이 프로토콜은 금속 임플란트 물질에 대해 슬라이딩 하는 골연드랄 실린더의 준비, 생체 교정 테스트 및 분석을 설명합니다. 이 프로토콜에 포함된 결과 측정은 대사 활동, 유전자 발현 및 히스토로지입니다.
이 프로토콜은 금속 임플란트 물질에 대해 슬라이딩 하는 골연드랄 실린더의 준비, 생체 교정 테스트 및 분석을 설명합니다. 이 프로토콜에 포함된 결과 측정은 대사 활동, 유전자 발현 및 히스토로지입니다.
중년 환자의 골연드랄 결함은 초점 금속 임플란트로 치료될 수 있습니다. 먼저 무릎 관절의 결함을 위해 개발, 임플란트는 이제 어깨, 엉덩이, 발목과 첫 번째 중족협 관절에 사용할 수 있습니다. 통증 감소 및 임상 개선을 제공 하면서, 상대 연골의 점진적 퇴행성 변화는 많은 환자에서 관찰 된다. 이 손상으로 이어지는 메커니즘은 완전히 이해되지 않습니다. 이 프로토콜은 금속 연골 페어링및 관절 연골의 포괄적 인 분석을 시뮬레이션하기 위한 마찰 학적 실험을 설명합니다. 금속 임플란트 물질은 인간 관절 연골의 모델로 소 골연드랄 실린더에 대해 테스트됩니다. 다양한 하중과 슬라이딩 속도를 적용하여 생리적 하중 조건을 모방할 수 있습니다. 관절 연골에 미치는 영향에 대한 포괄적 인 분석을 제공하기 위해, 히스토로지, 대사 활동 및 유전자 발현 분석은이 프로토콜에 설명된다. 트리고컬 테스트의 주요 장점은 로딩 매개 변수를 생체 조건에서 시뮬레이션하기 위해 자유롭게 조정할 수 있다는 것입니다. 더욱이, 다른 시험 용액은 윤활 또는 선동적인 에이전트의 영향을 조사하기 위하여 이용될 수 있습니다. 연골 특이적 유전자 및 이환 유전자에 대한 유전자 발현 분석을 사용하여 기계적 적재에 반응하여 관절 연골 세포의 신진 대사의 초기 변화가 감지될 수 있습니다.
골막 결함의 치료는 까다롭고 많은 경우에 수술이 필요합니다. 중년 환자의 초점 골연드랄 병변의 경우, 초점 금속 임플란트는 특히 골수 자극(BMS) 또는 자가 연골 세포 이식(ACI)1과같은 1차 치료의 고장 후 실행 가능한 옵션입니다. 부분 표면 교체는 통증을 줄이고 운동2의범위를 향상시킬 수있는 인양 절차로 간주 될 수 있습니다. 이러한 임플란트는 일반적으로 CoCrMo 합금으로 구성되며 정상적인 해부학3에맞게 다양한 크기와 오프셋 구성으로 사용할 수 있습니다. 처음에 무릎내막 대퇴동에 결함을 위해 개발되었지만, 이러한 임플란트는 이제 엉덩이, 발목, 어깨 및 팔꿈치4,5,6에사용할 수 있습니다. 만족스러운 결과를 위해, 상대 연골의 기계적 관절 정렬 및 상태를 평가하는 것이 중요합니다. 더욱이, 임플란트의 돌출없이 올바른 이식은 근본적인 것으로 나타났다7.
임상 연구는 다양한 위치에 대한 중년 환자의 통증 감소 및 기능 개선 측면에서 우수한 단기 결과를 보여주었다 5,6,8. 동종 이식 이식과 비교하여 초점 금속 임플란트는 조기 체중 베어링을 허용합니다. 그러나, 반대 관절 연골은환자의상당수에서 가속 마모를 보였다9,10. 따라서 적절한 배치에도 불구하고 많은 경우 기본 연골의 변성은 불가피한 것처럼 보이지만 기본 메커니즘은 불분명합니다. 유사한 퇴행성 변화는엉덩이(11)의 양극성 중혈 성형술 이후에 관찰되었으며 활동 및적재(12)로증가된다.
트리뷸리학 실험은 체외에서 이러한 페어링을 연구하고 생리적 조건 하에서 발생하는 다른 적재 상황을 시뮬레이션 할 수있는 가능성을제공한다(13). 골연드랄 핀의 사용은 토착 연골 또는 임플란트물질(14)에 대해 미끄러지는 관절 연골의 트리뷸리를 조사하는 간단한 지오메트리 모델을 제공하며 전체 조인트 시뮬레이션모델(15)에더 사용될 수 있다. 금속 온 연골 페어링은 연골 마모가 가속화되고 세포외 매트릭스 가중단및 연골 연골 페어링16에비해 피상 영역에서 세포 생존가능성이 감소함을 보여준다. 연골손상은 주로 피상권과중구역(17)사이의 박리 형태로 발생했다. 그러나 연골 변성으로 이어지는 메커니즘은 완전히 이해되지 않습니다. 이 프로토콜은 관절 연골의 생합성 활성에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 대사 활동과 이화 유전자의 유전자 발현 수준의 결정에 의해 연골 고장에 대한 초기 징후가 확인 될 수 있습니다. 시험관 내 트리볼로지 실험의 장점은 로딩 파라미터를 조정하여 다양한 하중 조건을 모방할 수 있다는 것입니다.
따라서 다음 프로토콜은 실험용 간혈 성형술 모델을 나타내는 금속 온 연골 페어링을 시뮬레이션하는 데 적합합니다.
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1. 금속 실린더 준비
2. 골연드랄 실린더 의 수확
3. 마찰학적 검사
4. 분석
참고: 골연드랄 실린더는 생물학적 활성을 조사하기 위해 대사 활성 및 유전자 발현을 위해 분석됩니다. 연골 표면 무결성 및 기본 매트릭스를 연구하기 위해 히스토로지 수행됩니다.
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접촉 영역 및 접촉 압력은 압력 측정필름(도 1)을사용하여 확인되어야 합니다. 생리적 적재 상태는 정의된 접촉 압력에 대한 참조 각인물과 비교하여 확인할 수 있습니다. 테스트 하는 동안 마찰계수를 지속적으로 모니터링 합니다. 이동 접촉 영역을 사용하면 마찰 계수를 최소 1h(도2)에대해 유지할 수 있습니다. 세포외 매트릭스 조성 및 구조를 염색하는 사프란린 O를 사용하여 결정될 수있다(도 3). 사프란 오 스테인링의 강도는 프로테오글리칸 함량에 비례합니다. 패스트 그린은 비 콜라겐 부위를 대응하고 사프란오 스테닝과 뚜렷한 대조를 제공합니다. 프로테오글리칸 함량은 관절 표면에 따라 다르지만 기준선샘플(도 3A)의조직 섹션 전체에 걸쳐 균일해야 한다. 테스트 솔루션에 침수된 제어 샘플은 기계적 적재(도3B,...
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초점 금속 임플란트는 특히 중년 환자및 실패한 1 차 치료 후에 골연드랄 결함에 대한 인양 절차를 나타냅니다. 임상 연구는 유망한 단기 결과를 입증했지만, 관찰 된 합병증은 반대, 토착 연골10에손상이다. 시체 및 생체 역학 연구는 평평하거나 약간 오목한 포지셔닝을 가진 적당한 이식이 자연적인 접촉 압력을 유지한다는 명확한 증거를 보여줍니다19. 마찰 실험은 체외에서 다양한 연골 쌍을 테스트 할 수있는 가능성을 제공합니다. 이러한 경우 적재 조건, 윤활, 재료 페어링 및 지속 시간이 원하는 대로 조정할 수 있습니다.
소 연골은 현지 아바토이르에서 대량으로 구입할 수 있습니다. 세포성 및 구역 구조는 인간대퇴동체(20)와매우 유사하다. 그러나, 프로테오글리칸 함량은 현장특이적이지만, 유전자 발현 수준은 관절 표면을 통해 균일한 것으로 나타났다. 이 프로토...
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저자는 그들이 경쟁 이익이 없다고 선언합니다.
이 연구는 NÖ Forschungs-und Bildungsges.m.b.H에 의해 투자되었습니다. 생명 과학 호출을 통해 낮은 오스트리아의 지방 정부 (프로젝트 ID: LSC15-019) 오스트리아 COMET 프로그램에 의해 (프로젝트 K2 XTribology, 그랜트 번호 849109).
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| 암포테리신 B | 시그마? Aldrich Chemie GmbH | A-2942-100ML | |
| 완충 포름알데히드 용액 4% | VWR | 97131000 | |
| 세포 증식 키트 II (XTT) | Roche Diagnostics | 11465015001 XTT 기반 생체 외 독성학 분석 | |
| CoCrMo 원료 | Acnis International | CoCrMo 막대 직경 6mm | |
| CryoStar NX70 Cryostat | Thermo Fischer Scientific | 냉동 절편 장치 | |
| 디메틸 설폭 사이드 (DMSO) | Sidma-Aldrich Chemie | D 2438-10ML | |
| Dulbecco ' s 변형 된 독수리' s 미디엄 | 시그마? Aldrich Chemie GmbH | 중간 | |
| 소 태아 혈청 | Gibco | ||
| 히알루론산 | Anika Therapeutics Inc. | 윤활 용액의 구성 요소 | |
| iCycler | BioRad | 열 순환기 | |
| Leica 현미경 DM?1000 | 조직학 용 Leica | 현미경 | |
| LightCycler 480 씰링 호일 | Roche 진단 | ||
| LightCycler 96 | Roche Diagnostics | PCR 용 열 순환기 | |
| MagNA Lyser Green Beads | Roche Diagnostics | ||
| 골연골 자가이식 이식 시스템(OATS) | Arthrex Inc. | 골연골 실린더 Osteosoft | |
| Merck | 1017279010 | 석회질 제거제 용액 | |
| 페니실린/스트렙토마이신 | 시그마를 수확하기 위한 절단 튜브? Aldrich Chemie GmbH | P4333-100ML | |
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| 전사자 First Strand cDNA Synthesis Kit | Roche Diagnostics | 40897030001 | |
| β-mercaptoethanol | Sidma-Aldrich Chemie | M3148 |
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