マウス モデルは様々 な用量3化合物の数が多いを画面に使用できます。
確立し、このモデルを評価する手順は簡単です。まず、CoCrMo 粒子に高真空 3 電極直流電流によって得られ、リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) 50 mg/mL の濃度で再停止されます。政教分離によって頭蓋骨膜シャープ郭清後、結果の懸濁液を 50 μ l 添加されたマウス頭蓋骨の中央に適用されます。2 週間後、マウスが犠牲になったし、頭蓋骨のサンプルを採取しました。H & E 染色及び CT による定性・定量分析を行った
CoCrMo 粒子への暴露によって作成したマウス頭蓋骨融解モデルは CoCrMo 粒子、マクロファージ、線維芽細胞、骨芽細胞、破骨細胞、無菌を緩めるなどの様々 な細胞間の相互作用を評価するための理想的なツールです。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="684">
	<tbody>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;width:216px;">CoCrMo alloy from prosthesis</td>
			<td style="width:183px;">Waldemar Link GmbH &#38; Co</td>
			<td style="width:119px;">GEMINI MK II</td>
			<td style="width:167px;">Raw material to obtain CoCrMo nanoparticles</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Fabricated high-vacuum three-electrode direct current</td>
			<td style="width:183px;">College of Materials Science &#38; Engineering , Nanjing University of Technology</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Self designed machine</td>
		</tr>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:216px;">6 week old male C57BL/6J mice</td>
			<td style="width:183px;">Model animal research center of Nanjing University</td>
			<td style="width:119px;">N000013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">100% Ethanol</td>
			<td style="width:183px;">Nanjing Reagent</td>
			<td>C0691514023</td>
			<td>Solvent of CoCrMo nanoparticles for transmission electron microscope scanning</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">1.5 ml Microcentrifuge tubes</td>
			<td style="width:183px;">Taizhou Weierkang Medical Supplies co., LTD</td>
			<td>W603</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Microanalytical balance</td>
			<td style="width:183px;">Shenzhen Qun long Instrument Equipment Co,. LTD</td>
			<td>EX125DZH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ultrasonic shaker</td>
			<td style="width:183px;">Shanghai Yuhao scientific instrument co., LTD</td>
			<td style="width:119px;">YH-200DH</td>
			<td>To suspend CoCrMo nanoparticles</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Transmission Electron Microscope</td>
			<td style="width:183px;">FEI</td>
			<td style="width:119px;">Tecnai G20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SimplePCI software</td>
			<td style="width:183px;">Compix Inc.</td>
			<td style="width:119px;">6.6 version</td>
			<td>To calculate the mean diameter and particle size distribution.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">High-handed sterilization pan</td>
			<td style="width:183px;">QIULONGYIQI</td>
			<td style="width:119px;">KYQL-100DS</td>
			<td>To decontaminate endotoxin</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Limulus Amebocyte Lysate (LAL) Assay</td>
			<td style="width:183px;">Charles River</td>
			<td style="width:119px;">R13025</td>
			<td>To detect endotoxin&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">15 ml Microcentrifuge tubes</td>
			<td style="width:183px;">Taizhou Suyi Medical</td>
			<td style="width:119px;">B122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Phosphate-buffered saline</td>
			<td style="width:183px;">Boster Biological Technology</td>
			<td style="width:119px;">AR0030</td>
			<td>Solvent of CoCrMo nanoparticles stock solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pentobarbital Sodium</td>
			<td style="width:183px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">P3761</td>
			<td>To anesthetize mice</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Normal saline</td>
			<td style="width:183px;">SACKLER</td>
			<td style="width:119px;">SR8572EP-15</td>
			<td>To prevent drying of mice eyes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">75% Ethanol</td>
			<td style="width:183px;">Nanjing Reagent</td>
			<td style="width:119px;">C0691560275</td>
			<td>Disinfection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Medical cotton ball</td>
			<td style="width:183px;">Shuitao</td>
			<td style="width:119px;">1278298933</td>
			<td>Disinfection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Shaver</td>
			<td style="width:183px;">Kemei</td>
			<td style="width:119px;">KM-3018</td>
			<td>To shave the fur</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Scissor</td>
			<td style="width:183px;">RWD LIFE SCIENCE</td>
			<td style="width:119px;">S12005-10</td>
			<td>To incise skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Suture</td>
			<td style="width:183px;">RWD LIFE SCIENCE</td>
			<td style="width:119px;">F34001-01</td>
			<td>To suture skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Needle holder</td>
			<td style="width:183px;">RWD LIFE SCIENCE</td>
			<td style="width:119px;">F33001-01</td>
			<td>To suture skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Needle</td>
			<td style="width:183px;">RWD LIFE SCIENCE</td>
			<td style="width:119px;">R14003-12</td>
			<td>To suture skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vessel forceps</td>
			<td style="width:183px;">RWD LIFE SCIENCE</td>
			<td style="width:119px;">F22003-09</td>
			<td>To suture skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Scalpel</td>
			<td style="width:183px;">RWD LIFE SCIENCE</td>
			<td style="width:119px;">S31010-01</td>
			<td>To harvest calvaria</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tweezers</td>
			<td style="width:183px;">RWD LIFE SCIENCE</td>
			<td style="width:119px;">F12006-10</td>
			<td>To harvest calvaria</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">100 &#181;L pipettes</td>
			<td style="width:183px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;">3120000240</td>
			<td>To embed particles suspension in the calvatias</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">100 &#181;L pipette tips</td>
			<td style="width:183px;">AXYGEN</td>
			<td style="width:119px;">T-200-Y</td>
			<td>To embed particles suspension in the calvatias</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">5 ml Microtubes</td>
			<td style="width:183px;">Taizhou Weierkang Medical Supplies co., LTD</td>
			<td>W621</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4% Paraformaldehyde</td>
			<td style="width:183px;">Servicebio</td>
			<td style="width:119px;">G1101</td>
			<td>Fixation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Micro Computed Tomography&#160;</td>
			<td style="width:183px;">SkyScan</td>
			<td style="width:119px;">SkyScan1176</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ethylene Diamine Tetraacetic Acid</td>
			<td style="width:183px;">Servicebio</td>
			<td style="width:119px;">G1105</td>
			<td>Decalcification</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Paraffin</td>
			<td style="width:183px;">Servicebio</td>
			<td style="width:119px;">#0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Paraffin slicing machine</td>
			<td style="width:183px;">Leica</td>
			<td style="width:119px;">RM2125RTS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glass slide</td>
			<td style="width:183px;">Servicebio</td>
			<td style="width:119px;">G6004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cover glass</td>
			<td style="width:183px;">Servicebio</td>
			<td style="width:119px;">200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HE staining kit</td>
			<td style="width:183px;">Servicebio</td>
			<td style="width:119px;">#1-5</td>
			<td>HE staining</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Light microscope</td>
			<td style="width:183px;">Nikon</td>
			<td style="width:119px;">E200</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction and evaluation of a murine calvarial osteolysis model by exposure to cocrmo particles in aseptic loosening

摩耗粒子誘起融解は無菌ゆるみ、膝関節障害の主な原因が、基になるメカニズムは不明のまま。長いフォロー アップ必要な検出と散発的な発生のためのための臨床例で病原性 ofparticle 誘起融解を評価することは難しい。したがって、最適な動物モデルはさらなる研究の必要があります。CoCrMo 粒子への暴露によって確立された頭蓋骨の融解のマウスモデルは粒子と無菌を緩める様々 な細胞間の相互作用を評価するための効果的かつ有効なツールです。このモデルで CoCrMo 粒子は最初高真空 3 電極直流電流によって得られ、リン酸緩衝生理食塩水 50 Mg/ml の濃度で再停止されます。政教分離によって頭蓋骨膜シャープ郭清後、結果の懸濁液を 50 μ l 添加されたマウス頭蓋骨の中央に適用されます。2 週間後、マウスが犠牲になったし、頭蓋骨標本が収穫されました。ヘマトキシリンとエオシン染色とマイクロ コンピューター断層撮影による定性的および定量的な評価を行った。このモデルの長所は、手順のシンプルさ、骨の損失の定量的評価、融解開発、遺伝子の潜在的な使用またはノックアウト モデル、および比較的安価の速さ。ただし、このモデルは機械的な力と無菌ゆるみにおける粒子の慢性的な影響を評価するために使用することはできません。CoCrMo 粒子への暴露によって生成されたマウス頭蓋骨融解モデルは、摩耗粒子と様々 な細胞、例えばマクロファージ、線維芽細胞、骨芽細胞や破骨細胞、無菌を緩める間の相互作用を評価するための理想的なツールです。

社内生産ナノスケール CoCrMo 粒子が約 50 nm (3.56 の標準誤差) 直径、量 TEM (図 2)。マウス calvarias の CoCrMo 粒子、動物への暴露後 (n = グループあたり 6) 別の 2 週間を維持されました。2 週間以内頭蓋骨切開は、完全に癒されましたし、の縫合が落ちることがあります。任意の局所感染や偽関節 5 月骨損失の評価に影響を与えます。マウス犠牲後頭蓋?...

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Construction and Evaluation of a Murine Calvarial Osteolysis Model by Exposure to CoCrMo Particles in Aseptic Loosening

無菌を緩める CoCrMo 粒子への暴露によるマウス頭蓋骨融解モデルの構築と評価

本稿では、摩耗粒子と無菌を緩める様々 な細胞間の相互作用を評価するための理想的な動物モデルを構成する CoCrMo 粒子への暴露によってマウス頭蓋骨融解モデルについて説明します。

Wear particle-induced osteolysis is a major cause of aseptic loosening in arthroplasty failure, but the underlying mechanism remains unclear. Due to long ...

Research

JoVE Journal

Medicine

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