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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Este estudo foi suportado pela Fundação Nacional de ciências naturais da China (81572111), clínica de ciência e tecnologia projeto Fundação da província de Jiangsu (BL2012002), projeto de pesquisa científica de Nanjing (201402007), a ciência Natural Fundação da província de Jiangsu (BK20161385) e a Fundação especial da Associação médico chinês (2015COS0810).

Todos os métodos descritos aqui foram aprovados pelo Comitê de uso (IACUC) da Universidade de Nanjing e institucional Cuidado Animal.
1. CoCrMo partícula preparação
<ol><li>Obter partículas CoCrMo usando um alto vácuo fabricadas três-elétrodo corrente4. Liga CoCrMo lugar no instrumento sob vácuo de Pa 10-3 , 0,04 MPa argônio e hidrogênio 3:2 (v/v) e 650 cátodo A atual.</li>
	<li>Medir os diâmetros das partículas CoCrMo.<ol>
<li>Adicione 1 mg ...

<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>

Há dois métodos principais para a osteólise induzida por partículas de desgaste em ratos: o modelo de ar-bolsa e o modelo de osteólise raspagem. No modelo de bolsa de ar, uma bolsa de ar gerada por via subcutânea é estabelecida, seguido pela introdução de partículas de desgaste e implantação para o osso tecido8. A parede da bolsa imita o periósteo no afrouxamento asséptico. No entanto, a implantação de osso é nonvascular sem nenhuma atividade biológica, o que torna difícil avali...

Afrouxamento asséptico é a causa mais comum de artroplastia total de quadril (THA) e falha de total de joelho (ATJ) de artroplastia, que requer cirurgia de revisão1. No entanto, o mecanismo subjacente permanece incerto2. Um seguimento longo é necessário para detectar a osteólise induzida por partículas, cuja ocorrência é rara; Portanto, é um desafio para explorar sua patogênese em casos clínicos. Daí, mais estudos focando mecanismos celulares e tecidos complexos requerem que ambos experimentos na vivo em usam modelos de osteólise induzida por partículas e ensaios em vitro em células relacionadas ao osso homeostase3. Um válido modelo animal é importante para revelar os efeitos de partículas de desgaste na perda óssea, fornecendo evidências para mais celulares ensaios.
Um modelo murino de osteólise raspagem construído pela exposição a partículas CoCrMo é um método eficaz e válido para avaliar as interacções entre partículas e várias células no afrouxamento asséptico. Neste modelo, CoCrMo partículas causam osteólise raspagem por indução de citocinas inflamatórias em macrófagos, ativação de osteoclastos, inibindo a proliferação de osteoblastos e promover apoptose de osteoblastos.
Apenas leva duas semanas para estabelecer esse modelo. Osteólise pode ser visualizada e quantificada por hematoxilina e eosina (H & E) coloração e micro computado tomografia computadorizada (micro-CT)2. Além disso, este modelo tem um relativamente baixo custo e transgênico e nocaute mouse modelos podem ser usados para um grande número de compostos em várias doses3de tela.
O procedimento para estabelecer e avaliar este modelo é simples. Primeiro, CoCrMo partículas foram obtidas por alto vácuo três-elétrodo corrente e resuspended em tampão fosfato salino (PBS), em uma concentração de 50 mg/mL. Em seguida, 50 µ l da suspensão resultante foi aplicado para o meio do calvaria murino após o ponto de separação entre o periósteo craniana por dissecação. Os ratos foram sacrificados após duas semanas, e foram colhidas amostras de calvaria; análises qualitativas e quantitativas foram realizadas por H & E mancha de andmicro-CT.
Um modelo murino de osteólise raspagem construído pela exposição a partículas CoCrMo é uma ferramenta ideal para avaliar as interações entre partículas CoCrMo e várias células, como macrófagos, fibroblastos, osteoblastos e osteoclastos, no afrouxamento asséptico.

<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

A osteólise induzida por partículas de desgaste é a principal causa de afrouxamento asséptico em artroplastia falha, mas o mecanismo subjacente permanece obscuro. Devido ao tempo de follow-ups necessário para a detecção e a ocorrência esporádica, é difícil avaliar a osteólise induzida por ofparticle de patogênese em casos clínicos. Daí, modelos animais ideais são necessários para estudos adicionais. O modelo murino de raspagem osteólise estabelecido pela exposição a partículas CoCrMo é uma ferramenta eficaz e válida para avaliar as interacções entre partículas e várias células no afrouxamento asséptico. Neste modelo, partículas CoCrMo primeiro foram obtidas por alto vácuo três-elétrodo corrente e resuspended em tampão fosfato salina em uma concentração de 50 mg/mL. Em seguida, 50 µ l da suspensão resultante foi aplicado para o meio do calvaria murino após o ponto de separação entre o periósteo craniana por dissecação. Depois de duas semanas, os ratos foram sacrificados e calvaria foram colhidas; avaliações qualitativas e quantitativas foram realizadas pela hematoxilina e eosina manchando e micro computadorizada. Os pontos fortes deste modelo incluem a simplicidade do procedimento, avaliação quantitativa da perda óssea, rapidez de desenvolvimento de osteólise, potencial uso de transgénico ou modelos de nocaute e um custo relativamente baixo. No entanto, este modelo não para ser usado para avaliar a força mecânica e efeitos crônicos de partículas no afrouxamento asséptico. Modelo murino osteólise raspagem gerado pela exposição a partículas CoCrMo é uma ferramenta ideal para avaliar as interações entre as partículas de desgaste e várias células, por exemplo, macrófagos, fibroblastos, osteoblastos e osteoclastos, no afrouxamento asséptico.

As partículas de CoCrMo in-house nanoescala produzidos foram em torno de 50 nm (erro padrão de 3,56) de diâmetro, conforme quantificada pela TEM (Figura 2). Após a exposição do rato calvarias a CoCrMo partículas, os animais (n = 6 por grupo) foram mantidas por mais duas semanas. Dentro de duas semanas, a incisão raspagem foi completamente curada, e a sutura pode cair. Qualquer infecção local ou pseudartrose maio afetam a avaliação de perda óssea....

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

Construção e avaliação de um modelo murino de osteólise raspagem pela exposição a partículas de CoCrMo no afrouxamento asséptico

Este manuscrito descreve um modelo murino de osteólise raspagem por exposição a partículas CoCrMo, que constitui um modelo animal ideal para avaliar as interações entre as partículas de desgaste e várias células no afrouxamento asséptico.

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

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One of the most prevalent joint disorders in the United States, osteoarthritis (OA) is characterized by progressive degeneration of articular cartilage, ...