אנו מציגים פרוטוקול חזק כיצד לשמר בקפידה ולהיערך femora cadaveric לבדיקת שבר והדמית טומוגרפיה ממוחשבת כמותית. השיטה מספקת שליטה מדויקת התנאים קלט לצורך קביעת יחסים בין צפיפות המינרלים בעצמות, כוח שבר, והגדרת הגיאומטריה ומאפיינים מודל אלמנטים סופיים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מציגים פרוטוקול חזק כיצד לשמר בקפידה ולהיערך femora cadaveric לבדיקת שבר והדמית טומוגרפיה ממוחשבת כמותית. השיטה מספקת שליטה מדויקת התנאים קלט לצורך קביעת יחסים בין צפיפות המינרלים בעצמות, כוח שבר, והגדרת הגיאומטריה ומאפיינים מודל אלמנטים סופיים.
בדיקות שבר cadaveric משמשות באופן שגרתי כדי להבין גורמים המשפיעים כוח ירך הפרוקסימלי. בגלל רקמות ביולוגיות vivo לשעבר נוטות לאבד תכונות המכאניות שלהם לאורך זמן, דגימה לקראת בדיקה ניסיונית חייבות להתבצע בזהירות כדי לקבל תוצאות אמינות המייצגים בתנאי vivo. מסיבה זו, עצבנו פרוטוקול ומערכת של גופים להכין את דגימות ירך כך התכונות המכאניות שלהם חוו שינויים מינימאליים. Femora נשמרו במצב קפוא למעט במהלך השלבים בהכנה ובדיקה מכנית. המודד הקליני הרלוונטי של מפרק ירך ואת צפיפות מינרלים בעצם צוואר ירך (BMD) התקבלו עם absorptiometry רנטגן הכפול קליני צפיפות עצם (DXA), ואת גיאומטרית 3D וההפצה של מינרלים בעצמות התקבלו באמצעות CT עם רוח רפאי כיול עבור הערכות כמותיות על סמך ערכי בגווני אפור. כל מחלת עצם אפשרי, שבר, או הנוכחות של שתלים או חפצים המשפיעים על מבנה העצם, נפסלה עם סריקות רנטגן. לקבלת הכנה, כל העצמות נוקו בקפידה של רקמות רכות עודפות, נחתכו בעציץ בזווית הסיבוב הפנימית של עניין. אביזר חיתוך איפשר הקצה הדיסטלי של העצם להיות מנותקת עוזב את עצם הירך הפרוקסימלי באורך הרצוי. כדי לאפשר מיקום של צוואר הירך בזוויות שנקבעו במהלך מאוחר CT סריקה ובדיקה מכאני, פירי ירך הפרוקסימלי בעציץ polymethylmethacrylate (PMMA) באמצעות מתקן אשר עוצב במיוחד עבור אורינטציות רצויות. הנתונים הנאספים מניסויים שלנו אז שימשו למתן תוקף של טומוגרפיה ממוחשבת כמותית (QCT) מבוססי ניתוח אלמנטים סופיים (FEA), כמתואר בפרוטוקול אחר. בכתב היד הזה, אנו מציגים את הפרוטוקול לעריכת העצם המדויק לבדיקות מכאניות ודגימה עוקבת QCT / FEA. הפרוטוקול הנוכחי יושם בהצלחה להכין כ -200 CADfemora averic על פני פרק זמן של 6 שנים.
קביעת חוזק שבר הירך הפרוקסימלי האמיתי באמצעות בדיקה מכנית היא שיטה הרסנית הדורשת גישת בדיקה קפדנית למדידות מדויקות. בפרט, יש צורך בשיטות הכנת עצם נכונות כדי לשמור על שלמות העצמות לפני בדיקת שבר מכני1. זה מושג על ידי אחסון נכון של העצם ומזעור הטיפול בטמפרטורת החדר. נתוני בדיקה אלה נמצאים בשימוש נרחב כדי לאמת מודלים של QCT/FEA של שבר עצם הירך שיש להם פוטנציאל לשימוש קליני להבנת הסיכון לשבר, במיוחד בחולים אוסטאופורוטיים. למרבה הצער, אין נוהל סטנדרטי עדכני להכנת דגימות עצם הירך הפרוקסימליות לבדיקה מכנית. הליך בדיקה טוב אמור להבטיח חזרתיות ושחזור של תהליך ההכנה. לכן, יש לתכנן ולייצר בקפידה מתקנים הנדרשים להכנת דגימה כדי למזער את הסבירות לשגיאות בדיקה שונות. כמו כן, עלינו למזער את זמן ההכנה שבו רקמת העצם נמצאת בטמפרטורת החדר ובכך נמצאת בסכנת השפלה עם שינויים בלתי הפיכים בתכונות המכניות.
לשם כך, פיתחנו הליך המשמר רקמת עצם לאורך שלבי הכנה מרובים. זה חשוב כדי להבטיח זמן חשיפה מינימלי בטמפרטורת החדר תוך מזעור מספר מחזורי ההקפאה/הפשרה שיכולים להשפיע על התכונות הפיזיקליות של הרקמה2. ההליך כולו ארוך ולא טריוויאלי מכיוון שהשלבים התרחשו במשך מספר שבועות ודרשו תזמון להליכי סריקה וזמינות כוח אדם. השלבים כללו הפשרת דגימות עצם, סינון הדגימות באמצעות סריקת DXA כדי לקבל ערכי צפיפות מינרלים בעצם (BMD), צילום רנטגן כדי לשלול דגימות חולות, ולבסוף סריקת CT כדי להעריך את התפלגות מינרלי העצם וגיאומטריית הירך. כל הדגימות הוכנו לבדיקה על ידי הסרת רקמות רכות זרות משטח העצם, חיתוך עצם הירך לאורך הנדרש לבדיקה ועציץ עצם הירך בכיוון הרצוי להדמיית נפילה הצידה על הירך במהלך הבדיקה שלאחר מכן. חיוני לשמור על פרק הזמן לכל הפעולות הללו קצר ככל האפשר. פרוטוקול חזק הוא אפוא חובה להכנת דגימה עקבית, שימור רקמות בין שלבים ולהפחתת זמן ההכנה הכולל.
מטרת מאמר זה היא להציג בפירוט את ההליכים הכרוכים בהכנת דגימות עצם הירך לבדיקות מכניות עוקבות בתנאים שונים. שימור רקמת העצם הוא קריטי בתהליך זה והשגנו אותו על ידי הקפאת דגימות בין השלבים ושמירתן עטופות בזהירות במגבות רוויות מלח בכל עת, למעט בעת סריקה ובדיקה מכנית של העצמות. פמורה נשמרה גם עטופה במגבות רטובות במי מלח במהלך השלבים הכוללים ריפוי PMMA למניעת יובש ברקמת העצם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: כל המחקרים שהוצגו בפרוטוקול זה אושרו על ידי דירקטוריון הסקירה המוסדי (IRB) במרפאת מאיו. העצמות התקבלו על פני תקופה של 6 שנים מארגונים שונים. כל הדגימות נאספו בתוך 72 שעות ממותו, עטופות במגבות רוויות מלוחות, ומאוחסן ב -20 ° C עד הכנה.
1. מדידת צפיפות המינרלים בעצם שימוש DXA
ניקוי 2., חיתוך וקידוח בקצה הדיסטלי של העצם
3. שתילת העצם
4. הדמית העצם עם רנטגן
(זהירות! Operate עם טיפול הולם עבור קרינת רנטגן בעת שימוש בהתקן)
5. סריקת CT של עצמות
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Femora cadaveric נשלחו קפוא ומתוחזק ב -20 ° C עד הכנת החלה. סריקת BMD בוצעה באמצעות סורק DXA למדוד מפרק ירך והצוואר BMD וכן T-ניקוד עבור כל דגימה (איור 1). T-ציון הוא מספר סטיות התקן של נמדדת BMD בהשוואה לערכים ממוצעים עבור נבדקים בריאים צעירים. זה יכול לנוע בין -2.5 או נמוך יותר עבור עצמות אוסטיאופורוזיס, בין 1- ל -2.5 לעצמות osteopenic וגבוהות -1 לעצמות נורמליות. לאחר שסיימת, עצמות נוקו של רקמה עודפת, וחותכים להסיר את הקצה הדיסטל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הצגנו פרוטוקול הכנה עצם חזק להבטחת דוגמנות בדיקות מכאני QCT / FEA של כוח ירך כתוצאה מנפילת צידה לתצורת הירך. שיטה זו הפכה הפרוטוקול הסטנדרטי ללא צורך במיקור החוץ שלנו. במהלך 6 שנים, עם אנשים שונים, כ -200 femora הוכנו בהצלחה בעקבות פרוטוקול זה. התוצאות של הפרוטוקול כוללות לסיווג תנאי עצם באמצעות DXA, פוסלי מחל גרורתי, שברים קודמים, או שתלים באמצעות רנטגן, וקבלת הפצת מינרליים גיאומטרית 3D באמצעות CT עבור המודלים הבאים QCT / FEA. חיתוך, שתילה, ואבזרי סריקה נועדו להכיל femora על ימין...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש המחברים לא גילויים מתאימים.
ברצוננו להודות מתקן הבדיקה Core חומרים המבני במרפאת מאיו לקבלת תמיכה טכנית. בנוסף אנו רוצים להודות לורנס ג'יי Berglund, בראנט ניומן, דן אופ יורן Buijs, Ph.D., על עזרתם במהלך המחקר. מחקר זה נתמך כלכלית על ידי קרן חדשנות גריינג'ר מקרן גריינג'ר.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מיכל עציץ CT ומתקן סריקה | מיוצר פנימית | N/A | מעוצב ומיוצר בהתאמה אישית |
| סימנס | Somatom Definition (סימנס, מלברן, פנסילבניה) | ציוד סריקת CT | |
| כמותי CT פנטום | Midways Inc, סן פרנסיסקו, קליפורניה | דגם 3 כיול CT פנטום | משמש להשגת ערכי BMD מיחידות Hounsfield בתמונת ה-CT |
| סורק ספיגת קרני רנטגן באנרגיה כפולה | ג'נרל אלקטריק | N/A | GE סורק Lunar iDXA לבריאות העצם או כל סורקי BMD דומים |
| שרף אורהודונטי היגייני (PMMA) | Patterson Dental Supply | H02252 | חומר מבוקר וניתן לרכוש אותו באישור מתאים |
| מקפיא | קנמור | N/A | זהו -20 & deg; C אחסון לעצמות |
| סורק רנטגן | ג'נרל אלקטריק | 46-270615P1 | ציוד הדמיית רנטגן. |
| סרטי רנטגן | קודאק | N/A | משמש להצגת תמונות רנטגן |
| מפתח רנטגן | קודאק X-Omatic | M35A X-OMAT | משמש לפיתוח תמונות רנטגן |
| קלטת רנטגן | קודאק X-Omatic | N/A | משמשת להחזקת סרטי רנטגן |
| שקיות אורז במשקל 5 פאונד | ערך רב | N/A | משמש לחיקוי רקמות רכות במהלך תהליך סריקת DXA |
| תמיסת מלח פיזיולוגית (0.9% נתרן כלורי) | בקסטר | NDC 0338-0048-04 | משמש לשמירת דגימות לחות |
| אזמל ומגרדים | Bard-Parker | N/A | משמש לניקוי העצם מרקמות רכות |
| חותך יצוק | Stryker | 810-BD001 | משמש לחיתוך פיר הירך |
| מכונת קידוח | Bosch | N / A | משמש לקידוח פיר הירך |
| מכסה אדים | המילטון | 70532 | משמש לאוורור בעת שימוש בייצור PMMA |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.