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脂多糖对人工关节磨屑诱导的骨溶解的影响

在许多没有临床感染表现的松动假体上,常可发现革兰阴性菌细胞膜成分[10]。因此磨损颗粒引起的炎性介质释放、骨溶解及骨吸收等可能与其黏附的LPS密切相关。

  本实验通过在体外将人外周血MOs、UHMWPE、LPS进行共同培养,应用ELISA检测TNF-α、IL-6含量,发现B、C组含量明显高于A组(P<0.05),说明UHMWPE、LPS均可刺激MOs分泌溶骨因子TNF-α、IL-6; B、C组之间TNF-α和IL-6含量差异无统计学意义(P>0.05),提示在一定的剂量范围内LPS刺激MOs分泌溶骨性因子TNF-α、IL-6的作用与UHMWPE类似;D组TNF-α和IL-6含量明显高于B、C 组(P<0.05),证明LPS具有促进UHMWPE诱导MOs分泌TNF-α、IL-6的作用,二者具有协同作用,增强了溶骨效应。

  到目前为止,不管假体设计的多么完美,所有类型人工关节的承重面都产生磨损颗粒[11]。由于LPS易黏附于磨损颗粒的生物学特点,使存在于人体循环血中的LPS可以在人工假体周围积聚。Skoglund等[12]认为体内存在着内毒素的清除机制,LPS在体内的去除和积累一直处于动态平衡,当体内LPS积聚超过其清除速度时,即可导致LPS的局部堆积,与磨损颗粒共同刺激溶骨性因子的分泌,引起骨溶解。

  本实验结果亦提示LPS具有促进UHMWPE刺激TNF-α、IL-6分泌的作用,在人工关节无菌性松动方面起着重要作用,为人工关节无菌性松动的预防和治疗提供了新的思路。当然,本实验仅仅是体外的初步研究,还有待于进一步的动物实验和临床研究证实。

  【参考文献】

  [1]Ren W, Li XH, Chen BD, et al. Erythromycin inhibits wear debris-induced osteoclastogenesis by modulation of murine macrophage NF-kappaB activity [J]. J Orthop Res,2004,22(1):21-29.

  [2]范卫民,王 青,陶松年,等.肿瘤坏死因子与人工关节无菌性松动关系的探讨[J].南京医科大学学报,2000,20(2):117-118.

  [3]Xing Z, Pabst MJ, Hasty KA, et al. Accumulation of LPS by polyethylene particles decreases bone attachment to implants [J]. J Orthop Res,2006,24(5):959-996.

  [4]Sundfeldt M, Carlsson LV, Johansson CB, et al. Aseptic loosening,not only a question of wear: a review of different theories [J]. Acta Orthop,2006,77(2):177-197.

  [5]Chung YH, Chang EJ, Kim SJ, et al. Lipopolysaccharide from Prevotella nigrescens stimulates osteoclastogenesis in cocultures of bone marrow mononuclear cells and primary osteoblasts [J]. J Periodontal Res,2006,41(4):288-296.

  [6]Gagnon F, Knoernschild KL, Payant L, et al. Endotoxin affinity for provisional restorative resins [J]. J Prosthodont,1994,3(4):228-236.

  [7]Hitchins VM, Merritt K. Decontaminating particles exposed to bacterial endotoxin (LPS) [J]. J Biomed Mater Res,1999,46(3):434-437.

  [8]Nelson SK, Knoernschild KL, Robinson FG, et al. Lipopolysaccharide affinity for titanium implant biomaterials [J]. J

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