げっ歯類の骨の機械的試験は、骨の骨折しやすさに関する情報を抽出するための貴重な方法です。適切な実践的理解を欠いていると、結果が過剰に解釈されたり、妥当性に欠けたりする可能性があります。このプロトコルは、機械的試験が正確に実施され、有効で機能的なデータを提供するためのガイドとして機能します。
げっ歯類の骨の機械的試験は、骨の骨折しやすさに関する情報を抽出するための貴重な方法です。適切な実践的理解を欠いていると、結果が過剰に解釈されたり、妥当性に欠けたりする可能性があります。このプロトコルは、機械的試験が正確に実施され、有効で機能的なデータを提供するためのガイドとして機能します。
骨折につながる骨格の脆弱性は、毎年150万人の骨折と180億ドルの直接的な医療費をもたらす米国の公衆衛生上の危機です。骨疾患の根底にあるメカニズムと治療への反応を理解する能力は、望まれるだけでなく、重要です。骨の機械的試験は、骨の骨折しやすさを理解し、定量化するための貴重な技術として役立ちます。この方法は簡単に実行できそうに見えますが、ユーザーがガバナンスの仮定と重要な手順を無視すると、不適切で不正確な結論に達する可能性があります。これは、方法の誤用や結果の誤った解釈を伴う研究が発表され続けているため、分野を超えて観察されています。このプロトコルは、サンプルサイズの考慮から組織の採取と保存、データ分析と解釈まで、これらの技術の適用とともに機械的試験に関連する原則の入門書として機能します。これにより、骨の骨折しやすさに関する貴重な情報が得られ、学術研究と臨床ソリューションの両方の理解が深まります。
骨の機械的試験は、骨の骨折しやすさに関連する機能情報を抽出するための主要な方法です。前臨床試験では、いくつかの検査方法を使用できますが、最も一般的なのは長骨の曲げです。これらの検査は簡単に実施でき、ヒトからマウスまで、さまざまなサイズの骨に使用できます。マウスは前臨床研究で最も一般的に研究されている動物の1つであるため、このプロトコルはマウスの大腿骨と脛骨で実施される曲げ試験に焦点を当てます。
曲げ試験を行う前に、骨を適切に採取して保管する必要があります。最も一般的な保存方法は、伝統的に、生理食塩水に浸したガーゼで骨を凍結するか、生理食塩水のみで凍結するか、エ タノールで骨を脱水するかでした1。エタノールで保存された骨は、凍結保存されたものと比較して、剛性と弾性率が増加し、変形パラメータが減少することが示されています1。検査前に骨を水分補給しても、これらの特性は正常なレベル 1には回復しません。生理食塩水に浸して保管すると、生理食塩水が膨張すると圧力がかかるため、骨に損傷を与える可能性があります。さらに、マイクロコンピュータ断層撮影(μCT)スキャンのために骨を取り除くには、溶液の完全な融解が必要になります。その結果、採取したばかりの骨を生理食塩水に浸したガーゼで冷凍することが標準的な保存方法となっており、このプロトコル全体で推奨され....
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このプロトコル全体を通して動物を含むすべての手順は、手順の前にインディアナ大学理学部の施設動物および使用委員会(IACUC)によって承認されています。手順で説明された動物は、安楽死の二次的な手段として、CO2吸入とそれに続く子宮頸部脱臼によって安楽死させられました。
1.骨の収穫、保管、解凍
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CTスキャンが完了すると、ほとんどの不十分なスキャンが再構成で捕捉されます。多くの場合、スキャンが不十分な場合、スキャン中のエラーの明確な指標である高いミスアライメント補正が発生します。ただし、他の手順でエラーが発生し、データが不正確になる可能性もあります。これらのエラーは、計算された個々のアーキテクチャ プロパティを調べるときに発見されることがよくあります。値がグループ内の他の値の範囲から大きく外れている場合は、スキャン、ROI、およびプロパティの計算方法を再検討する必要があります。
曲げ試験が完了したら、各試験の力-変位プロットを調べて、データセットから削除する必要がある可能性のある不十分な試験を特定する必要があります。問題のあるテストの例を 図4に示します。 図4A のプロットは、正しく実行された曲げ試験の結果を示しています。低勾配のトーイン、降伏点、終点(最大力)、変位が最大力を超えて伸びることによる力の低下、および破壊点がない明確な線形領域があります。曲.......
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スキャンとテストのプロセス全体を通して、トラブルシューティングと最適化が適切な瞬間があります。1つ目は、μCTで骨をスキャンするときに発生します。多くのシステムには、1つのオブジェクトを保持してスキャンできるホルダーが付属していますが、カスタムホルダーを作成して複数のボーンを同時にスキャンすることができます。複数のボーンをスキャンすることは、最適化のための優れたポイントですが、スキャンと分析のプロセス全体を通して、アーチファクトが誘発されないように注意する必要があります。X線は角度増分ごとにさまざまな量の骨組織を通過する(そして減衰する)ため、結果のデータが不正確になる可能性があります。
トラブルシューティングの 2 つ目のポイントは、スキャンの再構築です。使用するプログラムに応じて、ユーザーはスキャンの減衰係数値から計算された再構成の密度ウィンドウを定義できます。これは、X線ビームが物体5によってどれだけ減衰するかを表すために使用される線形係数である。一部のプログラムでは、これらの密度を取得し、ヒストグラムで 0 から 255 の範.......
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著者は、宣言すべき利益相反を持っていません。
このプロトコルを開発するために行われた作業は、米国国立衛生研究所(NIH)の支援を受けています[AR072609]。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| CTAn | Bruker | NA | CT スキャン解析ソフトウェア |
| DataViewer | Bruker | NA | CT Scan Rotation Software |
| Matrix Laboratory (MATLAB) 2023a | MathWorks | NA | データ解析に使用されるコーディングプラットフォーム |
| NRecon | Bruker | NA | CT Scan Reconstruction software |
| SKYSCAN 1272-100 kV w/ 16 MP CCD detector, incl 3D Suite Software | Micro Photonics Inc | SKY-016814 | オブジェクトを介した各仮想スライスで最大209 mPsを非破壊的に視覚化できるMicro-CTシステム |
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