La microtomografia computerizzata (μCT) è uno strumento di imaging non distruttivo che è fondamentale per valutare la struttura ossea negli studi preclinici, tuttavia c'è una mancanza di consenso sulle procedure μCT per l'analisi del callo di guarigione ossea. Questo studio fornisce un protocollo μCT passo-passo che consente il monitoraggio della guarigione delle fratture.
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Articolo metodologico
Valutazione della guarigione delle fratture ossee mediante tomografia microcomputerizzata
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
La tomografia microcomputerizzata (μCT) è la modalità di imaging più comune per caratterizzare la morfologia tridimensionale (3D) dell'osso e dell'osso di nuova formazione durante la guarigione delle fratture nelle indagini di scienza traslazionale. Gli studi sulla guarigione delle fratture delle ossa lunghe nei roditori comportano in genere una guarigione secondaria e la formazione di un callo mineralizzato. La forma del callo formato e la densità dell'osso appena formato possono variare sostanzialmente tra i punti temporali e i trattamenti. Mentre le metodologie standard per quantificare i parametri dell'osso corticale e trabecolare intatto sono ampiamente utilizzate e incorporate nei software disponibili in commercio, c'è una mancanza di consenso sulle procedure per l'analisi del callo in via di guarigione. Lo scopo di questo lavoro è quello di descrivere un protocollo standardizzato che quantifica la frazione di volume osseo e la densità minerale del callo nel callo in via di guarigione. Il protocollo descrive diversi parametri che devono essere considerati durante l'imaging e l'analisi, tra cui l'allineamento del campione durante l'imaging, la dimensione del volume di interesse e il numero di fette che vengono sagomate per definire il callo.
Introduzione
L'imaging con tomografia microcomputerizzata (μCT) è stato ampiamente utilizzato nella ricerca ossea preclinica, fornendo immagini non invasive e ad alta risoluzione per valutare la microstruttura delle ossa 1,2,3,4,5. La μCT coinvolge un gran numero di immagini a raggi X, ottenute da un campione rotante o utilizzando una sorgente di raggi X rotante e un rivelatore. Gli algoritmi vengono utilizzati per ricostruire i dati volumetrici 3D sotto forma di una pila di sezioni di immagine. La TC clinica è il gold ....
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Protocollo
Il seguente protocollo è stato sviluppato per caratterizzare il callo di guarigione delle ossa lunghe prelevato da topi sottoposti a eutanasia. Tuttavia, la maggior parte dei passaggi può essere applicata ai ratti e utilizzata anche per la scansione in vivo delle ossa fratturate. Il protocollo descrive un particolare sistema μCT e uno specifico software di elaborazione, analisi e visualizzazione delle immagini (vedere la tabella dei materiali), ma la metodologia è generalmente applicabile ad altri scanner e software. Il protocollo è stato approvato dall'Institutional Animal Care and Use Committee del Pennsylvania State University College of M....
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Risultati
Per monitorare la formazione ossea durante la guarigione delle fratture, è stata indotta una frattura tibiale aperta diafisaria media in topi maschi adulti C75BL/6J. La frattura è stata stabilizzata utilizzando un chiodo intramidollare, un modello consolidato di guarigione secondaria13. I tessuti del callo sono stati raccolti ai giorni 14, 21 e 28 dopo la frattura12. Questi punti temporali rappresentano diverse fasi della guarigione. La formazione dell'osso endocondrale dur.......
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Discussione
Lo scopo di questo studio è quello di descrivere un protocollo dettagliato per l'analisi μCT con l'obiettivo di quantificare accuratamente la struttura del callo mineralizzato 3D, che è spesso fondamentale negli studi di guarigione delle ossa e delle fratture. Il protocollo utilizza una piattaforma software di analisi delle immagini 3D all'avanguardia che facilita la visualizzazione delle immagini, la segmentazione/etichettatura e le misurazioni che vanno dal semplice al complesso.
L'attività .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dal National Institutes of Health (NIH) R01 DK121327 a R.A.E e R01 AR071968 a F.K.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 10% formalina tamponata neutra | Fisher chemical | SF100-20 | Utilizzato per la fissazione del tessuto osseo |
| Avizo | Thermo Scientific | Software di elaborazione e analisi delle immagini | |
| Phantom di idrossiapatite | Micro-CT HA D4.5, QRM | QRM-70128 | |
| Linguaggio di elaborazione delle immagini | Scanco | Utilizzato per convertire le immagini grezze in immagini DICOM | |
| Micro-Mosquito Pinza emostatica diritta | Medline | Utilizzato per rimuovere il perno intramidollare | |
| Microsoft Excel | Microsoft Spreadsheet software | ||
| Scanco mCT system (vivaCT 40) | Scanco | Utilizzato per µ Imaging TC |
Riferimenti
- Rüegsegger, P., Koller, B., Müller, R. A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture. Calcified Tissue International. 58 (1), 24-29 (1996).
- Müller, R., et al.
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Ristampe e permessi
