Name: Avaliação da consolidação de fraturas ósseas por microtomografia computadorizada (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-12-09T13:30:00.000+00:00
Duration: 12 min 4 s
Description: Aprenda a avaliar a consolidação de fraturas ósseas por microtomografia computadorizada (µCT). Este protocolo padronizado permite análises 3D não destrutivas do calo ósseo em estudos pré-clínicos.

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Este trabalho foi apoiado pelo National Institutes of Health (NIH) R01 DK121327 para R.A.E e R01 AR071968 para F.K.

<ol><li>Rüegsegger, P., Koller, B., Müller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+microtomographic+system+for+the+nondestructive+evaluation+of+bone+architecture%5BTitle%5D)+AND+%22Calcified+Tissue+International%22%5BJournal%5D)">A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture.</a> Calcified Tissue International. 58 (1), 24-29 (1996).</li>
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<li>Christiansen, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+micro-computed+tomography+voxel+size+and+segmentation+method+on+trabecular+bone+microstructure+measures+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Bone+Reports%22%5BJournal%5D)">Effect of micro-computed tomography voxel size and segmentation method on trabecular bone microstructure measures in mice.</a> Bone Reports. 5, 136-140 (2016).</li>
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<li>Bouxsein, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+for+assessment+of+bone+microstructure+in+rodents+using+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 25 (7), 1468-1486 (2010).</li>
<li>Morgan, E. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-computed+tomography+assessment+of+fracture+healing%3A+Relationships+among+callus+structure%2C+composition%2C+and+mechanical+function%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Micro-computed tomography assessment of fracture healing: Relationships among callus structure, composition, and mechanical function.</a> Bone. 44 (2), 335-344 (2009).</li>
<li>O'Neill, K. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-computed+tomography+assessment+of+the+progression+of+fracture+healing+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Micro-computed tomography assessment of the progression of fracture healing in mice.</a> Bone. 50 (6), 1357-1367 (2012).</li>
<li>Bissinger, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully+automated+segmentation+of+callus+by+micro-CT+compared+to+biomechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Surgery+and+Research%22%5BJournal%5D)">Fully automated segmentation of callus by micro-CT compared to biomechanics.</a> Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 12 (1), 108(2017).</li>
<li>Brown, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+fracture+healing+and+increased+callus+adiposity+in+a+C57BL%2F6J+murine+model+of+obesity-associated+type+2+diabetes+mellitus%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+One%22%5BJournal%5D)">Delayed fracture healing and increased callus adiposity in a C57BL/6J murine model of obesity-associated type 2 diabetes mellitus.</a> PLOS One. 9 (6), 99656(2014).</li>
<li>Khajuria, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aberrant+structure+of+fibrillar+collagen+and+elevated+levels+of+advanced+glycation+end+products+typify+delayed+fracture+healing+in+the+diet-induced+obesity+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Aberrant structure of fibrillar collagen and elevated levels of advanced glycation end products typify delayed fracture healing in the diet-induced obesity mouse model.</a> Bone. 137, 115436(2020).</li>
<li>Sigurdsen, U., Reikeras, O., Hoiseth, A., Utvag, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlations+between+strength+and+quantitative+computed+tomography+measurement+of+callus+mineralization+in+experimental+tibial+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Correlations between strength and quantitative computed tomography measurement of callus mineralization in experimental tibial fractures.</a> Clinical Biomechanics. 26 (1), 95-100 (2011).</li>
<li>Duvall, C. L., Taylor, W. R., Weiss, D., Wojtowicz, A. M., Guldberg, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+angiogenesis%2C+early+callus+formation%2C+and+late+stage+remodeling+in+fracture+healing+of+osteopontin-deficient+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Impaired angiogenesis, early callus formation, and late stage remodeling in fracture healing of osteopontin-deficient mice.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 22 (2), 286-297 (2007).</li>
<li>Gerstenfeld, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+effects+of+the+bisphosphonate+alendronate+versus+the+RANKL+inhibitor+denosumab+on+murine+fracture+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Comparison of effects of the bisphosphonate alendronate versus the RANKL inhibitor denosumab on murine fracture healing.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 24 (2), 196-208 (2009).</li>
<li>Alentado, V. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+the+modified+radiographic+union+score+for+tibia+fractures+%28mRUST%29+in+murine+femoral+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Validation of the modified radiographic union score for tibia fractures (mRUST) in murine femoral fractures.</a> Frontiers in Endocrinology. 13, 911058(2022).</li>
<li>Yu, K. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+impaired+MRSA-infected+fracture+healing+by+combinatorial+antibiotics+and+modulation+of+sustained+inflammation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Bone+and+Mineral+Research%22%5BJournal%5D)">Enhancement of impaired MRSA-infected fracture healing by combinatorial antibiotics and modulation of sustained inflammation.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 37 (1), 1352-1365 (2022).</li>
<li>Nyman, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+measures+of+femoral+fracture+repair+in+rats+derived+by+micro-computed+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Quantitative measures of femoral fracture repair in rats derived by micro-computed tomography.</a> Journal of Biomechanics. 42 (7), 891-897 (2009).</li>
<li>Fiset, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+validation+of+the+radiographic+union+score+for+tibial+fractures+%28RUST%29+using+micro-computed+tomography+scanning+and+biomechanical+testing+in+an+in-vivo+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery%22%5BJournal%5D)">Experimental validation of the radiographic union score for tibial fractures (RUST) using micro-computed tomography scanning and biomechanical testing in an in-vivo rat model.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 100 (21), 1871-1878 (2018).</li>
<li>Shefelbine, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+fracture+callus+mechanical+properties+using+micro-CT+images+and+voxel-based+finite+element+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Prediction of fracture callus mechanical properties using micro-CT images and voxel-based finite element analysis.</a> Bone. 36 (3), 480-488 (2005).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glucocorticoid-induced+delayed+fracture+healing+and+impaired+bone+biomechanical+properties+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Interventions+in+Aging%22%5BJournal%5D)">Glucocorticoid-induced delayed fracture healing and impaired bone biomechanical properties in mice.</a> Clinical Interventions in Aging. 13, 1465-1474 (2018).</li>
<li>Watson, P. J., Fitton, L. C., Meloro, C., Fagan, M. J., Gröning, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+adaptation+of+trabecular+bone+morphology+in+the+mammalian+mandible%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Mechanical adaptation of trabecular bone morphology in the mammalian mandible.</a> Scientific Reports. 8 (1), 7277(2018).</li>
<li>Nie, C., Wang, Z., Liu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+depression+on+fracture+healing+and+osteoblast+differentiation+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychiatric+Disease+and+Treatment%22%5BJournal%5D)">The effect of depression on fracture healing and osteoblast differentiation in rats.</a> Neuropsychiatric Disease and Treatment. 14, 1705-1713 (2018).</li>
</ol>

Os autores não têm conflitos de interesse a declarar.

O objetivo deste estudo é descrever um protocolo detalhado para análise de μCT com o objetivo de quantificar com precisão a estrutura do calo mineralizado 3D, que muitas vezes é fundamental em estudos de consolidação óssea e de fraturas. O protocolo utiliza uma plataforma de software de análise de imagens 3D de uso geral que facilita a visualização, segmentação/etiquetagem e medições que variam de simples a complexas.
A tarefa mais demorada do protocolo é a segmentação semi-automatizada do cal...

A microtomografia computadorizada (μCT) tem sido amplamente utilizada na pesquisa óssea pré-clínica, fornecendo imagens não invasivas de alta resolução para avaliar a microestrutura dos ossos 1,2,3,4,5. A μTC envolve um grande número de imagens de raios-X, obtidas a partir de uma amostra rotatória ou usando uma fonte de raios X rotativa e um detector. Os algoritmos são usados para reconstruir dados volumétricos 3D na forma de uma pilha de fatias de imagem. A TC clínica é o padrão-ouro para imagens 3D de ossos humanos, e a μCT é uma técnica comumente utilizada para avaliar a eficiência da consolidação óssea em animais de experimentação1,2,3,4,6,7. O osso mineralizado tem excelente contraste com a radiografia, enquanto os tecidos moles têm contraste relativamente pobre, a menos que um agente de contraste seja usado. Na avaliação da consolidação da fratura, o μCT gera imagens que fornecem informações detalhadas sobre a estrutura 3D e densidade do calo mineralizado. A μCT in vivo também pode ser usada para avaliação longitudinal e ao longo do tempo da consolidação da fratura.
A quantificação da cortical e do trabecular íntegros utilizando a μCT é geralmente bem estabelecida epadronizada8. Embora os estudos pré-clínicos utilizem uma variedade de metodologias de quantificação para analisar a consolidação da fratura 9,10,11, um protocolo detalhado de análise de imagens de μCT para quantificação de calos ainda não foi publicado. Portanto, o objetivo deste estudo é fornecer um protocolo passo a passo detalhado para imagens de μCT e análise do calo de consolidação óssea.

<table><tbody><tr><td>10% de formalina tamponada neutra&nbsp;</td><td>Fisher chemical</td><td>SF100-20</td><td>Usado para fixação de tecido ósseo</td></tr><tr><td>Avizo</td><td>Thermo Scientific</td><td></td><td>Software de processamento e análise de imagens</td></tr><tr><td>Hydroxyapatite phantom&nbsp;</td><td>Micro-CT HA D4.5, QRM</td><td>QRM-70128</td><td></td></tr><tr><td>Linguagem de Processamento de Imagem</td><td>Scanco</td><td></td><td>Usado para converter imagens brutas em imagens DICOM</td></tr><tr><td>Micro-Mosquito Straight Hemostatic Forceps</td><td>Medline</td><td></td><td>Usado para remover o pino intramedular</td></tr><tr><td>Microsoft Excel</td><td>Software de</td><td>planilha</td>Microsoft <td></td></tr><tr><td>Sistema Scanco mCT (vivaCT 40)</td> <td>Scanco</td><td></td><td>Usado para &micro; Imagem de tomografia computadorizada&nbsp;</td></tr></tbody></table>

avaliação da consolidação de fraturas ósseas por microtomografia computadorizada

Assessment of Bone Fracture Healing Using Micro-Computed Tomography

A microtomografia computadorizada (μCT) é a modalidade de imagem mais comum para caracterizar a morfologia tridimensional (3D) do osso e do osso neoformado durante a consolidação de fraturas em investigações científicas translacionais. Os estudos da consolidação de fraturas de ossos longos em roedores tipicamente envolvem a cicatrização secundária e a formação de um calo mineralizado. A forma do calo formado e a densidade do osso neoformado podem variar substancialmente entre os momentos e tratamentos. Considerando que metodologias padrão para quantificação de parâmetros de osso cortical e trabecular intacto são amplamente utilizadas e incorporadas em softwares disponíveis comercialmente, há uma falta de consenso sobre os procedimentos de análise do calo cicatricial. O objetivo deste trabalho é descrever um protocolo padronizado que quantifica a fração de volume ósseo e a densidade mineral do calo no calo cicatricial. O protocolo descreve diferentes parâmetros que devem ser considerados durante a imagem e análise, incluindo o alinhamento da amostra durante a imagem, o tamanho do volume de interesse e o número de cortes que são contornados para definir o calo.

Para monitorar a formação óssea durante a consolidação da fratura, uma fratura tibial exposta da diáfise média foi induzida em camundongos adultos machos C75BL/6J. A fratura foi estabilizada com haste intramedular, modelo estabelecido de cicatrizaçãosecundária13. Os calos teciduais foram colhidos aos 14, 21 e 28 dias pós-fratura12. Esses momentos representam diferentes fases da cicatrização. A formação óssea endocondral durante a consolidação óssea secundária ocorre pel...

A microtomografia computadorizada (μCT) é uma ferramenta de imagem não destrutiva que é fundamental na avaliação da estrutura óssea em estudos pré-clínicos, porém não há consenso sobre os procedimentos de μCT para análise do calo de consolidação óssea. Este estudo fornece um protocolo passo a passo de μCT que permite o monitoramento da consolidação da fratura.

Avaliação da consolidação de fraturas ósseas por microtomografia computadorizada

Micro-computed tomography (&#181;CT) is the most common imaging modality to characterize the three-dimensional (3D) morphology of bone and newly formed ...

A micro-TC é uma abordagem muito comum para quantificar a morfologia 3D e a qualidade do osso. Embora os protocolos de análise sejam bastante estabelecidos para caracterizar a cortical e o trabecular intactos, há um menor consenso sobre o protocolo de análise da consolidação da fratura. Esta técnica envolve imagens não invasivas e análise 3D precisa e calibrada, usando um bom equilíbrio de técnicas manuais e automatizadas.Também utiliza um ambiente de software sofisticado e flexível. Quem demonstrará o procedimento será Hwabok Wee, pesquisador associado do meu laboratório. Para começar, pegue um acessório de digitalização impresso em 3D desenvolvido sob medida ou similar que inclua um simulador de hidroxiapatita em miniatura para calibração da densidade mineral óssea.Coloque até seis amostras de ossos longos no acessório para a varredura simultânea de várias amostras. Coloque o acessório preparado em uma seringa ou em um tubo cônico semelhante ao diâmetro do campo de visão de varredura. Encha a seringa com um conservante, como soro fisiológico, para evitar que as amostras sequem durante o processo de digitalização.Após a confirmação da calibração do micro-CT, alinhe a linha central do dispositivo de amostragem com a linha central aproximada do micro-CT para garantir que as amostras estejam dentro do campo de visão e seus longos eixos tenham orientação aproximadamente coincidente com a direção axial das imagens resultantes. Em seguida, defina os parâmetros de varredura do sistema de micro-TC definindo a energia ou intensidade para 55 quilogramas de pico, corrente para 145 microampères, tamanho isotrópico do voxel para 10,5 micrômetros e tempo de integração para 300 milissegundos. Em seguida, inspecione visualmente as imagens do scout em diferentes visualizações para cobrir todo o volume de todas as amostras de calos.Inicie a aquisição da varredura e, uma vez concluída, converta as imagens em uma pilha DICOM para importá-las para o software de análise. Para começar com o corte de imagens, escolha uma amostra de cada vez e corte cada pilha de imagens, garantindo que toda a amostra seja incluída no volume cortado. Salve a imagem cortada clicando na guia Arquivo no canto superior esquerdo da tela, selecionando Salvar projeto como e, em seguida, selecionando Minimizar tamanho do projeto.Para diminuir o ruído da imagem, clique na guia Arquivo e escolha a imagem a ser processada usando Dados Abertos, que abre a imagem na janela Modo de Exibição do Projeto no canto superior esquerdo da tela. Clique com o botão direito do mouse para selecionar Processamento de Imagem, seguido por Caixa de Proteção de Filtro e clique em Criar. Na janela Propriedades no canto inferior esquerdo da tela, escolha Dados como o tipo de visualização.Selecione o tipo de filtro no menu suspenso ao lado de Filtrar e escolha 3D para interpretação. Mantendo Separável como o tipo de kernel no menu suspenso, preencha os valores de desvio padrão e fator de tamanho do kernel na caixa vazia disponível. Em seguida, selecione O mesmo que entrada no menu suspenso ao lado da saída.E, por fim, clique em Aplicar. Para amostras desalinhadas, o usuário pode executar o realinhamento da imagem criando uma imagem renderizada em 3D da amostra selecionando a imagem filtrada e cortada na janela Exibição do projeto. Clique com o botão direito do mouse para selecionar Exibir e, em seguida, Renderização de Volume no menu suspenso.Em seguida, clique em Criar para verificar visualmente a imagem renderizada em 3D nos planos sagital e frontal. Em seguida, gire manualmente o volume renderizado para obter um bom alinhamento no eixo longitudinal. Para aplicar a transformação nas imagens rotacionadas, na janela Propriedades, clique no Editor de Transformação.Em seguida, vá para Transform Editor Manipulator e selecione Transformer no menu suspenso. Se necessário, gire, realinhe e clique no Editor de Transformação novamente para bloquear a imagem. Em seguida, para criar novas fatias de imagem de plano transversal, redefina a amostra da imagem filtrada selecionando a imagem na janela Modo de Exibição do Projeto.Clique com o botão direito do mouse para selecionar Transformação de geometria, seguido por Reamostrar imagem transformada no menu suspenso e clique em Criar. Na janela Propriedades, vá para Dados e, no menu suspenso, selecione Padrão para interpolação, escolha Estendido para modo e Tamanho do Voxel para preservar. Digite zero na caixa em branco disponível para o valor de preenchimento e, finalmente, clique em Aplicar.Para definir o volume de interesse, percorrer os cortes transversais das imagens, identificar o plano central do calo da fratura e defini-lo com base no cristalino proximal e distal do calo. Se as extremidades do calo forem difíceis de especificar, defina o volume com base em uma distância padronizada para longe do plano central do calo. Para segmentar o limite externo do calo após a remontagem das imagens transformadas, clique na guia Segmentação na segunda linha da guia na parte superior da tela.Na janela do editor de segmentação, selecione a imagem transformada no menu suspenso ao lado da imagem. Na janela MATERIAIS, clique duas vezes em Adicionar. Ao fazer isso, duas guias chamadas Material3 e Material4 aparecerão.Clique com o botão direito do mouse para renomear Material3 para calo e Material4 para osso cortical. Em seguida, na janela SELEÇÃO, clique no ícone de laço. Nas opções exibidas, selecione Mão livre para o modo 2D, Interior para o modo 3D e Rastreamento automático e Bordas de rastreamento para opções.Em seguida, use o laço para marcar o limite externo do calo. Repita as etapas de contorno com fatias amostradas em todo o volume de interesse, e as fatias podem ser espaçadas, por exemplo, por 20 fatias. Para criar um rótulo de calo completo, na janela MATERIAIS, escolha o arquivo de calos, clique na guia Seleção na parte superior da tela e selecione Interpolar no menu suspenso.Em seguida, na janela Seleção, clique no sinal de mais. Em seguida, segmentar a cortical óssea, incluindo a cavidade medular. Em seguida, interpole a superfície do córtex periosteal contornada para criar uma marcação óssea cortical, como realizado anteriormente para o calo.Para calcular o volume contornado e o valor médio de cinza do calo, clique na guia Segmentação na linha superior da tela e selecione Estatísticas do material no menu suspenso para gerar uma tabela de valores calculados. Note que os valores do osso cortical e do calo são fornecidos separadamente após a subtração do osso cortical. Exporte a tabela gerada e salve os dados clicando em Exportar para Espaço de Trabalho.Para converter as unidades de tons de cinza em densidade mineral óssea, recorte a imagem 3D do simulador HA de 4,5 milímetros de toda a imagem e clique em Segmentação. Para desenhar círculos na primeira e na última fatias, na janela MATERIAIS, clique em Adicionar quatro vezes. Em seguida, clique com o botão direito do mouse para renomear Material3, 4, 5 e 6 para Phantom1, 2, 3 e 4, respectivamente.Em seguida, selecione Phantom1. Clique no ícone de pincel na janela Seleção e use o controle deslizante para ajustar o tamanho do pincel de forma que o tamanho do círculo seja menor que o do simulador. Para criar um volume para cada cilindro HA, aplique a interpolação selecionando Phantom1 na janela MATERIAIS, clicando na guia Seleção na linha superior da tela e selecionando Interpolar no menu suspenso.Em seguida, na janela SELEÇÃO, clique no sinal de mais. Repita este processo com os cilindros HA restantes. Use as etiquetas 3D geradas para calcular os valores médios de cinza dos quatro cilindros de AH analisados.Plotar os valores médios de cinza e os valores correspondentes de densidade mineral óssea, ou DMO, fornecidos pelo fabricante do simulador. Gere uma equação de correlação entre a DMO e os valores de cinza usando regressão linear. Para segmentar o calo mineralizado, clique em Adicionar na janela MATERIAIS.Em seguida, clique com o botão direito do mouse para renomear o novo material para calo mineralizado. Em seguida, selecione Calo na janela MATERIAIS, seguido de clicar em Selecionar. Em seguida, clique em Limiar na janela SELEÇÃO.Selecione o valor mais baixo e aplique o limite calculado a partir do simulador HA no mascaramento de limiar. Em seguida, clique em Selecionar somente material atual na janela SELEÇÃO, seguido por clicar em Selecionar Voxels mascarados. Em seguida, selecione calo mineralizado na janela MATERIAIS e clique no sinal de mais na janela SELEÇÃO.Por fim, clique em 3D de calo mineralizado na janela MATERIAIS. As imagens de micro-TC analisadas em três momentos mostraram a formação substancial de calo mineralizado no 14º dia. Aumentos incrementais no volume da fração óssea e na densidade mineral óssea foram observados à medida que a cicatrização prosseguiu do 14º ao 21º e 28º dia, consistente com a ponte óssea do gap da fratura.Como esperado, o calo sofreu reabsorção ou remodelamento entre os dias 21 e 28, evidenciado pelo declínio do volume total de calos. A ponte cortical do calo foi mais evidente no dia 28 do que em qualquer momento anterior. Para fraturas complexas, recomendamos revisar cuidadosamente a segmentação semi-automatizada resultante, percorrendo todos os cortes de imagem, às vezes em planos diferentes, e ajustando os contornos, se necessário.Uma vez segmentado com precisão o calo da fratura, os parâmetros de resultado, além dos relatados neste protocolo, podem ser computados com scripts adicionais. Estes incluem, por exemplo, momentos de inércia e densidade de conectividade.

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Research

JoVE Journal

Biology

Biologia

A medida quantitativa da função progenitor óssea na consolidação da fratura requer alta resolução tecnologia de imagens em série. Aqui, os protocolos são fornecidos para o uso de microscopia intravital e rastreamento osteo-linhagem sequencialmente imagem e quantificar a migração, proliferação e diferenciação de células-tronco / progenitoras osteogênicas endógenos no processo de reparação de fratura óssea.

Seqüente<em&gt; In vivo</em&gt; Imagem de osteogênicas células-tronco / progenitoras durante o reparo de fratura

Combinado imagiologia óptica e μCT num modelo de rato com infecção de implante ortopédico, utilizando uma estirpe bioluminescente engenharia de Staphylococcus aureus, desde a capacidade de forma não invasiva e longitudinalmente controlar a dinâmica da infecção bacteriana, assim como a resposta inflamatória correspondente e alterações anatómicas na osso.

Combinado<em&gt; In vivo</em&gt; Optical e μCT imagem para monitorar infecções, inflamações, and Bone Anatomy em uma infecção Orthopaedic Implant em Ratos

Implantação de enxertos ósseos autólogos e alogênicos constituem aceite abordagens para tratar a maior perda óssea craniofacial. No entanto, o efeito da composição do enxerto sobre a interacção entre a neovascularização, a diferenciação celular e a formação de osso não é clara. Nós apresentamos um protocolo de imagiologia multimodal objetivou elucidar a interdependência angiogênese-osteogênese na proximidade do enxerto.

Tomografia Computadorizada e imageamento óptico de acoplamento Osteogenesis-angiogênese para avaliar a integração do osso craniano Autoenxertos e Aloenxertos

A avaliação do desenvolvimento do tecido no calo de fratura durante a cicatrização de osso endocondral é essencial para monitorar o processo de cicatrização. Aqui, nós relatamos o uso de uma ressonância magnética (MRI)-fixador externo compatível para o fêmur do mouse para permitir MRI varreduras durante a regeneração óssea em ratos.

Na Vivo Avaliação do desenvolvimento de calo de fratura durante a consolidação óssea em ratos usando um dispositivo de osteossíntese compatível com MRI para o fêmur de Mouse

Este protocolo descreve uma técnica de osteossíntese minimamente invasiva usando um parafuso de haste intramedular padronizada estabilização de fraturas de fêmur, o que pode ser usado para analisar endocondral consolidação óssea em ratos.

Um modelo minimamente invasivo para analisar a fratura endocondral cura em ratos sob condições biomecânicas padronizadas

O modelo murino fratura fechada do fêmur é uma plataforma poderosa para estudar a consolidação da fratura e novas estratégias terapêuticas para acelerar a regeneração óssea. O objetivo do presente protocolo cirúrgico é gerar fraturas femorais fechadas unilaterais em camundongos, usando uma haste intramedular aço para estabilizar o fêmur.

A geração de fraturas fechadas de fêmur em ratos: um modelo para estudar a consolidação óssea

Este protocolo descreve a detecção da migração de células-tronco periósteis periósteis mediadas pelo CCL5 em tempo real usando microscopia intravital animal viva.

Imagem em tempo real da migração induzida por CCL5 de células-tronco esqueléticas periósteis em camundongos

O protocolo permite a medição da deformação da microestrutura óssea em todo o fêmur humano proximal e sua tenacidade, combinando microtomografia computadorizada de grande volume, um estágio compressivo personalizado e ferramentas avançadas de processamento de imagem.

Imagem do Mecanismo de Falha Microestrutural no Quadril Humano

Este protocolo apresenta um método econômico e eficiente para avaliação quantitativa da microarquitetura óssea em um modelo de osteoporose em camundongos, combinando técnicas de coloração pela hematoxilina-eosina (HE) e microtomografia computadorizada (Micro-CT).

Avaliação da Microarquitetura Óssea Trabecular em Modelo de Osteoporose em Camundongos

Apresentamos um método para analisar uma região de interesse (ROI) definida pelo usuário em um modelo longitudinal de defeito radial in vivo de rato. Este método permite a análise comparativa entre diferentes andaimes anteriormente limitados por variações no campo de visão da microtomografia computadorizada (μCT), orientação da amostra e presença basal do andaime.

Análise de imagem de microtomografia computadorizada longitudinal para região de interesse definida pelo usuário em defeitos ósseos de tamanho crítico

Propomos um protocolo para avaliar a regeneração óssea em vários níveis hierárquicos. Essa abordagem multimodal permite a análise estrutural em diferentes escalas de comprimento, enfrentando efetivamente os desafios na preparação da amostra. Também oferece um fluxo de trabalho confiável para avaliar a eficácia dos biomateriais na promoção da regeneração óssea.

Abordagem Multimodal para Avaliar a Regeneração Óssea e o Desempenho em Andaimes

Aprenda a avaliar a consolidação de fraturas ósseas por microtomografia computadorizada (µCT). Este protocolo padronizado permite análises 3D não destrutivas do calo ósseo em estudos pré-clínicos.

Avaliação da consolidação de fraturas ósseas por microtomografia computadorizada

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