Rapid assessment of the osteogenic capacity of hydroxyapatite/aragonite using a murine tibial periosteal ossification model
Notice bibliographique
Résumé
Biomaterials are widely used as orthopaedic implants and bone graft substitutes. We aimed to develop a rapid osteogenic assessment method using a murine tibial periosteal ossification model to evaluate the bone formation/remodelling potential of a biomaterial within 2–4 weeks. A novel hydroxyapatite/aragonite (HAA) biomaterial was implanted into C57BL/6 mice juxtaskeletally between the tibia and tibialis anterior muscle. Rapid intramembranous bone formation was observed at 14 days, with 4- to 8-fold increases in bone thickness and callus volume in comparison with sham-operated animals ( p < 0.0001), followed by bone remodelling and a new layer of cortical bone formation by 28 days after implantation. The addition of zoledronate, a clinically-utilised bisphosphonate, to HAA, promoted significantly more new bone formation than HAA alone over 28 days ( p < 0.01). The osteogenic potential of HAA was further confirmed by implanting into a 3.5 mm diameter femoral cancellous bone defect in rats and a 5 mm diameter femoral cortical bone defect in minipigs. To understand the biodegradation and the cellular activity at the cell/biomaterial interfaces, non-decalcified specimens were resin embedded and sections subjected to combined scanning electron microscopy (SEM)/electron backscatter diffraction (EBSD)/energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) analysis. We conclude that murine tibial periosteal ossification is a novel method for rapid assessment of the interaction of bioactive materials with osteogenic tissues. This study also highlights that combining calcium carbonate with hydroxyapatite enhances biodegradation and osteogenesis. A murine animal model for rapid assessment of osteogenesis. • A novel murine in vivo model enables rapid assessment of the bone formation capacity of a biomaterial within 14 days. • No bone defects or fractures are involved, ensuring minimal animal suffering. • Significant trabecular callus bone formation from tibial periosteal osteogenic cells is observed within 14 days, which remodels into a new cortical bone layer by 28 days. • New bone formation is quantifiable using μCT and histology, showing a four-to eight-fold increase in tibial thickness and callus formation. • The bone formation and remodelling capacity of HAA biomaterials are reproducible in bone defects in both rats and larger animals.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».