La micro-tomodensitométrie (μCT) est un outil d’imagerie non destructif qui joue un rôle déterminant dans l’évaluation de la structure osseuse dans les études précliniques, mais il n’y a pas de consensus sur les procédures de μCT pour analyser le cal de cicatrisation osseuse. Cette étude fournit un protocole de μCT étape par étape qui permet de surveiller la cicatrisation des fractures.
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Article de méthode
Évaluation de la cicatrisation des fractures osseuses à l’aide de la microtomodensitométrie
* These authors contributed equally
Dans cet article
Résumé
Résumé
La micro-tomodensitométrie (μCT) est la modalité d’imagerie la plus courante pour caractériser la morphologie tridimensionnelle (3D) de l’os et de l’os nouvellement formé au cours de la cicatrisation des fractures dans les recherches en sciences translationnelles. Les études sur la cicatrisation des fractures des os longs chez les rongeurs impliquent généralement une cicatrisation secondaire et la formation d’un cal minéralisé. La forme du cal formé et la densité de l’os nouvellement formé peuvent varier considérablement d’un moment à l’autre et d’un traitement à l’autre. Alors que les méthodologies standard pour quantifier les paramètres de l’os cortical et trabéculaire intact sont largement utilisées et intégrées dans les logiciels disponibles dans le commerce, il n’y a pas de consensus sur les procédures d’analyse du cal en voie de guérison. Le but de ce travail est de décrire un protocole standardisé qui quantifie la fraction volumique osseuse et la densité minérale des callosités dans le cal en voie de guérison. Le protocole décrit différents paramètres qui doivent être pris en compte lors de l’imagerie et de l’analyse, y compris l’alignement de l’échantillon pendant l’imagerie, la taille du volume d’intérêt et le nombre de coupes qui sont profilées pour définir le durillon.
Introduction
L’imagerie par microtomodensitométrie (μCT) a été largement utilisée dans la recherche préclinique sur les os, fournissant des images non invasives à haute résolution pour évaluer la microstructure des os 1,2,3,4,5. La μCT implique un grand nombre d’images de rayons X, obtenues à partir d’un échantillon rotatif ou à l’aide d’une source de rayons X et d’un détecteur rotatifs. Des algorithmes sont utilisés pour reconstruire des données volumétriques 3D sous la forme d’une pile de tranches d’image. La tomodens....
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Protocole
Le protocole suivant a été élaboré pour caractériser les callosités de cicatrisation des os longs prélevés sur des souris euthanasiées. Cependant, la plupart des étapes peuvent être appliquées à des rats et également utilisées pour l’imagerie in vivo d’os fracturés. Le protocole décrit un système μCT particulier et un logiciel spécifique de traitement, d’analyse et de visualisation d’images (voir le tableau des matériaux), mais la méthodologie est généralement applicable à d’autres scanners et logiciels. Le protocole a été approuvé par le Comité institutionnel de soins et d’utilisation des animaux de la faculté de médecine de l’Université d’É....
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Résultats
Pour surveiller la formation osseuse pendant la cicatrisation de la fracture, une fracture ouverte du tibia diaphysaire moyen a été induite chez des souris mâles adultes C75BL/6J. La fracture a été stabilisée à l’aide d’un clou intramédullaire, un modèle établi de cicatrisation secondaire13. Les tissus calleux ont été prélevés aux jours 14, 21 et 28 après la fracture12. Ces moments représentent différentes phases de la guérison. La formation osseuse endochondrale au cours d.......
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Discussion
Le but de cette étude est de décrire un protocole détaillé pour l’analyse μCT dans le but de quantifier avec précision la structure minéralisée des callosités en 3D, qui est souvent fondamentale dans les études de cicatrisation osseuse et fracturée. Le protocole utilise une plate-forme logicielle d’analyse d’images 3D à usage général à la pointe de la technologie qui facilite la visualisation, la segmentation/étiquetage des images et les mesures allant du plus simple au plus complexe.
La tâche.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.
Remerciements
Ce travail a été soutenu par les National Institutes of Health (NIH) R01 DK121327 à R.A.E et R01 AR071968 à F.K.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 10 % de formol tamponné neutre ; | Fisher chemical | SF100-20 | Utilisé pour la fixation du tissu osseux |
| Avizo | Thermo Scientific | Logiciel de traitement et d’analyse | |
| d’images Hydroxyapatite phantom ; | Micro-CT HA D4.5, QRM | QRM-70128 | |
| Langue de traitement d’image | Scanco | Utilisé pour convertir des images brutes en images DICOM | |
| Micro-Mosquito Straight Hemostatic | Forceps Medline | Utilisé pour retirer la broche intramédullaire ; | |
| Microsoft Excel | Tableur Microsoft | ||
| Système Scanco mCT (vivaCT 40) | Scanco | Utilisé pour µ ; Imagerie CT ; |
Références
- 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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Réimpressions et autorisations
