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Mehr als 200 Millionen Menschen weltweit leiden an Osteoporose1. Die zugrunde liegenden pathologischen Abnahme der Knochendichte (BMD) und veränderten Knochen Mikroarchitektur zu erhöhen, Knochenbrüchigkeit und infolgedessen das relative Risiko von Frakturen2. Osteoporose ist so weit verbreitet und schädlich für die Gesundheit die WHO eine große Gesundheitsproblem definiert hat. Darüber, wie die Weltbevölkerung Alter erwartet wird, Osteoporose dürfte sogar noch häufiger geworden.
Osteoporotische Wirbelkörper-Kompressionsfrakturen sind die häufigsten Zerbrechlichkeit Frakturen, schätzungsweise mehr als 750.000 pro Jahr in den USA. Sie sind verbunden mit erheblicher Morbidität und so viel wie ein neun-Mal höhere Sterblichkeit3. In klinischen Studien derzeit verfügbaren chirurgische Eingriffe, wie z. B. Vertebroplastie und Kyphoplastie, erwiesen sich nicht wirksamer als ein Schein Behandlung4,5, diese Patienten nur Schmerztherapie zur Verfügung überlassen. Da aktuelle OVCF Behandlungen begrenzt sind, ist es unerlässlich, ein Tiermodell zu entwickeln, die die Störung6,7,8replizieren kann. Solchen Tiermodellen konnte erleichtern, die Untersuchung der aktuellen Behandlungsmethoden und der Entwicklung neuartiger Therapien, die in die klinische Praxis umsetzen wird. Osteoporose wurde induziert und nachhaltig in Tiermodellen durch die Gabe einer niedrigen Kalzium Ernährung (LCD) in Verbindung mit Ovariectomy1,9,10,11, 12 , 13 , 14 , 15. um den Knochenverlust verbunden mit OVCFs weiter zu modellieren, Wirbelkörper Knochendefekte entstanden im osteoporotischen immunkompetenten Ratten 16,17,18,19, 20,21,22,23,24. In dieser Arbeit wird ein Wirbelkörper defekt-Modell von immungeschwächten Ratten mit modellierten Osteoporose vorgestellt. Dieses neue Modell lässt sich beurteilen, zellbasierte Therapien mit Stammzellen aus verschiedenen Quellen und Arten für die Reparatur von anspruchsvollen Frakturen, wie z. B. OVCFs.
Knochen-Bildgebung ist ein wesentlicher Bestandteil der Bewertung von Frakturen und Knochenerkrankungen. Moderne bildgebende Verfahren wurden für die genaue Beurteilung der strukturellen Knochenveränderungen und Regeneration Strategien25entwickelt. Unter anderem entstanden µCT Bildgebung als eine nicht-invasive, einfach zu bedienende und kostengünstige Methode, die hochauflösende 3D Bilder liefert. µCT-Bildgebung hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Modalitäten bei der Bewertung von Osteoporose-Patienten, da es bietet hochauflösende 3D Knochen Mikroarchitektur26 , das anschließend quantitativ analysiert werden können. Letzteres kann dann verwendet werden, um die therapeutische Wirkung der vorgeschlagenen Behandlungen zu vergleichen. In der Tat ist in Vivo µCT-Bildgebung ein Goldstandard für die Regeneration der Wirbelsäule defekt Überwachung1,16,27. Jedoch haben einige Publikationen28,29,30,31 eingesetzt automatisierte Registrierung Tools Benutzer-Abhängigkeit, Interpolation Voreingenommenheit und Präzision Fehler der µCT zu minimieren Imaging-basierte Analyse. Vor kurzem waren wir die ersten ein Registrierungsverfahren zu verwenden, um die Analyse der Knochenregeneration in einen standardisierten nichtig, Knochen zu verbessern, wie in diesem Protokoll32 erläutert.
Die hier beschriebene Methode kann verwendet werden, um die Wirkung von neuartiger Zelltherapien für OVCFs zu untersuchen, ungehindert vom Host T-Zell-Reaktionen, die xenogene oder allogene Zellen ablehnen könnte. Osteoporose ist bei jungen Ratten durch Ovariectomy (OVX) und 4 Monaten ein LCD induziert. Das junge Alter der OVX Ratten, kombiniert mit dem LCD erlaubt, um einen niedrigen maximalen Knochenmasse, postmenopausalen Osteoporose imitiert, indem Sie zu irreversiblen Knochenverlust führt zu erreichen. Dies lässt sich teilweise durch die Tatsache, dass, während der LCD-Anzeige auf ca. 3 Monate alt, die Ratten Übergang vom Knochen zur Umgestaltung Modellierung an den Lendenwirbeln33, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Aufrechterhaltung der Osteoporose über phase Zeit. Verwendung von jungen Tieren macht dieses Modell kostengünstiger, da sie weniger Kosten. Dennoch ist es begrenzt durch die biologischen Veränderungen im Altern Tier von Natur aus nicht entfallen.