Półautomatyczna ilościowa analiza strukturalna oparta na mikrotomografii komputerowej nagiego szczura Model złamania kręgów związanego z osteoporozą

Ogólnym celem tej metody analizy modelu chirurgicznego i obrazu jest obserwacja wpływu leczenia na przedkliniczny model złamania kompresyjnego kręgów związanego z osteoporozą. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w tej dziedzinie medycyny regeneracyjnej gleju, takie jak to, jakie może być skuteczne leczenie złamań kompresyjnych kręgów związanych z osteoporozą i w jaki sposób takie leczenie pomogłoby w regeneracji kości? Główną zaletą tej techniki jest to, że wykorzystuje nagie szczury, dzięki czemu nowe terapie mogą być testowane in vivo bez obaw o odrzucenie immunologiczne.

Co więcej, regeneracja kości leży u podstaw tej metody, jest półautomatyczna, dzięki czemu jest dokładniejsza i mniej zależna od użytkownika niż wcześniej publikowana. Procedurę zademonstruje doktor Wafa Tawackoli, naukowiec z naszego laboratorium. Najpierw wywołaj znieczulenie u szczura z osteoporozą za pomocą 5% izofluranu w 100% tlenie, a następnie przenieś do stożka nosowego z dwoma do 3% izofluranem w celu konserwacji.

Ogol okolice brzucha za pomocą golarki elektrycznej. Przetrzyj wacik ze środkiem antyseptycznym na bazie jodu w 0,5% glukonianu chlorheksydyny, a następnie 70% etanolu. Używaj maści weterynaryjnej na oczy, aby zapobiec wysuszeniu podczas znieczulenia.

Zastosuj bodziec szczypania palców u stóp, aby zapewnić odpowiednią płaszczyznę znieczulenia. Jeśli nie zostanie odnotowana żadna odpowiedź, wszcząć procedurę. Umieść znieczulonego szczura w pozycji grzbietowej na poduszce grzewczej ustawionej na 37 stopni Celsjusza i rozciągnij kończyny za pomocą magnetycznego systemu chowania stabilizatora.

Wstrzyknąć szczurowi podskórnie karprofen przed rozpoczęciem zabiegu chirurgicznego. Po wykonaniu pięcio- do ośmiocentymetrowego nacięcia w skórze, zaczynając jeden centymetr poniżej wyrostka mieczykowatego i przez linię środkową, za pomocą nożyczek chirurgicznych wykonaj nacięcie rozcięgna przez linię białą, aby uzyskać dostęp do jamy brzusznej. Odsłoń jamę brzuszną za pomocą retraktorów.

Odchyl jelita w prawo od szczura, aby odsłonić aortę brzuszną i lewą nerkę. Aby uniknąć odwodnienia, użyj sterylnych, nasączonych gaz do owinięcia narządów wewnętrznych. W razie potrzeby użyj dodatkowych zwijaczy, aby odsłonić aortę.

Zbadaj palpacyjnie odcinek lędźwiowy kręgosłupa, a następnie przystąp do jego odsłonięcia. Użyj termokoagulacji, aby odsłonić przednią stronę lędźwiowych trzonów kręgów L od czterech do pięciu i odizolować je od otaczającej tkanki łącznej i mięśni. Użyj bawełnianego wacika, aby usunąć krew i resztki tkanki z kręgów L czterech.

Następnie za pomocą sterylnego wiertła o średnicy dwóch centymetrów wywiercić ubytek kostny o głębokości pięciu milimetrów w środku odsłoniętej przedniej części trzonu kręgu. Zastosuj minimalny nacisk, aby przewiercić się tylko przez korę brzuszną i leżącą pod nią kość beleczkową. Unikaj wiercenia w korze grzbietowej.

Następnie wywierć pięć kręgów L w ten sam sposób, aby stworzyć dwie wady na szczura. Po zakończeniu wiercenia należy przywrócić jelita do jamy brzusznej i usunąć retraktory. Następnie użyj syntetycznego wchłanialnego szwu chirurgicznego vicryl w sposób ciągły, aby zszyć rozcięgno.

Zamknij skórę za pomocą niewchłanialnego szwu nylonowego z monofilamentu 4-0 w prostym, przerywanym wzorze. Następnie nałóż 100 mikrolitrów miejscowego kleju do skóry na wierzch i między szwami skórnymi, aby zapewnić całkowite zamknięcie skóry. Po wstrzyknięciu szczurowi roztworu Ringera z mleczanami o temperaturze 37 stopni Celsjusza, aby zapobiec hipotermii i odwodnieniu oraz buprenorfiny w celu złagodzenia bólu pooperacyjnego, pozwól zwierzęciu dojść do siebie po znieczuleniu na poduszce grzewczej.

Następnego dnia po zabiegu chirurgicznym należy wywołać znieczulenie izofluranem jak poprzednio. Zeskanuj szczura za pomocą mikrotomografu komputerowego in vivo. Po zeskanowaniu i wyzdrowieniu ze znieczulenia wróć szczura do klatki domowej.

Aby oddzielić dane kręgów do analizy, kliknij program do oceny mikrotomografii komputerowej i wybierz próbkę z menu. Następnie użyj myszki, aby obrysować poszczególne kręgi na plasterku. Użyj paska Z, aby przejść do następnego przekroju i konturuj poszczególne kręgi w ten sam sposób.

Zapisz wyprofilowany kręg jako osobny plik, klikając plik, zapisz GOBJ co kilka plasterków. Następnie, po ustawieniu kręgu referencyjnego, należy go zaimportować do środowiska mikro-tomografii komputerowej. Zastosuj VOI zdefiniowany dla kręgu referencyjnego do zarejestrowanego kręgu docelowego, klikając program oceny mikro-CT, plik, załaduj GOBJ i wybierając wcześniej utworzony GOBJ.

Na koniec wyślij VOI do oceny za pomocą programu do oceny mikro-CT. Ten przedni obraz 3D pokazuje reprezentatywny obraz ubytku kręgów dzień po wytworzeniu wady. Tworzenie się kości w pustce jest oznaczone kolorem czerwonym.

Jest to strzałkowy obraz 2D tego samego obszaru, a na końcu osiowy obraz 2D. Jak widać tutaj, tworzenie się kości następuje z czasem i jest wykrywane za pomocą obrazowania podłużnego. Gęstość objętości kości i gęstość pozorną obliczono i porównano przy użyciu dwukierunkowej ANOVA z korekcją Bonferroniego w celu wielokrotnych porównań.

Jak widać tutaj, objętość kości i gęstość pozorna znacznie wzrastają od dwóch tygodni po powstaniu ubytku kręgów. Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak histologia i immunohistochemia, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak to, które komórki są obecne i jakie białka ulegają ekspresji w wadzie. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak tworzyć wiele wad kręgów u nagich szczurów i analizować regenerację kości w czasie w tych wadach.