Mikrotomografia komputerowa (μCT) jest nieniszczącym narzędziem do obrazowania, które jest instrumentalne w ocenie struktury kości w badaniach przedklinicznych, jednak nie ma zgody co do procedur μCT do analizy modzeli gojącej się kości. Badanie to zapewnia krok po kroku protokół μCT, który umożliwia monitorowanie gojenia się złamań.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ocena gojenia złamań kości za pomocą mikrotomografii komputerowej
* These authors contributed equally
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Tomografia mikrokomputerowa (μCT) jest najpowszechniejszą metodą obrazowania do charakteryzowania trójwymiarowej (3D) morfologii kości i nowo powstałej kości podczas gojenia złamań w badaniach translacyjnych. Badania nad gojeniem się złamań kości długich u gryzoni zazwyczaj obejmują wtórne gojenie i tworzenie zmineralizowanego kalusa. Kształt utworzonego kalusa i gęstość nowo powstałej kości mogą się znacznie różnić w zależności od punktów czasowych i zabiegów. Podczas gdy standardowe metodologie ilościowego określania parametrów nienaruszonej kości korowej i beleczkowej są szeroko stosowane i wbudowane w komercyjnie dostępne oprogramowanie, brakuje konsensusu co do procedur analizy gojącego się kalusa. Celem tej pracy jest opisanie znormalizowanego protokołu, który określa ilościowo frakcję objętości kości i gęstość mineralną kalusa w gojącym się kalusie. Protokół opisuje różne parametry, które należy wziąć pod uwagę podczas obrazowania i analizy, w tym wyrównanie próbki podczas obrazowania, wielkość objętości będącej przedmiotem zainteresowania oraz liczbę warstw, które są konturowane w celu zdefiniowania kalusa.
Wprowadzenie
Obrazowanie mikrotomografii komputerowej (μCT) jest szeroko stosowane w przedklinicznych badaniach kości, dostarczając nieinwazyjnych obrazów o wysokiej rozdzielczości do oceny mikrostruktury kości1,2,3,4,5. μCT obejmuje dużą liczbę obrazów rentgenowskich, uzyskanych z obracającej się próbki lub przy użyciu obracającego się źródła promieniowania rentgenowskiego i detektora. Algorytmy służą do rekonstrukcji danych wolumetrycznych 3D w postaci stosu wycinków obrazu. Kliniczna tomografia komputerowa jest złoty....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Poniższy protokół opracowano w celu charakterystyki kostnina gojącej się w kościach długich pobranej od uśpionych myszy. Większość etapów można jednak zastosować w przypadku szczurów, a także wykorzystać do skanowania złamanych kości in vivo. Protokół opisuje konkretny system µCT oraz specjalistyczne oprogramowanie do przetwarzania, analizy i wizualizacji obrazów (patrz Tabela materiałów), niemniej jednak opisana metodologia jest ogólnie stosowalna w przypadku innych skanerów i programów. Protokół został zatwierdzony przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC) w College of Medicine Uniwersytetu Pensylwanii. Myszy....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
W celu monitorowania procesu tworzenia kości podczas gojenia złamania, u dorosłych samców myszy szczepu C75BL/6J wywołano otwarte złamanie trzonu kości piszczelowej w jego części środkowej. Złamanie ustabilizowano za pomocą gwoździa śródszpikowego, co stanowi uznany model gojenia wtórnego.13Tkanki kalusa pobrano w 14., 21. i 28. dniu po złamaniu.12Punkty czasowe te reprezentują różne fazy gojenia. Kostnienie chrzęstne podczas wtórnego gojenia kości przebiega poprzez
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Celem tego badania jest opisanie szczegółowego protokołu analizy μCT w celu dokładnego ilościowego określenia zmineralizowanej struktury kalusa 3D, co często ma fundamentalne znaczenie w badaniach gojenia kości i złamań. Protokół wykorzystuje najnowocześniejszą platformę oprogramowania do analizy obrazów 3D ogólnego przeznaczenia, która ułatwia wizualizację obrazu, segmentację/etykietowanie i pomiary od prostych do złożonych.
Najbardziej czasochłonnym zadaniem w protokole jest półautomatyczna .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Podziękowania
Ta praca była wspierana przez National Institutes of Health (NIH) R01 DK121327 do R.A.E i R01 AR071968 do F.K.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 10% neutralna buforowana formalina | Fisher chemical | SF100-20 | Używany do utrwalania tkanki kostnej |
| Avizo | Thermo Scientific | Oprogramowanie do przetwarzania i analizy obrazów | |
| Fantom hydroksyapatytu | Micro-CT HA D4.5, QRM | QRM-70128 | |
| Język przetwarzania obrazu | Scanco | Służy do konwersji surowych obrazów na obrazy DICOM | |
| Micro-Mosquito Proste kleszcze hemostatyczne | Medline | Służy do usuwania szpilki śródszpikowej | |
| Microsoft Excel | Arkusz kalkulacyjny | Microsoft | |
| System Scanco mCT (vivaCT 40) | Scanco | Używany do µ Tomografia komputerowa |
Bibliografia
- 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.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
