Name: Evaluación de la cicatrización de fracturas óseas mediante microtomografía computarizada (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-12-09T13:30:00.000+00:00
Duration: 12 min 4 s
Description: Aprende un protocolo de microtomografía computarizada para evaluar la cicatrización de fracturas óseas en estudios preclínicos. Este método no invasivo permite analizar la morfología 3D del callo óseo con precisión y reproducibilidad.

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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.

<ol><li>Rüegsegger, P., Koller, B., Müller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+microtomographic+system+for+the+nondestructive+evaluation+of+bone+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22Calcified+Tissue+International%22%5BJournal%5D)">A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture.</a> Calcified Tissue International. 58 (1), 24-29 (1996).</li>
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<li>Boyd, S. K., Davison, P., Müller, R., Gasser, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+individual+morphological+changes+over+time+in+ovariectomized+rats+by+in+vivo+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Monitoring individual morphological changes over time in ovariectomized rats by in vivo micro-computed tomography.</a> Bone. 39 (4), 854-862 (2006).</li>
<li>Christiansen, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+micro-computed+tomography+voxel+size+and+segmentation+method+on+trabecular+bone+microstructure+measures+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Bone+Reports%22%5BJournal%5D)">Effect of micro-computed tomography voxel size and segmentation method on trabecular bone microstructure measures in mice.</a> Bone Reports. 5, 136-140 (2016).</li>
<li>Holdsworth, D. W., Thornton, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-CT+in+small+animal+and+specimen+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Micro-CT in small animal and specimen imaging.</a> Trends in Biotechnology. 20 (8), 34-39 (2002).</li>
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<li>Bouxsein, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+for+assessment+of+bone+microstructure+in+rodents+using+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 25 (7), 1468-1486 (2010).</li>
<li>Morgan, E. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-computed+tomography+assessment+of+fracture+healing%3A+Relationships+among+callus+structure%2C+composition%2C+and+mechanical+function%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Micro-computed tomography assessment of fracture healing: Relationships among callus structure, composition, and mechanical function.</a> Bone. 44 (2), 335-344 (2009).</li>
<li>O'Neill, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-computed+tomography+assessment+of+the+progression+of+fracture+healing+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Micro-computed tomography assessment of the progression of fracture healing in mice.</a> Bone. 50 (6), 1357-1367 (2012).</li>
<li>Bissinger, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully+automated+segmentation+of+callus+by+micro-CT+compared+to+biomechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Surgery+and+Research%22%5BJournal%5D)">Fully automated segmentation of callus by micro-CT compared to biomechanics.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 12 (1), 108(2017).</li>
<li>Brown, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+fracture+healing+and+increased+callus+adiposity+in+a+C57BL%2F6J+murine+model+of+obesity-associated+type+2+diabetes+mellitus%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+One%22%5BJournal%5D)">Delayed fracture healing and increased callus adiposity in a C57BL/6J murine model of obesity-associated type 2 diabetes mellitus.</a> PLOS One. 9 (6), 99656(2014).</li>
<li>Khajuria, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aberrant+structure+of+fibrillar+collagen+and+elevated+levels+of+advanced+glycation+end+products+typify+delayed+fracture+healing+in+the+diet-induced+obesity+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Aberrant structure of fibrillar collagen and elevated levels of advanced glycation end products typify delayed fracture healing in the diet-induced obesity mouse model.</a> Bone. 137, 115436(2020).</li>
<li>Sigurdsen, U., Reikeras, O., Hoiseth, A., Utvag, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlations+between+strength+and+quantitative+computed+tomography+measurement+of+callus+mineralization+in+experimental+tibial+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Correlations between strength and quantitative computed tomography measurement of callus mineralization in experimental tibial fractures.</a> Clinical Biomechanics. 26 (1), 95-100 (2011).</li>
<li>Duvall, C. L., Taylor, W. R., Weiss, D., Wojtowicz, A. M., Guldberg, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+angiogenesis%2C+early+callus+formation%2C+and+late+stage+remodeling+in+fracture+healing+of+osteopontin-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Impaired angiogenesis, early callus formation, and late stage remodeling in fracture healing of osteopontin-deficient mice.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 22 (2), 286-297 (2007).</li>
<li>Gerstenfeld, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+effects+of+the+bisphosphonate+alendronate+versus+the+RANKL+inhibitor+denosumab+on+murine+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Comparison of effects of the bisphosphonate alendronate versus the RANKL inhibitor denosumab on murine fracture healing.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 24 (2), 196-208 (2009).</li>
<li>Alentado, V. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+the+modified+radiographic+union+score+for+tibia+fractures+%28mRUST%29+in+murine+femoral+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Validation of the modified radiographic union score for tibia fractures (mRUST) in murine femoral fractures.</a> Frontiers in Endocrinology. 13, 911058(2022).</li>
<li>Yu, K. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+impaired+MRSA-infected+fracture+healing+by+combinatorial+antibiotics+and+modulation+of+sustained+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Enhancement of impaired MRSA-infected fracture healing by combinatorial antibiotics and modulation of sustained inflammation.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 37 (1), 1352-1365 (2022).</li>
<li>Nyman, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+measures+of+femoral+fracture+repair+in+rats+derived+by+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Quantitative measures of femoral fracture repair in rats derived by micro-computed tomography.</a> Journal of Biomechanics. 42 (7), 891-897 (2009).</li>
<li>Fiset, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+validation+of+the+radiographic+union+score+for+tibial+fractures+%28RUST%29+using+micro-computed+tomography+scanning+and+biomechanical+testing+in+an+in-vivo+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery%22%5BJournal%5D)">Experimental validation of the radiographic union score for tibial fractures (RUST) using micro-computed tomography scanning and biomechanical testing in an in-vivo rat model.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 100 (21), 1871-1878 (2018).</li>
<li>Shefelbine, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+fracture+callus+mechanical+properties+using+micro-CT+images+and+voxel-based+finite+element+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Prediction of fracture callus mechanical properties using micro-CT images and voxel-based finite element analysis.</a> Bone. 36 (3), 480-488 (2005).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glucocorticoid-induced+delayed+fracture+healing+and+impaired+bone+biomechanical+properties+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Interventions+in+Aging%22%5BJournal%5D)">Glucocorticoid-induced delayed fracture healing and impaired bone biomechanical properties in mice.</a> Clinical Interventions in Aging. 13, 1465-1474 (2018).</li>
<li>Watson, P. J., Fitton, L. C., Meloro, C., Fagan, M. J., Gröning, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+adaptation+of+trabecular+bone+morphology+in+the+mammalian+mandible%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Mechanical adaptation of trabecular bone morphology in the mammalian mandible.</a> Scientific Reports. 8 (1), 7277(2018).</li>
<li>Nie, C., Wang, Z., Liu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+depression+on+fracture+healing+and+osteoblast+differentiation+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychiatric+Disease+and+Treatment%22%5BJournal%5D)">The effect of depression on fracture healing and osteoblast differentiation in rats.</a> Neuropsychiatric Disease and Treatment. 14, 1705-1713 (2018).</li>
</ol>

Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.

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.
<p class="jove_conten...

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 clínica es el estándar de oro para la obtención de imágenes en 3D de huesos humanos, y la μCT es una técnica comúnmente utilizada para evaluar la eficiencia de la cicatrización ósea en animales de experimentación 1,2,3,4,6,7. El hueso mineralizado tiene un excelente contraste con los rayos X, mientras que los tejidos blandos tienen un contraste relativamente pobre a menos que se use un agente de contraste. En la evaluación de la cicatrización de fracturas, la μCT genera imágenes que proporcionan información detallada sobre la estructura 3D y la densidad del callo mineralizado. La exploración in vivo con μCT también se puede utilizar para la evaluación longitudinal y temporal de la cicatrización de fracturas.
La cuantificación del hueso cortical y trabecular intacto mediante μCT está generalmente bien establecida y estandarizada8. Aunque los estudios preclínicos utilizan una variedad de metodologías de cuantificación para analizar la cicatrización de fracturas 9,10,11, aún no se ha publicado un protocolo detallado de análisis de imágenes μCT para la cuantificación de callos. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es proporcionar un protocolo detallado paso a paso para la obtención de imágenes por μCT y el análisis de la cicatriz ósea del callo.

<table><tbody><tr><td>10% de formalina tamponada neutra&nbsp;</td><td>Fisher chemical</td><td>SF100-20</td><td>Utilizado para la fijación de tejido óseo</td></tr><tr><td>Avizo</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>Software de procesamiento y análisis de imágenes</td></tr><tr><td>Fantoma de hidroxiapatita&nbsp;</td><td>Micro-CT HA D4.5, QRM</td><td>QRM-70128</td><td></td></tr><tr><td>Lenguaje de procesamiento de imágenes</td><td>Scanco</td><td></td><td>Se utiliza para convertir imágenes sin procesar en imágenes DICOM</td></tr><tr><td>Pinzas hemostáticas rectas Micro-Mosquito</td><td>Medline</td><td></td><td>Se utiliza para extraer el clavo intramedular</td></tr><tr><td>Microsoft Excel</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Software de hoja de cálculo</td></tr><tr><td>Scanco mCT system (vivaCT 40)</td><td>Scanco</td><td></td><td>Utilizado para &micro; Imágenes por tomografía computarizada&nbsp;</td></tr></tbody></table>

evaluación de la cicatrización de fracturas óseas mediante microtomografía computarizada

Assessment of Bone Fracture Healing Using Micro-Computed Tomography

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.

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...

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.

Evaluación de la cicatrización de fracturas óseas mediante microtomografía computarizada

Micro-computed tomography (&#181;CT) is the most common imaging modality to characterize the three-dimensional (3D) morphology of bone and newly formed ...

La microtomografía computarizada es un método muy común para cuantificar la morfología y la calidad del hueso en 3D. Aunque los protocolos de análisis están bastante establecidos para caracterizar el hueso cortical y trabecular intacto, existe un menor consenso sobre el protocolo para analizar la cicatrización de fracturas. Esta técnica implica imágenes no invasivas y análisis 3D precisos y calibrados utilizando un buen equilibrio de técnicas manuales y automatizadas.También utiliza un entorno de software sofisticado y flexible. Hwabok Wee, un investigador asociado de mi laboratorio, demostrará el procedimiento. Para empezar, tome un accesorio de escaneo impreso en 3D desarrollado a medida o similar que incluya un maniquí de hidroxiapatita en miniatura para la calibración de la densidad mineral ósea.Coloque hasta seis muestras de huesos largos en el dispositivo para el escaneo simultáneo de múltiples muestras. Coloque el dispositivo preparado en una jeringa o en un tubo cónico similar al diámetro del campo de visión de escaneo. Llene la jeringa con un conservante, como solución salina, para evitar que las muestras se sequen durante el proceso de escaneo.Después de confirmar la calibración de la máquina de micro-TC, alinee la línea central del dispositivo de muestra con la línea central aproximada del micro-CT para asegurarse de que las muestras estén dentro del campo de visión y que sus ejes largos tengan una orientación aproximadamente coincidente con la dirección axial de las imágenes resultantes. A continuación, configure los parámetros de escaneo del sistema micro-CT estableciendo la energía o la intensidad en un pico de 55 kilovoltajes, la corriente en 145 microamperios, el tamaño del vóxel isotrópico en 10,5 micrómetros y el tiempo de integración en 300 milisegundos. A continuación, inspeccione visualmente las imágenes del explorador en diferentes vistas para cubrir todo el volumen de todas las muestras de callos.Inicie la adquisición del escaneo y, una vez completado, convierta las imágenes en una pila DICOM para importarlas al software de análisis. Para comenzar con el recorte de imágenes, elija una muestra a la vez y recorte cada pila de imágenes, asegurándose de que toda la muestra esté incluida en el volumen recortado. Guarde la imagen recortada haciendo clic en la pestaña Archivo en la parte superior izquierda de la pantalla, seleccionando Guardar proyecto como y, a continuación, seleccionando Minimizar tamaño del proyecto.Para eliminar el ruido de la imagen, haga clic en la pestaña Archivo y elija la imagen que se va a procesar con Datos abiertos, que abre la imagen en la ventana Vista de proyecto en la esquina superior izquierda de la pantalla. Haga clic con el botón secundario para seleccionar Procesamiento de imágenes, seguido de Filter Sandbox y, a continuación, haga clic en Crear. En la ventana Propiedades, situada en la esquina inferior izquierda de la pantalla, elija Datos como tipo de vista previa.Seleccione el tipo de filtro en el menú desplegable junto a Filtro y elija 3D para la interpretación. Manteniendo Separable como el tipo de kernel en el menú desplegable, complete los valores de la desviación estándar y el factor de tamaño del kernel en el cuadro vacío disponible. A continuación, seleccione Igual que la entrada en el menú desplegable situado junto a la salida.Y finalmente, haga clic en Aplicar. En el caso de las muestras desalineadas, el usuario puede realizar la realineación de la imagen creando una imagen renderizada en 3D de la muestra seleccionando la imagen filtrada y recortada en la ventana Vista del proyecto. Haga clic con el botón derecho para seleccionar Pantalla y luego Renderizado de volumen en el menú desplegable.A continuación, haga clic en Crear para comprobar visualmente la imagen renderizada en 3D en los planos sagital y frontal. A continuación, gire manualmente el volumen renderizado para obtener una buena alineación en el eje longitudinal. Para aplicar la transformación en las imágenes giradas, en la ventana Propiedades, haga clic en el Editor de transformaciones.A continuación, ve a Manipulador del editor de transformaciones y selecciona Transformador en el menú desplegable. Si es necesario, gire, vuelva a alinear y, a continuación, vuelva a hacer clic en el Editor de transformación para bloquear la imagen. A continuación, para crear nuevos sectores de imagen de plano transversal, vuelva a muestrear la imagen filtrada seleccionando la imagen en la ventana Vista de proyecto.Haga clic con el botón derecho para seleccionar Transformación de geometría, seguido de Remuestrear imagen transformada en el menú desplegable y, a continuación, haga clic en Crear. En la ventana Propiedades, vaya a Datos y, en el menú desplegable, seleccione Estándar para interpolación, elija Extendido para el modo y Tamaño de vóxel para conservar. Introduzca cero en el cuadro en blanco disponible para el valor de relleno y, por último, haga clic en Aplicar.Para definir el volumen de interés, revise los cortes transversales de la imagen, identifique el plano central del callo de la fractura y defínalo en función del cristalino proximal y distal del callo. Si los extremos del callo son difíciles de especificar, defina el volumen en función de una distancia estandarizada del plano central del callo. Para segmentar el límite exterior del callo después del reensamblaje de las imágenes transformadas, haga clic en la pestaña Segmentación en la segunda fila de pestañas de la parte superior de la pantalla.En la ventana del editor de segmentación, seleccione la imagen transformada en el menú desplegable junto a la imagen. En la ventana MATERIALES, haga doble clic en Agregar. Al hacerlo, aparecerán dos pestañas llamadas Material3 y Material4.Haga clic con el botón derecho para cambiar el nombre de Material3 a callo y Material4 a hueso cortical. A continuación, en la ventana SELECCIÓN, haga clic en el icono del lazo. En las opciones que aparecen, seleccione A mano alzada para el modo 2D, Interior para el modo 3D y Trazado automático y Trazar bordes para las opciones.Luego usa el lazo para marcar el límite exterior del callo. Repita los pasos de contorneado con sectores muestreados a lo largo del volumen de interés, y los sectores se pueden espaciar, por ejemplo, en 20 sectores. Para crear una etiqueta de callo completa, en la ventana MATERIALES, elija el archivo de callo, haga clic en la pestaña Selección en la parte superior de la pantalla y seleccione Interpolar en el menú desplegable.Luego, en la ventana Selección, haga clic en el signo más. A continuación, segmenta el hueso cortical, incluida la cavidad medular. A continuación, interpole la superficie contorneada de la corteza perióstica para crear una etiqueta ósea cortical como se realizó anteriormente para el callo.Para calcular el volumen contorneado del callo y el valor medio de gris, haga clic en la pestaña Segmentación en la fila superior de la pantalla y seleccione Estadísticas de materiales en el menú desplegable para generar una tabla de valores calculados. Tenga en cuenta que los valores del hueso cortical y el callo se proporcionan por separado después de restar el hueso cortical. Exporte la tabla generada y guarde los datos haciendo clic en Exportar al espacio de trabajo.Para convertir las unidades de escala de grises en densidad mineral ósea, recorte la imagen 3D del maniquí de alta disponibilidad de 4,5 milímetros de toda la imagen y haga clic en Segmentación. Para dibujar círculos en la primera y la última división, en la ventana MATERIALES, haga clic en Agregar cuatro veces. A continuación, haga clic con el botón derecho para cambiar el nombre de Material3, 4, 5 y 6 a Phantom1, 2, 3 y 4 respectivamente.A continuación, seleccione Phantom1. Haga clic en el icono del pincel en la ventana Selección y utilice el control deslizante para ajustar el tamaño del pincel de modo que el tamaño del círculo sea menor que el del fantasma. Para crear un volumen para cada cilindro de alta disponibilidad, aplique la interpolación seleccionando Phantom1 en la ventana MATERIALES, haciendo clic en la pestaña Selección en la fila superior de la pantalla y seleccionando Interpolar en el menú desplegable.A continuación, en la ventana SELECCIÓN, haga clic en el signo más. Repita este proceso con los cilindros de alta disponibilidad restantes. Utilice las etiquetas 3D generadas para calcular los valores medios de gris de los cuatro cilindros de alta disponibilidad analizados.Grafique los valores medios de gris y los valores correspondientes de densidad mineral ósea, o DMO, proporcionados por el fabricante fantasma. Genere una ecuación de correlación entre la DMO y los valores de gris mediante regresión lineal. Para segmentar el callo mineralizado, haga clic en Agregar en la ventana MATERIALES.A continuación, haga clic con el botón derecho para cambiar el nombre del nuevo material a callo mineralizado. A continuación, seleccione Callo en la ventana MATERIALES y, a continuación, haga clic en Seleccionar. A continuación, haga clic en Umbral en la ventana SELECCIÓN.Seleccione el valor más bajo y aplique el umbral calculado del fantasma de alta disponibilidad en el enmascaramiento de umbral. A continuación, haga clic en Seleccionar solo el material actual en la ventana SELECCIÓN y, a continuación, haga clic en Seleccionar vóxeles enmascarados. A continuación, seleccione callo mineralizado en la ventana MATERIALES y haga clic en el signo más en la ventana SELECCIÓN.Finalmente, haga clic en 3D del callo mineralizado en la ventana MATERIALES. Las imágenes de micro-TC analizadas en tres puntos de tiempo mostraron la formación sustancial de callos mineralizados en el día 14. Se observaron aumentos incrementales en el volumen de la fracción ósea y la densidad mineral ósea a medida que la curación procedía desde el día 14 hasta los días 21 y 28, lo que es consistente con el puente óseo de la brecha de fractura.Como era de esperar, el callo sufrió reabsorción o remodelación entre los días 21 y 28, como lo demuestra una disminución en el volumen total del callo. El puente cortical del callo fue más evidente en el día 28 que en cualquier momento anterior. En el caso de fracturas complejas, recomendamos revisar cuidadosamente la segmentación semiautomatizada resultante desplazándose por todos los cortes de imagen, a veces en diferentes planos, y ajustando los contornos si es necesario.Una vez que el callo de la fractura se segmenta con precisión, los parámetros de resultado, además de los informados en este protocolo, se pueden calcular con scripts adicionales. Estos incluyen, por ejemplo, los momentos de inercia y la densidad de conectividad.

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Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

La medición cuantitativa de la función de progenitores de médula en la curación de la fractura requiere alta resolución tecnología de imágenes en serie. Aquí, se proporcionan protocolos para el uso de microscopía intravital y seguimiento osteo-linaje secuencialmente imagen y cuantificar la migración, proliferación y diferenciación de osteogénicas células madre / progenitoras endógenas en el proceso de reparación de fractura ósea.

Secuencial<em&gt; En vivo</em&gt; Imagen de células madre / progenitoras osteogénicas durante la reparación de la fractura

Combinado de imágenes ópticas y μCT en un modelo de ratón de infección implante ortopédico, la utilización de una cepa bioluminiscente ingeniería de Staphylococcus aureus, siempre que la capacidad de supervisar de forma no invasiva y longitudinalmente la dinámica de la infección bacteriana, así como la respuesta inflamatoria correspondiente y cambios anatómicos en la hueso.

Combinado<em&gt; En vivo</em&gt; Óptica y μCT imágenes para vigilar la infección, inflamación y Hueso anatomía en una infección de implantes ortopédicos en ratones

La implantación de injertos óseos autólogos y alogénicos constituyen aceptó enfoques para tratar la importante pérdida de masa ósea craneofacial. Sin embargo, el efecto de la composición de injerto en la interacción entre la neovascularización, la diferenciación celular y la formación de hueso no está claro. Se presenta un protocolo de imagen multimodal destinado a dilucidar la interdependencia angiogénesis osteogénesis en la proximidad del injerto.

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La evaluación del desarrollo de tejido en el callo de fractura durante la cura de hueso endocondral es esencial para monitorear el proceso de curación. Aquí, Divulgamos el uso de una resonancia magnética (MRI)-compatible con fijador externo para fémur de ratón para permitir MRI las exploraciones durante la regeneración ósea en los ratones.

En Vivo Evaluación del desarrollo del callo de fractura durante la cicatrización ósea en ratones usando un dispositivo de osteosíntesis de MRI-compatible para el fémur de ratón

Este protocolo describe una técnica de osteosíntesis mínimamente invasiva utilizando un tornillo intramedular para estandardizado estabilización de fracturas de fémur, que puede utilizarse para analizar el hueso endocondral en ratones.

Un modelo mínimamente invasivo para analizar la fractura endocondral en ratones en condiciones biomecánicas estandarizadas

El modelo murino fractura cerrada de fémur es una poderosa plataforma para el estudio de fracturas y nuevas estrategias terapéuticas para acelerar la regeneración ósea. El objetivo de este protocolo quirúrgico es generar fracturas femorales cerradas unilaterales en ratones con una varilla intramedular de acero para estabilizar el fémur.

La generación de fracturas femorales cerradas en ratones: un modelo para el estudio del hueso curativo

Este protocolo describe la detección de la migración de células madre esqueléticas periósticas mediada por CCL5 en tiempo real utilizando microscopía intravital de animales vivos.

Imágenes en tiempo real de la migración inducida por CCL5 de células madre esqueléticas periósticas en ratones

El protocolo permite medir la deformación de la microestructura ósea en todo el fémur humano proximal y su dureza mediante la combinación de microtomografías computarizadas de gran volumen, una etapa compresiva hecha a medida y herramientas avanzadas de procesamiento de imágenes.

Imágenes del mecanismo de falla microestructural en la cadera humana

Este protocolo presenta un método económico y eficiente para la evaluación cuantitativa de la microarquitectura ósea en un modelo murino de osteoporosis mediante la combinación de técnicas de tinción de hematoxilina-eosina (HE) y microtomografía computarizada (Micro-CT).

Evaluación de la microarquitectura ósea trabecular en un modelo murino de osteoporosis

Presentamos un método para analizar una región de interés (ROI) definida por el usuario en un modelo longitudinal de defecto radial in vivo en rata. Este método permite el análisis comparativo entre diferentes andamios previamente limitados por las variaciones en el campo de visión de la tomografía microcomputarizada (μCT), la orientación de la muestra y la presencia basal del andamio.

Análisis de imágenes de tomografía microcomputarizada longitudinal para la región de interés definida por el usuario en defectos óseos de tamaño crítico

Proponemos un protocolo para evaluar la regeneración ósea en varios niveles jerárquicos. Este enfoque multimodal permite el análisis estructural a diferentes escalas de longitud, abordando eficazmente los desafíos en la preparación de la muestra. También proporciona un flujo de trabajo fiable para evaluar la eficacia de los biomateriales en la promoción de la regeneración ósea.

Enfoque multimodal para evaluar la regeneración ósea y el rendimiento en andamios

Aprende un protocolo de microtomografía computarizada para evaluar la cicatrización de fracturas óseas en estudios preclínicos. Este método no invasivo permite analizar la morfología 3D del callo óseo con precisión y reproducibilidad.

Evaluación de la cicatrización de fracturas óseas mediante microtomografía computarizada

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