La microtomografía computarizada (μCT) es una herramienta de imagen no destructiva que es fundamental para evaluar la estructura ósea en estudios preclínicos, sin embargo, existe una falta de consenso sobre los procedimientos de μCT para analizar el callo de cicatrización ósea. Este estudio proporciona un protocolo de μCT paso a paso que permite el seguimiento de la cicatrización de fracturas.
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Artículo de método
Evaluación de la cicatrización de fracturas óseas mediante microtomografía computarizada
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Resumen
Resumen
La microtomografía computarizada (μCT) es la modalidad de imagen más común para caracterizar la morfología tridimensional (3D) del hueso y el hueso recién formado durante la cicatrización de fracturas en investigaciones científicas traslacionales. Los estudios de la cicatrización de fracturas de huesos largos en roedores suelen implicar la curación secundaria y la formación de un callo mineralizado. La forma del callo formado y la densidad del hueso recién formado pueden variar sustancialmente entre los puntos de tiempo y los tratamientos. Mientras que las metodologías estándar para cuantificar los parámetros del hueso cortical y trabecular intacto se utilizan ampliamente y están integradas en el software disponible comercialmente, existe una falta de consenso sobre los procedimientos para analizar el callo en proceso de curación. El propósito de este trabajo es describir un protocolo estandarizado que cuantifique la fracción de volumen óseo y la densidad mineral del callo en la cicatrización. El protocolo describe diferentes parámetros que deben tenerse en cuenta durante la obtención de imágenes y el análisis, incluida la alineación de la muestra durante la obtención de imágenes, el tamaño del volumen de interés y el número de cortes que se contornean para definir el callo.
Introducción
Las imágenes de microtomografía computarizada (μCT) se han utilizado ampliamente en la investigación ósea preclínica, proporcionando imágenes no invasivas de alta resolución para evaluar la microestructura de los huesos 1,2,3,4,5. La μCT implica un gran número de imágenes de rayos X, obtenidas a partir de una muestra giratoria o mediante el uso de una fuente de rayos X giratoria y un detector. Los algoritmos se utilizan para reconstruir datos volumétricos 3D en forma de una pila de cortes de imágenes. La TC....
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Protocolo
Se desarrolló el siguiente protocolo para caracterizar el callo curativo de huesos largos extraído de ratones sacrificados. Sin embargo, la mayoría de los pasos se pueden aplicar a ratas y también se pueden utilizar para el escaneo in vivo de huesos fracturados. El protocolo describe un sistema μCT en particular y un software específico de procesamiento, análisis y visualización de imágenes (consulte la Tabla de materiales), sin embargo, la metodología es generalmente aplicable a otros escáneres y software. El protocolo fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Facultad de Medicina de la Universidad Estatal d....
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Resultados
Para monitorizar la formación ósea durante la cicatrización de la fractura, se indujo una fractura tibial abierta a mitad diafisaria en ratones machos adultos C75BL/6J. La fractura se estabilizó con un clavo intramedular, modelo establecido de cicatrización secundaria13. Los tejidos callosos se recolectaron a los días 14, 21 y 28 después de la fractura12. Estos puntos de tiempo representan diferentes fases de curación. La formación de hueso endocondral durante la cicatrizac.......
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Discusión
El propósito de este estudio es describir un protocolo detallado para el análisis de μCT con el objetivo de cuantificar con precisión la estructura del callo mineralizado en 3D, que a menudo es fundamental en los estudios de cicatrización de huesos y fracturas. El protocolo utiliza una plataforma de software de análisis de imágenes 3D de última generación de uso general que facilita la visualización de imágenes, la segmentación / etiquetado y las mediciones que van desde simples hasta complejas.
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Divulgaciones
Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH, por sus siglas en inglés) R01 DK121327 a R.A.E y R01 AR071968 a F.K.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 10% de formalina tamponada neutra | Fisher chemical | SF100-20 | Utilizado para la fijación de tejido óseo |
| Avizo | Thermo Scientific | Software de procesamiento y análisis de imágenes | |
| Fantoma de hidroxiapatita | Micro-CT HA D4.5, QRM | QRM-70128 | |
| Lenguaje de procesamiento de imágenes | Scanco | Se utiliza para convertir imágenes sin procesar en imágenes DICOM | |
| Pinzas hemostáticas rectas Micro-Mosquito | Medline | Se utiliza para extraer el clavo intramedular | |
| Microsoft Excel | Microsoft | Software de hoja de cálculo | |
| Scanco mCT system (vivaCT 40) | Scanco | Utilizado para µ Imágenes por tomografía computarizada |
Referencias
- Rüegsegger, P., Koller, B., Müller, R. A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture. Calcified Tissue International. 58 (1), 24-29 (1996).
- Müller, R., et al.
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Reimpresiones y permisos
