Wizualizacja zwyrodnienia stawu kolanowego po nieinwazyjnym urazie ACL u szczurów

Nieinwazyjny uraz ACL

1. Nosić odpowiednie środki ochrony osobistej. Możesz używać maski oddechowej, ale nie jest to obowiązkowe w przypadku tego protokołu.
2. Znieczulić szczury za pomocą komory indukcyjnej z 5% izofluranem i 1 l/min tlenu. Utrzymuj przepływ znieczulenia za pomocą stożka nosowego z 1 - 3% izofluranem i 500 ml/min tlenu. Jeśli urządzenie nie jest ustawione na stole z prądem wstecznym lub zstępującym, upewnij się, że gaz odlotowy jest odchwatywany za pomocą systemu stołowego i filtrów węglowych.
3. Wykonaj uszczypnięcie palca u nogi, aby upewnić się, że osiągnięto odpowiednią głębokość znieczulenia. Należy pamiętać, że nie jest konieczne stosowanie lubrykantu do oczu, protokół jest wykonywany szybko (< 3 min) i istnieje minimalne ryzyko wysuszenia rogówki.
4. Ustaw prawą kończynę tylną pod kątem 30° zgięcia grzbietowego i 100° zgięcia kolana, zapewniając jednocześnie miejsce na przednie podwichnięcie kości piszczelowej w stosunku do kości udowej.
5. Sztywno zamontuj górny stopień kolanowy do siłownika liniowego.
6. Umieść zgięte kolano na dolnym stoliku, który jest zamontowany bezpośrednio nad ogniwem obciążnikowym.
7. Wywołaj uraz ACL za pomocą pojedynczego obciążenia kompresją piszczeli z prędkością 8 mm/s.
8. Uszkodzenie ACL obserwuje się poprzez uwolnienie siły ściskającej. Jest to monitorowane za pomocą niestandardowego programu.
9. Po urazie, gdy zwierzę jest jeszcze w płaszczyźnie znieczulenia, wykonaj test Lachmana, aby klinicznie potwierdzić, że doszło do zerwania ACL. Test Lachmana jest testem klinicznym stosowanym do oceny integralności ACL poprzez ocenę stabilności planu strzałkowego. Stabilizując kość udową, pociągnij kość piszczelową do przodu (w kierunku przednim), aby ocenić ilość ruchu. Nienaruszony ACL wytworzy "mocne odczucie końcowe", w którym badacz nie będzie w stanie przesunąć kości piszczelowej do przodu. Uszkodzony ACL wytworzy "miękkie lub papkowate odczucie końcowe", wskazujące na rozdarty ACL.
10. Zbadaj palpacyjnie kość udową i piszczelową, aby wykryć wszelkie poważne uszkodzenia kości. Jeśli nie zostaną zidentyfikowane żadne przeciwwskazania, przenieś zwierzę do klatki i pozwól mu dojść do siebie. W tym czasie monitoruj zwierzę, aby upewnić się, że nie wykazuje żadnych oznak bólu, takich jak niechęć do ruchu, wokalizacja lub nieprawidłowa postawa.

Obrazowanie zwyrodnienia stawów metodą μCT

Obrazy

2D uzyskuje się przy użyciu ustawień skanera 70 kV, prąd 85,5 μA (Rysunek 2B). Dane są zbierane co 0,6° w kroku obrotu z rozdzielczością 11,5 μm przez pełne 180°. Obrazy przekrojowe są rekonstruowane za pomocą wygładzonego algorytmu projekcji wstecznej oraz na stosie zrekonstruowanych obrazów (Rysunek 2C). Struktura beleczkowa jest następnie analizowana przez segmentację w oprogramowaniu, przy czym kula o średnicy 1,53 mm jest wyśrodkowana w płytce nasadowej przyśrodkowej i bocznej płaskowyżu piszczelowego i kości udowej w celu określenia grubości beleczkowania (μm), separacji beleczkowej (μm) i liczby beleczkowej (1/mm). ^5,6

1. Po 4 tygodniach od urazu ACL należy poddać szczura eutanazji z długotrwałym narażeniem na CO₂ w komorze indukcyjnej.
2. Wydłuż i zabezpiecz kończynę tylną z uszkodzonym ACL w niestandardowym urządzeniu wydrukowanym w 3D (Rysunek 2A).
3. Pobieranie obrazów za pomocą μCT.
4. Uzyskaj zdjęcia rentgenowskie płaszczyzny czołowej, aby określić przestrzeń stawową. zwężenie (między kłykciem kości udowej a płaskowyżem piszczelowym [mierzone w mm]) w porównaniu z kończyną nieuszkodzoną.
5. Uzyskuj obrazy 2D przy użyciu następujących ustawień skanera: 70 kV i prąd 85,5 μA.
6. Zbieraj dane co krok obrotu o 0,6° przy rozmiarze piksela 11,5 μm przez pełne 180°.
7. Rekonstrukcja obrazów przekrojowych za pomocą algorytmu wygładzonej projekcji wstecznej na stosie zrekonstruowanych obrazów.
8. Aby upewnić się, że mierzony jest spójny obszar zainteresowania, umieść kulę o średnicy 1,53 mm w płytce nasadowej przyśrodkowej i bocznej płaskowyżu piszczelowego i kości udowej, aby określić grubość beleczki (μm), separację beleczkową (μm) i liczbę beleczkową (1/mm).

Rysunek 2: A) Niestandardowe urządzenie drukowane do trzymania kończyny tylnej podczas μCT, B) obrazy 2D i C) 3-D μCT.