人工關節(jié)無菌性松動動物模型的建立

《人工關節(jié)無菌性松動動物模型的建立》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。

1、人工關節(jié)無菌性松動動物模型的建立【關鍵詞】人工關節(jié)　　人工關節(jié)置換術是治療終末期骨關節(jié)疾病最有效的方法，它可以顯著地提高患者的生存質量［1］。目前全球每年有超過100萬套的關節(jié)假體被植入，中國隨著老齡化社會的到來和人們生活水平的提高，人工關節(jié)置換術也有著越來越大的社會需求。但是該手術后10年內有高達10％的病例會因假體松動需要進行人工關節(jié)翻修手術，且隨著時間的推移，翻修率也相應升高［2］?！　∪斯りP節(jié)置換后的假體無菌性松動始終是臨床上存在且急需解決的問題。建立人工關節(jié)松動動物模型，有以下目的：a)模擬人工關節(jié)假體無菌性松動的發(fā)生發(fā)展過程；b)通過動物模型驗證假體無菌性松動的機制；c)

2、探討人工關節(jié)松動生物學及組織學變化［3］；d)為翻修的時機提供依據［4］；e)為假體材料的選擇提供依據［5］；f)指導醫(yī)生及患者如何延緩和減少松動的發(fā)生。g)對人工關節(jié)松動進行長期評價［6］。本文將從人工關節(jié)無菌性松動模型的動物選擇、磨損顆粒的準備、動物模型的建立等方面作一敘述?！　?實驗動物的選擇　　早在20世紀60年代就有學者用動物模型來研究和探討關節(jié)置換手術的方式和療效，后期又有不同的學者利用兔［7］、犬［8～10］、大鼠［11］、綿羊［6］制作動物模型。這些模型都有一個突出的優(yōu)點：針對動物的體型參數(shù)設計關節(jié)假體，再將假體植入動物模型體內，能夠較好地復制人體內人工關節(jié)置換術的過

3、程。這對于研究人工關節(jié)無菌性松動的發(fā)生是很好的病因模型，但這些模型也都存在共同的問題：一方面建模過程周期長和費用高，另一面不適合抗松動治療研究的大范圍篩選和研究。因此，目前選擇小鼠做動物模型者為多數(shù)。其中一種小鼠模型是將磨損顆粒直接植入鼠類顱骨的骨表面，刺激顱骨炎性骨溶解；另一種就是小鼠氣囊內植骨模型。Zhang等［12］認為，小鼠種屬的不同會對顆粒誘導的炎癥反應、破骨細胞生成和骨質溶解有著顯著的影響，而相對于Balb/c鼠和昆明鼠，C57BL/6型小鼠對超高分子聚乙烯顆粒(ultrahighmolecular，平均顆粒直徑為(1.73±1.43)μm。UHMMA，TiA1V，CoC

4、iMo四種假體材料的生物相容性進行對比評價，首次發(fā)現(xiàn)不同材料在引發(fā)機體炎癥反應時有協(xié)同作用。Ren等［24］發(fā)現(xiàn)經顆粒刺激的氣囊能在體外組織培養(yǎng)中促進骨吸收，這種作用與關節(jié)假體周圍的骨溶解非常相似。Yang等［25］對此模型觀摩也發(fā)現(xiàn)顆粒形狀是影響囊壁細胞凋亡的重要因素?！　⌒∈髿饽夷Ｐ陀腥缦聝?yōu)點：a)模擬性強。研究證實氣囊與松動假體周圍界膜的組織形態(tài)和細胞構成相似，囊內液體的細胞成分、炎性因子與假體周圍液體相似；b)實用性好。各種生物材料顆粒都能有效引發(fā)氣囊參生細胞反應和體液反應，囊壁厚度、囊液細胞含量、細胞因子等指標都能定量測定；c)敏感性好。尤其是對于材料顆粒的成分、大小、表面

5、積、表面形態(tài)等特性都有敏感的反應；d)造模簡單，節(jié)約時間和費用［15，23，26～30］?！　饽夷Ｐ妥畲蟮娜秉c是沒有骨組織的參與，因此不能直接觀察到骨溶解的現(xiàn)象。另外植入骨缺少血供也是一個很大的缺陷，限制了氣囊模型只能用于研究急性骨質溶解，而不能用于慢性骨質溶解引起的無菌性松動的研究。這個模型屬于病理模型，沒有假體的植入，因此在研究松動的過程中并沒有考慮機械應力對松動的影響［16］。解決問題的設想有：a)將氣囊模型與骨組織體外培養(yǎng)模型結合起來，即材料顆粒刺激氣囊，囊液/囊壁組織在骨組織培養(yǎng)中表現(xiàn)溶骨；b)將同種異體骨塊置于氣囊中觀察溶骨［25］，但是植入無血運的骨塊并不能很好地模擬

6、體內情況；c)Ren等［24］表達了在股骨頭內建立氣囊模型的設想，但是未見到應用報告?！　?.6大鼠氣囊模型　　取健康成年SD大鼠，背部皮下注入空氣20mL，48h后補充注入空氣10mL形成氣囊。形成氣囊24h后氣囊穿刺，注入PBS液5mL，6、24、48h分別穿刺抽液，收集囊內液體，－75℃凍存?zhèn)溆茫?1］。在SD大鼠皮下注入空氣20mL可以形成飽滿的氣囊，大鼠術后活動正常。48h后氣囊由于氣體吸收體積減小，張力下降。再次注射10mL空氣后張力恢復。此模型以SD大鼠(體重200g左右)替代小鼠，從而實現(xiàn)了20mL氣囊(原氣囊為3mL)，提高了實驗的成功率，可以為實驗提供更多的囊內液

7、體和囊壁組織供多因素分析。優(yōu)缺點與上述小鼠氣囊模型相同?！　?.7磨損顆粒誘導骨溶解的顱骨模型　　該動物模型是用Merkel［31］首先使用，并被Zhang等［12］，echanismandclinicalsignificanceofanLJ，Macaulay，ShortkroffS，HsuHP，etal.Tissuechamgesoodeltoinvestigatetheeffectsofanantiinflammatoryagent［J］.ClinOr