Der einfluss der rheumatoiden arthritis und funktioneller belastungen auf die physikalischen und mechanischen eigenschaften des mandibulären kondylus in einem transgenen mausmodell

Abstract

The aim of the dissertation was to investigate the effect of rheumatoid arthritis (RA) and functional loading through diet modification on physicochemical and mechanical properties in a transgenic mouse model and compare with healthy littermates. The null hypothesis was that there is no difference in the physical, chemical and mechanical properties of the mandibular condyle of the diseased animal models receiving either hard or soft diet as compared to healthy animals subjected to the same diet. Twenty three four-week-old hybrid male mice from mixed background CBAxC57BL/6 were used (obtained from Biomedical Sciences Research Center “Alexander Fleming”). Four groups of animals were formed either presenting RA (transgenic line hTNF 197), or wild-type (control), half receiving ordinary (hard) diet and half receiving soft diet within each category. Experimental period was set at one month. Following sacrifice, mandibular condyles of the animals were examined. To assess the physical and mechanical properties, as well as the structural conformation of the condyles (cartilage and bone), the following infrastructure was used:- micro-attenuated reflection Fourier transform infrared spectroscopy (micro-ATR FTIR)- reflection FTIR microscopy- scanning electron microscopy/ Energy dispersive x-ray spectroscopy - mechanical testing, through Vickers microhardness (HV100) tests. The findings allowed the following conclusions to be drawn: 1. Significantly lower a-helix to amide I percentage area ratio for the transgenic animals after adjusting for diet. 2. Mineral phase indices did not differ significantly between RA and control groups regardless the type of diet. 3. Internal derangement of the anatomic structure with denaturation in the collagen structural components of the mandibular condyles of the RA animals. 4. There was evidence of compromised mechanical properties of the mandibular condylar bone for the diseased animals, whereas no association between functional loading and mechanical properties of the condyle could be established.

Η διδακτορική διατριβή είχε ως ερευνητικό αντικείμενο τη διερεύνηση της επίδρασης της ρευματοειδούς αρθρίτιδας και της λειτουργικής φόρτισης μέσω μεταβολής της δίαιτας (σκληρή/ μαλακή τροφή), στη δομική συνοχή και τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες του οστού/ χόνδρου του κονδύλου της κάτω γνάθου σε διαγονιδιακό μοντέλο μυός (Tg 197 - with rheumatoid arthritis - RA), σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες. Η μηδενική υπόθεση που διαμορφώθηκε ήταν πως δεν υπήρχε διαφορά στις φυσικοχημικές και μηχανικές ιδιότητες του κονδύλου της κάτω γνάθου σε πειραματόζωα που έπασχαν από ρευματοειδή αρθρίτιδα και ελάμβαναν διαφορετικού είδους λειτουργική/ μασητική φόρτιση, σε σχέση με υγιείς μάρτυρες αντίστοιχων ομάδων φόρτισης. Είκοσι τρείς μύες (ΕΚΕΒΕ Φλέμιγκ), ηλικίας 4 εβδομάδων χωρίστηκαν σε 4 ομάδες, οι οποίες έλαβαν σκληρή ή μαλακή τροφή και ήταν διαγονιδιακοί (Tg 197) ή υγιείς και ένα μήνα μετά θυσιάστηκαν για να μελετηθούν οι κόνδυλοι της κάτω γνάθου. Ακολούθησε η αξιολόγηση των δειγμάτων με βάση τις παρακάτω τεχνικές:- υπέρυθρη φασματοσκοπία (micro-attenuated reflection Fourier transform infrared spectroscopy (micro-ATR FTIR)) και reflection FTIR microscopy- ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (scanning electron microscopy/ Energy dispersive x-ray spectroscopy)- μηχανικές δοκιμασίες εκτίμησης μικρο- σκληρότητας (Vickers microhardness, HV 100)Τα συμπεράσματα που προέκυψαν συνοψίζονται ως εξής: 1. σημαντικά χαμηλότερος λόγος (εμβαδό επί τοις εκατό) της α- έλικας προς το αμίδιο Ι για τα διαγονιδιακά πειραματόζωα μετά από στάθμιση για τον παράγοντα της λειτουργικής φόρτισης (διατροφή). 2. οι δείκτες ενασβεστίωσης δε φάνηκε να επηρεάζονται από τη νόσο ή τον τύπο της φόρτισης. 3. μετουσίωση των συστατικών στοιχείων του κολλαγόνου του κονδύλου της κάτω γνάθου στους διαγονιδιακούς μυς, ανεξάρτητα από τη διαφοροποίηση στη φόρτιση. 4. η λειτουργική φόρτιση δε φάνηκε να έχει επίδραση στις μηχανικές ιδιότητες, κάτι το οποίο επηρεάστηκε πρωτίστως από τη νόσο.