全膝关节置换中胫骨假体旋转对髌股关节峰值接触压影响的有限元分析

目的通过有限元分析方法,研究全膝关节置换术中胫骨假体在不同旋转角度放置时屈膝过程中的髌股关节峰值接触压的变化,以期为临床膝关节置换中胫骨假体旋转轴线的选择提供理论支撑。方法筛选1名健康志愿者,选取右侧膝关节CT、MRI扫描数据建立自然膝关节三维模型。参照常规全膝关节置换术方法,将胫骨假体参考Akagi线分别外旋5°、10°和内旋5°、10°安装,股骨假体相对后髁连线外旋3°固定放置,得到5组膝关节的三维模型,建立膝关节的有限元模型,计算各模型组在屈膝0°、30°、60°、90°、120°时的髌股关节峰值接触压值。结果各模型组的髌股关节峰值接触压值均随膝关节屈曲加深而增大,所有TKA膝关节模型组的接触压值均高于自然膝关节组。在胫骨假体旋转模型组中,随着内旋或外旋转度数增加,髌股关节峰值接触压值均随之升高。结论在全膝关节置换术中,当胫骨假体参照Akagi轴放置时,5°及以上的内旋或外旋均会引起髌股关节接触压值的明显升高,因此我们建议术中应尽可能根据Akagi线放置胫骨假体,并高度警惕胫骨假体的内外旋转不良。另外还发现,胫骨假体外旋5°组与内旋5°组的髌股关节峰值接触压值较为接近,外旋10°组与内旋10°组也较为接近。

miR-515-5p靶向Toll样受体4调控髓样分化因子88/NF-κB通路抑制骨关节炎软骨细胞凋亡及炎症反应的分子机制研究

目的探究miR-515-5p抑制骨关节炎(osteoarthritis,OA)软骨细胞凋亡、缓解炎症反应的分子机制。方法体外培养人软骨细胞系C28/I2,使用10 ng/mL IL-1β处理细胞24 h构建体外OA模型;另外,分别采用miR mimics、mimics阴性对照(negative control,NC)、过表达(over expression,oe)-NC和oe-Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)转染C28/I2细胞后,使用10 ng/mL IL-1β处理各组细胞24 h构建OA模型。采用细胞计数试剂盒8和EdU检测细胞增殖能力,流式细胞术检测细胞凋亡和细胞周期,Western blot检测B淋巴细胞瘤2蛋白(B-cell lymphoma 2 protion,Bcl-2)、Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2-associated X protein,Bax)、裂解的半胱天冬酶3(cleaved-Caspase-3)、TLR4、髓样分化因子88(myeloid differentiation primary response gene 88,MyD88)、p65及磷酸化p65(phosphorylated p65,p-p65)蛋白的表达水平,实时荧光定量PCR检测miR-515-5p、TLR4mRNA表达水平,ELISA检测细胞上清液中促炎因子前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)、TNF-α、IL-6的水平。通过BiBiServ2数据库预测miR-515-5p和TLR4之间的潜在结合位点,并采用双荧光素酶报告实验验证miR-515-5p和TLR4的靶向关系。结果采用IL-1β处理C28/I2细胞后,miR-515-5p、Bcl-2蛋白的表达及细胞增殖能力均显著降低,Bax和cleaved-Caspase-3蛋白表达水平、细胞上清液中促炎因子(PGE2、TNF-α、IL-6)水平及细胞凋亡率均显著增加;此外,S期和G2期细胞比例显著降低,G1期细胞比例显著增加,提示IL-1β处理后细胞周期受到阻滞。而转染miR mimics后,细胞中miR-515-5p表达水平显著上调,部分逆转了IL-1β诱导的OA软骨细胞凋亡,缓解了OA软骨细胞的周期阻滞和炎症反应。采用IL-1β处理C28/I2细胞后,TLR4的mRNA和蛋白水平均显著升高;过表达miR-515-5p后,靶向抑制了TLR4的表达并且阻断了MyD88/NF-κB通路的激活。而过表达TLR4可部分逆转miR mimics对IL-1β诱导的OA软骨细胞凋亡及炎症的改善作用。结论miR-515-5p靶向负调控TLR4的表达,抑制了MyD88/NF-κB通路激活以及OA软骨细胞凋亡,并有效缓解了细胞炎症反应。