循环血单核细胞对假体周围组织形成影响的机理研究

Wear particles osteolysis is the major cause of failure of the prosthesis, in order to study the wear particles of bone dissolution mechanism, the design of the experiment proved the molecular basis of osteoclast differentiation and functional activation. Simulate in vivo prosthesis wear particles from the environment, the establishment of severe combined immunodeficient mice - phantom Organization (SCID-Hu) chimeric model, the role of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) in the periprosthetic tissue formation, as well as promote the secretion of inflammatory cytokines. Research commonly used prosthetic polymethyl methacrylate particles of PMMA at the same time, ultra high molecular weight polyethylene （UHMWPE） particles to stimulate the expression of cytokines and monocytic markers of PBMC in order to reveal the wear particles cause osteolysis mechanisms for The clinical selection of prosthesis and prevention of osteolysis and provide the basis. Part 1: To establish the SCID-Hu - mouse chimeric model, studies of PBMC infiltration of the law and its impact on osteolysis, and ASGM1 to block the distribution of the host immune experimental models of monocytes. The second part of the SCID-Hu chimera model to study the PMMA and UHMPE of particles to stimulate the migration of PBMC and IL-1, IL-6, TNF and other cytokines.

假体磨损颗粒相关性骨溶解是假体失败的主要原因，为了研究磨损颗粒相关的骨溶解机理，探明破骨细胞分化以及功能活化的分子学基础设计该实验。模拟体内假体磨损颗粒环境，建立重度联合免疫缺陷小鼠-人假体组织(SCID-Hu)嵌合体模型，研究外周血单核细胞（PBMC）在假体周围组织形成中的作用，以及对促炎症细胞因子分泌的影响。同时研究常用假体聚甲基丙烯酸甲脂颗粒PMMA、超高分子聚乙烯UHMWPE颗粒刺激PBMC后对细胞因子和单核细胞系标志物表达的影响，以揭示磨损颗粒导致骨溶解的机制，为临床选择假体和防治骨溶解提供依据。第一部分：建立SCID-Hu人-小鼠嵌合体模型，研究PBMC的浸润规律及其对骨溶解的影响，以及ASGM1阻断宿主免疫对实验模型单核细胞分布的影响。第二部分通过SCID-Hu嵌合体模型，研究PMMA及UHMPE颗粒刺激对PBMC迁徙的影响和对IL-1， IL-6，TNF等细胞因子的影响。

关节置换术是骨性关节炎，类风湿性关节炎，创伤性关节炎病等的最好的终极治疗措施。随着越来越多的关节置换病人的出现，关节置换术后并发症也日渐突出。在众多的并发症中像胫骨劈裂、感染、脱位、血管栓塞、疼痛、步态异常、无菌性松动，其中无菌性松动发生率最高。无菌性松动的发生与假体磨损颗粒相关性骨溶解密切相关。为了研究骨溶解机理，探明破骨细胞分化及功能活化的分子学基础，模拟体内假体磨损颗粒环境，通过建立重度联合免疫缺陷小鼠-人假体组织（SCID-Hu）嵌合模型，研究外周血单核细胞（PBMCs）在假体周围组织形成中的作用，同时比较两种不同颗粒组：聚甲基丙烯酸甲酯颗粒（PMMA）组、超高分子聚乙烯（UHMWPE）组不同，以揭示不同颗粒对刺激PBMCs产生不同的影响。假体周围组织/骨片及PBMCs来自关节置换翻修患者，PBMCs标记PKH2后与PMMA及UHMWPE共培养，4天后将细胞注入小鼠腹腔内，2周后处死小鼠。在荧光显微镜下行PBMCs追踪定位，对植入组织进行HE, TRAP, IHC染色及PCR分析。荧光显微镜观察显示PBMCs大量聚集于假体组织周围，细胞总量计数实验组显著高于对照组（p < 0.01），TRAP 染色显示实验组显著高于对照组（UHMWPE: p < 0.01，PMMA: p < 0.05），细胞组织免疫学染色显示UHMWPE组在IL-6，MCP-1，CXCR4显著高于PMMA及对照组，PMMA组在IL-1 β, TNF-α显著高于UHMWPE及对照组；关于PCR, UHMWPE组表达的MIP-1α 基因明显高于其他两组 (对照组: p < 0.01，PMMA: p < 0.05)，PMMA 组表达的IL-1β and TNF-α基因要显著高于UHMWPE（p < 0.05），关于IL-6基因表达，两实验组没有统计学差别，但UHMWPE组要显著高于对照组（p<0.05）。综上所述：磨损颗粒明显增强了外周血单核细胞迁徙至假体松动组织周围，并促进了局部慢性炎症反应，不同颗粒导致了细胞因子在种类及数量上不同的慢性炎症反应，PMMA组显示明显增强了促炎因子的分泌，而UHMWPE组明显增强了趋化因子的分泌。