1. IntroductionUltra high molecular

1. Introduction
Ultra high molecular weight polyethylene (PE-UHMW) is a
very frequently used material in artificial joint replacement
systems. It provides easy usability,extreme high mechanical wear resistance,high biocompatibility and is to acertain
extent self-lubricating. However,the number of revision
surgeries is still high,sometimes necessary because of the
rapid shelf life aging process and in vivo degradation due to
few selected protein and carbohydrate species, e.g. albumin
and hyaluronic acid . It is known that the major abundant
components of synovial fluid, e.g. hyaluronic acid,albumin or
immunoglobulin,interact with PE-UHMW and tend to adsorb
on the surface in model fluid systems.However,the interaction of the whole synovial proteome in the presence of lipids
etc. with PE-UHMW has never been investigated.Because the
synovial fluid composition is very similar to blood plasma
(except for the high hyaluronic acid content)it is also highly
affected by the patient’s age,sex,life style and pathological
status . Therefore it is of high interest,which proteins
except albumin and immunoglobulin in fact adsorb on PE-UHMW before a deeper understanding of the pathological
process can be obtained and/or material related selective adsorption effects can be gathered.
Different compositions of PE-UHMW,Vitamin E doped
material, highly cross-linked PE-UHMW and materials under-
going different kinds of sterilization strategies have already
been tested in clinical studies for improving the materials’
properties and reducing protein adsorption.Highly abundant
glycoproteins have been shown to adsorb on PE-UHMW in
simulating models and adsorption has been investigated to
occur unspecific and concentration independent . In the
same study model fluids containing only one glycoprotein
of interest revealed that the formed protein layer enhances
the lubrication and friction behavior of PE-UHMW.However,
besides the selected glycoproteins also other high abundance
and acute phase proteins occurring during inflammation and
oxidative stress, e.g. during rheumatic diseases,are relevant
for adsorption,friction behavior and consequently material
modification.
The presented study focuses on the unbiased identification
and localization of proteins present in synovial fluid adsorbing on different varieties of PE-UHMW material.To answer
both questions,protein identity and spatial distribution,mass
spectrometry imaging(MSI) by means of matrix assisted laser
desorption/ionization time-of-flight(MALDI-TOF)examination was correlated to SDS PAGE analysis of adsorbed proteins.
MSI isawell-established method for the localization and
identification of analytes of interest within an untargeted
approach. To date MSI has been applied to a huge variety
of biological samples and it has to be mentioned that
surface analysis of biomaterials is an exponentially growing
field gaining more importance for the analysis of lubrication
interaction and material modifications.
One limiting fact of MSI is that protein identification in
the high molecular mass range is only possible based on
the tentative assignment of proteins to measured m/z values, respectively the molecular weight of detected molecules. To corroborate protein assignment after MSI analysis,
SDS PAGE analysis was chosen,providing the possibility to
compare synovial protein patterns to patterns of protein compounds adsorbed on PE-UHMW of different compositions
with respect to overall detected proteins.In parallel MS-based protein identification after in-gel digestion is feasible.
Protein identification for adsorbed molecules was furthermore verified by on-tissue (“on polymer”)digestion. The
hydrophobic surface of PE-UHMW supports the preservation
of protein localization during trypsin application in aqueous buffer systems,however,diffusion is acritical point for
mechanical wear,oxidation and material modification.
Synovial fluid(SF),the major lubricating system in the joint
compartment, directly interacts with the material surface,
leading to biomolecule adsorption and diffusion possibly altering the polymer characteristics and stability.The
major components have already been investigated,however
it has not been determined yet,whether modified PE-UHMW
surface areas lead to enhanced biomolecule adsorption and
diffusion or vice versa. Furthermore,protein layer formation
on PE-UHMW has so far not been investigated except for a
both enzyme and matrix application.To obtain reliableresults
homogeneous layers of tryps in and MALDI matrix solution
were applied using a piezo printer(Chemical Inkjet Printer,
ChIP-1000 ) to the protein-carrying PE-UHMW material

Results (Thai) 1:

1. บทนำน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็น polyethylene (PE-UHMW) เป็นการวัสดุที่ใช้บ่อยมากแทนร่วมประดิษฐ์ระบบ มันช่วยให้ใช้งานง่าย biocompatibility สูง ต้านทานการสึกหรอทางกลสูงมาก และจะ acertainขอบเขตทั้งเอง อย่างไรก็ตาม จำนวนของการปรับปรุงศัลยกรรมจะยังคงสูง จำเป็นบางครั้งเนื่องจากการกระบวนการอายุอายุอย่างรวดเร็วและสลายตัวในสัตว์ทดลองเนื่องไม่กี่เลือกชนิดโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต เช่น albuminและกรด hyaluronic เป็นที่รู้จักที่สำคัญมากมายส่วนประกอบของเนื้อเหลว เช่นกรด hyaluronic, albumin หรือimmunoglobulin โต้ตอบ PE UHMW และมีแนวโน้มที่ชื้นบนพื้นผิวของเหลวในรูปแบบอย่างไรก็ตาม การโต้ตอบของ proteome ทั้งเนื้อในต่อหน้าของโครงการไม่เคยถูกสอบสวนฯลฯ กับ PE UHMWเนื่องจากการองค์ประกอบของเหลวเนื้อก็คล้ายเลือด(ยกเว้นกรด hyaluronic สูงเนื้อหา) ก็ยังสูงทางพยาธิวิทยา และได้รับผลกระทบ โดยอายุของผู้ป่วย เพศสัมพันธ์ วิถีชีวิตสถานะการ ดังนั้น จึงเป็นของสูงดอกเบี้ย โปรตีนที่ยกเว้น albumin และ immunoglobulin ในชื้นบน PE UHMW ก่อนความเข้าใจลึกซึ้งของการทางพยาธิวิทยากระบวนการได้ หรือที่เกี่ยวข้องวัสดุดูดซับที่ใช้ลักษณะพิเศษที่สามารถรวบรวมDoped องค์ต่าง ๆ ของ PE UHMW วิตามินอีวัสดุ PE UHMW cross-linked สูง และภายใต้-จะแตกต่างกันของกลยุทธ์ฆ่าเชื้อได้แล้วการทดสอบในการศึกษาทางคลินิกในการปรับปรุงของวัสดุคุณสมบัติและการดูดซับโปรตีนลดลงอุดมสมบูรณ์สูงมีการแสดง glycoproteins ชื้นบน UHMW PE ในจำลองรูปแบบและดูดซับได้การสอบสวนเพื่อเกิด unspecific และขึ้นอยู่กับความเข้มข้น ในของเหลวแบบจำลองศึกษาเดียวที่ประกอบด้วยไกลโคโปรตีนที่เดียวเท่านั้นน่าสนใจเปิดเผยว่า ชั้นโปรตีนรูปแบบช่วยเพิ่มพฤติกรรมแรงเสียดทานและการหล่อลื่นของ PE UHMWอย่างไรก็ตามนอกจาก glycoproteins เลือกยังอุดมสมบูรณ์อื่น ๆ สูงและโปรตีนระยะเฉียบพลันที่เกิดขึ้นระหว่างการอักเสบ และความเครียด oxidative เช่นโรค rheumatic จะเกี่ยวข้องการดูดซับ การทำงานของแรงเสียดทาน และวัสดุดังนั้นปรับเปลี่ยนการศึกษานำเสนอเน้นการระบุคนและแปลของโปรตีนอยู่ในเนื้อน้ำมัน adsorbing บนวัสดุ PE UHMW พันธุ์แตกต่างกันตอบคำถาม ข้อมูลเฉพาะตัวของโปรตีน และ กระจาย มวลimaging(MSI) spectrometry โดยเลเซอร์ช่วยเมตริกซ์ตรวจสอบเวลาของ flight(MALDI-TOF) desorption/ionization ถูก correlated การวิเคราะห์โปรตีน adsorbed SDS หน้าMSI isawell ก่อตั้งวิธีการแปล และรหัสของ analytes น่าสนใจในการ untargetedแนวทางการ วันที่ที่ใช้ MSI กับความหลากหลายตัวอย่างทางชีวภาพและมีการจะกล่าวถึงที่ผู้วิเคราะห์พื้นผิวมีการสร้างการเติบโตฟิลด์ที่กำลังได้รับความสำคัญมากสำหรับการวิเคราะห์น้ำมันหล่อลื่นปรับเปลี่ยนวัสดุและโต้ตอบความจริงข้อจำกัดหนึ่งของ MSI คือ รหัสที่โปรตีนในช่วงมวลโมเลกุลสูงจะเป็นไปตามการนอนกำหนดโปรตีน m z วัดค่า ตามลำดับน้ำหนักโมเลกุลของโมเลกุลที่ตรวจพบ การกำหนดโปรตีนหลังจาก MSI วิเคราะห์ corroborateวิเคราะห์หน้า SDS ถูกเลือก ให้ความเป็นไปได้เปรียบเทียบรูปแบบโปรตีนเนื้อเพื่อรูปแบบของสารประกอบโปรตีน adsorbed ใน PE-UHMW ขององค์อื่นกับโดยรวมพบโปรตีนในรหัสโปรตีนตาม MS ขนานหลังจากย่อยอาหารในเจลจะเป็นไปรหัสโปรตีนโมเลกุล adsorbed ถูกตรวจสอบ โดยย่อยอาหารบนเยื่อ ("บนพอลิเมอร์") นอกจากนี้ ที่hydrophobic พื้น PE UHMW สนับสนุนการอนุรักษ์โปรตีนการแปลระหว่างแอพลิเคชันทริปซินในระบบบัฟเฟอร์อควี ไร แพร่เป็น acritical จุดชุดเครื่องจักรกล ออกซิเดชัน และปรับเปลี่ยนวัสดุเนื้อเหลว (SF), ระบบหล่อลื่นที่สำคัญในการร่วมเหนือศีรษะ การโต้ตอบโดยตรงกับพื้นผิววัสดุนำไปสู่การแพร่อาจดัดแปลงลักษณะของพอลิเมอร์และความมั่นคงและดูดซับโมเลกุลชีวภาพที่ส่วนประกอบสำคัญได้แล้วการสืบสวน อย่างไรก็ตามมันไม่ได้กำหนดยัง ว่าปรับเปลี่ยน PE UHMWพื้นที่ผิวนำไปดูดซับโมเลกุลชีวภาพขั้นสูง และในทางกลับแพร่หรือรอง นอกจากนี้ โปรตีนชั้นก่อตัวบน PE UHMW ได้จนไม่ได้ตรวจสอบยกเว้นการใช้เอนไซม์และเมตริกซ์รับ reliableresultsชั้นเหมือนของ tryps ในและโซลูชัน MALDI เมตริกซ์ใช้ใช้ piezo เครื่องพิมพ์ (เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเคมีChIP-1000) กับวัสดุ PE UHMW โดยโปรตีน

Results (Thai) 3:

1 . บทนำ
น้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษ polyethylene ( pe-uhmw ) เป็น
บ่อยมากใช้วัสดุในระบบแทน
ร่วมประดิษฐ์ มันมีการใช้งานง่าย , ความต้านทานการสึกหรอสูงมาก biocompatibility เชิงกลสูงและเป็นหนึ่งในขอบเขต self-lubricating
. อย่างไรก็ตาม จำนวนของการผ่าตัดแก้ไข
ยังคงสูง บางครั้งจำเป็นเพราะ
อย่างรวดเร็ว ชีวิตชั้นกระบวนการสูงอายุและฤทธิ์ในการย่อยสลายเนื่องจาก
ไม่กี่เลือกโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตชนิด เช่นอัลบูมิน
และกรดไฮยาลูโรนิก มันเป็นที่รู้จักกันว่ามากมาย
ส่วนประกอบหลักที่สำคัญของน้ำ ของเหลว เช่น กรดไฮยาลูโร , อัลบูมินหรือ
อิมมูโนโกลบูลิน โต้ตอบกับ pe-uhmw และมีแนวโน้มที่จะดูดซับ
บนพื้นผิวในระบบของเหลวแบบ อย่างไรก็ตามปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนน้ำ ทั้งในการแสดงตนของลิปิด
ฯลฯ pe-uhmw ไม่เคยถูกสอบสวน เพราะของเหลว synovial
องค์ประกอบคล้ายคลึงกับพลาสม่าในเลือด
( ยกเว้นสูงเนื้อหากรดไฮยาลูโรนิก ) นอกจากนี้ยังเป็นอย่างสูง
ผลกระทบจากอายุของผู้ป่วย เพศ วิถีชีวิตและภาวะทางพยาธิวิทยา

ดังนั้นจึงมีอัตราดอกเบี้ยสูง ซึ่งโปรตีน
นอกจาการอิมมูโนโกลบูลินในความเป็นจริงและดูดซับบน pe-uhmw ก่อนที่ความเข้าใจที่ลึกของกระบวนการทางพยาธิวิทยา
ได้และ / หรือวัสดุที่เกี่ยวข้องกับการดูดซับผลกระทบสามารถรวบรวม .
องค์ประกอบที่แตกต่างกันของ pe-uhmw วิตามินอีเจือ
วัสดุสูง ทำให้เกิด pe-uhmw และวัสดุภายใต้ -
ไปชนิดที่แตกต่างกันของกลยุทธ์ได้
ฆ่าเชื้อถูกทดสอบในการศึกษาทางคลินิกเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุและลดการดูดซับโปรตีน '

ขอมากมายโปรตีนได้รับการแสดงเพื่อดูดซับบน pe-uhmw จำลองรูปแบบและการดูดซับใน


ได้รับการสอบสวนเกิดขึ้นกำกวมและสมาธิที่เป็นอิสระ ในรูปแบบของเหลวที่มีการศึกษาเดียวกัน

เดียวไกลโคโปรตีนที่น่าสนใจพบว่ามีโปรตีนช่วยเพิ่มชั้น
หล่อลื่นและพฤติกรรมแรงเสียดทานของ pe-uhmw อย่างไรก็ตาม นอกจากเลือกโปรตีนอื่น ๆ

ยังความอุดมสมบูรณ์สูงและโปรตีนที่เกิดขึ้นในช่วงระยะเฉียบพลันและการอักเสบ
ความเครียดออกซิเดชั่น เช่น ในโรคไขข้อที่เกี่ยวข้อง
สำหรับการดูดซับ และพฤติกรรมแรงเสียดทานวัสดุ

ดังนั้นการปรับเปลี่ยนเสนอการศึกษามุ่งเน้นไปที่การจำกัดโปรตีน และเป็นกลาง
ที่มีอยู่ในของเหลว synovial ดูดซับในพันธุ์ที่แตกต่างกันของวัสดุ pe-uhmw ตอบ
ถามเอกลักษณ์โปรตีนและการกระจายตัวเชิงพื้นที่ , มวล
รีภาพ ( MSI ) โดยวิธีเมทริกซ์ช่วยเลเซอร์
การคาย / ไอครั้ง - ของ - เครื่อง ( maldi-tof ) การตรวจสอบมีความสัมพันธ์กับ SDS หน้าการวิเคราะห์ดูดซับโปรตีน .
MSI isawell ตั้งขึ้นวิธีการที่จำกัดและ
การจำแนกสารที่น่าสนใจภายในแนวทาง untargeted

วันที่และมีการใช้ในความหลากหลายของตัวอย่างทางชีวภาพและ

มันต้องบอกว่าการวิเคราะห์ลักษณะพื้นผิวของวัสดุชีวภาพเป็นชี้แจงการเจริญเติบโต
สนามดึงดูดความสำคัญมากขึ้นในการวิเคราะห์การปฏิสัมพันธ์และการปรับเปลี่ยนวัสดุหล่อลื่น
.
1 จำกัด ความเป็นจริงของ MSI คือโปรตีนใน
ช่วงมวลโมเลกุลสูงเป็นเพียงที่เป็นไปได้ขึ้นอยู่กับ
ภารกิจเบื้องต้นของโปรตีนที่จะวัดค่า m / z ตามลำดับ น้ำหนักโมเลกุลของ ตรวจพบโมเลกุลสนับสนุนงานวิเคราะห์โปรตีนหลังจาก MSI
SDS , การวิเคราะห์หน้าถูกเลือกให้ความเป็นไปได้เพื่อเปรียบเทียบรูปแบบโปรตีนน้ำ
รูปแบบของสารประกอบโปรตีนที่ดูดซับบน pe-uhmw แตกต่างองค์ประกอบ
ด้วยความเคารพโดยรวมที่ตรวจพบโปรตีน ใน MS ขนานตามระบุในการย่อยโปรตีนจากเจล
มีความเป็นไปได้โปรตีนสำหรับการดูดซับโมเลกุลถูกนอกจากนี้ตรวจสอบ โดยในเนื้อเยื่อ ( " โพลีเมอร์ " ) ย่อย
) ของ pe-uhmw สนับสนุนถนอมพื้นผิวของโปรตีนในเอนไซม์จำกัด
ใบสมัครในระบบสารละลายบัฟเฟอร์และการแพร่กระจายเป็นจุด acritical สำหรับ
กลใส่ออกซิเจน และการปรับเปลี่ยนวัสดุ
synovial fluid ( SF )ที่สำคัญระบบหล่อลื่นในช่องร่วม
โดยตรงโต้ตอบกับพื้นผิวของวัสดุดูดซับและกระจายไปสู่ชีวโมเลกุล
อาจจะดัดแปลงพอลิเมอร์คุณลักษณะและความมั่นคง
ส่วนประกอบหลักได้ถูกตรวจสอบ แต่ก็ยังไม่ได้ตัดสินใจเลย

ไม่ว่าจะแก้ไข pe-uhmw พื้นที่ผิวเพื่อเพิ่มการดูดซับตะกั่วและ
โมเลกุลชีวภาพการแพร่กระจาย หรือในทางกลับกัน นอกจากนี้โปรตีนในการก่อชั้น
pe-uhmw ได้ดังนั้นไกลไม่ได้ยกเว้น
ทั้งเอนไซม์เมทริกซ์และการประยุกต์ใช้ เพื่อให้ได้ reliableresults
ชั้นเป็นเนื้อเดียวกันของ tryps ในเมทริกซ์และโซลูชั่น มา ดิ
ประยุกต์ใช้ Piezo ( เคมีเครื่องพิมพ์เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท
chip-1000 ) โปรตีน pe-uhmw แบกวัสดุ