Computed Tomography en optische beeldvorming van Osteogenesis-angiogenese Koppeling te beoordelen Integratie van schedelbot Autografts en Allografts
22 december 2015
Implantatie van autologe en allogene bottransplantaten, vormen aanvaarde benaderingen tot grote craniofaciale botverlies te behandelen. Toch is het effect van transplantaat samenstelling op de interactie tussen neovascularisatie, celdifferentiatie en botvorming is onduidelijk. We presenteren een multimodale beeldvorming protocol gericht op de angiogenese-osteogenese afhankelijkheid van het transplantaat nabijheid helderen.
Het algemene doel van deze procedure is om de integratie van craniale bottransplantaten te monitoren in termen van botregeneratie en neovascularisatie met behulp van multimodale beeldvormingsbenaderingen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van regeneratieve geneeskunde, zoals de koppeling van osteogenese en angiogenese. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het een hoge definitie 3D-bepaling van het vasculaire systeem biedt en het mogelijk maakt om het volledige orgaan te bestuderen dat wordt aangetoond dat de procedure wordt uitgevoerd door Vic, een promovendus in mijn lab Na het euthanaseren van een zeven tot acht weken oude Bab-zeemuis.
Volgens het tekstprotocol, gebruik een haartrimmer om het calvariagebied te scheren tegen de richting van de haargroei. Breng 70% isopropanol aan op het karkas, van het hoofd tot het desinfecteren. Gebruik vervolgens een schaalmesje nummer 11 om de hoofdhuid te snijden en het periosteum te verwijderen met behulp van een tandborstel en een binnendiameter van 4,5 millimeter.
Los een circulair fragment van het calvariabot. Breng het botfragment over naar een plastic schaal van 100 millimeter met steriele zoutoplossing. Op dit punt, observeer bloed en zacht weefsel dat aan het botfragment is bevestigd met gebogen pincetten.
Houd een botfragment tegelijk vast en gebruik een wattenstaafje om het grondig af te vegen. Verwijder eventueel hersenweefsel, zacht weefsel en bloed. Gebruik fijne schaar om voorzichtig eventuele botchips weg te snijden die aan het transplantaat vastzitten, zodat het transplantaat een perfect afgeronde vorm heeft.
Dompel elk transplantaat eenmaal in een buisje van 15 milliliter met 70% ethanol en tweemaal in buisjes van 15 milliliter met PBS om het ethanol af te wassen. Vries het allograft in een min 80 graden Celsius vriezer in cryobuisjes gedurende ten minste één week na het invriezen. Zorg ervoor dat het allograft transparant lijkt bij het werken met recipient transgene muizen die luciferase tot expressie brengen onder controle van de osteocalcine promotor.
Na het anesthetiseren van een vrouwelijke muis van zeven tot acht weken oud met injecteerbare anesthetica en het verifiëren van sedatie. Gebruik een haartrimmer tegen de richting van de haargroei om het calvariagebied te scheren. Breng een ontharingsmiddel aan om eventuele haarresten te verwijderen en gebruik droog gaas om het af te vegen na niet langer dan twee minuten.
Gebruik vervolgens gaas gedrenkt in zoutoplossing om het gebied af te vegen. Desinfecteer de hoofdhuid door 5% chloorhexidine subcutaan aan te brengen. Injecteer vijf milligram per kilogram carprofen verdund in 200 microliter zoutoplossing.
Breng oogzalf aan om uitdroging te voorkomen en houd het dier altijd op een thermisch kussen. Plaats vervolgens het dier onder de operatieve verrekijker. Maak vervolgens met behulp van fijne schaar en pincetten een ovaal snede van één centimeter lang in de hoofdhuid met behulp van pincetten.
Houd het periosteum vast en gebruik fijne schaar om het weg te snijden met behulp van een tandborstel en een vijf millimeter buitendiameter tr verfijnde boor de calvariadefect twee millimeter voor de lambdoïde naad om penetratie van de dura mater te voorkomen. Boor driekwart van de weg in het bot en gebruik een spatel om het botfragment los te maken. Een kritisch punt in het protocol is de beëindiging van de defectlocatie.
Letsel aan de labo-naad zal leiden tot massale bloedingen. Daarom moet ervoor worden gezorgd dat de onderliggende durometer en de superieure sagittale niet worden verstoord. Om een autograaf te implanteren.
Gebruik 10 milliliter steriele zoutoplossing in een 10 millimeter plastic plaat om het botfragment te wassen. Verwijder bloedstolsels zonder zacht weefsel te verwijderen om een allograft te implanteren dat van tevoren is ontdooid en de monstertemperatuur is genormaliseerd. Was vervolgens het botfragment met gebogen pincetten.
Plaats het bottransplantaat in het defect zodat het de defectmarges niet raakt. Vervolgens lijmt u het transplantaat aan het gastheerbot met behulp van fibrinegel. Naai de huid met vier oh Vicryl-draad en breng povidonjodium aan op de chirurgische snede.
Markeer het muizenoor en injecteer 0,25 milligram per kilogram anti-sedan. Om het anesthetische effect van de meato te veranderen. Voer de postoperatieve zorg uit volgens het tekstprotocol.
Bereid heparine-zoutoplossing voor door 2000 eenheden natriumheparine af te wegen en over te brengen naar een buisje van 50 milliliter. Voeg 20 milliliter steriele zoutoplossing toe aan de buis en schud. Vul een 20 milliliter lure lock-seringpomp met 15 milliliter verwarmde heparine-zoutoplossing en sluit de spuit aan op een 23 gauge hoofdslagaderset.
Bevestig de spuit aan een spuitpomp en stel de pomp in op 10 milliliter bij één milliliter per minuut. Na het anesthetiseren van een muis volgens het tekstprotocol, bevestig de sedatie met een teenprik en zet de muis vast op zijn rug op een fixatiebord met een absorberend oppervlaktevoering.
Snijd vervolgens de huid van de buik tot de nek. Snijd de buikwand tot aan het xiphoïde proces. Snijd vervolgens de ribbenkast langs de laterale kant door, zorg ervoor dat het hart volledig zichtbaar is en dat het hart en de longen onbeschadigd zijn.
Gebruik een hemostaat om het borstbeen terug te trekken. Breng de vlindernaald drie millimeter in het linker ventrikel in. Lijm vervolgens met drie seconden lijm de naald aan het hart en de borstwand Vastleggen van de vlindernaald in het linker ventrikel is een delicate procedure.
Probeer inbrengen in het rechter ventrikel of te diep in het linker ventrikel te vermijden omdat het de achterste hartwand zal doorboren. Activeer vervolgens onmiddellijk de pomp. Na een minuut, snij de inferieure vena cva om het vaatbed te decomprimeren.
Kanteel de plaat zodat de vloeistoffen van het hoofd wegstromen. Succesvolle perfusie resulteert in een opruiming van de lever en bloedvaten. Perfuseer nu 10 milliliter van 4
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een multimodaal beeldvormingsprotocol om de integratie van cranale botgrafts te onderzoeken, met focus op de relatie tussen neovascularisatie en botregeneratie. De techniek heeft als doel de koppeling van osteogenese en angiogenese bij behandelingen voor craniofaciale botverlies te verduidelijken.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Regeneratieve Geneeskunde
- Botbiologie
Achtergrond
- Botgrafting is een veelgebruikte methode voor de behandeling van craniofaciale botverlies.
- De impact van graftsamenstelling op botgenezingsprocessen is niet goed begrepen.
- Begrip van angiogenese-osteogenese-interafhankelijkheid is cruciaal voor het verbeteren van graftresultaten.
- Multimodaal beeldvorming kan inzicht geven in deze biologische processen.
Doel van de studie
- Om de integratie van cranale botgrafts te monitoren.
- Om botregeneratie en neovascularisatie te beoordelen.
- Om de koppeling tussen osteogenese en angiogenese te verkennen.
Gebruikte methoden
- Gebruik van multimodaal beeldvormingstechnieken voor hoogwaardige 3D-visualisatie.
- Voorbereiding van het cranale gebied van Bab sea muizen voor graftimplantatie.
- Toepassing van isopropanol voor desinfectie voorafgaand aan de operatie.
- Gebruik van een tandheelkundige boor voor periosteumverwijdering.
Belangrijkste resultaten
- Hoogwaardige beeldvorming maakt gedetailleerde observatie van vasculaire structuren mogelijk.
- Integratie van grafts kan kwantitatief worden beoordeeld.
- Inzichten in de relatie tussen bloedvatvorming en botgroei werden verkregen.
- De methode toont potentieel voor het bevorderen van regeneratieve geneeskunde onderzoek.
Conclusies
- Multimodaal beeldvorming is effectief voor het bestuderen van cranale botgraft integratie.
- De bevindingen vergroten het begrip van angiogenese-osteogenese koppeling.
- Dit onderzoek kan leiden tot verbeterde strategieën voor de behandeling van craniofaciale botverlies.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
This multimodal imaging approach enables quantitative assessment of osteogenesis-angiogenesis coupling, a critical factor in bone graft integration and regenerative medicine outcomes. By providing high-resolution 3D vascular and bone formation data, the method supports target validation and mechanistic de-risking in preclinical bone healing studies. It offers predictive value for evaluating graft efficacy and informing go/no-go decisions in osteoinductive therapeutic development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by quantifying vascular perfusion and bone mineralization as coupled endpoints.
- Operational Value: Enables functional target validation through longitudinal imaging of angiogenesis and osteogenesis dynamics.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by identifying grafts with superior neovascularization and bone formation profiles.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for downstream compound evaluation using standardized imaging protocols.
- Quantitative Outputs: Generates reproducible measurements of vessel volume, blood perfusion, and bone mineralization for assay optimization.
- Platform Reuse: Facilitates scalable screening of osteoinductive agents through consistent vascular and bone readouts.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models human craniofacial bone loss to study graft-host integration in a disease-relevant system.
- Translational Continuity: Links discovery-phase vascular and bone metrics to preclinical validation of regenerative therapies.
- Mechanistic De-risking: Clarifies osteogenesis-angiogenesis coupling to reduce biological uncertainty in lead candidates.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates across the discovery continuum, supporting hypothesis testing in early discovery, assay standardization in screening, and mechanistic validation in preclinical stages.
- Discovery Biology: Enables interrogation of osteogenic and angiogenic pathways through multimodal readouts.
- Screening: Ensures assay reproducibility via standardized contrast perfusion and imaging parameters.
- Analytics: Delivers quantitative vascular and bone metrics that inform comparative condition analysis.
- Translational Research: Connects imaging outcomes to preclinical advancement decisions based on vascularized bone formation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable imaging platform for evaluating multiple graft materials and therapeutic candidates.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity in bone graft efficacy.
- Operational Value: Delivers standardization, reproducibility, and scalability across graft types and timepoints.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions, capital efficiency, and reduces late-stage biological risk in regenerative programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization based on quantitative vascular and bone formation thresholds.
Implementation Considerations
- Requires expertise in microsurgery, perfusion techniques, and multimodal imaging operation.
- Depends on microCT scanners, fluorescence and bioluminescence imaging systems, and contrast agent preparation.
- Necessitates cross-team standardization of surgical, perfusion, and imaging protocols.
- Involves adaptation considerations across murine models and graft types (autograft vs allograft).
- Includes practical limitations such as surgical complexity, perfusion precision, and longitudinal imaging demands.
