PURPOSE OF THE STUDY A failure of total hip or knee artroplasty is associated with an increased production of joint fluid. This contains wear particles and host cells and proteins, and is assumed to be involved in the pathogenesis of aseptic loosening and periprosthetic osteolysis. This study investigated the effect of synovial fluid from patients with aseptically failed joint prostheses on osteoblast cultures. MATERIAL AND METHODS Synovial fluid samples were obtained from patients with failed total joint prostheses (TJP; n=36) and from control patient groups (n=16) involving cases without TJP and osteoarthritis, without TJP but with osteoarthritis, and with stable TJP. The samples were treated in the standard manner and then cultured with the SaOS-2 cell line which shows the characteristics and behaviour of osteoblasts. Each fluid sample was also examined for the content of proteins, cells and selected cytokines (IL-1?, TNF-&alfa;, IL-6, RANKL and OPG detected by ELISA). We tested the hypothesis assuming that the fluids from failed joints would show higher cytotoxicity to osteoblast culture and we also expected higher levels of IL-1?, TNF-&alfa;, IL-6, and RANKL in patients with TJP failure and/ or with more severe bone loss. The statistical methods used included the Kruskal-Wallis ANOVA and Mann-Whitney U test. RESULTS The fluids from failed TJPs showed the highest RANKL and the lowest OPG levels resulting in the highest RANKL/OPG ratio. However, there was no evidence suggesting that the joint fluids from failed TJPs would be more toxic to osteoblast culture than the fluids from control groups. In addition, no correlation was found between the fluid levels of molecules promoting inflammation and osteoclastic activity and the extent of bone loss in the hip (in terms of Saleh's classification) or the knee (AORI classification). In fact, the fluids from failed TJPs had higher protein levels in comparison with the controls, but the difference was not significant. DISCUSSION The finding of high RANKL levels and low OPG concentrations is in agreement with the theory of aseptic loosening and periprosthetic osteolysis. The other cytokines, particularly TNF-&alfa; and IL-1?, were found in low levels. This can be explained by the stage of particle disease at which the samples were taken for ELISA analysis. It is probable that the level of signal molecules reflects osteolytic process activity and is therefore not constant. The reason for no correlation found between cytokine levels and the extent of bone loss may also lie in the use of therapeutic classifications of bone defects that is apparently less sensitive to the biological activity of aseptic loosening and/or periprosthetic osteolysis. CONCLUSIONS Synovial fluids from failed total hip or knee joint prostheses are not toxic to osteoblast cultures. Cytotoxicity indicators and levels of pro-inflammatory and pro-osteoclastic cytokines (IL-1?, TNF-&alfa;, IL-6, RANKL and OPG) do not correlate well with the extent of periprosthetic bone loss.

• MeSH
• artróza kolenních kloubů chirurgie   metabolismus   MeSH
• artróza kyčelních kloubů chirurgie   metabolismus   MeSH
• interleukin-6 analýza   MeSH
• kultivované buňky MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• ligand RANK analýza   MeSH
• náhrada kyčelního kloubu MeSH
• osteoblasty cytologie   MeSH
• osteoprotegerin analýza   MeSH
• selhání protézy MeSH
• senioři MeSH
• synoviální tekutina fyziologie   chemie   MeSH
• TNF-alfa analýza   MeSH
• totální endoprotéza kolene MeSH
• Check Tag
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• senioři MeSH
• ženské pohlaví MeSH

• Publikační typ
• abstrakt z konference MeSH

• Publikační typ
• abstrakty MeSH

Cíl: pomocí pokusů in vitro studovat vliv povrchových vlastností vybraných implantačních materiálů na adherenci některých krevních složek (plazma, sérum) a sledovat vliv těchto adsorbovaných proteinů na povrchu implantátu na adhezi i syntetickou aktivitu kultivovaných osteoblastů. Metodika: U zvolených materiálů : titan leptaný (Ti-Etch), titan plazma-sprayovaný (Ti-PlaSpray), titan s hydroxyapatitovou vrstvou (Ti-HA), a uhlíkový kompozit (C/C) byly stanoveny fyzikálně-chemické parametry povrchu (drsnost, smáčivost a volná povrchová energie). Jako kontrola sloužil polystyren kultivačních destiček pro tkáňové kultury (TCPS). Biologická úprava materiálů byla provedena pokrytím jednou ze dvou vybraných krevních komponent–plazma nebo sérum. Na materiálech bez pokrytí i s biologickou úpravou byly kultivovány osteoblasty a následně byla z mitochondriální oxidační aktivity monolayeru buněk (MTT test) vyhodnocena jejich proliferace. V získaném kultivačním médiu byla pomocí enzymoimunosorbentní analýzy (ELISA) stanovena aktivita osteoblastů jako hladina kostní alkalické fosfatázy (BAP) a produkce zánětlivých cytokinů (TNF-?, IL-8). Výsledky: Vysoká drsnost implantátů ovlivnila zvýšenou proliferaci u titanových materiálů (Ti-PlaSpray). Nízká proliferace C/C je přičítána téměř nulové hodnotě polární složky povrchové energie. Potažení materiálů aktivovanou plazmou (fibrinovou sítí) vedlo ke vzniku unifikovaného povrchu jak z hlediska proliferace, tak i z hlediska syntetické aktivity. Oproti tomu při potažení implantátů sérem (albuminem) nebyl pozorován takový stimulační efekt na osteoblasty jaký jsme předpokládali. Závěr: Pokrytí vybraných implantačních materiálů aktivovanou plazmou (tj. fibrinovou sítí) vede k vytvoření povrchu s potřebnou rovnováhou mezi mírou proliferace a syntetickou aktivitou osteoblastů jako modelu imunitní odpovědi organizmu na zavedený implantát.

Aim of the study: To study the impact of surface properties of selected implant materials on adherence of some blood components (plasma, serum), and the impact of these proteins, adsorbed on the implant surface, on the adhesion and synthetic activity of cultured osteoblasts using in vitro experiments. Methods: In selected materials such as etched titanium (Ti-Etch), plasma-sprayed titanium (Ti-PlaSpray), titanium with hydroxyapatite layer (Ti-HA), and carbon composite (C/C), the physiochemical parameters were determined (roughness, wettability, and free surface energy). Tissue culture polystyrene (TCPS) was used as a control. Biological modification of materials was performed by overlaying of one of two selected blood components – plasma or serum. Osteoblasts were cultured on materials without overlay, as well as materials with biological modification, and consequently, the proliferation of osteoblasts was evaluated due to the mitochondrial oxidation activity of monolayer (MTT assay). In the obtained culture medium, the activity of osteoblasts was determined as the level of bone alkaline phosphatase (BAP) and the production of inflammatory cytokines (TNF-?, IL-8) using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Results: High roughness of implants affected the increased proliferation in titanium materials (Ti-PlaSpray). A decreased proliferation of C/C is attributed to almost zero value of polar component of surface energy. Overlaying of materials by activated plasma (fibrin network) led to formation of unified surface in terms of both proliferation and synthetic activity. However, overlaying of implants by serum (albumin) did not have the anticipated stimulatory effect on osteoblasts. Conclusion: Overalying of selected implant materials by activated plasma (i.e. fibrin network) leads to formation of a surface with required balance between the proliferation rate and synthetic activity of osteoblasts as a model of organisms’s immune response to an applied implant. Key words:

• MeSH
• adhezivita MeSH
• cytokiny imunologie   MeSH
• ELISA metody   využití   MeSH
• financování organizované MeSH
• krevní buňky metabolismus   MeSH
• krevní plazma fyziologie   metabolismus   MeSH
• lidé MeSH
• osteoblasty metabolismus   MeSH
• povrchové napětí MeSH
• povrchové vlastnosti MeSH
• proliferace buněk MeSH
• protézy a implantáty škodlivé účinky   MeSH
• sérum fyziologie   metabolismus   MeSH
• smáčivost MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

Traumatické poškození kosti, ale i operační zásahy na skeletu mohou být příčinou osteomyelitidy. Nejčastějším původcem je Staphylococcus aureus, který adheruje na kostní struktury prostřednictvím adhezinů. S. aureus vytváří komplexní nebezpečné vzory PAMP, kterými stimuluje zánětovou odpověď a moduluje buněčné elementy kostní tkáně, osteocyty, osteoblasty a osteoklasty. Prozánětové prostředí indukované chronickou bakteriální infekcí stimuluje resorpční aktivity v kosti.

Both traumatic bone lesions and surgeries involving the skeleton are the most frequent causes of osteomyelitis. The most frequent causative agent is the Staphylococcus aureus bacterium. Pathogenic microbes adhere to bone structures via various adhesins. S. aureus develops highly complex danger PAMP signals stimulating the complex inflammatory response and modulating principal cellular elements of the bone tissue, osteocytes, osteoblasts, and osteoclasts. The pro-inflammatory environment induced by chronic bacterial infection is the cause of the bone resorption.

• Klíčová slova
• signály nebezpečí,
• MeSH
• bakteriální adheze účinky léků   MeSH
• biofilmy růst a vývoj   účinky léků   MeSH
• financování organizované MeSH
• imunitní systém - jevy fyziologie   imunologie   MeSH
• interleukin-1beta škodlivé účinky   MeSH
• lidé MeSH
• osteoblasty imunologie   MeSH
• osteomyelitida imunologie   mikrobiologie   MeSH
• receptory rozpoznávající vzory MeSH
• resorpce kosti imunologie   patofyziologie   MeSH
• stafylokokové infekce imunologie   MeSH
• Staphylococcus aureus izolace a purifikace   patogenita   růst a vývoj   MeSH
• zánět diagnóza   imunologie   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

• MeSH
• estrogeny fyziologie   MeSH
• kultivované buňky MeSH
• osteoblasty metabolismus   růst a vývoj   MeSH
• osteoporóza MeSH
• růstový hormon fyziologie   MeSH

• Konspekt
• Fyziologie člověka a srovnávací fyziologie
• NLK Obory
• endokrinologie
• biochemie

The influence of surface properties on adhesion of some blood components (trombocytes, plasma, serum) and interaction of these proteins adhered on implant surface on adhesion and syntetic activity of cultivated leucocytes and osteoblasts.

Vliv povrchových vlastností implantačního materiálu na adherenci některých krevních složek (trombocyty, plasma, sérum) a vliv těchto adsorbovaných proteinů na povrchu implantátu na adhezi i syntetickou aktivitu kultivovaných leukocytů a osteoblastů.

• MeSH
• adheze tkání MeSH
• experimentální implantáty MeSH
• krevní plazma fyziologie   MeSH
• leukocyty cytologie   MeSH
• osteoblasty cytologie   MeSH
• sérum fyziologie   MeSH
• trombocyty fyziologie   MeSH

• Konspekt
• Biologické vědy
• NLK Obory
• transplantologie
• biologie
• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR

• MeSH
• mikro RNA analýza   genetika   MeSH
• osteoblasty MeSH
• titan chemie   terapeutické užití   MeSH
• zirkonium chemie   terapeutické užití   MeSH
• zubní implantáty MeSH
• Publikační typ
• srovnávací studie MeSH

• MeSH
• mikro RNA analýza   genetika   MeSH
• osteoblasty MeSH
• techniky in vitro MeSH
• tvrdost MeSH
• zirkonium chemie   MeSH

• MeSH
• osteoblasty fyziologie   MeSH
• vývoj kostí fyziologie   MeSH
• Publikační typ
• kongresy MeSH