מאמר שיטה

ניתוח טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת של הברך בשרקנים מזדקנים של Dunkin-Hartley לאחר הזרקה תוך מפרקית

DOI:

10.3791/66053

⸱

2 באוגוסט 2024

 ,  ,  ,  ,  , 
1Drug Discovery and Biomedical Sciences, Medical University of South Carolina, 2Department of Biomedical Science, The University of Alabama at Birmingham, 3Department of Comparative Medicine, Medical University of South Carolina

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שרקנים דנקין-הארטלי הם מודל מבוסס של בעלי חיים לחקר דלקת מפרקים ניוונית. מחקרים כאלה עשויים להפיק תועלת מהזרקות תוך מפרקיות מסיבות שונות, כולל חקירת חומרים חדשים או טיפול במחלות. אנו מתארים מתודולוגיה להזרקות ברך תוך מפרקיות בשרקנים ולאחר מכן ניתוח טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת להערכת שינויים בברכיים הקשורים לדלקת פרקים.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מטרת פרוטוקול זה היא להנחות חוקרים בביצוע טכניקה מונחית מישוש של הזרקת ברך תוך מפרקית בשרקנים והערכה באמצעות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת. שרקנים דנקין-הארטלי הם מודלים חזקים לחקר דלקת מפרקים ניוונית מכיוון שהם מפתחים באופן ספונטני דלקת מפרקים ניוונית בברכיהם. מתן תרופות תוך מפרקיות היא שיטה נפוצה לחקר ההשפעות של תרופה ניסיונית in vivo. בבני אדם, חומרים טיפוליים הניתנים באמצעות הזרקה תוך מפרקית יכולים להציע הקלה בכאב ולעכב התקדמות נוספת של דלקת מפרקים ניוונית. כמו בכל מין, החדרת מחט לחלל המפרק עלולה לגרום לפציעה, שעלולה לגרום לכאב, צליעה או זיהום. תופעות לוואי כאלה עלולות לפגוע ברווחת בעלי החיים, לבלבל את תוצאות המחקר ולחייב בעלי חיים נוספים להשיג את יעדי המחקר. לכן, חובה לפתח טכניקות הזרקה נכונות למניעת סיבוכים, במיוחד במחקרי אורך הדורשים זריקות תוך מפרקיות מרובות וחוזרות. באמצעות המתודולוגיה המוצגת, חמישה שרקנים קיבלו זריקות ברך דו צדדיות בהרדמה כללית. שבעה ימים לאחר ההזרקה, בעלי חיים עברו המתת חסד אנושית לצורך ניתוח חומרת דלקת מפרקים ניוונית. לא התרחשו תופעות לוואי לאחר הרדמה או זריקות בברך, כולל צליעה, כאב או זיהום. ניתוח טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת רנטגן של הברך יכול לזהות שינויים פתולוגיים הקשורים לדלקת מפרקים ניוונית. נתוני טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת מצביעים על כך שדלקת מפרקים ניוונית חמורה יותר בבעלי חיים מבוגרים, כפי שמצוין על ידי צפיפות מינרלים מוגברת בעצמות ועובי טרבקולרי עם הגיל. תוצאות אלה עולות בקנה אחד עם שינויים היסטולוגיים וציוני מנקין מותאמים, מערכת ניקוד מבוססת ובשימוש נרחב להערכת חומרת דלקת פרקים באותם בעלי חיים. פרוטוקול זה יכול לשמש לזיקוק זריקות תוך מפרקיות בשרקנים.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

דלקת מפרקים ניוונית (OA) משפיעה על 32.5 מיליון מבוגרים בארה"ב. זה נגרם על ידי אובדן פרוגרסיבי של סחוס מפרקי, דלקת קלה של הרקמות בתוך ומסביב למפרקים, והיווצרות של אוסטאופיטים וציסטות עצם 1,2. הסימפטומים מתבטאים בדרך כלל בשלבים מאוחרים יותר של המחלה, כאשר הטיפולים הנוכחיים מספקים הקלה פליאטיבית בלבד, כמו גם תופעות לוואי מערכתיות. המחסור בתרופות משנות מחלה נובע מהבנה לקויה של המנגנונים הבסיסיים של המחלה3. כתוצאה מכך, קיים צורך רפואי קריטי ומתמשך בחומרים משופרים לטיפול ב- OA.

קיימים מספר מודלים של בעלי חיים של OA הבוחנים מרכיבים שונים של תהליכי המחלה4. בעוד שקיימים מספר מודלים כירורגיים, כולל טרנסקציה של הרצועה הצולבת הקדמית וערעור יציבות המניסקוס המדיאלי, אלה פולשניים ודורשים רמה גבוהה של מיומנות טכנית5. מודלים המושרים כימית הם הליכים פחות פולשניים באופן יחסי המשמשים בדרך כלל לחקר מנגנוני כאב OA6. מודל עכבר נפוץ אחד כזה כולל השראת OA על ידי הזרקת ברך תוך מפרקית של מונוסודיום יודואצטט (MIA). מודל זה מייצר פנוטיפ דמוי כאב הניתן לשחזור, חזק ומהיר שניתן לדרג על ידי שינוי מינון MIA7. פרטים טכניים של השראת מודל זה תוארו בעבר7. תרגום טכניקה זו למכרסמים גדולים יותר, כמו שרקנים, קשה בשל ההבדלים האנטומיים ביניהם. הבדלים מסוימים כוללים שרירים מוגברים סביב העצמות הסמוכות וחלל המפרק בשרקן ופיבולה מפרקית וטיביה בהשוואה לאיחוי דיסטלי שנראה בעכברים8. שרקנים Dunkin-Hartley, זן שרקנים זמין באופן נרחב, הם מודל מבוסס של בעלי חיים OA מכיוון שהם מפתחים את המחלה באופן טבעי, ובכך מציעים מודל חזק לחקר ההשפעות של טיפולים חדשניים הניתנים על ידי הזרקה תוך מפרקית על התקדמות המחלה9. שרקנים דנקין-הארטלי מתחילים לפתח OA בגיל שלושה חודשים, כאשר הזכרים מציגים התפתחות מואצת ופנוטיפ10 חמור יותר. אצל שרקנים, OA מתקדם עם הגיל, ובגיל 12 חודשים, פתולוגיה קשורה ניכרת בהדמיה11. מודלים ספונטניים של OA, כמו מודל דנקין-הארטלי, אינם דורשים כל התערבות כדי לגרום ל-OA ובכך לשחזר את ההתפתחות וההתקדמות של פנוטיפ המחלה בבני אדם, ובכך לספק מודל תרגומי רב עוצמה10. יתר על כן, ההתפתחות הספונטנית של OA מאפשרת שליטה פנימית כאשר טיפולים חדשניים ניתנים באופן חד צדדי בברך אחת של בעל חיים נתון. בקרה פנימית זו ממזערת את ההשפעות של שונות בין בעלי חיים בעת ניתוח נתונים ועשויה לסייע בהפחתת מספר בעלי החיים הכולל.

ניתוח טומוגרפיה ממוחשבת מיקרו רנטגן (μCT) הוא כלי רב עוצמה המאפשר הערכה כמותית של חומרת OA12. μCT כולל סריקת תמונות רנטגן מרובות ברזולוציה גבוהה, המתקבלות מדגימה מסתובבת או ממקור וגלאי רנטגן מסתובב13. לאחר מכן, נתונים נפחיים תלת מימדיים (3D) משוחזרים בצורה של פרוסות תמונה מוערמים14. מכיוון שלעצם מינרלית יש ניגודיות מצוינת ב- μCT, ניתן להשתמש בשיטה זו כדי להעריך תכונות תלת-ממדיות ולבצע ניתוחים כמותיים של שינויים הקשורים ל- OA 15,16,17. μCT מציע מספר יתרונות על פני כלים נפוצים יותר, כולל היסטופתולוגיה וניתוח הליכה. בניגוד להערכה היסטולוגית של מקטע אחד או כמה של רקמות, μCT סורק את כל המפרק ומציע הערכה הוליסטית יותר של נגעי OA18. בעוד ניתוח הליכה יכול להבחין בשינויים סימפטומטיים בתפקוד המפרקים לאורך זמן, שינויים במפרקים מתפתחים הרבה לפני שינויים תפקודיים הקשורים OA. μCT יכול לספק מדד רגיש יותר של התפתחות OA לפני תחילת הצליעה. שתי מדידות כמותיות רלוונטיות במיוחד כוללות צפיפות מינרלים בעצם ועובי טרבקולרי כאשר שניהם עולים לאורך ההתקדמות של OA19,20. זה יכול להיות מועיל לפצל את הניתוח לצלחת subchondral ועצם trabecular, כפי שיש להם תכונות שונות, כדי להשיג מדידות חזקות יותר השוואות.

המטרה הכוללת של שיטה זו היא לסייע לחוקרים לבצע בהצלחה זריקות תוך מפרקיות על שרקנים. הפרוטוקול המוצג השתמש בחמישה (n=2), תשעה (n=1) ו-12 חודשים (n=2) שרקנים זכרים בני חודש דנקין-הארטלי; ניתן להסיק פרוצדורות לזני שרקנים אחרים ולגילאים הדורשים זריקות ברך תוך מפרקיות. במודלים ספונטניים של OA, כמו מודל דנקין-הארטלי, התקדמות המחלה והתגובה לטיפול סדרתי מנוטרים לעתים קרובות לאורך תקופות זמן ארוכות, הנמשכות שבועות עד חודשים9. פרוטוקול מורחב זה מביא למספר רב של זריקות תוך מפרקיות, ולכן חשוב שתהיה טכניקת הזרקה מתאימה כדי למנוע תופעות לוואי, כולל כאב, צליעה או זיהומים, שכולם יכולים להשפיע על רווחת בעלי החיים ולבלבל את תוצאות המחקר תוך צורך בבעלי חיים נוספים במחקר. הפרוטוקול המוצג מתאר מתודולוגיה של זריקות תוך מפרקיות בשרקנים וניתוח עוקב של נתוני μCT.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית של דרום קרוליינה. המחקר פעל לפי העיקרון של 3R.

1. תכשירים להזרקה תוך מפרקית

  1. אפשרו לשרקנים של דנקין-הארטלי להתאקלם במתקן לפחות שבוע לפני תחילת הניסוי.
    הערה: נעשה שימוש בשרקנים זכרים בני 5- (n = 2), 9- (n = 1) ו- 12- (n = 2). זכרים מציגים התפתחות מואצת ופנוטיפ חמור יותר של OA.
  2. יש לגלח את אזור הברך בעזרת סכין גילוח חשמלי.
    הערה: יש להיזהר מהפטמות באופן מדיאלי.
  3. מרדימים את השרקן בתא איזופלורן המספק 3-5% איזופלורן בתערובת O2 (קצב זרימה 2.5 ליטר/דקה) ולאחר מכן מעבירים את השרקן לקונוס אף המחובר למעגל הרדמה שאינו נושם. התאמת איזופלורן כדי לשמור על מישור כירורגי של הרדמה במהלך ההזרקה, בדרך כלל עם קצב זרימת חמצן של 0.5-1 ליטר לדקה ו 1-3% איזופלורן.
    הערה: זריקות תוך מפרקיות גורמות לכאב קל ורגעי. בעלי חיים מורדמים במהלך ההליך כדי למנוע תפיסה של גירויים כואבים ולשפר את דיוק ההזרקה. במחקר המוצג, מתן משככי כאבים, כולל תרופות נוגדות דלקת לא סטרואידיות, יפריע להתקדמות OA21. בשל הכאב הרגעי, בתנאי הרדמה ופוטנציאל של משככי כאבים לבלבל את המודל, משככי כאבים לא ניתנו אלא אם בעלי חיים הציגו תופעות לוואי, כולל צליעה וסימני כאב במישוש המפרקים לאחר ההזרקה. החוקרים צריכים לשקול את השימוש משככי כאבים עבור זריקות שגרתיות. משככי כאבים מומלצים כאשר מתרחשות תופעות לוואי. משטרי משככי כאבים יש לדון עם הווטרינר המוסדי ולאשר על ידי IACUC לפני תחילת המחקרים.
  4. ודא שהשרקן נמצא בעומק הרדמה מתאים על ידי חוסר תגובה של צביטת בוהן.
  5. יש להניח חומר סיכה סטרילי לעיניים על שתי העיניים כדי למנוע התייבשות ופציעה.
  6. לדלל בטדין עם מים סטריליים עד 10%.
  7. לדלל אתנול 200 הוכחה עם מים סטריליים ל 70% אתנול.
  8. הכינו פתרונות להזרקה, בארון בטיחות ביולוגית כדי לשמור על סטריליות. בפרוטוקול המוצג, נעשה שימוש ברכב סטרילי (1x פוספט חוצץ מלוחים) כדי להזריק את שתי הברכיים. ניתן לשנות פתרונות בהתבסס על מטרות המחקר.
    הערה: יש להקפיד לדלל תמיסות טריות להזרקה מיד לפני ההזרקה כדי להבטיח סטריליות. כל תמיסות שאינן בשימוש יש להשליך בסוף כל מפגש הזרקה.
  9. מלאו מזרקי אינסולין סטריליים לשימוש חד פעמי בתמיסות להזרקה. יש להקפיד לנצל את הנפח הקטן ביותר שניתן להשיג כדי למנוע עומס יתר על חלל המפרק בנפח. במחקר הנוכחי נעשה שימוש ב-50 μL.
  10. הניחו את השרקן ואת חרוט האף על משטח נקי עם כרית חימום לתמיכה תרמית וריפוד מתחת לראש כדי להגביה אותו מעט.
  11. יש ללבוש חלוק כירורגי, רשת לשיער, כפפות סטריליות ומסכה בעת ביצוע הליך ההזרקה.
  12. יש לשפוך 10% בטאדין על כדור צמר גפן ולנגב את שני אזורי הברכיים.
  13. שפכו 70% אתנול על כדור צמר גפן ונגבו את שני אזורי הברכיים.
  14. חזור על 1.12 ו- 1.13 פעמיים נוספות.
    הערה: למטרות הדגמה, הסרטון המתאים מראה ניקוי הברך ואתר ההזרקה פעם אחת עם 10% בטאדין ו-70% אתנול. לאחר מכן נוקה אתר ההזרקה בתנועות מעגליות פעמיים נוספות, לסירוגין בתמיסות אלה. שלושה סקראבים סדרתיים עם תמיסות קרצוף לסירוגין ואלכוהול מומלצים להשגת טכניקה אספטית.

2. הזרקה תוך מפרקית

  1. הניחו את השרקן במצב שכיבה למשך כל ההליך.
  2. לבשו זוג חדש של כפפות סטריליות ומישוש את מפרק הברך.
    הערה: בפרוטוקול ובסרטון המוצגים נעשה שימוש בכפפות ניטריל אוטומטיות. יש להשתמש בכפפות סטריליות, כולל כפפות ניטריל אוטוקלאביות או כפפות כירורגיות, לטכניקה אספטית.
  3. כופפו ידנית את הברך ל-90°.
  4. העבר את האצבע הדיסטלית לפטלה כדי לאתר את החריץ של האספקט הדיסטלי של חלל המפרק על ידי כיפוף והארכת הגפה האחורית.
    הערה: ניתן למשש את הפטלה במצב זה כמבנה קטן ומוצק הממוקם ישירות מעל החלל המשותף. ניתן לחוש את השוקה כמבנה גרמי דיסטלי לפטלה. לאחר קביעת מיקום השוקה והפטלה, המפרק, המורגש כחריץ, נמצא ביניהם, דיסטלי לפטלה ופרוקסימלי לשוקה.
  5. הכנס את מחט האינסולין בזהירות על קו האמצע הדיסטלי אל הפטלה בתוך חלל המפרק. המחט צריכה להיות מוחדרת 1-2 מ"מ מתחת לעור כדי להיכנס לחלל המשותף.
    הערה: חלון הגישה הגדול ביותר לחלל המפרק בזמן שהברך מכופפת הוא באספקט הקדמי של הגפה בקו האמצע, ישירות דיסטלי לפטלה. הזרקה על קו האמצע בכיוון הקדמי-אחורי תסייע בהזרקה מדויקת לחלל המפרק מבלי לחדור למבני בוני. הזרקה מדויקת לחלל המפרק יכולה להתבצע בגישה צידית-מדיאלית, אם כי חלון הגישה צר יותר במיוחד כאשר הברך מכופפת.
  6. להזריק 50 μL של התמיסה לתוך המפרק לאט. ודא שהמחט מוחדרת בקלות, והתוכן מוזרק ללא התנגדות.
    הערה: הקפד לא להחדיר את המחט עמוק מדי מכיוון שהיא עלולה לגרום נזק למפרק או לעצם ולגרום לדלקת ו / או כאב לא רצויים. אם החריץ המתאים לחלל המפרק לא נמצא, המחט עלולה לחדור את עצם הירך, הפטלה או השוקה. לכן, כדאי למשש בביטחון את החריץ המתאים לחלל המפרק כדי למנוע זריקות פרי-מפרקיות או פציעות הקשורות למבני בוני חודרים. אם מתפתחת בועה במקום ההזרקה מתחת לעור, ההזרקה הייתה רדודה מדי והנוזל נכנס לחלל התת עורי. בהתאם לתכונות של הסוכן המשמש, התרופה עשויה להיכנס לחלל המפרק באמצעות דיפוזיה, או ניסיון הזרקה נוסף עשוי להיות נחוץ.
  7. לאחר שסיימתם, השליכו את המחט לפח חד.
    הערה: למטרות תרגול ואימון, יש להזריק נוזל המכיל צבע לחלל המשותף של גופה במכרסם או שרקן בגודל דומה. לאחר מכן, לנתח את המפרק כדי לאשר את המיקום של ההזרקה.
  8. לעסות את הברך על ידי כיפוף והארכת המפרק מספר פעמים לקדם דיפוזיה של התרופה בתוך חלל המפרק.
  9. חזור על שלבים 2.1-2.5 פעם אחת על הגפה הנגדית עם תמיסת PBS 1x.

3. התאוששות מהזרקה תוך מפרקית

  1. כבו את האיזופלורן ושמרו על 100% זרימה של חמצן עד שבעל החיים חוזר להכרה.
  2. הניחו את בעל החיים על כרית חימום לתמיכה תרמית עד לאמבולטורי.
  3. יש למרוח חבילת קרח על הברך למשך 30 שניות עם מגבת נייר כמחסום כדי לסייע בהפחתת הנפיחות מההזרקה.
  4. להעריך את הילוך בעלי החיים כאשר הם אמבולטוריים לפני החזרתם לדיור.
    הערה: אם צוינו הפרעות הליכה כלשהן, משככי כאבים וטיפול תומך עשויים להיות מוצדקים. מומלץ להעריך את ההליכה שלהם שוב מספר שעות לאחר ההתאוששות מההרדמה כדי להבטיח ניידות תקינה.

4. סריקת טומוגרפיה ממוחשבת מיקרו (μCT)

  1. עבור קציר הרקמות, להקים מטוס כירורגי של הרדמה עם 100% חמצן ו 5% תערובת isoflurane.
  2. לאשר מישור כירורגי של הרדמה עם חוסר תגובה לגירוי צביטת בוהן. המתת חסד אנושית של בעל החיים באמצעות מתן של ≥ 150 מ"ג/ק"ג של פנטוברביטל תוך ורידי בהתאם למדיניות המוסדית ופרוטוקול השימוש המאושר בבעלי חיים.
    הערה: בפרוטוקול המוצג, כל אחד מחמשת השרקנים קיבל זריקה אחת בשתי הברכיים. בעלי חיים הורדמו והומתו באופן הומני שבוע לאחר הזריקה.
  3. קצרו את שתי הגפיים האחוריות על ידי ניתוח העור הרחק מהשרירים שמסביב.
  4. לאחר מכן, לפרק את הגפה האחורית עם Rongeurs באמצע פיר של עצם הירך פרוקסימלי לקרסול.
    הערה: מיטת הסריקה ומחזיק הדגימה שבהם נעשה שימוש לא היו מסוגלים להכיל את כל הגפה האחורית של שרקן בוגר. מחזיקי דגימות גדולים זמינים מסחרית עבור דגימות גדולות יותר.
  5. הניחו את הרקמות בתמיסת פורמלין ניטרלית חוצצת למשך 72 שעות לקיבוע לפני ביצוע μCT.
  6. פתחו תוכנת סריקת μCT והניחו דגימה עם פורמלין במיכל תואם שיתאים לתיקיית דגימות μCT תוך שמירה על רקמה בשדה הראייה.
  7. כיול מכשיר μCT לחשיפות לשדה כהה ושדה אור בהתאם להמלצות היצרן.
  8. סרוק את הדגימה עם מסנן Al+Cu בגודל 18 מיקרומטר. השתמש בשלב סיבוב 0.7° עבור 360° עם מצלמת היסט.
    הערה: הסריקה נשמרת באופן אוטומטי.

5. עיבוד תמונה להערכת פרמטרים מיקרו-אדריכליים של עצם

  1. הורד והתקן תוכנת שחזור μCT לשחזור תמונות μCT.
  2. בחר את תיקיית התוכנה ולחץ פעמיים כדי לפתוח את התוכנה.
  3. בחרו פרוסה אחת מתמונות μCT בלחיצה על פרוסת תמונה.
  4. בחר את יעד קובץ השחזור. בחר עיון וצור תיקיה חדשה בשם Recon. תבנית הקובץ שנבחרה צריכה להיות BMP(8).
  5. בדוק פיצוי אי התאמה.
    הערה: בדרך כלל, ההערכה קרובה לנכונה, אך ניתן לכוונן אותה ידנית כדי להזיז את התמונות החופפות כך שהקצה הימני והשמאלי יתיישרו קרוב ככל האפשר.
  6. תחת הגדרות, החל אלגוריתמים של החלקה, הקשחת אלומות, סיבוב CS וארטיפקטים טבעתיים .
    הערה: כדאי לבחור תצוגה מקדימה של התמונה כדי לקבוע את הבהירות לפני הבנייה מחדש. הגדרת הכוונון העדין יכולה גם להיות מועילה כדי לקבוע אילו הגדרות הן הטובות ביותר.
  7. בחר התחל כדי להתחיל לעבד את השחזור.

6. איסוף נתונים מיקרו-אדריכליים מתמונות משוחזרות

  1. הורד והתקן את Dataviewer.
  2. בחר VOI וכוון את הדגימה ליישור אנכי לצורך ניתוח קל יותר במועד מאוחר יותר.
  3. שמור VOI ערוך כתיקיה חדשה.
  4. הורד והתקן את CTAnalyser לניתוח תכונות העצם של פרמטרים מיקרו-אדריכליים.
    הערה: הגרסה החינמית של CTAnalyser מוגבלת בפונקציונליות, ולכן מומלץ לקבל רישיון מלא.
  5. פצל את הניתוח לצלחת סובכונדרלית ולעצם טרבקולרית על ידי שמירתם כטווח נפרד של תמונות.
    הערה: פיצול הניתוח אינו הכרחי, אך מכיוון שללוחית הסובכונדרלית ולעצם הטרבקולרית יש תכונות שונות, ניתוחים נפרדים יכולים לסייע במדידות חזקות והשוואה.
  6. בחר את טווח התמונות לניתוח, החל מהלוח הסובכונדרלי על ידי לחיצה על פרוסת התמונה שברצונך להתחיל איתה.
  7. בחר את אזור העניין עבור כל תמונה כדי לוודא שהיא מקיפה את העצם על ידי לחיצה על הכרטיסייה אזור עניין.
  8. בחר בכרטיסיה בחירה בינארית . התאם את ההיסטוגרמה כך שהרקע והעצם יהיו נפרדים לחלוטין.
  9. בחר בכרטיסייה צפיפות מינרלים עצם (BMD). שמור נתונים אלה בתיקיית נתוני ניתוח חדשה.
  10. בחר עיבוד מותאם אישית ועבור אל פנימי הכרטיסייה.
  11. תחילה בצע סף ובחר Automatic Otsu ולאחר מכן Run.
  12. לאחר מכן בחר Despeckle ובחר Remove black speckles ולאחר מכן Run.
  13. חזור על Despeckle ובחר Remove white speckles, ולאחר מכן הפעל.
  14. בחר ניתוח תלת-ממדי ובחר ערכים בסיסיים וערכים נוספים.
  15. חזור על שלבים 6.2.2-6.4.5 כדי לאפס את התמונה לצורך ניתוח עצם טרבקולרית.
    הערה: ודא שקובץ הפלט נמצא בתיקיה חדשה עם אותו קובץ כמו נתוני BMD.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

לפני ביצוע הזרקות תוך מפרקיות על בעלי חיים חיים, הפרוטוקול הנ"ל תורגם על שלוש גופות חולדות כדי להבטיח מיקום הזרקה נכון. במהלך התרגול, 50 μL של 70% צבע כחול מתילן חדש הוזרק לשני מפרקי הברך באמצעות המתודולוגיה שתוארה לעיל. זה שווה ערך לשש זריקות תרגול. לאחר ההזרקות, מפרק הברך נותח על ידי חתך דרך האספקט הגולגולתי של חלל המפרק, דיסטלי לפטלה ודרך הרצועה הפטלרית, כדי להמחיש את חלל המפרק ולוודא את מיקום שקיעת הצבע. מכיוון שצבע כחול מתילן חדש הוא תמיסה כחולה בהירה, ניתן להמחיש את מיקום שקיעת הצבע בצורה גסה. תמונות מייצגות מזריקות גופות כלולות באיור 1. איור 1A מדגים נוכחות של צבע בתוך חלל המפרק, מה שמעיד על מיקום וטכניקה נכונים של הזרקה. במהלך אימונים אלה הוזרק בהצלחה מפרק הברך בכל ששת הניסיונות (100% הצלחה). למטרות הדגמה, דוגמאות למיקום הזרקה שגוי כלולות באיור 1B-C. אם ההזרקה ניתנת בחלל התת עורי, יצטבר נוזל שיגרום לכתם מתחת לעור כפי שניתן לראות באיור 1B. אם חלל המפרק לא מוזרק, לא יהיה צבע בתוך מפרק הברך, כפי שניתן לראות באיור 1C.

כל אחד מחמשת השרקנים עבר הליך הזרקת ברך דו-צדדי יחיד עם 1x פוספט חוצץ מלוחים כחלק מניסוי פיילוט כדי להבטיח היתכנות של הזרקה וניתוח μCT עוקב של שינויים OA הקשורים לגיל. בעלי חיים הוערכו חזותית לפחות פעם ביום בעקבות ההליך לבריאות כללית ואירועים שליליים. אף אחד (0%) מבעלי החיים הללו לא חווה תופעות לוואי הקשורות להזרקה, כולל כאב, צליעה או זיהום. שבעה ימים לאחר ההזרקה, בעלי חיים הוכנסו למישור כירורגי של הרדמה ועברו המתת חסד אנושית לצורך קצירת ברכיים וניתוחי μCT לאחר מכן.

כפי שפורסם בעבר, ניתוח μCT יכול לשמש להערכת שינויים בברכיים אצל שרקנים, כולל היכולת למדוד שינויים כמותיים הקשורים לחומרת OA לאורך זמן22,23. במחקר המוצג, נעשה שימוש ב-μCT כדי לאמת שינויים ב-OA אצל שרקנים בגילאים שונים. תוצאות אלה יכולות לשמש כנתונים בסיסיים למחקרים עתידיים המעריכים טיפולים חדשניים שנועדו לעכב את התקדמות OA. המתודולוגיה שתוארה לעיל תאפשר סטנדרטיזציה של ניתוחי μCT במחקרים עתידיים. ללוחית התת-כונדרלית (איור 2A) ולעצם הטרבקולרית (איור 2B) יש תכונות עצם שונות באופן דרסטי. לכן, אזורים אלה מנותחים בנפרד כדי להניב תוצאה חזקה יותר שבוע לאחר ההזרקה.

צפיפות מינרלי העצם (BMD) גדולה יותר אצל שרקנים בני 12 חודשים בהשוואה לבני 5 ו-9 חודשים (איור 3). הלוח הסובכונדרלי הממוצע BMD היה 0.898 גרם/ס"מ3, 0.952 גרם/ס"מ3 ו-0.588 גרם/ס"מ3, בשרקנים בני 12, 9 ו-5 חודשים, בהתאמה. זה מדגים עלייה של פי 1.53 ב- BMD סובכונדרלי עבור שרקנים בני 12 חודשים בהשוואה לבני 5 חודשים. BMD העצם הטרבקולרית הממוצעת הייתה 0.825 גרם/ס"מ3, 0.839 גרם/סמ"ק, 0.427 גרם/ס"מ3 בשרקנים בני 12, 9 ו-5 חודשים, בהתאמה. זה מייצג עלייה של פי 1.93 ב- BMD טרבקולרי עבור שרקנים בני 12 חודשים בהשוואה לבני 5 חודשים. באופן כללי, BMD עולה אצל שרקנים דנקין-הארטלי כשהם מתבגרים מגיל 5 חודשים עד גיל 12 חודשים (איור 3).

היו גם הבדלים בעובי הטרבקולרי בין שרקנים בגילאים שונים (איור 4). עבור עובי טרבקולרי ממוצע, יש עלייה של פי 1.38 עבור בני 12 חודשים (0.558 מ"מ) לעומת בני 9 חודשים (0.403 מ"מ), כמו גם עלייה של פי 2.48 אצל בני 12 חודשים (0.558 מ"מ) בהשוואה לשרקנים בני 5 חודשים (0.225 מ"מ). לכן, הממוצע של עובי trabecular גדל ב Dunkin-Hartley שרקנים ככל שהם מתבגרים מ 5 עד 12 חודשים.

שינויים היסטולוגיים וציוני מאקין מתוקפים, גישה מתוקפת ובשימוש נרחב להערכת שינויי OA בדו-ממד, תומכים בממצאי μCT (איור 5). ציוני מנקין שהשתנו עלו ככל ששרקנים מזדקנים (איור 5A). מבחינה היסטולוגית, סימנים של OA כולל אובדן פרוטאוגליקן, היפוצלולריות וסדקים, עולים בשכיחות ככל ששרקנים מתבגרים מגיל 5 עד 12 חודשים (איור 5B-D).

figure-results-1
איור 1: תמונות מייצגות של מיקומי הזרקה נכונים ולא נכונים. (A) ברך חולדה מנותחת עם נוכחות של צבע כחול מתילן חדש בתוך חלל המפרק. סולם כלול משמאל לברך לצורך התייחסות. (B) ברך המדגימה זריקה רדודה, וכתוצאה מכך נוצר כתם בחלל התת עורי. (C) ברך מלוח B נחתחה ואישרה מחסור בצבע כחול מתילן חדש בתוך חלל המפרק. סולם כלול מימין לברך לצורך התייחסות. בכל התמונות, גולגולת נמצאת בחלק העליון של התמונה וקאודלית נמצאת בתחתית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2
איור 2: סגמנטציה של שדות מדידה של לוחית תת-כונדרלית לעומת שדות מדידה של עצם טרבקולרית. ללוחית הסובכונדרלית תכונות שונות מהעצם הטרבקולרית. ניתוח אזורים אלה בנפרד מאפשר השוואה בין אזורים שונים במהלך התקדמות OA. אזור A (אדום) מתאר את תצוגת העטרה עבור האזור של קטע הלוח הסובכונדרלי המשמש לניתוח. אזור B (ירוק) מתאר את מראה העטרה עבור מקטע העצם הטרבקולרית המשמש לניתוח. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-3
איור 3: שינויים בצפיפות מינרלי העצם אצל שרקנים מזדקנים של Dunkin-Hartley. צפיפות מינרלי העצם (BMD) הוערכה אצל שרקנים בגיל 5 (n = 2), 9 (n = 1) ו -12 (n = 2) חודשים. המדידות נלקחו בלוח הסובכונדרלי וכן בעצם הטרבקולרית בשתי מדידות שונות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-4
איור 4: שינויים בעובי הטרבקולרי אצל שרקנים מזדקנים של Dunkin-Hartley. מדידות עובי טרבקולרי נלקחו משרקנים בני 5 (n = 2), 9 (n = 1) ו -12 (n = 2) בני חודשים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-5
איור 5: ניתוח היסטולוגיה של שינויי OA בשרקנים דנקין-הארטלי. (A) ציוני מנקין ששונו עבור דגימות היסטולוגיות משרקנים בני 5 (n=2), 9- (n=1) ו-12 חודשים (n=2). ציון מנקין המתוקן חושב על ידי חיבור ציונים בודדים של מבנה הסחוס, תאיות, גאות ושפל והיווצרות אוסטאופיטים. (B) תמונת היסטולוגיה מייצגת מוכתמת בכחול טולוידין משפן ניסיונות בן 5 חודשים. (C) תמונת היסטולוגיה מייצגת מוכתמת בכחול טולוידין משפן ניסיונות בן 9 חודשים. שחור *= אובדן פרוטאוגליקן. ד. תמונת היסטולוגיה ייצוגית מוכתמת בכחול טולוידין משפן ניסיונות בן 12 חודשים. שחור *= סדקים; לבן *= היפוצלולריות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למרות ההתקדמות האחרונה בטיפול סימפטומטי ב- OA, קיים מחסור מוחלט בחומרים טיפוליים המונעים התפרצות או מעכבים התקדמות של OA24. נכון לעכשיו, התרופה היחידה ל- OA חמור היא החלפת מפרקים, שהיא יקרה, פולשנית, ויכולה לגרום לתחלואה ותמותה של חולים25. כתוצאה מכך, יש צורך עז במחקר מתמשך עם מודלים של בעלי חיים של OA ופיתוח מתמשך של טיפולים חדשניים. מספר מודלים של בעלי חיים זמינים לחקר רכיבים שונים של OA, כולל מודלים ספונטניים ומודלים המושרים כימית או כירורגית. הזרקת כימיקלים, כמו במודל עכבר MIA, חיונית לחקר כאב אך אינה מאפשרת לחוקרים לעקוב אחר התקדמות התפתחות OA ולהתערב בנקודות הזמן הרצויות במהלך המחלה26. שיטות כירורגיות דורשות פרוצדורות פולשניות ואינן משקפות נאמנה את התחלת OA בבני אדם27. שרקנים Dunkin-Hartley מפתחים באופן טבעי OA, מה שהופך אותם למודל ספונטני זמין של OA28. מודל ספונטני זה אידיאלי למחקר תרגומי החוקר התפתחות מכניסטית של OA מכיוון שהוא אינו דורש התערבויות וכולל שינויים פתולוגיים המשקפים את אלה שבבני אדם6. עבודות שפורסמו בעבר השתמשו בזריקות תוך מפרקיות כדי לבחון את ההשפעות של טיפולים חדשניים על התקדמות OA ספונטני בשרקנים Dunkin-Hartley 29,30,31.

בעוד שזריקות תוך מפרקיות בעכברים תוארו בעבר, הבדלים אנטומיים מציבים אתגרים נוספים להליך זה בשרקנים7. למרות שזריקות תוך מפרקיות הן חלק בלתי נפרד ממחקרי OA של שרקנים, הליך זה טרם פורט באופן שיטתי. באמצעות המתודולוגיה המתוארת, אנו מדגישים שיקולים מרכזיים לזיקוק זריקות תוך מפרקיות בשרקנים, ובכך מפחיתים את הפוטנציאל לסיבוכים הקשורים לפרוצדורה. תופעות לוואי שכיחות לאחר זריקות תוך מפרקיות בבני אדם כוללות כאב, נפיחות, דלקת מפרקים ספטית ונוירופתיה ויש לקחת אותן בחשבון כסיבוכים פוטנציאליים בעת ביצוע זריקות בשרקנים32. מניסיוננו, תופעות לוואי, לרבות צליעה וכאב במישוש המפרק, יכולות להתרחש כאשר המחט מוחדרת עמוק מדי לחלל המפרק ו/או באה במגע עם מבנה בוני במהלך ההזרקה. העובדה שיש לנו גופות לתרגל עליהן את הזריקות שלנו לפני ביצוען על בעלי חיים עזרה להבטיח זריקות מדויקות יותר. בשכלול הטכניקה שלנו כדי להבטיח עומק הזרקה רדוד, לא ראינו תופעות לוואי לאחר הזרקות ברך תוך מפרקיות. לכן, טכניקת הזרקה נכונה היא בעלת חשיבות עליונה להבטחת רווחת בעלי החיים, במיוחד במחקרים הדורשים זריקות מרובות במשך חודשים רבים. השלבים העיקריים בהליך כוללים שימוש בטכניקה אספטית; הכשרה מספקת לפני ביצוע הליכי הישרדות; השגת מישור כירורגי של הרדמה למניעת תפיסת כאב ותנועה עם ההזרקה; והקפדה על עומק הזרקה מתאים, כדי למנוע מגע עם עצם והזרקות פרי-מפרקיות אשר עשויות לדרוש מתן חוזר של התרכובת.

כדי להעריך באופן שיטתי שינויים הקשורים ל-OA, אנו מתארים ניתוחי μCT, כולל עיבודי תמונה תלת-ממדיים, המאפשרים ויזואליזציה, סגמנטציה, תיוג ומדידות אובייקטיביות של הרקמה הפגועה. השיטות המתוארות היו יעילות ויעילות בהערכה שיטתית של שינויים במפרקים ובעצמות OA לאורך זמן. תוצאות μCT שלנו מראות כי לשרקנים בני 12 חודשים של Dunkin-Hartley יש OA חמור יותר מאשר לשרקנים בני 5 חודשים, כפי שמצוין על ידי צפיפות מינרלים מוגברת בעצמות ועובי טרבקולרי מוגבר. החמרה זו של OA לאורך זמן מתיישרת עם תוצאות שפורסמו בעבר במודל OA זה, כולל ניתוחי μCT שהעריכו את צפיפות המינרלים בעצם ואת עובי הטרבקולר13. מחקרים קודמים, והתוצאות המייצגות שהוצגו, מדגימים ומגדילים את עובי BMD וטרבקולר לאורך זמן כפי שנמדד על ידי μCT22,23. בנוסף, ההערכה ההיסטולוגית שלנו של הברכיים בדו מימד תומכת בתוקף נתוני μCT. מבחינה היסטולוגית, סימנים של OA בולטים יותר אצל שרקנים בני 9 ו -12 חודשים בהשוואה לבעלי חיים בני 5 חודשים. שינויים היסטולוגיים הקשורים ל-OA כוללים אובדן פרוטאוגליקנים, סדקים והיפוצלולריות. 10 כל אחד מהמאפיינים הללו ניתן לראות אצל השרקנים המבוגרים יותר. בנוסף, לשרקנים מבוגרים יותר יש ציוני מנקין מותאמים גבוהים יותר, שיטה בשימוש נרחב ומאומתת להערכת חומרת OA10. בעוד שהניתוחים ההיסטולוגיים שלנו מדגימים שינויים צפויים ב-OA, μCT מספק הערכה מעמיקה יותר של שינויי OA מאשר סקירה היסטולוגית מכיוון שהוא סורק דגימה שלמה במקום קטע רקמה אחד או כמה מקטע18. יתר על כן, הוא מספק מדידות אובייקטיביות יותר של היקף נגעים גרמיים הן 2- ו 3 ממדים18. חוקרים צריכים לעיין בהנחיות הקיימות בעת ניקוד שינויי OA היסטולוגיים, כמו הנחיות ההערכה ההיסטולוגית הבינלאומית של החברה לחקר אוסטאוארתריטיס10. על החוקרים לשקול בדיקות נלוות נוספות, כולל ניתוחי הליכה, לצורך אפיון מעמיק של התפתחות OA34. בעוד שניתוחי הליכה יכולים לגלות שינויים תפקודיים לאורך זמן, נגעי OA מתפתחים הרבה לפני תחילת הצליעה, מה שהופך את μCT למדד רגיש יותר של שינויים הקשורים ל- OA בשלבים מוקדמים של המחלה.

בעוד שרקנים Dunkin-Hartley מספקים מודל חזק לחקר התקדמות OA ואת ההשפעות של טיפולים חדשניים, יש מגבלות למודל זה. מודלים ספונטניים דורשים בדרך כלל תקופת לימוד ארוכה יותר בהשוואה להתפתחות מהירה של שינויים בעקבות OA35 כירורגי או כימי. זה יכול לגרום לעלות מוגברת משך המחקר. כפי שתואר קודם לכן, הופעת OA משתנה בין בעלי חיים באותו גיל, מה שעשוי לדרוש הערכת שינויים הקשורים OA באופן סדרתי36. למרות השונות הזו, החוקרים יכולים לצפות שכל שרקני דנקין-הארטלי יפתחו OA החל מ-3 חודשים, ויראו שינויים בעצם הסובכונדרלית והטרבקולרית, ולאחר מכן שינויים מתקדמים ב-OA ככל שהחיה מזדקנתבגיל 10,19. חוקרים יכולים להפחית את ההשפעה של השונות בין בעלי חיים על ידי החלת טיפולים על גפה אחת בכל חיה, מה שמאפשר לגפה הנגדית לשמש כבקרה פנימית. למרות שמעבר להיקף המתודולוגיה המוצגת, זריקות מונחות אולטרסאונד עשויות לסייע בשיפור נוסף של דיוק ההזרקה ונעשה בהן שימוש בשרקנים37. המחקר המוצע כאן מתאר את ההיתכנות של הזרקה מונחית מישוש, ללא שימוש בשיטת הדמיה זו, טכניקה הנמצאת בשימוש נרחב בתחום37. בעוד μCT הוא כלי רב עוצמה לניתוח פתולוגיה ומבנה עצם, הזמינות של תוכנה התומכת בתכונות אנליטיות נרחבות יכולה להציג שונות בין משתמשים בניתוחים38. במחקר הנוכחי, קוטר מיטת סריקת μCT היה 6.35 ס"מ, ובכך נמנעה הדמיה של כל השרקן או המפרק באתרו. אביזרי מיטה גדולים יותר זמינים באופן מסחרי ויכולים להקל על הדמיה של בעלי חיים שלמים. למרות שהתוכנה בדרך כלל ידידותית למשתמש ומציעה מספר הגדרות מוצעות, ייתכן שיהיה מועיל לערוך הגדרות באופן ידני לקבלת רזולוציה ודיוק גבוהים יותר. ככל שהטכניקות האוטומטיות ממשיכות להתפתח, כולל למידת מכונה, ניתן להחליף התאמות ידניות אלה בטכניקות תוכנה אוטומטיות חדשות כדי לשפר את התקינה39. בעוד שכתב היד המוצג מתאר הוראות שלב אחר שלב עבור μCT בשימוש והתוכנה המתאימה, ניתן לבצע את אותם ניתוחים עם מותגים ותוכנות אחרות; על החוקרים לעיין במדריכים למשתמש המתאימים כדי לייעל ולתקנן ניתוחי תמונה בעת שימוש במכונות ו/או תוכנות שונות. כדי לצמצם את השונות, חשוב לשמור על אותן הגדרות בכל הדגימות. הסובייקטיביות של ניתוחי תמונה יכולה להיות מופחתת עוד יותר על ידי שכפול ניתוחים על ידי נסיינים מרובים ועיוורים.

המטרה העיקרית של פרוטוקול זה היא לספק הדרכה מפורטת על ביצוע הליך מאתגר מבחינה טכנית בשרקנים וניתוחי μCT עוקבים של שינויי OA הקשורים. סטנדרטיזציה של טכניקות וניתוחי נתונים תסייע למזער עלויות ולהגביר את היעילות.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחקר המתואר בכתב יד זה נתמך על ידי South Carolina SmartState® Endowed Chair in Drug Discovery Endowment funds (PMW), חטיבת MUSC של משאבי חיות מעבדה, ו-MUSC Drug Discovery Core. פרסום זה נתמך גם על ידי המרכז הלאומי לקידום מדעי התרגום של המכונים הלאומיים לבריאות תחת מספרי מענק TL1 TR001451 ו- UL1 TR001450, כמו גם המכון הלאומי למחקר שיניים וקרניופציאליות של המכונים הלאומיים לבריאות תחת פרס מספר R01DE029637.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
200 הוכחה אתנולDecon Laboratories2701חומר עיקור
תלת מימד. תוכנת SUITEBrukerμ-CT תוכנת ניתוח
Betadine Surgical ScrubAvrio Health67618-151-16חומר עיקור
מזרק אינסולין עם מחטUlticare91008לביצוע זריקות
IsofluranePiramal803249הרדמה בעלי חיים
ניטרלי חוצץ פורמליןפישר סיינטיפיק23-427098תיקון
רקמות Nrecon תוכנהBrukerμ-CT שחזור
תוכנה פוספט חוצץ מלחCytivaSH30258.01סוכן בקרה ודילול
SkyScan 1176Brukerלסריקת דגימות 

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Callahan, L. F., Cleveland, R. J., Allen, K. D., Golightly, Y. Racial/Ethnic, socioeconomic, and geographic disparities in the epidemiology of knee and hip osteoarthritis. Rheum Dis Clin North Am. 47 (1), 1-20 (2021).
  2. Mandl, L. A. Osteoarthritis year in review 2018: clinical. Osteoarthritis Cartilage. 27 (3), 359-364 (2019).
  3. Assirelli, E., et al. Complement expression and activation in osteoarthritis joint compartments. Front Immunol. 11, 535010(2020).
  4. Lampropoulou-Adamidou, K., et al. Useful animal models for the research of osteoarthritis. Eur J Orthop Surg Traumatol. 24 (3), 263-271 (2014).
  5. Glasson, S. S., Blanchet, T. J., Morris, E. A. The surgical destabilization of the medial meniscus (DMM) model of osteoarthritis in the 129/SvEv mouse. Osteoarthritis Cartilage. 15 (9), 1061-1069 (2007).
  6. Kuyinu, E. L., Narayanan, G., Nair, L. S., Laurencin, C. T. Animal models of osteoarthritis: classification, update, and measurement of outcomes. J Orthop Surg Res. 11, 19(2016).
  7. Pitcher, T., Sousa-Valente, J., Malcangio, M. The Monoiodoacetate Model of Osteoarthritis Pain in the Mouse. J Vis Exp. (111), e53746(2016).
  8. de Araujo, F. A., et al. morphology of the hind limbs in two caviomorph rodents. Anat Histol Embryol. 42 (2), 114-123 (2013).
  9. Veronesi, F., Salamanna, F., Martini, L., Fini, M. Naturally occurring osteoarthritis features and treatments: systematic review on the aged guinea pig model. Int J Mol Sci. 23 (13), (2022).
  10. Kraus, V. B., Huebner, J. L., DeGroot, J., Bendele, A. The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the guinea pig. Osteoarthritis Cartilage. 18, Suppl 3 S35-S52 (2010).
  11. Wang, S., et al. The osteoarthritis natural progress and changes in intraosseous pressure of the guinea pig model in different degeneration stages. Orthop Surg. 14 (11), 3036-3046 (2022).
  12. Boyde, A. The bone cartilage interface and osteoarthritis. Calcif Tissue Int. 109 (3), 303-328 (2021).
  13. Akhter, M. P., Recker, R. R. High resolution imaging in bone tissue research-review. Bone. 143, 115620(2021).
  14. Clark, D. P., Badea, C. T. Advances in micro-CT imaging of small animals. Phys Med. 88, 175-192 (2021).
  15. Bouxsein, M. L., et al. Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography. J Bone Miner Res. 25 (7), 1468-1486 (2010).
  16. Yang, D., et al. Involvement of CD147 in alveolar bone remodeling and soft tissue degradation in experimental periodontitis. J Periodontal Res. 52 (4), 704-712 (2017).
  17. Ruegsegger, P., Koller, B., Muller, R. A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture. Calcif Tissue Int. 58 (1), 24-29 (1996).
  18. Boca, C., et al. Comparison of micro-CT imaging and histology for approximal caries detection. Sci Rep. 7 (1), 6680(2017).
  19. Ren, P., et al. Biochemical and morphological abnormalities of subchondral bone and their association with cartilage degeneration in spontaneous osteoarthritis. Calcified Tissue International. 109 (2), 179-189 (2021).
  20. Wang, X., et al. Stage-specific and location-specific cartilage calcification in osteoarthritis development. Ann Rheum Dis. 82 (3), 393-402 (2023).
  21. Magni, A., et al. Management of osteoarthritis: expert opinion on NSAIDs. Pain Ther. 10 (2), 783-808 (2021).
  22. Wang, T., Wen, C. Y., Yan, C. H., Lu, W. W., Chiu, K. Y. Spatial and temporal changes of subchondral bone proceed to microscopic articular cartilage degeneration in guinea pigs with spontaneous osteoarthritis. Osteoarthr Cartil. 21 (4), 574-581 (2013).
  23. Gao, J., Ren, P., Gong, H. Morphological and mechanical alterations in articular cartilage and subchondral bone during spontaneous hip osteoarthritis in guinea pigs. Front Bioeng Biotechnol. 11, 1080241(2023).
  24. Makarczyk, M. J., et al. Current models for development of disease-modifying osteoarthritis drugs. Tissue Eng Part C Methods. 27 (2), 124-138 (2021).
  25. Hunter, D. J. Pharmacologic therapy for osteoarthritis--the era of disease modification. Nat Rev Rheumatol. 7 (1), 13-22 (2011).
  26. Schuelert, N., McDougall, J. J. Grading of monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis reveals a concentration-dependent sensitization of nociceptors in the knee joint of the rat. Neurosci Lett. 465 (2), 184-188 (2009).
  27. Yao, X., et al. Chondrocyte ferroptosis contribute to the progression of osteoarthritis. J Orthop Translat. 27, 33-43 (2021).
  28. Huebner, J. L., Hanes, M. A., Beekman, B., TeKoppele, J. M., Kraus, V. B. A comparative analysis of bone and cartilage metabolism in two strains of guinea-pig with varying degrees of naturally occurring osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 10 (10), 758-767 (2002).
  29. Ringe, J., et al. CCL25-Supplemented hyaluronic acid attenuates cartilage degeneration in a guinea pig model of knee osteoarthritis. J Orthop Res. 37 (8), 1723-1729 (2019).
  30. Chouhan, D. K., et al. Multiple platelet-rich plasma injections versus single platelet-rich plasma injection in early osteoarthritis of the knee: An experimental study in a guinea pig model of early knee osteoarthritis. Am J Sports Med. 47 (10), 2300-2307 (2019).
  31. Patel, S., Mishra, N. P., Chouhan, D. K., Nahar, U., Dhillon, M. S. Chondroprotective effects of multiple PRP injections in osteoarthritis by apoptosis regulation and increased aggrecan synthesis- Immunohistochemistry based Guinea pig study. J Clin Orthop Trauma. 25, 101762(2022).
  32. Cheng, J., Abdi, S. Complications of joint, tendon, and muscle injections. Tech Reg Anesth Pain Manag. 11 (3), 141-147 (2007).
  33. Wang, Q., et al. Identification of a central role for complement in osteoarthritis. Nat Med. 17 (12), 1674-1679 (2011).
  34. Santangelo, K. S., Kaeding, A. C., Baker, S. A., Bertone, A. L. Quantitative gait analysis detects significant differences in movement between osteoarthritic and nonosteoarthritic guinea pig strains before and after treatment with flunixin meglumine. Arthritis. 2014, 503519(2014).
  35. McCoy, A. M. Animal models of osteoarthritis: comparisons and key considerations. Vet Pathol. 52 (5), 803-818 (2015).
  36. Thysen, S., Luyten, F. P., Lories, R. J. Targets, models and challenges in osteoarthritis research. Dis Model Mech. 8 (1), 17-30 (2015).
  37. Vazquez-Portalatin, N., Breur, G. J., Panitch, A., Goergen, C. J. Accuracy of ultrasound-guided intra-articular injections in guinea pig knees. Bone Joint Res. 4 (1), 1-5 (2015).
  38. Nie, C., Wang, Z., Liu, X. The effect of depression on fracture healing and osteoblast differentiation in rats. Neuropsychiatr Dis Treat. 14, 1705-1713 (2018).
  39. Jonsson, T. Micro-CT and deep learning: Modern techniques and applications in insect morphology and neuroscience. Front Insect Sci. 3, (2023).

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Osteoarthritis

מאמרים קשורים