红霉素抑制磨损颗粒诱发体内骨溶解的研究

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1、红霉素抑制磨损颗粒诱发体内骨溶解的研究作者：张超，戴尅戎*，汤亭亭，张晓玲，任伟平【摘要】［目的］通过小鼠体内磨损颗粒颅骨溶解模型研究红霉素（erythromycin,EM）抑制磨损颗粒诱发骨溶解的效果。［方法］24只8周龄的C57BL/J6雄性小鼠随机分为4组：聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate,PMMA）组接受PMMA30mg颗粒植入颅顶部，PMMA+2EM组接受30mgPMMA颗粒植入加每天EM2mg/kg腹腔内注射，PMMA+10EM组接受PMMA30mg颗粒植入加每天E

2、M10mg/kg腹腔内注射，对照组接受假手术。7d后取出颅骨进行病理学分析。［结果］颅骨破坏面积对照组为0.079mm２±0.011mm２,PMMA组0.335mm２±0.129mm２,PMMA+2EM组0.094mm２±0.019mm２,PMMA+10EM组0.091mm２±0.028mm２。对照组颅骨实验区域内破骨细胞计数为5.3±1.0个,PMMA组为19.2±5.3个,PMMA+2EM组为6.6±1.1个,PMMA+10EM组为6.1±1.9个。与对照组相比，PMMA颗粒可以诱发骨溶解(P<0.

3、001),而EM治疗可以抑制PMMA颗粒诱发的颅骨溶解(P<0.001),及破骨细胞生成(P<0.001)。［结论］EM可以抑制PMMA磨损颗粒诱发的骨溶解。【关键词】磨损颗粒;无菌性松动;骨溶解;红霉素　　　磨损颗粒导致的骨溶解和无菌性松动是人工关节中晚期失败和翻修手术的常见原因［1，2］。在髋关节置换术后10年，高达20%的患者会产生放射学的松动表现［3］。　　在对人工关节术后磨损颗粒诱发骨溶解松动反应的细胞生物学及分子生物学深入研究的基础上，不少学者进行了许多的努力和尝试如药物治疗或者基因治

4、疗来干预这一过程［4，5］。实验证实基因治疗可以有效的抑制磨损颗粒导致的骨溶解，但由于对其生物安全性的顾虑始终未能解除，近期内难以用于临床。通过药物来治疗磨损颗粒病仍然是研究的热点。　　既往的研究显示红霉素在体外可以通过调节小鼠核因子-κB（nuclearfactorkappaB，NFκB）的活性，而有效的抑制磨损颗粒诱导的破骨细胞生成［6］。体内小鼠皮下气囊模型中，红霉素可以抑制超高分子量聚乙烯（ultrahighmolecularornecrosisfactoralpha,TNFα）的表达，减少了细胞

5、核因子κB受体活化因子（receptoractivatorofNFkappaB，RANK）、细胞核因子κB受体活化因子配基（receptoractivatorofNFkappaBligand，RANKL）及蛋白酶K（cathepsinK，CPK）基因的活化［7］。这提示红霉素对于磨损颗粒诱发的骨溶解可能具有治疗价值。本文通过建立小鼠颅骨磨损颗粒骨溶解模型，对红霉素抑制骨溶解的作用进行定量评价［4、5］。　　1材料和方法　　1.1PMMA颗粒准备　　PMMA颗粒由中国科学院物理技术研究所黄勇博士提供，颗粒平均直

6、径<10μm，99%的颗粒直径在2～3μm之间。将颗粒浸在无水乙醇中，放到摇床中以200RPM的速度持续摇48h，以去除黏附在颗粒上的内毒素和进行消毒。处理好的磨损颗粒悬于无菌的PBS液中。根据商业检测试剂盒(厦门鲎试剂有限公司)检测，PMMA颗粒内毒素含量低于0.1U/ml。去除内毒素后，PMMA颗粒保存于4℃以备用。　　1.2试验设计及动物手术　　24只C57BL/J6雄性小鼠（上海斯莱克动物有限公司）随机分成4组，每组6只，平均体重22±3g。手术时小鼠用戊巴比妥以45mg/kg剂量腹腔内麻醉。小

7、鼠头顶部去毛，然后用0.5%的碘伏消毒。经外耳联线中点之间作矢状位切口长约1cm，暴露直径1cm的颅骨面积，注意不要破坏骨膜。将悬于100μlPBS液体中的PMMA颗粒均匀的涂于暴露颅骨的中缝的骨膜外。皮肤行间断缝合，防止颗粒外溢。PMMA组接受了PMMA30mg颗粒植入颅骨部位，PMMA+2EM组接受了30mgPMMA颗粒植入加上每天红霉素2mg/kg腹腔内注射，PMMA+10EM组接受了PMMA30mg颗粒植入加上每天红霉素10mg/kg腹腔内注射（红霉素购自北京鼎国生物技术有限公司）。对照组接受了手术和

8、植入100μl的不含PMMA颗粒的PBS液体。手术后，待小鼠清醒后送入笼中。动物自由摄取食物和水，饲养于12h开关灯的清洁动物房中。　　1.3标本处理和组织学分析　　手术后7d，过量麻醉处死小鼠，取出颅骨，注意不要撕裂颅骨缝。去掉表面的皮肤及颅骨下面的脑组织，标本在4%的多聚四醛中固定12h，然后在12.5%的EDTA（pH7.4）4℃脱钙2周。脱钙液每3～4d更换1次。梯度乙醇中脱水，石蜡包埋。矢