Artículo de método

Pruebas biotribológicas y análisis de cartílago articular que se desliza contra el metal para implantes

3.7K vistas

DOI:

10.3791/61304

14 de mayo de 2020

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe la preparación, las pruebas biotribológicas y el análisis de cilindros osteocondrales que se deslizan contra el material del implante metálico. Las medidas de resultados incluidas en este protocolo son la actividad metabólica, la expresión génica y la histología.

Resumen

Los defectos osteocondrales en pacientes de mediana edad pueden tratarse con implantes metálicos focales. Desarrollados por primera vez para defectos en la articulación de la rodilla, los implantes ahora están disponibles para el hombro, la cadera, el tobillo y la primera articulación metatarsalfalángica. Al tiempo que proporciona reducción del dolor y mejora clínica, se observan cambios degenerativos progresivos del cartílago opuesto en muchos pacientes. Los mecanismos que conducen a este daño no se entienden completamente. Este protocolo describe un experimento tribológico para simular un emparejamiento de metal sobre cartílago y un análisis exhaustivo del cartílago articular. El material de implante metálico se prueba contra cilindros osteocondrales bovinos como modelo para el cartílago articular humano. Mediante la aplicación de diferentes cargas y velocidades de deslizamiento, las condiciones de carga fisiológicas pueden ser imitadas. Para proporcionar un análisis exhaustivo de los efectos sobre el cartílago articular, la histología, la actividad metabólica y el análisis de la expresión génica se describen en este protocolo. La principal ventaja de las pruebas tribológicas es que los parámetros de carga se pueden ajustar libremente para simular condiciones in vivo. Además, se pueden utilizar diferentes soluciones de prueba para investigar la influencia de la lubricación o agentes proinflamatorios. Mediante el uso de análisis de expresión génica para genes específicos del cartílago y genes catabólicos, se podrían detectar cambios tempranos en el metabolismo de los condrocitos articulares en respuesta a la carga mecánica.

Introducción

El tratamiento de los defectos osteocondrales es exigente y requiere cirugía en muchos casos. Para las lesiones osteocondriales focales en pacientes de mediana edad, los implantes metálicos focales son una opción viable, especialmente después del fracaso del tratamiento primario, como la estimulación de la médula ósea (BMS) o la implantación de condrocitos autólogos (ACI)1. Los reemplazos parciales de superficie se pueden considerar procedimientos de salvamento que pueden reducir el dolor y mejorar el rango de movimiento2. Estos implantes se componen típicamente de una aleación CoCrMo y están disponibles en diferentes ta....

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Protocolo

1. Preparación de cilindros metálicos

  1. Analizar las varillas cilíndricas de cobalto-cromo-molibdeno (CoCrMo) cumpliendo con las especificaciones estándar para los implantes quirúrgicos para su composición química utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM) con espectroscopia de rayos X dispersiva de energía por protocolo del fabricante para confirmar los valores proporcionados.
    NOTA: La composición elemental de la aleación CoCrMo utilizada para este experimento es 65% Co, 28% Cr, 5% Mo y 2% otros.
  2. Humedezca las muestras con papel de molienda de carburo de silicio a partir de un tamaño de grano de 500. Utilice papel de molienda en orden cr....

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Resultados

El área de contacto y la presión de contacto deben confirmarse mediante una película de medición de presión(Figura 1). La condición de carga fisiológica se puede confirmar comparando con las impresiones de referencia para las presiones de contacto definidas. Durante las pruebas, el coeficiente de fricción se controla constantemente. Con un área de contacto de migración, se puede mantener un bajo coeficiente de fricción durante al menos 1 h (Figura 2). Utilizando.......

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Discusión

Los implantes metálicos focales representan un procedimiento de rescate para defectos osteocondrales, especialmente en pacientes de mediana edad y después de un tratamiento primario fallido. Aunque los estudios clínicos demostraron resultados prometedores a corto plazo, una complicación observada es el daño al cartílago nativo opuesto,10. Los estudios de cadáveres y biomecánicos muestran evidencia clara de que la implantación adecuada con posicionamiento plano o ligeramente empotrada mantiene las .......

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Divulgaciones

Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.

Agradecimientos

Esta investigación fue financiada por la empresa de la empresa, la empresa.m.b, la empresa, la empresa, la que ha sido financiada por la empresa de la empresa. y el gobierno provincial de la Baja Austria a través de las Llamadas de Ciencias de la Vida (ID de Proyecto: LSC15-019) y por el Programa COMET austriaco (Proyecto K2 XTribology, Subvención No 849109).

....

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
¿Anfotericina BSigma? Aldrich Chemie GmbHA-2942-100ML
solución tamponada de formaldehído 4%VWR97131000
Cell Proliferation Kit II (XTT)Roche Diagnostics11465015001Ensayo de toxicología ex vivo basado en
XTT Materia prima CoCrMoAcnis InternationalVarillas de CoCrMo de 6 mm de diámetro
CryoStar NX70 CryostatThermo Fischer Scientificdispositivo de criosección
dimetilsulfóxido (DMSO)Sidma-Aldrich ChemieD 2438-10ML
Dulbecco' Águila modificada' s medioSigma? Aldrich Chemie GmbH
suero bovino fetalGibco
Ácido hialurónicoAnika Therapeutics Inc.componente de la solución lubricante
iCyclerBioRadtermociclador
Leica DM?1000MicroscopioLeica
LightCycler 480 Lámina de selladoRoche Diagnostics
LightCycler 96Roche Diagnosticstermociclador para PCR
MagNA Lyser Green BeadsRoche Diagnostics
Sistema de transferencia de autoinjertos osteocondrales (OATS)Arthrex Inc.tubo de corte para la recolección de cilindros osteocondrales
osteosoftMerck1017279010solución descalcificadora
¿Penicilina / EstreptomicinaSigma? Aldrich Chemie GmbHP4333-100ML
fosfato ?solución salina tamponadaSigma? Aldrich Chemie GmbHPBS
Prescale Low Pressure Fujifilmindicadora de presión
RNeasy Fibroso Tissue KitQIAGEN74404
Synergy 2BioTek Instrumentsplacas
Tetra? Falex DEBEFalex TribologyTribometer
Tissue? Tek O.C.T.SAKURA4583formulación de inclusión
Transcriptor Primera hebra Kit de síntesis de ADNc RocheDiagnostics40897030001
β-mercaptoetanolSidma-Aldrich ChemieM3148
mediano para histología3358941001 película lector de

Referencias

  1. Zengerink, M., Struijs, P. A. A. A., Tol, J. L., van Dijk, C. N. Treatment of osteochondral lesions of the talus: a systematic review. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy. 18 (2), 238-246 (2009).
  2. Aurich, M., et al.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Reimpresiones y permisos

Solicitar permiso para reutilizar el texto o las figuras de este artículo de JoVE

Solicitar permiso

Etiquetas

Metal sobre cart lagopruebas tribol gicastrib metro rec procopel cula de medici n de presi nan lisis histol gicoactividad metab licaan lisis de expresi n g nicatinci n con Safranina Oensayo XTT

Artículos relacionados