Vivo에서 골절 뼈 쥐 마우스 대 퇴 골에 대 한 MRI-호환 Osteosynthesis 장치를 사용 하 여 치료 기간 동안 굳은 살 개발의 평가

이 기술의 전반적인 목표는 뼈 치유 중 쥐 골절 굳은살 발달의 종단 평가를 위해 자기 공명 영상(MRI)을 사용하는 것입니다. 이 방법은 다양한 마우스 모델에서 시간이 지남에 따라 골절 굳은살이 어떻게 발생하는지와 같은 뼈 치유 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 골절 캘러스 발달을 생체 내에서 실시간으로 모니터링할 수 있고 적용된 외부 고정 장치가 고도로 표준화된 골절 치유 모델을 제공한다는 것입니다.

MRI 절차를 시연하는 것은 Small Animal Imaging Core 시설의 기술자인 Anne Subgang이 맡습니다. 절차를 시작하기 전에 발가락 꼬집음에 대한 반응 부족으로 적절한 수준의 진정 효과를 확인하고 0.9% 염화나트륨 250마이크로리터의 수액 저장고에 항생제를 1회 투여하여 마우스에 피하 주사합니다. 동물의 눈에 연고를 바르고 섭씨 37도의 발열 패드에 쥐를 놓습니다.

오른쪽 뒷다리의 털을 제거하고 알코올 기반 소독제로 수술 부위를 문지릅니다. 수술 부위가 노출된 상태로 동물에게 멸균 드레이프를 씌우고 멸균 장갑의 작은 조각으로 오른쪽 뒷발을 덮습니다. 소독제로 수술 부위를 3회 더 문지릅니다.

그런 다음 오토클레이브 멸균 메스를 사용하여 오른쪽 대퇴골 안쪽을 따라 약 1cm의 세로 피부를 절개하고 마이크로 가위와 집게를 사용하여 대퇴 이두박근과 광대 외측 근육을 뭉툭하게 분리합니다. 좌골 신경이 보존되도록 주의하면서 뼈의 전외측 부분에 자유롭게 접근할 수 있도록 대퇴골 전자기에서 힘줄 삽입을 절단하고 외부 고정기를 대퇴골과 평행하게 배치합니다. 0.45mm 드릴 비트를 사용하여 피질을 통해 보어 구멍을 수동으로 뚫습니다.

그리고 가장 근위부와 말단부의 끝부터 시작하여 세라믹 장착 핀을 구멍에 끼웁니다. 모든 핀이 배치되면 소량의 멸균 식염수로 뼈를 가습하고 0.4mm Gigli 와이어 톱을 사용하여 두 내부 핀 사이의 구멍 뼈를 통해 0.4mm 절골술을 만듭니다. 골절개 틈새를 멸균 식염수 2ml로 조심스럽게 씻어내어 골절된 두 피질 사이의 뼈 조각을 제거하고 지속적인 재흡수성 봉합사를 사용하여 근육을 적응시킨 다음 중단된 비흡수성 봉합사로 피부에 적응합니다.

그런 다음 소독제로 수술 부위를 청소하고 완전히 회복될 때까지 모니터링하면서 마우스를 케이지로 되돌립니다. 빠르면 수술 후 3일 이내에 외부 고정 장치를 맞춤형 장착 장치에 조심스럽게 삽입하고 마취된 마우스를 MRI 장치에 삽입하기 위해 온도 조절 요람에 놓습니다. 외부 고정 장치를 4요소 헤드 코일의 장착 장치에 단단히 부착하고 11.7테슬라에서 작동하는 전용 고자기장 소형 동물 MRI 시스템을 사용하여 양성자 밀도 지방 억제 다중 슬라이스 터보 스핀 에코 시퀀스를 골절에 적용합니다.

모든 이미지가 획득되면 해당 이미지 분석 소프트웨어에서 데이터를 열고 복셀 크기를 0.05 x 0.05 x 0.35mm 세제곱으로 입력합니다. 골절 캘러스의 여러 조직을 강도에 따라 반자동 임계값으로 분할하려면 먼저 edit new label(새 라벨 편집) 필드를 클릭하고 Add material(재료 추가)을 클릭합니다. 재료의 이름을 callus로 바꾸고 올가미 도구를 사용하여 골막의 저농도 신호를 기반으로 굳은살 영역을 주변 조직과 구별합니다.

Add to material(재료에 추가)을 클릭한 다음 Add material(재료 추가)을 클릭하고 재료의 이름을 cartilage(연골)로 바꿉니다. 역치 도구를 사용하여 연골을 분할하고 굳은살에서 현재 재료만 선택합니다. 그런 다음 연골 및 재료에 추가를 클릭합니다.

모든 조직이 분할되면 Generate surface(곡면 생성)를 클릭하고, 스무딩 유형에 None(없음)을 적용하고, Surface View(곡면 보기)를 클릭하여 조직 분할 데이터를 기반으로 파괴된 대퇴골의 3D 재구성을 생성합니다. 골절의 MRI 스캔을 통해 성공적인 수술 절차를 확인할 수 있으며, 대퇴골 중앙에 있는 4개의 핀이 모두 0.3mm에서 0.5mm 사이의 절골 간격을 보여줍니다. 수술 후 10일째, 골절 치유 과정 중 종방향 스캔을 평가한 결과, 골절 굳은살 중앙의 연골 조직과 골절 주변부의 뼈 조직이 발견되었습니다.

연골 조직과 뼈 조직은 모두 14일째까지 증가합니다. 그런 다음 연골 조직은 21일까지 감소하며, 이 시점에서 뼈 다리를 관찰할 수 있습니다. 방금 시연한 바와 같이 골절 굳은살의 여러 조직을 분할한 후, 성숙한 피질은 회색으로, 세라믹 핀은 노란색으로, 굳은살 연조직은 녹색으로, 연골 조직은 빨간색으로, 굳은살 뼈 조직은 보라색으로 표시된 전체 3D 대퇴골 스캔을 생성할 수 있습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 대퇴골 절골술을 만들기 위해 마우스 대퇴골에 외부 고정 장치를 적용하는 방법과 표준화된 스캔 위치를 보장하기 위해 MRI 장치에 마우스를 삽입하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 일단 숙달되면 외부 고정 장치 응용 프로그램과 절골 기술은 적절하게 수행되면 20-30분 이내에 완료할 수 있습니다.