Name: Semiautomated האורך מבוסס-טומוגרפיה Microcomputed כמותיים ניתוח מבנה של מודל הקשורות אוסטיאופורוזיס שבר בחוליות עכברוש עירום (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: חקור מודל כירורגי של שברי דחיסה בעמוד השדרה הקשורים לאוסטיאופורוזיס בעכברוש עירום. השיטה משתמשת בטומוגרפיה ממוחשבת למחקר ביולוגיית פיתוח ורפואה רגנרטיבית של עצם.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחקר נתמך על ידי מענק ממכון קליפורניה עבור הרגנרציה לרפואה (CIRM) (TR2-01780).

כל הניסויים בוצעו תחת פרוטוקול אושרה על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים שימוש הוועדה (IACUC) של Cedars-Sinai Medical Center (פרוטוקול # 3609). הרדמה היה מנוהל עבור כל הליכים כירורגיים הדמיה. כל החיות שוכנו בהתאם שאושרו פרוטוקולים IACUC.
 הערה: העיצוב ניסיוני של פרוטוקול זה מוצג באיור 1. לרכוש בת שבוע 6 חולדות עם שלהם השחלות בניתוח הסרת ולהאכיל אותם LCD המורכב פוספט סידן ו- 0.77% 0.01%. לאחר תקופה של 4 חודשים של LCD, תרגיל פגם קריטי בגודל בחוליות בגופים הרביעית והחמישית המותני בחוליות (L4-L5). בעקבות הניתוח, תמונה העכברושים וביום יום 1 שבועות 2, 4, 8 ו- 12 לאחר הקמתה פגם. אתר פגם שולי בסריקה יום 1, כיוונה למיקום סטנדרטי ולאחר להגדיר נפח גליל של הריבית (VOI). לרשום באופן אוטומטי את הסריקות µCT עוקבות (כלומר, במשך שבועות 2, 4, 8 ו- 12) של כל עכברוש למיקום סטנדרטיים שהוגדרו עבור הסריקה יום 1 המתאימים. החל ביום 1 מראש VOI לסריקות רשומים. להעריך את צפיפות העצם-העוצמה ואת צפיפות לכאורה VOIs.
 1. אינדוקציה של אוסטאופורוזיס <ol><li>שם חולדות בת שבוע 6 athymic ovariectomized על 4 חודשים של LCD המורכב פוספט סידן ו- 0.77% 0.01%-</li>
	<li>מתג בחזרה אל דיאטה נורמלית. 
	הערה: החולדות האלה יטופלו כמו &#34; חולדות osteoporotic &#34; להלן-</li>
</ol> 2. מודל פגם בחוליות הערה: התזמון הוא 40-50 דקות לכל חיה.
<ol><li>אוטוקלב כירורגי כל כלים לפני הניתוח.</li>
	<li>במקרה של ניתוחים מרובים, לעקר כל כלי כירורגי.
	<ol><li>לשטוף את הכלים ומניחים אותם בתוך אמבט sonicator עבור 5 דק למקם אותם בערכת מעקר חרוז חם עד 250 מעלות צלזיוס עבור אפשר ס' 20 כלים כדי להתקרר למשך 5 דק.</li>
	</ol></li> <li>Induce הרדמה.
	<ol><li>מקום העכברוש osteoporotic בבית הבליעה אינדוקציה מצורף מכונת הרדמה עם מערכת ניקוי מרכזית. לגרום הרדמה באמצעות 5% איזופלוריין 100% חמצן ולתחזק דרך האף חרוט על 2-3% איזופלוריין. השתמש משחה הוטרינר על העיניים למניעת יובש תחת הרדמה.</li>
		<li>החל גירוי הבוהן-קמצוץ כדי להבטיח המטוס נאותה של הרדמה. אם אין תגובה הוא ציין, ליזום ההליך.</li>
	</ol></li> <li>למקם את העכברוש anesthetized recumbency הגבי על כרית החימום (37 מעלות צלזיוס) ולמתוח את הגפיים באמצעות מערכת הכחשה fixator מגנטי ( איור 2 א). 
	הערה: הטמפרטורה של כרית החימום חשוב למניעת היפותרמיה, מכיוון עכברוש anesthetized אין אפשרות לווסת את טמפרטורת הגוף שלו.</li>
	<li>לגלח את אזור הבטן באמצעות מכונת גילוח חשמלית. ! שטוף אותם עם יוד מבוססי חיטוי, chlorhexidine gluconate 0.5% ואחריו אתנול 70%-</li>
	<li>להחדיר את העכברוש carprofen (5 מ"ג/ק"ג משקל גוף (BW), תת עורית (SQ)) לפני תחילת הליך כירורגי.</li>
	<li>להשתמש באזמל סטרילי כדי לחתוך את העור. להתחיל את החתך 1 ס מ מתחת הסרעפת, לחתוך דרך האמצע (~ 5-8 ס מ) ( איור 2B).</li>
	<li>השתמש מספריים כירורגיים לעשות חתך של aponeurosis דרך לינאה אלבה לגשת חלל הבטן ( איור 2C).</li>
	<li>לחשוף את חלל הבטן בעזרת רטרקטורים ( איור דו-ממדי).</li>
	<li>להסיט את המעיים מימין של העכברוש לחשוף. העורק הכליה השמאלית ( 2E איור). ימשש עמוד השדרה המותני לפני שתמשיך לחשוף את זה. כדי למנוע התייבשות, להשתמש פדים ספוגים סטרילי עם תמיסת סטרילית לעטוף את האיברים הפנימיים.</li>
	<li>שימוש thermocautery כדי לחשוף בשכבות את האספקט הקדמי של גופים המותני בחוליות L4-5 ולבודד אותם מן רקמת השרירים שמסביב ( איור 2F -G). 
	הערה: Thermocautery יש להשתמש כדי לשלוט הדימום בזמן.</li>
	<li>השתמש ספוגית כותנה סטרילי רווי מלח סטרילית להסיר את רקמת דם, ממסר בחוליות L4. השתמש bur התרגיל Trephine סטרילי (~ 2 מ מ קוטר) כדי לקדוח פגם 5 מ מ. עמוק העצם במרכז של ההיבט החשוף הקדמי של הגוף בחוליות (איור 2 H-אני). 
	הערה: הפעילו לחץ מינימלי כדי לקדוח רק קליפת המוח הגחון ועל עצם trabecular הבסיסית; הימנע קודחים דרך קליפת המוח הגבי. שימו לב כי החוליות של חולדות osteoporotic הם מאוד שבירים. השתמש מקלון צמר גפן כדי לנקות את הפגם והפעילו לחץ כדי לעצור את הדימום, אם קיים.</li>
	<li>חזור על שלב 2.11 על החוליה L5 כדי ליצור סכום של פגמים 2 לכל עכברוש ( איור 2J).</li>
	<li>לחזור המעיים הבטני.</li>
	<li>להשתמש איחוי סינתטי שנספג תפירה (3-0 איחוי undyed 27 &#34; SH טפר) בדפוס מתמשך לתפור את aponeurosis ( איור 2 K).</li>
	<li>לסגור את העור בעזרת תפרים נספגים monofilament ניילון 4-0 בתבנית קטעה פשוטה ( איור 2 L).</li>
	<li>100 להחיל µL של העור אקטואלי דבק על גבי העור התפרים ובין אותם כדי להבטיח הסגר מוחלט של העור-</li>
	<li>להחדיר את החולדה חיזוק lactated חמים (37 ° C) &#39; s פתרון (1CC/100 גרם BW, SQ) כדי למנוע היפותרמיה והתייבשות.</li>
	<li>להחדיר את החולדה. הבופרנורפין (0.5 מ"ג/ק"ג BW, SQ) לפני הניתוח וכל h 8-12 לשיכוך כאבים לאחר הניתוח כנדרש.</li>
	<li>תעזוב את החיה ללא השגחה עד זה שהכרתו מספיק כדי לשמור על recumbency בחזה ובצלעות. גם אל תשיבו חיה עבר ניתוח החברה של בעלי חיים אחרים עד זה הוא החלים לחלוטין.</li>
	<li>אחרי החיה שיחזר על כרית חימום, להחזיר אותו לכלוב שלו. 
	הערה: בית העכברושים בנפרד (קרי, בכלובים נפרדים) כדי למנוע השחתה חולדה-כדי-rat של התפרים, פצע.</li>
	<li>מקום צ'אוו. ספוגה מים בצלוחית על רצפת הכלוב במשך כמה ימים לאחר הניתוח לסייע העכברים להגיע אל האוכל.</li>
	<li>לניהול carprofen (5 מ"ג/ק"ג BW, SQ) 24 שעות לאחר הניתוח משכך כאבים כל 24 שעות לפי הצורך.</li>
	<li>להסיר את התפרים עור החיה נמצאת מתחת לגיל 2% איזופלוריין הרדמה 10-14 ימים שלאחר המבצע.</li>
</ol> 3. סריקה MicroCT הערה: התזמון הוא 30-40 דקות לכל חיה.
<ol><li>ביום בעקבות הליך כירורגי, למקם את החולדה osteoporotic בבית הבליעה אינדוקציה מצורף מכונת הרדמה עם מערכת ניקוי מרכזית. לגרום הרדמה באמצעות 5% איזופלוריין 100% חמצן ולשמור על דרך האף חרוט על 2-3% איזופלוריין.</li>
	<li>סרוק את החולדה באמצעות סורק µCT ויוו. חזור על סריקת לניתוח האורך של התחדשות העצם. 
	הערה: ודא כי כל בעלי החיים נסרקים באמצעות אותן הגדרות (קרי, אנרגיה רנטגן, סריקה בינוני, בעוצמה, voxel בגודל ורזולוציית התמונה), דומההתמצאות r. לדוגמה: רנטגן אנרגיה, 55 kVP; הנוכחי, 145 µA; voxel בגודל, מיקרומטר 35; דרגות, מיקרומטר 115; וזמן אינטגרציה, 200 ms; עם הדוגמיות ב- PBS. עיין Bouxtein. et al. 34 לקבלת הסברים נוספים ושיקולים מעורב µCT מכרסם סריקה הערכה של עצם מיקרו. באופן אידיאלי, ישמש את רזולוציית הסריקה הגבוהה ביותר הזמינים עבור כל הסריקות; עם זאת, סריקות רזולוציה גבוהה יותר דורשים יותר רכישת פעמים ליצור ערכות נתונים גדולות, לחשוף, לחיות יותר קרינה מייננת. האחרון יכול להכיר תופעות לא רצויות, כולל ריפוי השבר ירד. לכן, עסקת החליפין בין נתונים נוספים זמן הסריקה יש לשקול בזהירות.</li>
</ol> 4. ההפרדה בחוליות הערה: התזמון הוא 20-30 דקות לכל דגימה.
<ol><li>Contour החוליה של עניין, כפי שמתואר ב איור 3 א-ט הקפד לכלול את כל החלקים של החוליה שיתופם של חלקים השייכים חוליות סמוכות.
	<ol><li>לחץ על &#34; תוכנית הערכה µCT &#34; ובחר את הדגימה מתפריט.</li>
		<li>ליצור מתאר כל פרוסה באמצעות העכבר.</li>
		<li>השתמש &#34; Z &#34; בר כדי לעבור החלק הבא.</li>
	</ol></li> <li>להציל את החוליה מתאר כקובץ נפרד ( דמות 3J -K) על ידי לחיצה על &#34; קובץ &#34; &#8594; &#34; GOBJ להציל &#34; כל כמה פרוסות.</li></ol>
 5. ההגדרה של הקול עבור הערכה כמותית האורך הערה: השלבים הבאים תלויים אם הסריקה הוא יום 1 לאחר הניתוח (חוליה הפניה), או (נקודות של פעם המטרה חוליות).
<ol><li>התייחסות חוליה. 
	הערה: העיתוי הוא 20-30 דקות לכל דגימה.
	<ol><li>עבור Z-סיבוב, למדוד את הזווית של השוליים באמצעות פרוסה XY מן המרכז הפגם ( איור 4A -B).
		<ol><li>על המטוס-Z, ללכת לאזור של החוליה איפה הפגם נוצר רוב ברור, מסך לכידת החוליה.</li>
			<li>תוכנה המצגת, להכין עצם בצורת מלבן שייכנסו לתוך הפגם.</li>
			<li>לסובב את התמונה של החוליה כך הפגם פונה כלפי מעלה ואת השוליים פגם מקבילים לצדדים של המלבן.</li>
			<li>למדוד את זווית הסיבוב (לחץ לחיצה ימנית על התמונה &#8594; &#34; עיצוב תמונה &#34; &#8594; &#34; גודל &#34;).</li>
			<li>להשתמש הזווית שנמדדה כדי לסובב את החוליה ( איור 4C).
			<ol><li>לפתוח חלון חדש DECterm (&#34; מנהל ההפעלות &#34; &#8594; &#34; יישומים &#34; &#8594; &#34; DECterm &#34;).</li>
				<li>לרוץ &#34; ipl &#34;:</li>
				<li>Ipl &#62; turn3d</li>
				<li>-קלט [ב] &#62;</li>
				<li>-הפלט [בחוץ] &#62;</li>
				<li>-turnaxis_angles [0.000 90.000 90,000] &#62; 90 90 0</li>
				<li>-turnangle [0.000] &#62; זווית נמדד</li>
				<li>-img_interpol_option [1] &#62;</li></ol>
			</li></ol></li> <li>עבור X-סיבוב, למדוד את הזווית של השוליים בעזרת פרוסה yz ימאהה מן המרכז הפגם ( איור 4D -E). השתמש הזווית שנמדדה כדי לסובב את החוליה ( איור 4F).
		<ol><li>לחץ על &#34; yz ימאהה &#34; ב &#34; תוכנית הערכה uCT &#34; וחזור על שלבים 5.1.1.1-5.1.1.5.2.</li>
			<li>Ipl &#62; isq</li>
			<li>-aim_name [ב] &#62;</li>
			<li>-isq_filename [default_file_name] &#62; להוסיף את הספריה של קובץ ISQ (למשל, &#34; DK0: [MICROCT. נתונים. גזית. MAXIM.80.DAY1]Z2102970. ISQ &#34;)</li> <li>-pos [0 0 0] &#62;</li> <li>-דים [-1-1-1] &#62;</li></ol></li> <li>הפוך החוליה מסובב על-ידי שינוי המישור XY מטוס ה-ZX.
		<ol><li>לפתוח חלון חדש DECterm (&#34; מנהל ההפעלות &#34; &#8594; &#34; יישומים &#34; &#8594; &#34; DECterm &#34;).</li>
			<li>לרוץ &#34; ipl &#34;:</li>
			<li>Ipl &#62; הפוך</li>
			<li>-קלט [ב] &#62; את</li>
			<li>-קלט [בחוץ] &#62; out2</li>
			<li>-new_xydir [yz ימאהה] &#62; zx</li></ol>
		</li> <li>להגדיר את הקול.
		<ol><li>ציור מעגלי מתאר של הפגם בעזרת פרוסה ממרכז הפגם על-ידי בחירת הסמל מתאר מעגלי &#34; uCT הערכת תוכנית &#34; ( איור 6A). העתק contour והדבקתו על כל הפרוסות ב הפגם ( איור 6B). 
			הערה: מאז כל פגמים שנוצרו באותו אופן, לנתח אותו מספר פרוסות ונפח, לאחר מכן, סה כ (טלוויזיה) עבור כל הדגימות.</li>
		</ol></li></ol></li> <li>חוליה היעד. 
	הערה: העיתוי הוא 10-20 דקות לכל דגימה.
	<ol><li>טען DICOM הקבצים של המטרה וגם החוליות הפניה אל החלון הראשי של התוכנה ניתוח התמונה. 
		הערה: כדי למנוע שינויי ערכים של גווני אפור, להגדיר את אותו פלט סוג נתונים של קובצי DICOM המקורי בתפריט עומס.</li>
		חוליה <li>הקופה להפניה.
		<ol><li>ההשקה &#34; רישום Voxel תלת-ממדי &#34; מודול קלט החוליה התייחסות כמו &#34; בסיס נפח &#34;, החוליה היעד כמו &#34; נפח תואמות. &#34; לחץ על &#34; לרשום &#34; לרשום את החוליה ( איור 5).</li>
		</ol></li> <li>להציל את הקובץ הרשום באמצעות אותם נתונים להקליד ולייבא אותו לסביבה µCT.</li>
		<li>להחיל את VOI.
		<ol><li>החל VOI שהוגדרו עבור החוליה הפניה אל החוליה היעד רשומים על ידי לחיצה &#34; תוכנית הערכה uCT &#34; &#8594; &#34; קובץ &#34; &#8594; &#34; GOBJ טען &#34; ובחירה של GOBJ שנוצרו בעבר. בדוק כי VOI של פגם הם קונצנטריים.</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 6. MicroCT ניתוח הערה: התזמון הוא 10-20 דקות לכל דגימה.
<ol><li>שלח VOI להערכה באמצעות תוכנית הערכה µCT ( איור 6). 
	הערה: הקפד להשתמש באותם הפרמטרים בעת ניתוח כל VOIs. ודא שהסף מוגדר מספיק גבוה כדי להשמיט את רעשי הרקע עם הפסד מינימלי של העצם. אם biomaterial בלייזר משמש, מספר אסטרטגיות יכול לשמש כדי לנתח את היווצרות העצם. אם יש הבדל בצפיפות בין הרקמות biomaterial ועצמות, biomaterial יכול להיות מקוטע החוצה 35 , 36. אחרת, החוקרים איכותית יכולה להעריך את ההבדלים במבנה העצם בין קבוצות הניסוי.</li>
</ol> 7. המתת חסד <ol><li>PPlace העכברוש osteoporotic בבית הבליעה אינדוקציה מצורף מכונת הרדמה. לגרום הרדמה באמצעות 5% איזופלוריין 100% חמצן.</li>
	<li>לשמור על הרדמה דרך האף חרוט ולבצע המתת חסד על ידי אם הפתח שבחזה לייצר של חזה אוויר הדו-צדדיים 37.</li>
</ol>

<ol><li>Wang, M. L., Massie, J., Perry, A., Garfin, S. R., Kim, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+rat+osteoporotic+spine+model+for+the+evaluation+of+bioresorbable+bone+cements%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+J%22%5BJournal%5D)">A rat osteoporotic spine model for the evaluation of bioresorbable bone cements.</a> Spine J. 7 (4), 466-474 (2007).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consensus+development+conference%3A+prophylaxis+and+treatment+of+osteoporosis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Med%22%5BJournal%5D)">Consensus development conference: prophylaxis and treatment of osteoporosis.</a> Am J Med. 90 (1), 107-110 (1991).</li>
<li>Center, J. R., Nguyen, T. V., Schneider, D., Sambrook, P. N., Eisman, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mortality+after+all+major+types+of+osteoporotic+fracture+in+men+and+women%3A+an+observational+study%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Mortality after all major types of osteoporotic fracture in men and women: an observational study.</a> Lancet. 353 (9156), 878-882 (1999).</li>
<li>Buchbinder, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+randomized+trial+of+vertebroplasty+for+painful+osteoporotic+vertebral+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">A randomized trial of vertebroplasty for painful osteoporotic vertebral fractures.</a> N Engl J Med. 361 (6), 557-568 (2009).</li>
<li>Kallmes, D. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+randomized+trial+of+vertebroplasty+for+osteoporotic+spinal+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22N+Engl+J+Med%22%5BJournal%5D)">A randomized trial of vertebroplasty for osteoporotic spinal fractures.</a> N Engl J Med. 361 (6), 569-579 (2009).</li>
<li>Kado, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vertebral+fractures+and+mortality+in+older+women%3A+a+prospective+study.+Study+of+Osteoporotic+Fractures+Research+Group%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Intern+Med%22%5BJournal%5D)">Vertebral fractures and mortality in older women: a prospective study. Study of Osteoporotic Fractures Research Group.</a> Arch Intern Med. 159 (11), 1215-1220 (1999).</li>
<li>Silverman, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+clinical+consequences+of+vertebral+compression+fracture%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">The clinical consequences of vertebral compression fracture.</a> Bone. 13, Suppl 2. S27-S31 (1992).</li>
<li>Ross, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+consequences+of+vertebral+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Med%22%5BJournal%5D)">Clinical consequences of vertebral fractures.</a> Am J Med. 103 (2A), 30S-43S (1997).</li>
<li>Saito, T., Kin, Y., Koshino, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteogenic+response+of+hydroxyapatite+cement+implanted+into+the+femur+of+rats+with+experimentally+induced+osteoporosis%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Osteogenic response of hydroxyapatite cement implanted into the femur of rats with experimentally induced osteoporosis.</a> Biomaterials. 23 (13), 2711-2716 (2002).</li>
<li>Koshihara, M., Masuyama, R., Uehara, M., Suzuki, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+dietary+calcium%3A+Phosphorus+ratio+on+bone+mineralization+and+intestinal+calcium+absorption+in+ovariectomized+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Biofactors%22%5BJournal%5D)">Effect of dietary calcium: Phosphorus ratio on bone mineralization and intestinal calcium absorption in ovariectomized rats.</a> Biofactors. 22 (1-4), 39-42 (2004).</li>
<li>Martin-Monge, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+an+osteoporotic+animal+model+for+dental+implant+analyses%3A+an+in+vivo+densitometric+study+in+rabbits%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Oral+Maxillofac+Implants%22%5BJournal%5D)">Validation of an osteoporotic animal model for dental implant analyses: an in vivo densitometric study in rabbits.</a> Int J Oral Maxillofac Implants. 26 (4), 725-730 (2011).</li>
<li>Agata, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+different+amounts+of+calcium+intake+on+bone+metabolism+and+arterial+calcification+in+ovariectomized+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nutr+Sci+Vitaminol+%28Tokyo%29%22%5BJournal%5D)">The effect of different amounts of calcium intake on bone metabolism and arterial calcification in ovariectomized rats.</a> J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 59 (1), 29-36 (2013).</li>
<li>Govindarajan, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bone+matrix%2C+cellularity%2C+and+structural+changes+in+a+rat+model+with+high-turnover+osteoporosis+induced+by+combined+ovariectomy+and+a+multiple-deficient+diet%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Pathol%22%5BJournal%5D)">Bone matrix, cellularity, and structural changes in a rat model with high-turnover osteoporosis induced by combined ovariectomy and a multiple-deficient diet.</a> Am J Pathol. 184 (3), 765-777 (2014).</li>
<li>Govindarajan, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implications+of+combined+ovariectomy%2Fmulti-deficiency+diet+on+rat+bone+with+age-related+variation+in+bone+parameters+and+bone+loss+at+multiple+skeletal+sites+by+DEXA%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Sci+Monit+Basic+Res%22%5BJournal%5D)">Implications of combined ovariectomy/multi-deficiency diet on rat bone with age-related variation in bone parameters and bone loss at multiple skeletal sites by DEXA.</a> Med Sci Monit Basic Res. 19, 76-86 (2013).</li>
<li>Alt, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+metaphyseal+bone+defect+model+in+osteoporotic+rats+to+study+biomaterials+for+the+enhancement+of+bone+healing+in+osteoporotic+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">A new metaphyseal bone defect model in osteoporotic rats to study biomaterials for the enhancement of bone healing in osteoporotic fractures.</a> Acta Biomater. 9 (6), 7035-7042 (2013).</li>
<li>Liang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+a+bioactive+scaffold+for+the+repair+of+bone+defects+in+a+novel+reproducible+vertebral+body+defect%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Use of a bioactive scaffold for the repair of bone defects in a novel reproducible vertebral body defect.</a> Bone. 47 (2), 197-204 (2010).</li>
<li>Liang, H., Li, X., Shimer, A. L., Balian, G., Shen, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+strategy+of+spine+defect+repair+with+a+degradable+bioactive+scaffold+preloaded+with+adipose-derived+stromal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+J%22%5BJournal%5D)">A novel strategy of spine defect repair with a degradable bioactive scaffold preloaded with adipose-derived stromal cells.</a> Spine J. 14 (3), 445-454 (2014).</li>
<li>Fujishiro, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histological+evaluation+of+an+impacted+bone+graft+substitute+composed+of+a+combination+of+mineralized+and+demineralized+allograft+in+a+sheep+vertebral+bone+defect%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Histological evaluation of an impacted bone graft substitute composed of a combination of mineralized and demineralized allograft in a sheep vertebral bone defect.</a> J Biomed Mater Res A. 82 (3), 538-544 (2007).</li>
<li>Sheyn, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene-modified+adult+stem+cells+regenerate+vertebral+bone+defect+in+a+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Pharm%22%5BJournal%5D)">Gene-modified adult stem cells regenerate vertebral bone defect in a rat model.</a> Mol Pharm. 8 (5), 1592-1601 (2011).</li>
<li>Phillips, F. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+BMP-7+%28OP-1%29+enhancement+of+osteoporotic+vertebral+bodies+in+an+ovine+model%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+J%22%5BJournal%5D)">In vivo BMP-7 (OP-1) enhancement of osteoporotic vertebral bodies in an ovine model.</a> Spine J. 6 (5), 500-506 (2006).</li>
<li>Kobayashi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+evaluation+of+a+calcium+phosphate+bone+cement+with+carboxymethyl+cellulose+in+a+vertebral+defect+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Long-term evaluation of a calcium phosphate bone cement with carboxymethyl cellulose in a vertebral defect model.</a> J Biomed Mater Res A. 88 (4), 880-888 (2009).</li>
<li>Turner, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vertebroplasty+comparing+injectable+calcium+phosphate+cement+compared+with+polymethylmethacrylate+in+a+unique+canine+vertebral+body+large+defect+model%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+J%22%5BJournal%5D)">Vertebroplasty comparing injectable calcium phosphate cement compared with polymethylmethacrylate in a unique canine vertebral body large defect model.</a> Spine J. 8 (3), 482-487 (2008).</li>
<li>Zhu, X. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+sheep+vertebral+bone+defect+model+for+injectable+bioactive+vertebral+augmentation+materials%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Sci+Mater+Med%22%5BJournal%5D)">A novel sheep vertebral bone defect model for injectable bioactive vertebral augmentation materials.</a> J Mater Sci Mater Med. 22 (1), 159-164 (2011).</li>
<li>Vanecek, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+combination+of+mesenchymal+stem+cells+and+a+bone+scaffold+in+the+treatment+of+vertebral+body+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Spine+J%22%5BJournal%5D)">The combination of mesenchymal stem cells and a bone scaffold in the treatment of vertebral body defects.</a> Eur Spine J. 22 (12), 2777-2786 (2013).</li>
<li>Geusens, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+in+vivo+imaging+of+bone+and+joints%3A+a+window+to+microarchitecture%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Rheumatol%22%5BJournal%5D)">High-resolution in vivo imaging of bone and joints: a window to microarchitecture.</a> Nat Rev Rheumatol. 10 (5), 304-313 (2014).</li>
<li>Genant, H. K., Engelke, K., Prevrhal, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+CT+bone+imaging+in+osteoporosis%5BTitle%5D)+AND+%22Rheumatology+%28Oxford%29%22%5BJournal%5D)">Advanced CT bone imaging in osteoporosis.</a> Rheumatology (Oxford). 47, Suppl 4. 9-16 (2008).</li>
<li>Kallai, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcomputed+tomography-based+structural+analysis+of+various+bone+tissue+regeneration+models%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Microcomputed tomography-based structural analysis of various bone tissue regeneration models.</a> Nature Protocols. 6 (1), 105-110 (2011).</li>
<li>Lambers, F. M., Kuhn, G., Schulte, F. A., Koch, K., Muller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+assessment+of+in+vivo+bone+dynamics+in+a+mouse+tail+model+of+postmenopausal+osteoporosis%5BTitle%5D)+AND+%22Calcif+Tissue+Int%22%5BJournal%5D)">Longitudinal assessment of in vivo bone dynamics in a mouse tail model of postmenopausal osteoporosis.</a> Calcif Tissue Int. 90 (2), 108-119 (2012).</li>
<li>de Bakker, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((muCT-based%2C+in+vivo+dynamic+bone+histomorphometry+allows+3D+evaluation+of+the+early+responses+of+bone+resorption+and+formation+to+PTH+and+alendronate+combination+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">muCT-based, in vivo dynamic bone histomorphometry allows 3D evaluation of the early responses of bone resorption and formation to PTH and alendronate combination therapy.</a> Bone. 73, 198-207 (2015).</li>
<li>Lan, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+image+registration+is+critical+to+ensure+accurate+detection+of+longitudinal+changes+in+trabecular+bone+density%2C+microstructure%2C+and+stiffness+measurements+in+rat+tibiae+by+in+vivo+microcomputed+tomography+%28%CE%BCCT%29%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">3D image registration is critical to ensure accurate detection of longitudinal changes in trabecular bone density, microstructure, and stiffness measurements in rat tibiae by in vivo microcomputed tomography (μCT).</a> Bone. 56 (1), 83-90 (2013).</li>
<li>Nishiyama, K. K., Campbell, G. M., Klinck, R. J., Boyd, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+of+bone+micro-architecture+measurements+in+rodents+by+in+vivo+micro-computed+tomography+is+maximized+with+three-dimensional+image+registration%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Reproducibility of bone micro-architecture measurements in rodents by in vivo micro-computed tomography is maximized with three-dimensional image registration.</a> Bone. 46 (1), 155-161 (2010).</li>
<li>Sheyn, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PTH+Induces+Systemically+Administered+Mesenchymal+Stem+Cells+to+Migrate+to+and+Regenerate+Spine+Injuries%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Ther%22%5BJournal%5D)">PTH Induces Systemically Administered Mesenchymal Stem Cells to Migrate to and Regenerate Spine Injuries.</a> Mol Ther. 24 (2), 318-330 (2016).</li>
<li>Lelovas, P. P., Xanthos, T. T., Thoma, S. E., Lyritis, G. P., Dontas, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+laboratory+rat+as+an+animal+model+for+osteoporosis+research%5BTitle%5D)+AND+%22Comp+Med%22%5BJournal%5D)">The laboratory rat as an animal model for osteoporosis research.</a> Comp Med. 58 (5), 424-430 (2008).</li>
<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+%22J+Bone+Miner+Res%22%5BJournal%5D)">Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography.</a> J Bone Miner Res. 25 (7), 1468-1486 (2010).</li>
<li>de Lange, G. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+histomorphometric+and+micro-computed+tomography+study+of+bone+regeneration+in+the+maxillary+sinus+comparing+biphasic+calcium+phosphate+and+deproteinized+cancellous+bovine+bone+in+a+human+split-mouth+model%5BTitle%5D)+AND+%22Oral+Surg+Oral+Med+Oral+Pathol+Oral+Radiol%22%5BJournal%5D)">A histomorphometric and micro-computed tomography study of bone regeneration in the maxillary sinus comparing biphasic calcium phosphate and deproteinized cancellous bovine bone in a human split-mouth model.</a> Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol. 117 (1), 8-22 (2014).</li>
<li>Ramalingam, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guided+bone+regeneration+in+standardized+calvarial+defects+using+beta-tricalcium+phosphate+and+collagen+membrane%3A+a+real-time+in+vivo+micro-computed+tomographic+experiment+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Odontology%22%5BJournal%5D)">Guided bone regeneration in standardized calvarial defects using beta-tricalcium phosphate and collagen membrane: a real-time in vivo micro-computed tomographic experiment in rats.</a> Odontology. 104 (2), 199-210 (2016).</li>
<li>Leary, S., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLeary%2C+S+%22AVMA+guidelines+for+the+euthanasia+of+animals%3A+2013+edition%22">AVMA guidelines for the euthanasia of animals: 2013 edition</a>. , (2013).</li>
<li>Wang, M. L., Massie, J., Allen, R. T., Lee, Y. P., Kim, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+bioreactivity+and+limited+osteoconductivity+of+calcium+sulfate-based+bone+cements+in+the+osteoporotic+rat+spine%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+J%22%5BJournal%5D)">Altered bioreactivity and limited osteoconductivity of calcium sulfate-based bone cements in the osteoporotic rat spine.</a> Spine J. 8 (2), 340-350 (2008).</li>
<li>Liang, H., Li, X., Shimer, A. L., Balian, G., Shen, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+strategy+of+spine+defect+repair+with+a+degradable+bioactive+scaffold+preloaded+with+adipose-derived+stromal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Spine+J%22%5BJournal%5D)">A novel strategy of spine defect repair with a degradable bioactive scaffold preloaded with adipose-derived stromal cells.</a> Spine J. 14 (3), 445-454 (2013).</li>
<li>Sheyn, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PTH+induces+systemically+administered+mesenchymal+stem+cells+to+migrate+to+and+regenerate+spine+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Ther%22%5BJournal%5D)">PTH induces systemically administered mesenchymal stem cells to migrate to and regenerate spine injuries.</a> Mol Ther. 24 (2), 318-330 (2015).</li>
<li>Matthieu, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+rat+model+for+translational+research+in+bone+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+C+Methods%22%5BJournal%5D)">A new rat model for translational research in bone regeneration.</a> Tissue Eng Part C Methods. , (2015).</li>
<li>Turner, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+osteoporosis--necessity+and+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Cell+Mater%22%5BJournal%5D)">Animal models of osteoporosis--necessity and limitations.</a> Eur Cell Mater. 1, 66-81 (2001).</li>
</ol>

מחקר זה נתמך על ידי מענק ממכון קליפורניה עבור הרגנרציה לרפואה (CIRM) (TR2-01780).

אוסטאופורוזיס היא הגורם הנפוץ ביותר של שברים בחוליות הנגרמת על ידי עומס גובר על עמוד השדרה ועל התוצאה בקריסת הגוף בחוליות. עם זאת, כמעט בלתי אפשרי לייצר פציעה מכרסם אותנטי משכפל התמוטטות בחוליות דומה. במקום זאת, החוקרים ליצור חלל גלילי במרכז הגוף בחוליות לחקות OVCFs16,17,18,19,20,21,24 ...

יותר מ-200 מיליון אנשים ברחבי העולם סובלים אוסטאופורוזיס1. הבסיסית פתולוגיים הדירי צפיפות המינרלים של העצם (BMD) ולהגדיל המיקרו-ארכיטקטורה עצם שינו העצמות השבריריות, וכתוצאה מכך את הסיכון היחסי של שבר2. אוסטאופורוזיס היא נפוצה כל כך מזיק לבריאות אשר הגדיר זאת יש חשיבות מרכזית בבריאות הציבור. יתר על כן, כאשר אוכלוסיית העולם צפוי גיל, אוסטאופורוזיס צפוי להפוך שכיחה אפילו יותר.
שברי לחץ בחוליות osteoporotic נמצאים השברים הנפוצים השבריריות, מוערך יותר 750,000 לשנה בארצות הברית. והם קשורים עם תחלואה משמעותית, באותה מידה כפי שיעור התמותה גבוה יותר פי 9-3. בניסויים קליניים, כעת זמין התערבויות כירורגיות, כגון vertebroplasty ו- kyphoplasty, נמצאו להיות לא אפקטיבי יותר מאשר שאם הטיפול4,5, עוזב רק לניהול כאב הזמינים לחולים אלה. מאז טיפולים שוטפים OVCF מוגבלים, זה הכרחי כדי לפתח מודל חיה שיכולים לשכפל את עצמם הפרעת6,7,8. מודלים בעלי חיים כזה יכול להקל על החקירה של שיטות הטיפול הנוכחי והן לפיתוח טיפולים זה יתורגם הקלינית. אוסטאופורוזיס המושרה ומתמשכת בחיות מודל דרך המינהל של דיאטה נמוכה-סידן (LCD) בשילוב עם ovariectomy1,9,10,11, 12 , 13 , 14 , 15. לדגמן עוד יותר את איבוד העצם המשויך OVCFs, פגמים העצם בחוליות הוקמו חולדות immunocompetent osteoporotic 16,17,18,19, 20,21,22,23,24. בעבודה זו, מוצג מודל פגם בחוליות של חולדות immunocompromised עם אוסטיאופורוזיס מעוצבת. מודל חדש זה יכול לשמש כדי להעריך טיפולים מבוססי תאים מעורבים בתאי גזע שמקורם מקורות שונים, מינים עבור התיקון של שברים מאתגר, כגון OVCFs.
עצם הדמיה היא חלק חיוני של הערכת של שברים, מחלות עצם. שיטות הדמיה מתקדמות פותחו עבור הערכה מדויקת של שינויים מבניים עצם והתחדשות אסטרטגיות25. ביניהם, µCT הדמיה התפתחה שיטה לא פולשנית, קל לשימוש, וזולה שמספקת תמונות תלת-ממד ברזולוציה גבוהה. הדמיה µCT יש כמה יתרונות על פני באופנים בהערכת חולי אוסטיאופורוזיס, כפי שהוא מציע תלת-ממד ברזולוציה גבוהה עצם המיקרו-ארכיטקטורה26 ואז ניתן לנתח באופן כמותי. האחרון יכול לשמש לאחר מכן כדי להשוות את ההשפעות הטיפוליות הטיפולים המוצע. אכן, אין ויוו µCT הדמיה הוא תקן הזהב עבור התחדשות פגם בחוליות ניטור16,1,27. עם זאת, מספר פרסומים28,29,30,31 המועסקים הרשמה אוטומטית כלים כדי לצמצם את התלות המשתמש, אינטרפולציה משוא דיוק שגיאה של µCT הדמיה המבוססת על ניתוח. לאחרונה, היינו הראשונים להשתמש הליך רישום כדי לשפר את הניתוח של התחדשות העצם ב עצם מתוקננת void, כמוסבר זה פרוטוקול32 .
השיטה המתוארת כאן יכול לשמש כדי לחקור את ההשפעה של טיפולים חדשניים תא עבור OVCFs, באין מפריע על-ידי מארח התגובות T-cell שידחה תאים xenogeneic או allogeneic. אוסטאופורוזיס מושרה בחולדות צעירות דרך ovariectomy (OVX) ו- 4 חודשים של LCD. בגילו הצעיר של החולדות OVX, בשילוב עם צג ה-LCD מותר, לנו להגיע של מסת העצם שיא נמוך, מחקה באוסטיאופורוזיס בגיל המעבר על ידי המוביל אובדן עצם בלתי הפיך. זו יכולה להיות מוסברת חלקית על ידי העובדה כי, במהלך ה-LCD ו- בסביבות 3 חודשים של גיל, המעבר חולדות העצם כדי שיפוצים שלב לחוליות המותניים,33, ובכך מגדיל את הסבירות של שמירה על אוסטאופורוזיס מעל הגיע הזמן. באמצעות חיות צעירות הופך מודל זה יותר חסכוני, כפי שהם עולים פחות. בכל זאת, זה מוגבל על ידי מטבעו לא והיוו השינויים הביולוגיים לחיה המזדקנת.

<table><tbody><tr><td>Isoflurane</td><td>MWI בריאות בעלי חיים, פסדינה, קליפורניה</td><td>501017</td><td></td></tr><tr><td>BetadineSolution</td><td>MWI בריאות בעלי חיים, פסדינה, קליפורניה</td><td>4677</td><td></td></tr><tr><td>פילינג כלורהקסידין גלוקונאט 2% MWI</td><td>בריאות בעלי חיים, פסדינה, קליפורניה</td><td>510083</td><td></td></tr><tr><td>אלכוהול איזופרופיל 70% ליטר</td><td>MWI בריאות בעלי חיים, פסדינה, קליפורניה</td><td>501044</td><td></td></tr><tr><td>קרפרופן</td><td>MWI בריאות בעלי חיים, פסדינה, קליפורניה</td><td>26357</td><td></td></tr><tr><td>בופרנורפין 0.3 מ"ג/מ"ל</td><td>MWI בריאות בעלי חיים, פסדינה, קליפורניה</td><td>56163</td><td></td></tr><tr><td>חולדות עירומות אתימיות שחלות</td><td>מעבדות הרלן, אינדיאנפוליס, אינדיאנה, IN</td><td>Hsd:RH-Foxn1 rnu</td><td></td></tr><tr><td>מזון דל סידן</td><td>Newco Distributors, Inc., CA</td><td>1814948 (5AV8 AIN-93M עם סידן נמוך)</td><td></td></tr> <tr><td>Phosphate Buffered Saline</td><td>Life Technologies Corporation</td><td></td><td></td>14190250</tr><tr><td>Dermabond</td><td>J ו- J ETHICON</td><td>DHVM12</td><td></td></tr><tr><td>מכונת הרדמה</td><td>פטרסון מדעי</td><td>TEC 3EX</td><td></td></tr><tr><td>שקופיות תאי אינדוקציה עליונים</td><td>פטרסון סיינטיפיק</td><td>78917833</td><td></td></tr><tr><td>ProStation תחנת עבודה מחוממת</td><td>פטרסון</td><td>78914731</td><td></td></tr><tr><td>מדעי וילון כירורגי</td><td>HALYARD HEALTH INC</td><td>89101</td><td></td></tr><tr><td>מערכת נסיגת קיבוע מגנטי</td><td>Fine Science Tools, Inc., CA</td><td>18200-50</td><td></td></tr><tr><td>מספריים לניתוח, 10 ס"מ, מעוקל, SS</td><td>World Precision Instruments, FL</td><td>14394</td><td></td></tr><tr><td>מספריים איריס, 11.5 ס"מ, 45 & מעלות; מכשירי דיוק עולמיים זווית, משוננים, חדים/חדים</td><td>, מלקחיים 503225</td><td></td><td></td></tr> FL<tr><td>, מס' 5</td><td>מכשירים מדויקים עולמיים, FL</td><td>555048FT</td><td></td></tr><tr><td>מלקחיים המוסטטיים מיקרו יתושים</td><td>מכשירים מדויקים עולמיים, FL</td><td>503360</td><td></td></tr><tr><td>גזה כותנה סטרילית</td><td>מדטרוניק, מיניאפוליס, MN</td><td>9024</td><td></td></tr><tr><td>חניתות ספיגה - מדע עדין רכוב/סטרילי</td><td> כלים, מזרק CA</td><td>18105-01</td><td></td></tr><tr><td>, 1 מ"ל</td><td>מחט TERUMO TERUMO MED</td><td>SS-01T</td><td></td></tr><tr><td>, 25 מד</td><td>BD MED SYS הזרקת מערכת</td><td></td><td></td></tr> 305127 <tr><td>קולט אדים למינרי</td><td>Baker</td><td>SterilGARD e3-Class II סוג A2 ארון</td><td></td></tr> בטיחות <tr><td>ביולוגית יחידת סאטריה תרמית</td><td>World Precision Instruments, FL</td><td>501292</td><td></td></tr><tr><td>מיקרו-מקדחה OmniDrill115/230V</td><td>World Precision Instruments, FL</td><td>503598</td><td></td></tr><tr><td>טרפינים למקדחה מיקרו, כלי מדע עדינים בקוטר 2 מ"מ</td><td>, CA</td><td>18004-20</td><td></td></tr><tr><td>3-0 ויקריל לא צבוע 27 אינץ' SH מתחדד</td><td>J ו-J ETHICON</td><td>1663G</td><td></td></tr><tr><td>4-0 אתילון שחור 18 אינץ' PC3 חיתוך קונבנציונאלי</td><td>J AND J ETHICON</td><td>1954G</td><td></td></tr><tr><td>Conebeam in vivo microCT (vivaCT 40)</td> <td>Scanco Medical</td><td>vivaCT 40</td><td></td></tr><tr><td>SCANCO Medical microCT מערכות תוכנה חבילת תוכנה</td><td>Scanco Medical</td><td>vivaCT 40</td><td></td></tr><tr><td>ניתוח תוכנה</td><td>הדמיה ביו-רפואית, Mayo Clinic, רוצ'סטר, מינסוטה</td><td>ניתוח</td><td>12 תוכנת ניתוח תמונה</td></tr><tr><td>משחת עיניים וטרינרית</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

semiautomated האורך מבוסס-טומוגרפיה microcomputed כמותיים ניתוח מבנה של מודל הקשורות אוסטיאופורוזיס שבר בחוליות עכברוש עירום

Semiautomated Longitudinal Microcomputed Tomography-based Quantitative Structural Analysis of a Nude Rat Osteoporosis-related Vertebral Fracture Model

שברי לחץ בחוליות הקשורים לאוסטאופורוזיס (OVCFs) הם צורך נפוצות, קליניות קלינית עם הגדלת שכיחות כמו גילאי אוכלוסיית העולם. מודלים OVCF בעלי חיים חיוניים לפיתוח אסטרטגיות הנדסת רקמות translational פרה. בעוד מספר מודלים קיימת כעת, פרוטוקול זה מתאר שיטת אופטימיזציה עבור גרימת מספר פגמים בחוליות מאוד לשחזור חולדה עירום בודד. טומוגרפיה ממוחשבת הרומן האורך microcomputed semiautomated (µCT)-המבוססת על ניתוח מבנה כמותית של הליקויים בחוליות גם מפורט. בקצרה, חולדות היו עם תמונה-הזמן מרובות נקודות לאחר הניתוח. יום 1 הסריקה הייתה reoriented למיקום סטנדרטי, אמצעי אחסון רגיל עניין הוגדרה. µCT הבאים סריקות של כל עכברוש נרשמו באופן אוטומטי כדי לסרוק את יום 1 אז באותו אמצעי אחסון של עניין היה מכן נותחו כדי להעריך על היווצרות עצם חדשה. גישה זו תכליתי ניתן להתאים מגוון רחב של דגמים אחרים שבו ניתוח מבוססת הדמיה האורך יכול להפיק תועלת יישור מדויק של semiautomated תלת-ממד. יחדיו, פרוטוקול זה מתאר מערכת ברצון לכימות בקלות לשחזור למחקר אוסטאופורוזיס ועצמות. הפרוטוקול המוצע לוקח 4 חודשים כדי לגרום לאוסטאופורוזיס בחולדות ovariectomized עירום ובין h 2.7 ו- 4 כדי ליצור תמונה, לנתח שני פגמים בחוליות, בהתאם לגודל רקמות וציוד.

באמצעות פרוטוקול זה, אחד יכול תמונה ולכמת לרגנרציה של n = 8 modeled osteoporotic בחוליות פגמים על פני נקודות זמן שונות. ההתאמה אנטומיים מתקבל על ידי הליך ההרשמה מאפשרת הניתוח של הקול אותו בנקודות כל הזמן. התוצאה ניתוח מאוד מדויקת histomorphometric תלת-ממד האורך, גם כאשר השוליים של הפגם המקורי כבר לא מוכרת. השתמשנו חמש נקודות זמן (יום 1 שבוע 2, שבוע 4, שבוע 8, בשבוע 12) כדוגמה על הערכה האורך של התחדשות העצם (איור 7). התחדשות ניתן להעריך את ההערכה איכותי של חתכ...

המטרה של פרוטוקול זה היא ליצור מודל שבר הקשורות אוסטאופורוזיס בחוליות עירום עכברוש יכול להיות הערכה longitudinally ויוו באמצעות semiautomated microcomputed מבוססי טומוגרפיה כמותיים וניתוח מבני.

Semiautomated האורך מבוסס-טומוגרפיה Microcomputed כמותיים ניתוח מבנה של מודל הקשורות אוסטיאופורוזיס שבר בחוליות עכברוש עירום

Osteoporosis-related vertebral compression fractures (OVCFs) are a common and clinically unmet need with increasing prevalence as the world population ...

המטרה הכללית של מודל כירורגי זה ושל שיטה זו לניתוח תמונות היא לבחון את השפעת הטיפול שלך על מודל פרה-קליני של שבר דחיסה חולייתי הקשור לאוסטאופורוזיס. שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום הרפואה הרגנרטיבית הגליאלית, כגון מה עשוי להיות טיפול יעיל לשברי דחיסה חולייתיים הקשורים לאוסטאופורוזיס, וכיצד טיפול כזה יסייע ברגנרציה של העצם? היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא כוללת חולדות עירומות, כך שניתן לבחון טיפולים חדשניים in vivo ללא חששות מדחייה חיסונית.יתרה מכך, התחדשות העצם העומדת בבסיס השיטה המוצגת כאן היא חצי-אוטומטית, ולכן היא מדויקת יותר ופחות תלויה במבצע מאשר בשיטות שפורסמו בעבר. את הפרוצדורה תדגים ד"ר Wafa Tawackoli, מדענית מחקר מהמעבדה שלנו. ראשית, השרו הרדמה בחולדה עם אוסטאופורוזיס באמצעות 5%isoflurane ב-100%oxygen, ולאחר מכן העבירו למסכת אף בריכוז של 2% עד 3%isoflurane לצורך תחזוקת ההרדמה.גלחו את אזור הבטן באמצעות מכשיר גילוח חשמלי. נקו את האזור באמצעות חומר חיטוי מבוסס יוד ב-0.5% chlorhexidine gluconate ולאחר מכן ב-70% ethanol. מרחו משחה וטרינרית על העיניים כדי למנוע התייבשות במהלך ההרדמה.בצע גירוי של צביטה באצבעות הרגליים כדי לוודא מישור הרדמה הולם. אם לא נצפתה תגובה, התחל בפרוצדורה. הנח את החולדה המורדמת בשכיבה על הגב על פלטת חימום המכוון ל-37 °C ומתוח את הגפיים באמצעות מערכת קיבוע ומתיחה מגנטית.הזריק לחולדה קרפרופן תת-עורית לפני תחילת הפרוצדורה הכירורגית. לאחר ביצוע חתך של חמישה עד שמונה סנטימטרים בעור, שמתחיל סנטימטר אחד מתחת לתהליך החרב (xiphoid process) ועובר דרך קו האמצע, השתמש במספריים כירורגיים כדי לבצע חתך באפונירוזיס דרך ה-linea alba כדי לגשת לחלל הבטן. חשוף את חלל הבטן באמצעות רטרקטורים.הסיטו את המעיים ימינה בגוף החולדה כדי לחשוף את האורטה הבטנית ואת הכליה השמאלית. כדי למנוע התייבשות, השתמשו בתשמישי גזה סטריליים וספוגים לעטיפת האיברים הפנימיים. השתמשו במגדילים נוספים במידת הצורך כדי לחשוף את האורטה.בצעו מישוש של עמוד השדרה המותני ולאחר מכן חשפו אותו. השתמשו בקוויצירה תרמית כדי לחשוף את ההיבט הקדמי של גופי החוליות המותניות L4 עד L5 ובודדו אותם מרקמת החיבור והשרירים הסובבים. השתמשו במקלון צמר להסרת דם ושאריות רקמה מחוליה L4.לאחר מכן, השתמש במקדח סטרילי בעל קוטר של שני סנטימטרים כדי לקדוח פגם בעצם בעומק של חמישה מילימטרים במרכז ההיבט הקדמי החשוף של גוף החוליה. הפעל לחץ מינימלי כדי לקדוח רק דרך הקורטקס הוונטרלי ועצם הטראבקלות שמתחתיו. הימנע מקדיחה דרך הקורטקס הדורסלי.לאחר מכן, קדחו בחמש חוליות L באותו אופן כדי ליצור שני פגמים בכל חולדה. עם סיום הקידוח, החזירו את המעיים לחלל הבטן והסירו את המרחיבים. השתמשו כעת בתפרי עם חוט ניתוח סינתטי ספיג מסוג vicryl בתבנית רציפה לתפירת האפונוירוזיס.סגרו את העור באמצעות תפר ניילון מונופילמנט לא-ספיג במידה 4-0 בתבנית של תפרים פשוטים בודדים (simple interrupted). לאחר מכן, מרחו 100 µL של דבק עורי טופיקלי מעל ובין התפרים כדי להבטיח סגירה מלאה של העור. לאחר הזרקת תמיסת lactated ringer's בטמפרטורה של 37 °C לחולדה למניעת היפותרמיה והתייבשות, והזרקת buprenorphine להקלה על כאבים לאחר הניתוח, אפשרו לבעל החיים להתאושש מההרדמה על פד חימום.ביום שלאחר הפרוצדורה הכירורגית, השרו הרדמה באמצעות isoflurane כפי שנעשה קודם לכן. סרקו את החולדה באמצעות סורק micro-CT in vivo. לאחר הסריקה וההתאוששות מההרדמה, החזירו את החולדה לכלוב המגורים.כדי להפריד את נתוני החוליות לצורך ניתוח, לחצו על תוכנית הערכת ה-micro-CT ובחרו את הדגימה מהתפריט. לאחר מכן, השתמשו בעכבר כדי לסמן את קווי המתאר של חוליות בודדות בתוך פרוסה. השתמשו בסרגל Z כדי לעבור לפרוסה הבאה וסמנו את קווי המתאר של החוליות הבודדות באופן דומה.שמרו את החוליה שסומנה כקובץ נפרד על ידי לחיצה על file, ואז save GOBJ מדי מספר פרוסות. לאחר הגדרת חוליית הייחוס, ייבאו אותה לסביבת micro-CT. החילו את ה-VOI שהוגדר עבור חוליית הייחוס על חוליית המטרה שנרשמה על ידי לחיצה על micro-CT evaluation program, לאחר מכן file, ואז load GOBJ ובחירה ב-GOBJ שנוצר קודם לכן.לבסוף, שלחו את ה-VOI להערכה באמצעות תוכנה להערכת micro-CT. תמונה תלת-ממדית זו מהמישור הפרונטלי מציגה תמונה מייצגת של פגם בחוליה יום אחד לאחר יצירת הפגם. יצירת עצם בחלל מסומנת באדום.זוהי תמונה דו-ממדית בסגיתלית של אותו אזור, ולבסוף תמונה דו-ממדית אקסיאלית. כפי שניתן לראות כאן, היווצרות העצם מתרחשת לאורך זמן ומזוהה באמצעות דימות אורכי. צפיפות נפח העצם והצפיפות הנראית חושבו והושוו באמצעות repeated measures two-way ANOVA עם תיקון Bonferroni להשוואות מרובות.כפי שניתן לראות כאן, צפיפות נפח העצם והצפיפות הגלויה עולות באופן משמעותי החל משבועיים לאחר יצירת הפגם החוליי. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות נוספות כגון היסטולוגיה ואימונוהיסטוכימיה כדי לענות על שאלות נוספות, כמו אילו תאים נוכחים ובאילו חלבונים יש ביטוי בתוך הפגם. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי אופן יצירת פגמים חולייים מרובים בחולדות נשוף (nude rats) ובחינת התחדשות העצם לאורך זמן בפגמים אלו.

semiautomated-longitudinal-microcomputed-tomography-based

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

בדיקת האורך של איבוד מסת העצם של עצמות הירך לבין tibiae של עכברים בוגרים בוצעה בעקבות פגיעה בחוט השדרה באמצעות רציפים במינון נמוך רנטגן סורק. אובדן העצם Tibia זוהה לאורך כל תקופת המחקר, תוך איבוד מסת העצם בעצם הירך לא זוהה עד 40 ימים שלאחר הפציעה.

הערכת אורך של עכבר הינד איבוד מסת העצם לימב לאחר פגיעה בחוט השדרה באמצעות רומן, In vivo מתודולוגיה

למרות שמודלים של עכברים הם כלים יקרי ערך להנדסת רקמות עצם, מודלים של פגמים בעצמות ארוכות הם דלילים. צורך זה הניע את פיתוח הפרוטוקול הנוכחי המשתמש בלוחית נעילה עם ארבעה ברגים וג'יג ייעודי לביצוע וייצוב פגם בגודל קריטי הניתן לשחזור, עצם הירך עם תחלואה נמוכה.

הקמת דגם פגם קריטי בגודל הירך מגזרית עכברים מיוצב על ידי פלייט Osteosynthesis

נייר זה מורה משתמשים ויוו הסורקים טומוגרפיה שחושב מיקרו (µCT) כיצד עזים ומתנגד, כראוי למקם לרסן את האיבר האחוריות של עכבר לתנועה מינימלי במהלך דימות ברזולוציה של עצם השוקה. התוצאה היא תמונות באיכות גבוהה ניתן לעבד לכמת במדויק את עצם מיקרו-ארכיטקטורה.

מיקום מתאים ואיפוק של איבר הינד עכברוש עבור הדמיה ברזולוציה גבוהה ממוקד של עצם באמצעות מיקרו-ארכיטקטורה In Vivo שחושב מיקרו טומוגרפיה

אנו מציגים זרימת עבודה עבור הממיין וכימות עצמות trabecular לתמונות מימד מבוסס על הגבול החיצוני של העצם באמצעות תוסף ImageJ. גישה זו הוא יותר יעיל, מדויק יותר הגישה הנוכחית יד-עיצוב ידני ומספק שכבה-על quantifications, אשר אינן זמינות תוכנה מסחרית הנוכחי.

החיצוני-גבולות בסיוע פילוח, כימות של עצמות Trabecular על ידי תוסף Imagej

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשבר יאטרוגני של פיר עצם הירך של חולדות לבקנים Wistar ומעקב אחר התפתחות היבלת. מודל זה של אוסטאוטומיה של עצם הירך יכול לסייע לחוקרים להעריך את תהליך ריפוי השבר ולחקור כיצד תרופה יכולה להשפיע על ריפוי שברים.

פרוטוקול לפיתוח מודל אוסטאוטומיה של עצם הירך בחולדות ויסטאר אלבינו

טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (μCT) היא כלי הדמיה לא הרסני המסייע בהערכת מבנה העצם במחקרים פרה-קליניים, אולם קיים חוסר הסכמה על הליכי μCT לניתוח יבלת ריפוי העצם. מחקר זה מספק פרוטוקול μCT שלב אחר שלב המאפשר מעקב אחר ריפוי שברים.

הערכת ריפוי שברים בעצם באמצעות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת

פרוטוקול זה מציג שיטה חסכונית ויעילה להערכה כמותית של מיקרו-ארכיטקטורה של עצם במודל עכברי של אוסטאופורוזיס על ידי שילוב של צביעת Hematoxylin-Eosin (HE) וטכניקות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (Micro-CT).

הערכת מיקרו-ארכיטקטורה של עצם טרבקולרית במודל עכבר אוסטאופורוזיס

הפרוטוקול מראה בניית מודל אימון פשוט וחסכוני לנשיאת משקל חולדה עבור אוסטאונקרוזיס המושרה על ידי סטרואידים של ראש הירך באמצעות סרט טיפולי אלסטי.

מודל נושא משקל ללא מתח של אוסטאונקרוזיס המושרה על ידי סטרואידים של ראש הירך בחולדות

אנו מציגים שיטה לניתוח אזור עניין המוגדר על ידי המשתמש (ROI) במודל פגם רדיאלי של חולדה אורכית in vivo . שיטה זו מאפשרת ניתוח השוואתי בין פיגומים שונים שבעבר הוגבלו על ידי וריאציות בשדה הראייה של סריקת טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (μCT), כיוון הדגימה ונוכחות בסיסית של פיגום.

ניתוח תמונת טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת אורכית לאזור עניין המוגדר על ידי המשתמש בפגמים בעצם בגודל קריטי

אנו מציעים פרוטוקול להערכת התחדשות עצם ברמות היררכיות שונות. גישה רב-מודלית זו מאפשרת ניתוח מבני בקני מידה שונים לאורך זמן, תוך התמודדות יעילה עם אתגרים בהכנת הדגימה. הוא גם מספק תהליך עבודה אמין להערכת יעילות הביוחומרים בקידום התחדשות העצם.

גישה רב-מודלית להערכת התחדשות עצם וביצועי פיגומים

חקור מודל כירורגי של שברי דחיסה בעמוד השדרה הקשורים לאוסטיאופורוזיס בעכברוש עירום. השיטה משתמשת בטומוגרפיה ממוחשבת למחקר ביולוגיית פיתוח ורפואה רגנרטיבית של עצם.

Semiautomated האורך מבוסס-טומוגרפיה Microcomputed כמותיים ניתוח מבנה של מודל הקשורות אוסטיאופורוזיס שבר בחוליות עכברוש עירום

גלה סרטונים נוספים