Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Korrekt positionering og fiksering af en rotte Hind lemmer for fokuseret høj opløsning billeddannelse af knogle-mikroarkitektur ved hjælp af In Vivo mikro-beregnet tomografi

Published: November 22, 2017 doi: 10.3791/56346

Summary

Dette papir pålægger brugere af i vivo scannere, mikro-beregnet tomografi (µCT) sådan bedøver, korrekt holdning og begrænse hind lemmer af en rotte for minimal bevægelse under høj opløsning billeddannelse af skinnebenet. Resultatet er høj kvalitetsbilleder, der kan forarbejdes til nøjagtigt kvantificere knogle mikro-arkitektur.

Abstract

Brug af i vivo mikro-beregnet tomografi (µCT) er et kraftfuldt værktøj, der omfatter de ikke-destruktiv billedbehandling af interne strukturer i høje opløsninger i live dyremodeller. Dette giver mulighed for gentagen billeddannelse af samme gnaver over tid. Denne funktion ikke kun reducerer antallet af gnavere kræves i en eksperimenterende design og reducerer dermed den indbyrdes underlagt variation, der kan opstå, men også gør det muligt for forskere at vurdere længderetningen eller livslang svar til en intervention. For at erhverve høj kvalitetsbilleder, der kan bearbejdes og analyseres for at mere nøjagtigt kvantificere resultaterne af knogle-mikroarkitektur, skal brugere af i vivo µCT scannere korrekt bedøver rat, og placere og begrænse hind lemmer. For at gøre dette, er det bydende nødvendigt, at rotten være bedøvede til et komplet afslapning, og at pedal reflekser er tabt. Disse retningslinjer kan ændres for hver enkelte rotte, som satsen for isofluran stofskifte kan variere alt efter stamme og krop størrelse. Korrekt teknik for i vivo µCT billede erhvervelse giver nøjagtige og ensartede måling af knogle-mikroarkitektur inden for og på tværs af undersøgelser.

Introduction

Brug af i vivo mikro-beregnet tomografi (µCT) er et kraftfuldt værktøj, der omfatter de ikke-destruktiv billedbehandling af interne strukturer i høje opløsninger ved hjælp af gnavere modeller. Den ikke-destruktive karakter af i vivo µCT giver mulighed for gentagen imaging af samme gnaver over tid. Denne funktion ikke kun reducerer antallet af gnavere kræves i en eksperimenterende design og reducerer dermed den indbyrdes underlagt variation, der kan opstå, men også gør det muligt for forskere at forstå langsigtede svar til en intervention. Med brugen af gentagne i vivo µCT, har forsøg med mus og rotter belyst udviklingsmæssige ændringer for at udbene mikro-arkitektur og bone mineral density (BMD) hele perioder af levetid 1,2,3 ,4,5,6,7,8 samt svar på knogle sundhed indgreb såsom kost 9,10, ovariectomy 7,11 og farmakologiske agenter 8,12,13. BMD og knogle-mikroarkitektur med bestemte skelet websteder, nemlig proksimale tibia, femur og lændehvirvlerne, vejledende overordnede knogle sundhed og risikoen for at opretholde en fraktur og så er de primære foranstaltninger når kvantificere svar til en intervention.

In vivo µCT billede erhvervelse involverer to-dimensionale X-ray fremskrivninger overtagne i flere vinkler som X-ray kilde og detektor rotere omkring dyr under undersøgelsen 14,15. Kvaliteten af den resulterende billede er afhængig af mange faktorer, herunder, men ikke begrænset til: valgt erhvervelse parametre (dvs., rumlige opløsning, X-ray spænding, strømstyrke, rotation skridt, anvendt filter, eksponeringstid), begrænsninger af µCT scanner (dvs., scanner-baserede artefakter såsom ring artefakter eller støv, der forårsager striber eller delvis volumen effekter) og korrekt positionering og immobilisering af dyr. De tidligere to af disse faktorer kan manipuleres til en vis grad af bruger, afhængigt af den specifikke scanning maskinen, undersøgelse mål og de rettelser, der er nødvendige for at optimere funktionen af scanneren eller behandling af erhvervet billeder. Det sidste af disse faktorer, den korrekte placering af gnaver før scanning, kan opnås uanset de scanner-baseret begrænsninger eller erhvervelse parametre, der er valgt til at opnå en særlig undersøgelse mål. Mens mange publikationer involverer i vivo billeddannelse er blevet offentliggjort i litteratur 14,15,16,17, klassiske manuskript stil er sådan, at detaljerede "sådan" oplysninger kan ikke medtages. Derfor er formålet med denne artikel og video guide til at udfylde dette tomrum. Her tilstræber vi at instruere brugerne af i vivo µCT scannere hvordan man bedøver en rotte, og Placer og begrænse hind lemmer for at producere høj kvalitetsbilleder, der kan analyseres for at mere nøjagtigt kvantificere resultaterne af knogle mikro-arkitektur.

Forebyggelse forhindringer af x-ray stråle gennem objekter end hind lemmer er vigtigt, at kvantificere de mest præcise BMD og knogle-mikroarkitektur værdier. Som x-stråler passerer gennem objekter og væv af varierende tykkelse og tæthed, nogle af x-stråler er optaget (dvs. svækket) af de materialer, de passerer gennem. Da den målte massefylde af en prøve er påvirket af dens tykkelse, og tilstedeværelsen og tykkelser af omgivende væv, er det bydende nødvendigt, at kalibrering phantoms bruges til at bestemme BMD scannes på samme måde. Derfor, hvis X-ray stråle er passere objekter (dvs., halen) før eller efter at have passeret gennem regionen af interesse, disse objekter vil absorbere nogle af X-ray energier og vil forstyrre transmission billedet erhverves. Derudover ville disse scanninger være meget vanskeligt at simulere ved scanning af de spøgelser, der skal ligner prøve scanninger. Som et resultat, føre forskellene dæmpning til unøjagtighed i evalueringen af BMD målinger af knoglen. Derfor, for lethed og præcision er det bedst at begrænse antallet af forhindringer mellem røntgen kilden, region af interesse og x-ray detektor.

Langsgående vurdering af knoglestruktur fra en intervention i prækliniske modeller indebærer den gentagne bedøvelse af dyret til at begrænse deres bevægelighed under scanningen protokoller. Flere metoder til generel anæstesi eksisterer for at kue dyr undergår en µCT scan, herunder injicerbare og inhalant anæstesi 1,2,4,5,6, 12. i modsætning til inhalant anæstetika som isofluran, gentagne generel anæstesi ved hjælp af injicérbar bedøvelsesmidler medføre en reduktion i kropsvægt, kirurgisk tolerance og væsentlige ændringer til andre fysiologiske parametre i gnavere, specielt rotter og marsvin, tyder på betydelig kontraindikationer for gentagen brug 18,19,20. Mens isofluran er yderst flygtig og giver mulighed for hurtig induktion og recovery, injicerbare bedøvelsesmiddel agenter producere varierende niveauer af anæstesi og tid under anæstesi afhænger af stamme, sex, kropssammensætning, fastende tilstand og døgnrytmen cyklus af den dyr. Injicérbar bedøvelsesmidler udgør også yderligere hindringer for deres anvendelse, som de er stærkt reguleret af nationale styrende organer. Inhalation anæstesi indebærer imidlertid den direkte levering i luftvejene; denne metode giver mulighed for hurtigere induktion og inddrivelse tid og bedre kontrol over længde og dybde af anæstesi19,20. Begrænsninger til inhalation anæstesi metode indebærer sit krav om fordampning specialudstyr og nogle ændringer til puls og blodtryk under induktion, vedligeholdelse og nyttiggørelse 18,19.

Protocol

Denne undersøgelse blev godkendt af animalsk omhu Udvalget af Brock universitetet og gennemføres i overensstemmelse med den canadiske Rådet på Animal Care 21retningslinier.

1. Anæstesi ved hjælp af isofluran Gas

  1. Forhånd udfylde akrylglas inkubation kammer med høj kvalitet O2 ved en konstant gennemstrømningshastighed på ca 1-2 L/min. fra et bedøvelsesmiddel maskine (tillægs figur 1).
  2. Overføre rotten til inkubation kammer halen først og lukker inkubation kammer låget for at skabe en lufttæt forsegling.
  3. Begynd at udfylde inkubation kammer med veterinær-grade isofluran på 3-4% v/v opløst i O2 ved en konstant gennemstrømningshastighed på 1-2 L/min. (tillægs figur 1).
    Forsigtig: Affald bedøvelsesmiddel gasser kan påvirke handlere. Skyllevæske system (dvs.en trækul filter eller udstødning direkte ind i et stinkskab) skal altid være på plads.
  4. Når rotten ikke længere er stand til at stå, overføre rotten til en ansigtsmaske eller næsen kegle modtager 1-3% isofluran opløst i O2 med en væskehastighed på 1-2 L/min. rotter primært ånde gennem deres næse og så, så længe næsen er omfattet af den ansigtsmaske eller næse kegle, vil der være tilstrækkelig anæstesi levering.
  5. Anvende oftalmologiske smøring til sarte membraner i øjnene at beskytte dem mod enhver undslap isofluran gas.
    Bemærk: Sikre at oftalmologiske smøring er uden antibiotika, da dette kan påvirke resultaterne fra en intervention.
  6. Måle palpebral (øjet blinker svar til blid stimulation af palpebral åbning) og pedal (tilbagetrækning af hind lemmer som svar på klemme) reflekser; med stigende dybde af anæstesi, vil palpebral refleks være fraværende før pedal reflekser (tillægs figur 2).
  7. Når et passende niveau af anæstesi nås og rotten har mistet både palpebral og pedal reflekser, opretholde rotten på 0,5-2% isofluran opløst i O2 med en væskehastighed på 1-2 L/min.
  8. Løbende overvåge åndedrætsfrekvens af rotte under hele proceduren ved at holde en konstant visuelle på rotte enten direkte med en indre overvågningssystem eller via live-video feed (supplerende figur 3).

2. positionering og fiksering af rotte Hind lemmer

  1. Lægge rotten i den liggende stilling på scannerpladen carbon-fiber (supplerende figur 4).
  2. Begrænse den højre fod i et formbart skum tube, med tæerne strækker sig fra enden af røret. Anvende dental voks for at holde foden tæt skum og tape rør lukket stramt. Sikre, at diameteren af glasset holder foden er nok til at passe fast ind i plastik rør.
  3. Skub den plastikrør ind i X-ray scanner seng (supplerende figur 5).
  4. Udvide rotte hind lemmer, indtil det er stramt. Ikke over strækker ben at forårsage nogen skade til rotte (supplerende figur 5), da dette kan fremkalde ufrivillige bevægelser i arme og ben på grund af anstrengt respiration.
  5. Trække venstre benet (ikke-scannede hind lemmer) sammen med halen ud til afsøgning af synsfeltet og mod torso, fra den udvidede ben der skal scannes.
  6. Sikre den venstre ben (ikke-scannede hind lemmer) og halen i position ved hjælp af malertape. Brug ikke noget mere eller mindre klæbrig (dvs, gaffatape eller maler tape), da disse materialer vil enten skade rotten, når de er fjernet (gaffatape) eller ikke give en stærk nok hold (maler tape) (supplerende figur 6).
  7. Sikre rat kroppen ind i position på hofter, skuldre og hoved med malertape. Sikre ansigtsmaske eller næsen kegle til rotte (supplerende figur 6).
    Bemærk: DUP den selvklæbende side af malertape til at fjerne dens evne til at holde sig til den rotte pels. Ikke blot enderne af malertape, således at det kan være solidt fastgjort til scanning sengen.
  8. Wrap rotten i EUD-wrap at begrænse varmetabet (supplerende figur 6).
    Bemærk: Når under fuld narkose, rotter mister varme hurtigt på grund af deres store overflade til kroppens vægt ratio 19,20.
  9. Løbende overvåge åndedrætsfrekvens af rotte under hele proceduren ved at holde en konstant visuelle på rotter (enten direkte eller via en live video feed).
    Bemærk: Sæt op tager her 5 min, scan erhvervelse er erhvervelse indstilling-afhængige og restitutionstid er 60 mins.
  10. Gå videre til at erhverve µCT billederne.
    Bemærk: Den nøjagtige specifikationer for scanning erhvervelse er specifikke for hver scanner type, software-system og den specifikke forskningsspørgsmål, dog flere metodologiske publikationer findes i hele litteratur 1,2 , 9.

3. recovery fra anæstesi

  1. Når i vivo µCT scanningen er fuldført, stoppe strømmen af isofluran til rotten men opretholde en 1-2 L/min. flow af O2.
  2. Når rotten genvinder motorisk kontrol (1-2 min.), fjerne den fra respirator og gør det muligt at inddrive individuelt i et bur, der placeres delvist på en all-round varmepude på lav varme. Rotter er kendt for at reducere deres kropstemperatur med 1 ° C under narkose19. Efterlad ikke rotten automatiseret indtil den har genvundet tilstrækkelig bevidsthed for at opretholde brystbenet recumbency.
    Bemærk: Anekdotiske beviser fra vores forskningsgruppe rapporterer, at umiddelbart efter genopretning fra isofluran anæstesi, rats begynde at spise og derfor er det vigtigt at have deres mad og vand til rådighed under genoprettelsen. Selv om vi har observeret denne opførsel, medfører gentagne narkose en betydelig stigning i mad indtag eller organ vægt 1,9.

Representative Results

Denne metode af anæstesi til rotte, og positionering og immobilisering af hind lemmer billeder for i vivo µCT imaging fremmer erhvervelse af høj kvalitet passende til analyse af tibia mikro-arkitektur. Korrekt positionering af rotte hind lemmer involverer benet er fuldt udbygget og hele fod og ankel tilbageholdende i skum (figur 1A) resulterer i en erhvervede billede af tilstrækkelig kvalitet for analyse af den trabekulær og kortikale mikro-arkitektur ( Figur 1B). Utilstrækkelig placering og immobilisering af hind lemmer (figur 1 c) kan resultere i billeder med bevægelse artefakter (fig. 1 d), mens en hale, der ikke fjernes fuldt ud fra den scanning synsfelt (figur 1E) vil forstyrre X-ray dæmpning af de scannede prøver (figur 1F) og ændre BMD og væv mineral density (TMD) målinger. Enten af fejlene placering vil resultere i en dårlig kvalitet scan, der ikke skal analyseres yderligere. Opnå billeder af dårlig kvalitet vil ændre kvantificering af de fine trabekulær netværk og kortikale struktur af hind lemmer og vil producere upassende eller fyldestgørende data14.

Figure 1
Figur 1. Repræsentative billeder af placering af rotte hind lemmer og tilsvarende erhvervede billeder af den proksimale tibia i tværsnit.
(A) korrekt placering af rotte hind lemmer med anklen fuldt tilbageholdende i skum, ben forlænget og hale trak væk fra skinnebenet giver tilstrækkelig billedkvalitet i (B) tværsnit af skinneben og dens trabekulær og kortikale mikro-arkitektur. (C) forkert placering af rotte hind lemmer med benet ikke fuldt udbygget og ankel ikke fuldt tilbageholdende i skum kan resultere i (D) bevægelse artefakter, set som striber i tværsnit. (E) objekter at gribe ind i synsfeltet, såsom halen ikke trak væk fra skinnebenet (F) forstyrrer x-ray dæmpning fra skinnebenet og kan resultere i ændrede BMD og TMD målinger, selv ikke visuelt indlysende. Nederst til venstre i panelet F viser en del af halen i synsfeltet, der blandede sig med x-ray stråle, der efterfølgende passeret gennem tibia. Røde stiplede linjer i de venstre paneler viser tværsnit præsenteres på de rigtige paneler. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Tillægs figur 1. Isofluran bedøvelsesmiddel unit. Isofluran bedøvelsesmiddel enhed oprettet for at give 3-4% isofluran opløst i O2 ved en konstant gennemstrømningshastighed på 1-2 L/min. til induktion af generel anæstesi. Venligst klik her for at downloade denne figur.

Tillægs figur 2. At sikre dybde af anæstesi. Foranstaltning pedal reflekser ved at klemme tæerne af rotte modtager løbende inhaleret bedøvelse gennem en ansigtsmaske eller næsen kegle. Smerter reaktion er tydeligere, når benet er lidt udvidet. Meget stærk pinches eller brug af pincet eller klemmer kan fremkalde vævsskader og bør derfor ikke anvendes. Venligst klik her for at downloade denne figur.

Supplerende figur 3. Screen capture af live-feed fysiologiske overvågning kamera opfattelse. Venligst klik her for at downloade denne figur.

Supplerende figur 4. Rotte lægning i den liggende stilling på scannerpladen kulfiber. Venligst klik her for at downloade denne figur.

Supplerende figur 5. Højre fod af rotte tilbageholdende i et formbart skum tube. Højre fod af rotte er tilbageholdende i et formbart skum rør med tæerne strækker sig ud af røret (ikke afbilledet her). Skum tube er tilbageholdende i en plastik holderen (henvises til Tabel af specifikke materialer/udstyr for mere detaljerede oplysninger). Venligst klik her for at downloade denne figur.

Supplerende figur 6. Rotte sikret i position med højre ben forlænget lige. Den hale og venstre fod er tapede fra højre ben (mod torso), hofterne er sikret og rotte torso er pakket ind i EUD-wrap (blå) at begrænse varmetabet. Venligst klik her for at downloade denne figur.

Discussion

Denne protokol giver seerne med den første detaljerede retningslinjer for korrekt anæstesi, placering og immobilisering af rotter under i vivo µCT afsøgning af hind lemmer. Disse retningslinjer aktiverer brugere af i vivo µCT scanning systemer for at opnå høj opløsning og høj kvalitetsbilleder af tibia, der kan forarbejdes til kvantificering af 3-dimensionelle knogle mikro-arkitektur. Kritiske trin i den protokol, der er nødvendige for at sikre korrekt positionering og fiksering indebærer ordentlig anæstesi af rotte samt udvide hind lemmer fra alle andre vigtige strukturer, indtil det er stramt, men ikke i en unaturlig stilling. For optimal imaging resultater er det bydende nødvendigt, at rotten være bedøvede til et komplet afslapning, og at palpebral og pedal reflekser er tabt. Desuden scanning benet bør udvides og hele fod og ankel bør fastholdes i skum. Metoderne beskrevet ovenfor for at opnå optimal placering af scanning benet vil sikre, at: 1) hind lemmer af rotter inden en undersøgelse er konsekvent orienteret i den samme retning, således tillader x-ray stråle til at passere gennem samme område af hvert ben, som den roterer i nærheden af prøven; 2) både frivillige og ufrivillige bevægelser af hind lemmer vil ikke forekomme, hvilket minimerer mulighederne for bevægelse artefakter til at interferere med kvaliteten af erhvervede billeder; 3) forhindringer fra objekter (dvs., halen) er forhindret, hvilket minimerer risikoen for delvis volumen effekter til at producere unøjagtige BMD og TMD målinger. Disse retningslinjer kan ændres for hver enkelte rotte, som satsen for isofluran metabolisme og positionering kan variere afhængigt af stamme og krop størrelse 22. De mest almindelige i vivo scanning maskiner er designet til små dyremodeller (dvs., mus, rotter, kaniner, marsvin) og vil have udskiftelige animalske faser at tillade scanning af forskellige dyrs størrelser. Derfor, de kan rumme en bred vifte af kroppen vægte.

Selv om i vivo µCT scanning tilladelser til rotte at blive genplaceret og genscanne hvis billederne erhvervet fra den første scanning er dårlig kvalitet, gentages scanning vil afsløre rotte for ekstra doser af stråling og isofluran anæstesi til en længere periode. Månedlige gentagne bestråling af 600 mGy fokuseret til rotte tibia over fire måneder medfører ikke skadelige virkninger på knogle mikro-arkitektur i forhold til de kontralaterale hind lemmer 1, men dette fastslå ikke sikkerhed af to scanninger gentages i umiddelbart efter hinanden. Yderligere begrænsninger af den teknik beskrevet omfatter behovet for at udvide hind lemmer henslængt med kræfter til at holde det stadig, som kan påberåbe sig nogle ændringer i knoglestrukturen. Mens sværhedsgraden af tilbageholdenhed af hind lemmer under scanningen vil afhænge af hver forskning mål, resulterede tidligere forskning fra vores lab, der involverer månedlige gentagne i vivo µCT imaging af en hind lemmer i en forskel i den kortikale mikro-arkitektoniske parameter, excentricitet, i forhold til de kontralaterale hind lemmer, der ikke undergår gentagne udvidelse, stabilisering og scanning 1. Excentricitet er en foranstaltning af kortikale knogle og ændringer som svar på ændret bærende elliptiske form. Derfor, når du bruger denne metode til positionering og fastholdelse af hind lemmer for gentaget i vivo µCT imaging, overvejelser bør gøres når vurdere og fortolke ændringer i bærende mikro-arkitektoniske parametre.

Mens ovenstående retningslinjer har været givet til billedbehandling og analyse af knoglevæv, skal mindre justeringer af protokollen gøres når imaging blødt væv af hind lemmer. Specifikt, skal den måde hvorpå hind lemmer er forlænget fra torsoen og tilbageholdende tages hensyn, som den aktuelle procedure misshapes orientering af det bløde væv (muskler, fedtvæv) til unormal positionering for varigheden af scanningen. Derfor, når ekstrapolere denne model til brug i billedbehandling af blødt væv af hind lemmer, nogle justeringer bør foretages til tilbageholdenhed teknikken til at reducere eller eliminere ændringerne i placeringen af væv i forhold til hinanden.

Derudover retningslinjerne har været skrevet specielt baseret på erfaringerne fra vores forskningsgruppe, men de kan ændres for at imødekomme andre kommercielt tilgængelige i vivo µCT scannere. Andre foreslåede metoder til at placere og begrænse hind lemmer kan være til rådighed af producenten af i vivo µCT scanning system. De fleste kommercielt tilgængelige i vivo µCT enheder liste polypropylen, ekspanderet polystyren, og plast rør med dental voks til at holde en fremspringende fod som acceptable materialer og metoder for fastholdende scanning benet. Men metoden præsenteret i denne protokol giver mere kontrolleret og konsekvent positionering og immobilisering af scannede benet, og producerer konsekvent billeder i høj kvalitet. De retningslinjer, der præsenteres i den aktuelle metode kræver specialiseret udstyr nødvendigt for anæstesi af rotte, som en vaporizer, rør, masker, induktion kamre og ilt. Selv om udstyret, der er forbundet med en noget højere pris i forhold til injicérbar bedøvelsesmidler, giver det forskere mulighed for at hurtigt og præcist fremkalde anæstesi på bestemte dybder af bevidsthed, som giver en fordel frem for alternativet metoder.

Ved hjælp af retningslinjerne i den aktuelle metode video, forskere udnytter høj opløsning i vivo µCT teknologier til at undersøge deres intervention vil af interesse være i stand til korrekt og konsekvent orientere og afholde en rotte hind lemmer for høj kvalitet røntgenoptagelser. Dette vil give et kontinuum inden for i vivo µCT billede erhvervelse og tjene som et skridt i retning af optimering ensartethed og nøjagtighed inden for undersøgelser og aktiverer sammenligninger på tværs af undersøgelser i litteraturen. Ligeledes, disse protokoller og metoder kan udvides til brug i andre gnavere arter, herunder mus, selv om nogle ændringer vil være krævede 2,10. For eksempel kan immobilisering af foden i skum tube omfatter ankel for at minimere muligheden for ben bevægelse under scanningen. Desuden vil fuld foden passe ind i skum holderen. Således udvider tæerne ikke fra slutningen af indehaveren som de gør, når sikring af foden af en rotte. Derudover kræver kroppen af musen ikke den samme tilbageholdenhed med tape som rotter. En mindre næse kegle kan bruges til at opretholde anesthesia i mus under scanningen. Hvis en mindre næsen kegle ikke er tilgængelig, kan sikre en nitrilhandske over tilgængelige næsen kegle og gøre et lille snit i handske til at give en plads, der kan passe næsen af musen til at give anæstesi samtidig opretholde en forsegling omkring næsen.

Mens den proksimale skinnebenet er det vigtigste site for undersøgelse af ændringer i knogle mikro-struktur i rotter, bør retningslinjer for korrekt og konsekvent positionering af andre skelet steder såsom lårbenet og lændehvirvlerne undersøges og etableret for sammenhæng i litteraturen. Men når virksomhed fremtidige forskning, der indebærer billeddannelse af lændehvirvlerne, overvejelser skal ske som billeddannelse af rygsøjlen sørger for stråling til de omkringliggende organer og væv.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Forfatterne anerkende forskning finansiering fra NSERC opdagelse tilskud (#05573) og Canada Foundation for Innovation (#222084) til finansiering af i vivo mikro-CT. uforstand Ward er en Canada forskning stol i knogle og muskelfylde.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Isoflurane Fresenius Kabi Animal Health 108737
Vaporizer Dispomed 990-1091-3SINEWA
Scavengers/Charcoal Filters Dispomed 985-1005-000
Micro-CT Scanner Bruker microCT SkyScan 1176
Dental wax Kerr Dental Laboratory 623
Foam (Backer Rod) Rona CF12086 1”x10’
Plastic tube Bruker microCT SP-3010
Carbon-fiber bed Bruker microCT SP-3002
Vet Wrap/Bandage Dura-Tech 17473
Ophthalmic Gel OptixCare 006CLC-4256 Antibiotic-free
Heating pad Sunbeam 000731-500-000

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Longo, A. B., Sacco, S. M., Salmon, P. L., Ward, W. E. Longitudinal use of micro-computed tomography does not alter microarchitecture of the proximal tibia in sham or ovariectomized sprague-dawley rats. Calcif Tissue Int. 98 (6), 631-641 (2016).
  2. Sacco, S. M., et al. Repeated irradiation from micro-computed tomography scanning at 2, 4 and 6 months of age does not induce damage to tibial bone microstructure in male and female CD-1 mice. Bonekey Rep. 6, 855 (2017).
  3. Waarsing, J. H., Day, J. S., Verhaar, J. A., Ederveen, A. G., Weinans, H. Bone loss dynamics result in trabecular alignment in aging and ovariectomized rats. J Orthop Res. 24 (5), 926-935 (2006).
  4. Klinck, R. J., Campbell, G. M., Boyd, S. K. Radiation effects on bone architecture in mice and rats resulting from in vivo micro-computed tomography scanning. Med Eng Phys. 30 (7), 888-895 (2008).
  5. Laperre, K., et al. Development of micro-CT protocols for in vivo follow-up of mouse bone architecture without major radiation side effects. Bone. 49 (4), 613-622 (2011).
  6. Brouwers, J. E., van Rietbergen, B., Huiskes, R. No effects of in vivo micro-CT radiation on structural parameters and bone marrow cells in proximal tibia of wistar rats detected after eight weekly scans. J Orthop Res. 25 (10), 1325-1332 (2007).
  7. Francisco, J. I., Yu, Y., Oliver, R. A., Walsh, W. R. Relationship between age, skeletal site, and time post-ovariectomy on bone mineral and trabecular microarchitecture in rats. J Orthop Res. 29 (2), 189-196 (2011).
  8. Altman, A. R., et al. Quantification of skeletal growth, modeling, and remodeling by in vivo micro computed tomography. Bone. 81, 370-379 (2015).
  9. Longo, A. B., et al. Lifelong intake of flaxseed or menhaden oil to provide varying n-6 to n-3 PUFA ratios modulate bone microarchitecture during growth, but not after OVX in Sprague-Dawley rats. Mol Nutr Food Res. 61 (8), (2017).
  10. Sacco, S. M., Saint, C., LeBlanc, P. J., Ward, W. E. Maternal consumption of hesperidin and naringin flavanones exerts transient effects to tibia bone structure in female CD-1 offspring. Nutrients. 9 (3), 250 (2017).
  11. Campbell, G. M., Buie, H. R., Boyd, S. K. Signs of irreversible architectural changes occur early in the development of experimental osteoporosis as assessed by in vivo micro-CT. Osteoporos Int. 19 (10), 1409-1419 (2008).
  12. De Schaepdrijver, L., Delille, P., Geys, H., Boehringer-Shahidi, C., Vanhove, C. In vivo longitudinal micro-CT study of bent long limb bones in rat offspring. Reprod Toxicol. 46, 91-97 (2014).
  13. Perilli, E., et al. Detecting early bone changes using in vivo micro-CT in ovariectomized, zoledronic acid-treated, and sham-operated rats. Osteoporos Int. 21 (8), 1371-1382 (2010).
  14. Bouxsein, M. L., et al. Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography. J Bone Miner Res. 25 (7), 1468-1486 (2010).
  15. Li, H., Zhang, H., Tang, Z., Hu, G. Micro-computed tomography for small animal imaging: Technological details. Progress in Natural Science. 18 (5), 513-521 (2008).
  16. Campbell, G. M., Sophocleous, A. Quantitative analysis of bone and soft tissue by micro-computed tomography: applications to ex vivo and in vivo studies. Bonekey Rep. 3, 564 (2014).
  17. Meganck, J. A., Kozloff, K. M., Thornton, M. M., Broski, S. M., Goldstein, S. A. Beam hardening artifacts in micro-computed tomography scanning can be reduced by X-ray beam filtration and the resulting images can be used to accurately measure BMD. Bone. 45 (6), 1104-1116 (2009).
  18. Vazquez, C. M., Molina, M. T., Ilundain, A. Role of rat large intestine in reducing diarrhea after 50% or 80% distal small bowel resection. Dig Dis Sci. 34 (11), 1713-1719 (1989).
  19. Albrecht, M., Henke, J., Tacke, S., Markert, M., Guth, B. Effects of isoflurane, ketamine-xylazine and a combination of medetomidine, midazolam and fentanyl on physiological variables continuously measured by telemetry in Wistar rats. BMC Vet Res. 10, 198 (2014).
  20. Schmitz, S., Tacke, S., Guth, B., Henke, J. Comparison of physiological parameters and anaesthesia specific observations during isoflurane, ketamine-xylazine or medetomidine-midazolam-fentanyl anaesthesia in male guinea pigs. PLoS One. 11 (9), e0161258 (2016).
  21. Canadian Council on Animal Care. Guide to the care and use of experimental animals. , Available from: http://www.ccac.ca/Documents/Standards/Guidelines/Experimental_Animals_Vol1.pdf (1993).
  22. Stevens, W. C., et al. Comparative toxicities of halothane, isoflurane, and diethyl ether at subanesthetic concentrations in laboratory animals. Anesthesiology. 42 (4), 408-419 (1975).

Tags

Bioteknologi sag 129 knoglestruktur isofluran gnavere scanning tibia knogle
Korrekt positionering og fiksering af en rotte Hind lemmer for fokuseret høj opløsning billeddannelse af knogle-mikroarkitektur ved hjælp af <em>In Vivo</em> mikro-beregnet tomografi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Longo, A. B., Sacco, S. M., Ward, W. More

Longo, A. B., Sacco, S. M., Ward, W. E. Proper Positioning and Restraint of a Rat Hind Limb for Focused High Resolution Imaging of Bone Micro-architecture Using In Vivo Micro-computed Tomography. J. Vis. Exp. (129), e56346, doi:10.3791/56346 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter