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L'uso di in vivo micro-tomografia computerizzata (µCT) è un potente strumento che coinvolge l'imaging non-distruttivo delle strutture interne alle alte risoluzioni utilizzando modelli del roditore. La natura non-distruttivo di in vivo µCT permette per ripetute di imaging del roditore stesso nel tempo. Questa caratteristica non solo riduce il numero totale dei roditori necessaria in un disegno sperimentale e quindi riduce la variazione inter-soggetta che possa sorgere, ma permette anche ai ricercatori di capire le risposte a lungo termine ad un intervento. Con l'uso di ripetute in vivo µCT, esperimenti su topi e ratti hanno delucidato cambiamenti inerenti allo sviluppo per osso micro-architettura e densità minerale ossea (BMD durante periodi di durata della vita 1,2,3) ,4,5,6,7,8 , così come la risposta di salute dell'osso agli interventi come dieta 9,10, l'ovariectomia 7,11 e agenti farmacologici 8,12,13. BMD e microarchitettura ossea a specifici siti scheletrici, vale a dire la tibia prossimale, femore e vertebre lombari, sono indicativi di salute generale dell'osso e del rischio di sostenimento della frattura e così sono le misure primarie nel quantificare le risposte a un intervento.
Acquisizione di immagini in vivo µCT coinvolge bidimensionale proiezioni di raggi x viene acquisite ad angoli diversi, come la sorgente di raggi x e rivelatore ruotano attorno l'animale sotto inchiesta 14,15. La qualità dell'immagine risultante è dipendente da molti fattori tra cui, ma non limitato a: selezionati parametri di acquisizione (cioè, risoluzione spaziale, tensione dei raggi x, amperaggio, passo di rotazione, filtro applicato, tempo di esposizione), limitazioni della µCT scanner (cioè, gli elementi basati su scanner come anello artefatti o polvere che causano effetti di volume parziale o striature) e corretto posizionamento e contenimento dell'animale. I primi due di questi fattori possono essere manipolati in una certa misura da parte dell'utente, a seconda della macchina di scansione specifica, obiettivi di studio e le correzioni che sono necessarie per ottimizzano la funzione dello scanner o l'elaborazione delle immagini acquisite. Quest'ultimo di questi fattori, il corretto posizionamento del roditore prima della scansione, può essere raggiunto indipendentemente le limitazioni basate su scanner o dei parametri di acquisizione sono selezionati per raggiungere un obiettivo di studio specifico. Mentre molte pubblicazioni che coinvolgono in vivo imaging sono apparse nella letteratura 14,15,16,17, stile classico del manoscritto è tale che dettagliate "how to" informazioni non possono essere inclusi. Pertanto, lo scopo di questo articolo e video guida è di riempire questo vuoto. Qui ci proponiamo di indicare agli utenti di in vivo scanner µCT come anestetizzare un ratto e posizionare e frenare l'arto per produrre immagini di alta qualità che possono essere analizzate per quantificare con maggiore precisione i risultati di micro-architettura dell'osso.
Prevenire ostruzioni del fascio dei raggi x attraverso oggetti diversi dalla dell'arto sono imperativi per quantificare il BMD più accurate e valori di micro-architettura dell'osso. Come i raggi x passano attraverso oggetti e tessuti di spessore e densità variabili, alcuni dei raggi x sono assorbiti (cioè attenuato) dai materiali che passano attraverso. Poiché la densità di massa misurata di un campione è influenzata dal suo spessore e la presenza e spessori dei tessuti circostanti, è imperativo che i fantasmi di calibrazione utilizzati per determinare la BMD vengano analizzati nello stesso modo. Pertanto, se il fascio di raggi x è quello di passare attraverso gli oggetti (vale a dire, la coda) prima o dopo il passaggio attraverso la regione di interesse, tali oggetti in grado di assorbire alcune delle energie dei raggi x e interferiscano con la trasmissione immagine acquisita. Inoltre, queste scansioni sarebbe molto difficile da simulare quando si acquisiscono i fantasmi che devono assomigliare esempio scansioni. Di conseguenza, tali differenze di attenuazione portano ad inesattezza nella valutazione delle misure del BMD dell'osso. Così, per facilità e precisione, si consiglia di limitare il numero di ostacoli tra la sorgente di raggi x, regione di rivelatore di raggi x e di interesse.
Valutazione longitudinale della struttura dell'osso da un intervento in modelli pre-clinici coinvolgono l'anestesia ripetuta dell'animale per limitare il loro movimento durante l'analisi di protocolli. Esistono diversi metodi di anestesia generale per sottomettere gli animali sottoposti a una scansione µCT, tra cui iniettabili e inhalant anestesia 1,2,4,5,6, 12. a differenza di anestetici inalatori come isoflurano, ripetuta anestesia generale utilizzando anestetici iniettabili causa una riduzione di peso corporeo, tolleranza chirurgica e cambiamenti significativi di altri parametri fisiologici in roditori, in particolare ratti e cavie, suggerendo significative controindicazioni per ripetuto uso 18,19,20. Mentre isoflurane è altamente volatile e consente la rapida induzione e recupero, agenti anestetici iniettabili producono diversi livelli di anestesia e tempo sotto anestesia dipende il ceppo, il sesso, composizione corporea, uno stato di digiuno e ciclo circadiano della animale. Anestetici iniettabili pongono anche ulteriori ostacoli al loro uso in quanto sono altamente regolamentati dagli organi nazionali. L'anestesia per inalazione, tuttavia, comporta la consegna diretta nel sistema respiratorio; Questo metodo consente più velocemente induzione e recupero tempo e più facile controllare la lunghezza e la profondità di anestesia19,20. Limitazioni per il metodo di anestesia per inalazione coinvolgono relativo requisito per attrezzature specializzate di vaporizzazione e alcuni cambiamenti di frequenza cardiaca e pressione sanguigna durante l'induzione, mantenimento e recupero 18,19.