以air pouch模型大鼠进行磨损微粒造成无菌性松动机制分析的可行性

背景：大鼠air pouch模型作为一种对骨科生物材料较敏感的体内模型，多用来检验磨损微粒刺激引起的细胞和炎症因子反应。而在人工关节置换的中晚期，磨损微粒可诱导假体周围组织细胞产生一系列生物学反应，导致假体周围骨溶解，最终产生无菌性松动。目的：评价应用大鼠air pouch模型进行磨损微粒造成无菌性松动机制分析的可行性。设计、时间及地点：随机对照动物体内实验，于2009-01/03在南昌大学第一附属医院中心实验室完成。材料：取SD大鼠30只，按随机数字表法分为3组，即Ti-6Al-4V微粒组、UHMWPE微粒组及生理盐水组，每组10 只。另外，取人工髋关节无菌性松动假体周围界膜组织设计为界膜组。方法：大鼠背部皮下注射过滤后的空气 3 mL，每2 d 1次，共6次。1周后各组大鼠囊腔内分别注射Ti-6Al-4V微粒悬液、UHMWPE微粒悬液及生理盐水。主要观察指标：注射1周后处死动物，切开分离囊腔组织进行大体及光镜下观察，以免疫组织化学法检测白细胞介素6及肿瘤坏死因子α的表达。结果：大体观察发现，囊腔组织表面可见增生的小血管，部分区域可见纤维状组织，类似于无菌性松动假体周围界膜组织。2个微粒组光镜下可见大量吞噬细胞，界膜组出现同样的组织细胞反应，生理盐水组未见明显组织细胞反应。Ti-6Al-4V微粒组、UHMWPE微粒组及界膜组白细胞介素6的表达水平均高于生理盐水组(P < 0.05)，肿瘤坏死因子α的表达4组之间无明显差异(P > 0.05)。结论：2种微粒均能刺激炎性细胞因子产生及活性升高，其效应类似于人工关节磨损微粒所引起的溶骨反应。提示大鼠 air pouch模型能够代表磨损微粒所引起的生物学反应，是磨损微粒造成无菌性松动机制研究中较为可行的动物模型。

Feasibility of aseptic loosening induced by wear particles in rat air pouch models