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방법 논문

반자동 경도 Microcomputed Tomography 기반 정량적 구조 분석 누드 쥐 척추 골절 골다공증 관련 모델의

7.6K 조회수

DOI:

10.3791/55928

2017년 9월 28일

이 논문에서

요약

이 프로토콜의 목표 경도 평가 vivo에 는 반자동된 microcomputed 단층 기반 정량적 구조 분석을 사용 하 여 될 수 있는 누드 쥐 척추 압축 골다공증 관련 골절 모델을 생성 하는 것입니다.

초록

골다공증 관련 척추 압축 골절 (OVCFs)는 세계 인구 나가로 보급 증가 함께 일반적이 고 임상 unmet 필요. 동물 OVCF 모델 변환 조직 엔지니어링 전략의 전 임상 개발에 필수적입니다. 다양 한 모델은 현재 존재 하는 동안 단일 누드 쥐에서 여러 높은 재현성 척추 결함을 유도 하는 최적화 된 방법을이 프로토콜에 설명 합니다. 소설 경도 반자동된 microcomputed 단층 촬영 (µCT)-척추 결함의 정량적 구조 분석을 기반으로 또한 선발. 간단히, 쥐 여러 시간 포인트 수술에 몇 군데 있었다. 1 일 검사 표준 위치로 방향도 고 관심의 표준 볼륨 정의 되었다. 각 쥐의 후속 µCT 스캔 했다 동일한 볼륨의 다음 새로운 뼈 형성에 대 한 평가 분석 그래서 하루 1 스캔을 자동으로 등록 됩니다. 이 다재 다능 한 접근 어디 경도 영상 기반 분석 정확한 3 차원 반자동된 정렬에서 혜택을 수 있는 다른 모델의 다양 한 적응 될 수 있다. 함께 찍은,이 프로토콜에서는 골다공증 및 뼈 연구를 위한 쉽게 정량 하 고 쉽게 재현 가능한 시스템을 설명 합니다. 제안 된 프로토콜은 4 개월 누드 ovariectomized 쥐 및 생성, 이미지, 조직 크기와 장비에 따라 두 개의 척추 결함 분석을 2.7 그리고 4 h 사이 골다공증을 유발 합니다.

서론

200 백만 이상의 사람들이 전세계 골다공증1에서 고통. 기본 병 적인 감소 뼈 미네랄 밀도 (BMD)에 하 고 변경 된 뼈 마이크로아키텍처 뼈 취약성 및, 따라서, 골절2의 상대 위험 증가. 골다공증은 너무 유행 하 고는 WHO가 정의 그것은 중요 한 공중 위생 관심사는 건강에 해로운. 또한, 세계의 인구는 예상 대로 나이에, 골다공증 되 더 일반적으로 예상 된다.

골다공증성 척추 압축 골절은 가장 일반적인 취약성 골절, 미국에서 1 년 이상 750000 추정. 그들은 많은 중요 한 병 적 상태와 관련 된 9 배 높은 사망률 평가3입니다. 임상 시험에서 현재 사용할 수 외과 개입, vertebroplasty, kyphoplasty, 등 가짜 치료4,5,이 환자에 게 통증 관리만 사용할 수를 떠나 보다 더 더 효과적인 것을 발견 했다. 현재 OVCF 치료 제한 때문에, 장애6,,7

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프로토콜

모든 동물 실험 승인 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 삼목 시 나이 의료 센터 (프로토콜 # 3609)의 프로토콜에서 수행 했다. 마 취는 모든 이미징 및 수술 절차에 대 한 관리 되었다. 모든 동물 승인된 IACUC 프로토콜에 따라 보관 되어 있었다.

참고:이 프로토콜의 실험 설계는 그림 1에 표시 됩니다. 그들의 난소를 수술로 제거 하 고 그들을 먹 여 0.01% 칼슘과 0.77% 인산으로 구성 된 LCD와 6 주 된 쥐를 구입. LCD의 4 개월의 기간 후에 네 번째 및 다섯 번째 요 추 척추 기관 (L4-L5) 중요 한 크기 척추 결함 드릴. 수술, 다음 주 1와 주 2, 4, 8, 및 12 결함 설립 후에 쥐를 이미지. 하루 1 스캔에 결함 여백, 표준 위치로 방향을 찾아서 관심 (목소리 야)의 원통형 볼륨을 정의 합니다. 자동으로 해당 주 1 스캔에 대해 정의 된 표준 위치에 각 쥐의 후속 µCT 검사 (, 2, 4, 8, 및 12 주)을 등록 합니다. 하루에 1 미리 목소리 야 등록된 검사에 적용. 볼륨 골밀도 및 명백한 조밀도 내가의 평가.

1. 골다공증의 유도

  1. 0.01....

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결과

이 프로토콜을 사용 하 여, 하나 이미지 수와 n의 재생성을 계량 다른 시간 지점에서 8 모델된 골다공증성 척추 결함을 =. 등록 절차에 의해 얻은 해부학 경기 모든 시간 지점에서 동일한 목소리 야의 분석에 대 한 수 있습니다. 이 원래 결함의 여백은 더 이상 인식할 수 있는 경우에 정확한 경도 3D histomorphometric 분석 결과. 우리는 뼈 재생 (그림 7)의 경도 평가 대 한 예를 들어 5 시간 포인트 (1 일, 2 주, 4 주, 주 8, 및 12 주)을 사용. 재생 ( 그림 7A에서 그림)로 3D 영상과 2D 횡단면의 질적 평가 뼈 수량 (BVD) 및 품질 (광고) (그림 7B)의 양적 비교 하 여 평가할 수 있습니다. 새로 형성된 된 뼈에 대 한 다음과 같은 형태학 인덱스를 확인할 수 있습니다.......

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토론

골다공증은 척추 압축 골절은 척추와 척추 체의 붕괴에서 그 결과에 로드가 증가 의해 발생의 가장 널리 퍼진 원인. 그러나, 그것은 실질적으로 진정한 비슷한 척추 붕괴를 복제 하는 설치류에서 상해를 생성할 수입니다. 대신, 연구원은 OVCFs16,17,18,19,20,,2124 를 모방 하기 위해 척추 신체 중앙에 원통형 무효 만들 , 38 , 39. 결함 크기 측면에서 문학에 아니 일관성이 있기.......

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공개 사항

이 연구에 대 한 재생 의학 (CIRM) (TR2 01780) 캘리포니아 연구소에서 교부 금에 의해 지원 되었다.

감사의 글

연구에 대 한 재생 의학 (CIRM) (TR2 01780) 캘리포니아 연구소에서 교부 금에 의해 지원 되었다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
IsofluraneMWI Animal Health, Pasadena, CA501017
BetadineSolutionMWI Animal Health, Pasadena, CA4677
클로르헥시딘 글루코네이트 2% 스크럽MWI Animal Health, Pasadena, CA510083
이소프로필 알코올 70%-quartMWI Animal Health, Pasadena, CA501044
CarprofenMWI Animal Health, Pasadena, CA26357
부프레노르핀 0.3 mg/mLMWI Animal Health, Pasadena, CA56163
Ovariectomized Athymic nude ratsHarlan Laboratories, Indianapolis, INHsd:RH-Foxn1 rnu
저칼슘 식품Newco Distributors, Inc., CA1814948 (5AV8 AIN-93M w/저칼슘)
인산염 완충 식염수Life Technologies Corporation
DermabondJ AND J ETHICONDHVM12
마취기Patterson ScientificTEC 3EX
슬라이드 탑 인덕션 챔버Patterson Scientific78917833
ProStation 가열식 워크스테이션Patterson Scientific78914731
외과용 드레이프HALYARD HEALTH INC89101
자기 고정 장치 수축 시스템Fine Science Tools, Inc., CA18200-50
해부 가위, 10cm, 곡선, SSWorld Precision Instruments, FL14394
홍채 가위, 11.5cm, 45 ° 앵글, 톱니모양, 샤프/샤프World Precision Instruments, FL503225
집게, no. 5World Precision Instruments, FL555048FT
마이크로 모기 지혈 집게World Precision Instruments, FL503360
멸균 면 거즈Medtronic, MINNEAPOLIS, MN9024
흡수 창 - 장착/멸균파인 사이언스 도구, CA18105-01
주사기, 1 mLTERUMO TERUMO MEDSS-01T
바늘, 25 게이지BD MED SYS 주입 시스템 305127
층류 후드BakerSterilGARD e3-Class II Type II Biosafety Cabinet
Thermal Cautery UnitWorld Precision Instruments, FL501292
Micro-Drill OmniDrill115/230VWorld Precision Instruments, FL503598
마이크로 드릴용 트레핀, 직경 2mm정밀 과학 도구, CA18004-20
3-0 Vicryl 염색되지 않은 27" SH 테이퍼J AND J ETHICON1663G
4-0 에틸론 블랙 18" PC3 기존 절단J AND J ETHICON1954G
Conebeam in vivo microCT (vivaCT 40)Scanco MedicalvivaCT 40
SCANCO Medical microCT 시스템 소프트웨어 제품군Scanco MedicalvivaCT 40
Analyze softwareBiomedical Imaging, Mayo Clinic, Rochester, MNAnalyze 12이미지 분석 소프트웨어
Veterenery Eye 연고
14190250

참고문헌

  1. Wang, M. L., Massie, J., Perry, A., Garfin, S. R., Kim, C. W. A rat osteoporotic spine model for the evaluation of bioresorbable bone cements. Spine J. 7 (4), 466-474 (2007).
  2. Consensus development conference: prophylaxis and treatment of osteoporosis. Am J Med

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재인쇄 및 허가

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