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Bioengineering

Semiautomated अनुदैर्ध्य Microcomputed टोमोग्राफी-आधारित एक नग्न चूहा ऑस्टियोपोरोसिस के मात्रात्मक संरचनात्मक विश्लेषण-संबंधित कशेरुका फ्रैक्चर मॉडल

Published: September 28, 2017 doi: 10.3791/55928
Automatic Translation
1, 1, 2,3,4, 1,2,3,5, 1,2,3,4,5, 1,2,3,4
1Skeletal Biotech Laboratory, Hebrew University-Hadassah Faculty of Dental Medicine, 2Department of Surgery, Cedars-Sinai Medical Center, 3Board of Governors Regenerative Medicine Institute, Cedars-Sinai Medical Center, 4Biomedical Imaging Research Institute, Cedars-Sinai Medical Center, 5Department of Orthopedics, Cedars-Sinai Medical Center

Summary

इस प्रोटोकॉल का लक्ष्य एक नग्न चूहा ऑस्टियोपोरोसिस-संबंधित कशेरुका संपीड़न फ्रैक्चर मॉडल है कि एक semiautomated microcomputed टोमोग्राफी आधारित मात्रात्मक संरचनात्मक विश्लेषण का उपयोग कर vivo में मूल्यांकन longitudinally किया जा सकता है उत्पन्न करने के लिए है ।

Abstract

ऑस्टियोपोरोसिस-संबंधित कशेरुका संपीड़न फ्रैक्चर (OVCFs) दुनिया की आबादी उम्र के रूप में बढ़ती प्रसार के साथ एक आम और चिकित्सकीय unmet की जरूरत है । पशु OVCF मॉडल अनुवाद ऊतक इंजीनियरिंग रणनीतियों के लिए नैदानिक विकास के लिए आवश्यक हैं । हालांकि मॉडल की एक संख्या वर्तमान में मौजूद हैं, इस प्रोटोकॉल एक एकल नग्न चूहा में कई अत्यधिक प्रतिलिपि कशेरुका दोषों उत्प्रेरण के लिए एक अनुकूलित विधि का वर्णन । एक उपंयास अनुदैर्ध्य semiautomated microcomputed टोमोग्राफी (µ सीटी) आधारित कशेरुका दोषों के मात्रात्मक संरचनात्मक विश्लेषण भी विस्तृत है । संक्षेप में, चूहों कई समय अंक पोस्ट सेशन में छवि थे । दिन 1 स्कैन एक मानक स्थिति के लिए reओरिएंटेड था, और ब्याज की एक मानक मात्रा परिभाषित किया गया था । बाद में प्रत्येक चूहे के µ सीटी स्कैन स्वचालित रूप से दिन के लिए पंजीकृत किया गया 1 स्कैन तो ब्याज की एक ही मात्रा तो नए अस्थि गठन के लिए मूल्यांकन करने के लिए विश्लेषण किया गया था । इस बहुमुखी दृष्टिकोण अंय मॉडलों की एक किस्म के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, जहां अनुदैर्ध्य इमेजिंग आधारित विश्लेषण सटीक 3d semiautomated संरेखण से लाभ हो सकता है । एक साथ ले लिया, इस प्रोटोकॉल ऑस्टियोपोरोसिस और अस्थि अनुसंधान के लिए एक आसानी से quantifiable और आसानी से प्रतिलिपि प्रणाली का वर्णन । सुझाए गए प्रोटोकॉल 4 महीने लगते है नग्न ovariectomized चूहों और २.७ और 4 के बीच में ऑस्टियोपोरोसिस के लिए उत्पंन करने के लिए एच, छवि, और दो कशेरुका दोषों का विश्लेषण, ऊतक के आकार और उपकरणों पर निर्भर करता है ।

Introduction

२००,०००,००० से अधिक लोगों को दुनिया भर में ऑस्टियोपोरोसिस से पीड़ित1। अंतर्निहित रोग अस्थि खनिज घनत्व में कमी (बीएमडी) और बदल हड्डी microarchitecture वृद्धि हड्डी कमजोरी और, नतीजतन, फ्रैक्चर के सापेक्ष जोखिम2. ऑस्टियोपोरोसिस इतना प्रचलित है और स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है कि डब्ल्यूएचओ यह एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य चिंता को परिभाषित किया गया है । इसके अलावा, के रूप में दुनिया की आबादी उंर के लिए उंमीद है, ऑस्टियोपोरोसिस और भी आम हो जाने की उंमीद है ।

Osteoporotic कशेरुका संपीड़न भंग सबसे आम कमजोरी भंग, अमेरिका में ७५०,००० से अधिक एक वर्ष में अनुमानित हैं । वे महत्वपूर्ण रुग्णता के साथ जुड़े हुए हैं और जितना एक नौ गुना अधिक मृत्यु दर3. नैदानिक परीक्षणों में, इस तरह के vertebroplasty और kyphoplasty के रूप में वर्तमान में उपलब्ध शल्य चिकित्सा हस्तक्षेप, एक शम उपचार4,5से अधिक प्रभावी नहीं हो पाया गया, केवल दर्द प्रबंधन इन रोगियों के लिए उपलब्ध छोड़ने. वर्तमान OVCF उपचार के बाद से सीमित कर रहे हैं, यह एक पशु मॉडल है कि विकार6,7,8नकल कर सकते है विकसित करने के लिए आवश्यक है । इस तरह के पशु मॉडल दोनों वर्तमान उपचार विधियों की जांच और उपंयास चिकित्सा कि नैदानिक अभ्यास में अनुवाद करेंगे के विकास की सुविधा सकता है । ऑस्टियोपोरोसिस प्रेरित किया गया है और एक कम कैल्शियम आहार के प्रशासन के माध्यम से मॉडल पशुओं में निरंतर (एलसीडी) ovariectomy के साथ संयोजन के रूप में1,9,10,11, 12 , 13 , 14 , 15. आगे मॉडल हड्डी नुकसान OVCFs के साथ जुड़े करने के लिए, कशेरुका अस्थि दोष osteoporotic असुरक्षित चूहों में स्थापित किया गया था 16,17,18,19, 20,21,22,23,24. इस काम में मॉडलिंग की ऑस्टियोपोरोसिस के साथ प्रतिरक्षा चूहों का एक कशेरुका दोष मॉडल प्रस्तुत किया गया है । इस उपंयास मॉडल कोशिका आधारित चिकित्सा स्टेम OVCFs जैसे चुनौतीपूर्ण भंग की मरंमत के लिए विभिंन स्रोतों और प्रजातियों से व्युत्पंन कोशिकाओं को शामिल करने का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

अस्थि इमेजिंग फ्रैक्चर और हड्डी रोगों के मूल्यांकन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है । उंनत इमेजिंग तरीकों संरचनात्मक अस्थि परिवर्तन और पुनर्जनन रणनीतियां25के सटीक आकलन के लिए विकसित किए गए । उनमें से, µ सीटी इमेजिंग एक गैर इनवेसिव, आसान करने के लिए उपयोग करते हैं, और सस्ती विधि है कि उच्च संकल्प 3 डी छवियों प्रदान करता है के रूप में उभरा है । µ सीटी इमेजिंग ऑस्टियोपोरोसिस रोगियों के मूल्यांकन में अन्य तरीकों पर कई फायदे हैं, यह उच्च संकल्प 3 डी हड्डी microarchitecture26 है कि तब मात्रात्मक विश्लेषण किया जा सकता है के रूप में प्रदान करता है. बाद तो प्रस्तावित उपचार के उपचारात्मक प्रभाव की तुलना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । दरअसल, vivo µ सीटी इमेजिंग में 1,16,27के कशेरुका दोष पुनर्जनन निगरानी के लिए एक सोने का मानक है । हालांकि, कुछ प्रकाशनों28,29,30,31 कार्यरत है स्वचालित पंजीकरण उपकरण उपयोगकर्ता निर्भरता को कम करने के लिए, प्रक्षेप पूर्वाग्रह, और µ सीटी की परिशुद्धता त्रुटि इमेजिंग आधारित विश्लेषण । हाल ही में, हम पहले एक पंजीकरण प्रक्रिया का उपयोग करने के लिए एक मानकीकृत हड्डी शूंय में हड्डी पुनर्जनन के विश्लेषण में सुधार, के रूप में इस प्रोटोकॉल३२ में बताया गया ।

विधि यहां वर्णित OVCFs के लिए उपंयास सेल चिकित्सा के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, मेजबान टी सेल प्रतिक्रियाओं कि xenogeneic या allogeneic कोशिकाओं को अस्वीकार हो सकता है द्वारा रुकावट । ऑस्टियोपोरोसिस ovariectomy (OVX) और एक एलसीडी के 4 महीने के माध्यम से युवा चूहों में प्रेरित है । OVX चूहों के युवा उंर, एलसीडी की अनुमति के साथ संयुक्त, हमें एक कम चोटी की हड्डी द्रव्यमान तक पहुंचने के लिए, अपरिवर्तनीय हड्डी हानि के लिए अग्रणी द्वारा रजोनिवृत्ति उपरांत ऑस्टियोपोरोसिस नकल उतार । इस तथ्य से आंशिक रूप से समझाया जा सकता है कि, एलसीडी के दौरान और उंर के लगभग 3 महीने में, अस्थि मॉडलिंग से चूहों के संक्रमण के लिए काठ का कशेरुकाओं३३पर चरण remodeling, जिससे अधिक ऑस्टियोपोरोसिस बनाए रखने की संभावना बढ़ समय. युवा जानवरों का उपयोग कर इस मॉडल अधिक लागत प्रभावी बनाता है, के रूप में वे कम लागत । बहरहाल, यह स्वाभाविक उंर बढ़ने जानवर में जैविक परिवर्तन के लिए लेखांकन नहीं द्वारा सीमित है ।

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Protocol

< p class = "jove_content" > देवदारों-सिनाई मेडिकल सेंटर (प्रोटोकॉल # ३६०९) के संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) द्वारा अनुमोदित एक प्रोटोकॉल के तहत सभी पशु प्रयोगों का प्रदर्शन किया गया । संज्ञाहरण सभी इमेजिंग और शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं के लिए प्रशासित किया गया था । अनुमोदित IACUC प्रोटोकॉल के अनुसार सभी पशु घर में थे ।

< p class = "jove_content" > नोट: इस प्रोटोकॉल के प्रायोगिक डिजाइन में दिखाया गया है < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा १ . खरीद छह सप्ताह पुराने चूहों उनके अंडाशय शल्य चिकित्सा के साथ हटा दिया है और उंहें एक एलसीडी ०.०१% कैल्शियम और ०.७७% फॉस्फेट से मिलकर फ़ीड । एक एलसीडी के 4 महीने की अवधि के बाद, चौथे और पांचवें काठ का कशेरुका निकायों में एक महत्वपूर्ण आकार कशेरुका दोष ड्रिल (L4-L5) । सर्जरी के बाद, छवि दिन 1 और सप्ताह 2, 4, 8, और 12 दोष स्थापना के बाद पर चूहों । दिन 1 स्कैन पर दोष हाशिए का पता लगाएँ, एक मानक स्थिति के लिए रिओरिएंट, और ब्याज की एक बेलनाकार मात्रा (वोई) को परिभाषित. क्रमिक & #181 का स्वचालित रूप से पंजीकरण करें; सीटी स्कैन ( यानी , सप्ताह के लिए 2, 4, 8, और 12) प्रत्येक चूहे के मानक स्थिति इसी दिन 1 स्कैन के लिए परिभाषित करने के लिए. पंजीकृत स्कैन करने के लिए दिन 1 पूर्वनिर्धारित वोई लागू करें । VOIs.

की हड्डी की मात्रा घनत्व और स्पष्ट घनत्व का आकलन < p class = "jove_title" > 1. ऑस्टियोपोरोसिस की प्रेरण

  1. एक एलसीडी के 4 महीने पर छह सप्ताह पुराने athymic ovariectomized चूहों डाल ०.०१% कैल्शियम और ०.७७% फॉस्फेट से मिलकर ।
  2. एक सामांय आहार के लिए वापस स्विच ।
    नोट: इन चूहों को & #34 के रूप में भेजा जाएगा; osteoporotic चूहों & #34; इसके बाद.
< p class = "jove_title" > 2. कशेरुका दोष मॉडल

< p class = "jove_content" > नोट: समय प्रति पशु ४०-५० मिनट है ।

  1. आटोक्लेव सभी शल्य चिकित्सा उपकरण सर्जरी से पहले.
  2. कई सर्जरी के मामले में, सभी शल्य चिकित्सा उपकरण निष्फल ।
    1. उपकरण धोने और उंहें 5 मिनट के लिए एक sonicator स्नान में जगह है । उंहें एक गर्म मनका बंध्याकरण सेट में प्लेस २५० & #176; सी के लिए 20 एस । उपकरण 5 मिनट के लिए शांत करने के लिए अनुमति दें ।
  3. संज्ञाहरण प्रेरित.
    1. जगह एक केंद्रीय सफाई प्रणाली के साथ एक संज्ञाहरण मशीन से जुड़ी प्रेरण चैंबर में osteoporotic चूहा । १००% ऑक्सीजन में 5% isoflurane का उपयोग कर संज्ञाहरण प्रेरित और 2-3% isoflurane पर नाक शंकु के माध्यम से बनाए रखने । जबकि संज्ञाहरण के तहत सूखापन को रोकने के लिए आंखों पर पशु चिकित्सक मरहम का प्रयोग करें ।
    2. एक पैर की अंगुली-चुटकी उत्तेजना संज्ञाहरण के पर्याप्त विमान को सुनिश्चित करने के लिए लागू होते हैं । कोई प्रतिक्रिया नोट किया गया है, तो प्रक्रिया प्रारंभ करें ।
  4. एक हीटिंग पैड पर पृष्ठीय recumbency में anesthetized चूहा जगह (३७ & #176; C) और एक चुंबकीय निर्धारणकर्ता कर्षण प्रणाली का उपयोग कर अंग खिंचाव (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 2a ).
    नोट: हीटिंग पैड के तापमान हाइपोथर्मिया की रोकथाम के लिए महत्वपूर्ण है, के बाद से एक anesthetized चूहा अपने शरीर के तापमान को विनियमित करने में असमर्थ है ।
  5. एक इलेक्ट्रिक शेविंग का उपयोग उदर क्षेत्र दाढ़ी । यह आयोडीन आधारित एंटीसेप्टिक और chlorhexidine gluconate ०.५% के साथ झाड़ू ७०% इथेनॉल के बाद ।
  6. शल्य प्रक्रिया शुरू करने से पहले carprofen (5 मिलीग्राम/kg bodyweight (BW), चमड़े के नीचे (वर्ग)) के साथ चूहे इंजेक्षन ।
  7. त्वचा को काटने के लिए बाँझ स्केलपेल का प्रयोग करें । असिरूप प्रक्रिया के नीचे चीरा 1 सेमी शुरू और midline (~ 5-8 सेमी) के माध्यम से कटौती (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 2 बी ).
    8. उदर गुहा का उपयोग करने के लिए लीनिया अल्बा के माध्यम से कण्डराकला का एक चीरा बनाने के लिए शल्य कैंची का उपयोग
  8. (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 2c ).
  9. उदर गुहा का पर्दाफाश reट्रॅक्टर का उपयोग (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 2d ).
    10. उदर महाधमनी और बायीं किडनी (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा 2E ) को बेनकाब करने के लिए चूहे के दाईं ओर आंतों को
  10. से विक्षेपित करें । इसका पर्दाफाश करने के लिए आगे बढ़ने से पहले काठ की रीढ़ टटोलना । निर्जलीकरण से बचने के लिए, बाँझ नमकीन घोल के साथ बाँझ भिगोया धुंध का उपयोग आंतरिक अंगों को लपेटने के लिए.
  11. का उपयोग thermocautery परतों में बेनकाब करने के लिए काठ का कशेरुका निकायों के पूर्वकाल पहलू L4-5 और उन्हें आसपास के संयोजी ऊतक और मांसपेशियों से अलग (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 2F -जी ).
    नोट: Thermocautery विच्छेदन के दौरान रक्तस्राव को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाना चाहिए ।
  12. L4 कशेरुकाओं से रक्त और अवशिष्ट ऊतक को दूर करने के लिए बाँझ खारा के साथ संतृप्त एक बाँझ कपास झाड़ू का उपयोग करें । कशेरुका शरीर (चित्रा 2H-I) के उजागर पूर्वकाल पहलू के केंद्र में एक 5 मिमी गहरी हड्डी दोष ड्रिल करने के लिए एक बाँझ Trephine ड्रिल ब्र (व्यास में ~ 2 मिमी) का प्रयोग करें.
    नोट: केवल ventral प्रांतस्था और अंतर्निहित trabecular की हड्डी के माध्यम से ड्रिल करने के लिए न्यूनतम दबाव लागू; पृष्ठीय प्रांतस्था के माध्यम से ड्रिलिंग से बचें । ध्यान रहे कि osteoporotic चूहों की कशेरुकाओं बहुत नाजुक होती है. एक कपास झाड़ू का उपयोग करने के लिए दोष साफ और खून बह रहा है, अगर मौजूद रोकने के दबाव लागू होते हैं ।
  13. दोहराएँ चरण २.११ पर L5 ग्रीवा पर कुल 2 दोष प्रति चूहे (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्र 2J ).
    14. उदर गुहा के लिए आंतों को वापस
  14. ।
  15. एक vicryl सिंथेटिक अवशोषित शल्य टांका (3-0 vicryl अनरंगा 27 & #34; श शंकु) एक सतत पैटर्न में कण्डराकला टांका (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 2k ) का उपयोग करें.
  16. एक सरल बाधित पैटर्न में एक 4-0 monofilament नायलॉन गैर अवशोषित टांका का उपयोग कर त्वचा को बंद करें (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्र 2L ).
  17. लागू १०० & #181; सामयिक त्वचा के एल चिपकने वाली त्वचा टांके के शीर्ष पर और उन दोनों के बीच त्वचा के पूर्ण बंद सुनिश्चित करने के लिए ।
  18. गर्म के साथ चूहे इंजेक्षन (३७ & #176; ग) स्तनपान कराने वाली घंटी & #39; s समाधान (1CC/100 ग्राम BW, वर्ग) हाइपोथर्मिया और निर्जलीकरण को रोकने के लिए.
  19. buprenorphine के साथ चूहे इंजेक्षन (०.५ मिलीग्राम/kg BW, वर्ग) सर्जरी से पहले और बाद सेशन के लिए हर 8-12 ज की जरूरत के रूप में दर्द से राहत ।
  20. पशु उपेक्षित जब तक यह पर्याप्त चेतना को फिर से प्राप्त किया है स्टर्नल recumbency बनाए रखने के लिए नहीं छोड़ते । इसके अलावा, एक जानवर है कि अंय जानवरों की कंपनी के लिए सर्जरी आया है जब तक यह पूरी तरह से बरामद किया है वापस नहीं है ।
  21. के बाद पशु हीटिंग पैड पर बरामद किया है, यह अपने पिंजरे में वापस ।
    नोट: घर चूहों व्यक्तिगत ( यानी, अलग पिंजरों में ) टांके और घाव के लिए चूहे से चूहे की विकृति को रोकने के लिए ।
  22. प्लेस चाउ कुछ दिनों के लिए पिंजरे फर्श पर एक पेट्री डिश में पानी में लथपथ करने के लिए चूहों की मदद करने के लिए भोजन तक पहुंचने के बाद ।
  23. प्रशासन carprofen (5 mg/किलो BW, वर्ग) 24 एच के बाद दर्द से राहत के लिए सर्जरी हर 24 एच के रूप में की जरूरत है ।
  24. त्वचा टांके निकालें जबकि पशु 2% isoflurane संज्ञाहरण 10-14 दिनों के बाद आपरेशन के तहत है ।
< p class = "jove_title" > 3. MicroCT स्कैनिंग

< p class = "jove_content" > नोट: समय प्रति पशु 30-40 मिनट है ।

  1. दिन पर शल्य प्रक्रिया के बाद, एक केंद्रीय सफाई प्रणाली के साथ एक संज्ञाहरण मशीन से जुड़ी प्रेरण कक्ष में osteoporotic चूहा जगह है । १००% ऑक्सीजन में 5% isoflurane का उपयोग कर संज्ञाहरण प्रेरित और 2-3% isoflurane.
    2. पर नाक शंकु के माध्यम से बनाए रखने
  2. स्कैन एक का उपयोग कर चूहे में vivo & #181; सीटी स्कैनर. बोन पुनर्जनन के अनुदैर्ध्य विश्लेषण के लिए स्कैनिंग दोहराएँ.
    नोट: सुनिश्चित करें कि सभी जानवरों को एक ही सेटिंग का उपयोग कर स्कैन कर रहे हैं ( यानी, एक्स-रे ऊर्जा, मध्यम स्कैनिंग, तीव्रता, voxel आकार, और छवि संकल्प) और एक simila मेंr ओरिएंटेशन । उदाहरण के लिए: एक्स-रे ऊर्जा, ५५ kVP; वतमान म, १४५ & #181; क; voxel आकार, ३५ & #181; m; वेतन वृद्धि, ११५ & #181; m; और एकीकरण समय, २०० ms; साथ ही पंजाब में नमूने लिए । Bouxtein एट अल. को देखें < सुप वर्ग = "xref" > ३४ आगे के स्पष्टीकरण और विचार के लिए कुतर & #181 में शामिल; बोन microstructure के एक आकलन के लिए सीटी स्कैनिंग । आदर्श रूप में, उपलब्ध उच्चतम स्कैन रिज़ॉल्यूशन सभी स्कैन के लिए उपयोग किया जाएगा; हालांकि, उच्च संकल्प स्कैन अब अधिग्रहण समय की आवश्यकता, बड़े डेटा सेट उत्पन्न, और अधिक विकिरण के लिए जानवरों का पर्दाफाश. बाद अवांछित प्रभाव, कमी फ्रैक्चर चिकित्सा सहित परिचय हो सकता है । इसलिए, अतिरिक्त डेटा और स्कैन समय के बीच tradeoff सावधानीपूर्वक माना जाना चाहिए ।
< p class = "jove_title" > 4. कशेरुका जुदाई

< p class = "jove_content" > नोट: समय प्रति नमूना 20-30 मिनट है ।

  1. समोच्च हित की ग्रीवा, जैसा कि < सुदृढ वर्ग में दर्शाया गया है = "xfig" > चित्रा 3 ए -I. ग्रीवा के सभी भागों को शामिल करना सुनिश्चित करें, जबकि निकटवर्ती कशेरुकाओं से संबंधित भागों को छोड़कर ।
    1. पर क्लिक करें & #34; & #181; सीटी मूल्यांकन कार्यक्रम & #34; और मेनू से नमूना चुनें.
    2. प्रत्येक टुकड़ा समोच्च माउस का उपयोग कर ।
    3. उपयोग & #34; Z & #34; बार अगले स्लाइस पर जाने के लिए.
  2. बचाने के लिए एक अलग फाइल के रूप में आकृति ग्रीवा (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 3J -K ) पर क्लिक करके & #34; file & #34; & #160; & #8594; & #34; सेव GOBJ & #34; स्लाइस की हर जोड़ी ।
< p class = "jove_title" > 5. अनुदैर्ध्य मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए वोई की परिभाषा

< p class = "jove_content" > नोट: निम्न चरणों पर निर्भर करता है कि स्कैन 1 दिन से सर्जरी के बाद (संदर्भ ग्रीवा) या बाद के समय अंक से ( लक्ष्य कशेरुकाओं).

  1. संदर्भ ग्रीवा.
    नोट: समय प्रति नमूना 20-30 मिनट है ।
    1. Z-घुमाव के लिए, दोष के केंद्र से किसी XY-स्लाइस का उपयोग करके हाशिए के कोण को मापने (< सशक्त वर्ग = "xfig" > चित्र 4a -B ).
      1. Z-विमान पर, ग्रीवा के क्षेत्र में जाना जहां दोष सबसे स्पष्ट है और स्क्रीन ग्रीवा पर कब्जा ।
      2. एक प्रस्तुति सॉफ्टवेयर में, एक आयत के आकार का वस्तु है कि दोष में फिट होगा तैयार करते हैं ।
      3. घुमाएँ की छवि ग्रीवा ऐसी है कि दोष ऊपर की ओर चेहरे और दोष मार्जिन आयत के पक्षों के समानांतर हैं.
      4. रोटेशन के कोण को मापने (छवि पर राइट-क्लिक करें & #160; & #8594; & #34; स्वरूप चित्र & #34; & #160; & #8594; & #34; साइज & #34;).
      5. को ग्रीवा (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > आरेख 4c ) को घुमाने के लिए मापा गया कोण उपयोग करें.
        1. ओपन एक नई DECterm विंडो (& #34; सत्र प्रबंधक & #34; & #160; & #8594; & #34; आवेदन & #34; & #160; & #8594; & #34;D ecterm & #34;).
        2. रन & #34; ipl & #34;:
        3. Ipl & #62; turn3d
        4. -आगत [म] & #62;
        5. -आउटपुट [out] & #62;
        6. -turnaxis_angles [०.००० ९०.००० ९०.०००] & #62; ९० ९० ०
        7. -turnangle [०.०००] & #62; मापी कोण
        8. -img_interpol_option [१] & #62;
    2. X-घुमाव के लिए, दोष के केंद्र से एक YZ-स्लाइस का उपयोग करके हाशिए के कोण को मापने (< सशक्त वर्ग = "xfig" > चित्रा 4d -E ). ग्रीवा (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > आरेख 4F ) को घुमाने के लिए मापी गई कोण का उपयोग करें.
      1. पर क्लिक करें & #34; YZ & #34; म & #34; uCT यांकन कार्यक्रम & #34; र दोहराएँ चरण 5.1.1.1-5.1.1.5.2.
      2. Ipl & #62; isq
      3. -aim_name [म] & #62;
      4. -isq_filename [default_file_name] & #62; isq फ़ाइल निर्देशिका सम्मिलित करें ( उदा., & #34;D k0: [MICROCT. डेटा. GAZIT । मैक्सिमा. ८०. DAY1] Z2102970. ISQ & #34;)
      5. -pos [० ० ०] & #62;
      6. -मंद [-1 -1 -1] & #62;
    3. XY-विमान को ग्रीवा-विमान में बदलकर घुमाया गया ZX फ़्लिप करें ।
      1. ओपन एक नई DECterm विंडो (& #34; सत्र प्रबंधक & #34; & #160; & #8594; & #34; आवेदन & #34; & #160; & #8594; & #34;D ecterm & #34;).
      2. रन & #34; ipl & #34;:
      3. Ipl & #62; फ्लिप
      4. -आगत [म] & #62; बन्ना
      5. -आगत [out] & #62; out2
      6. -new_xydir [yz] & #62; zx
    4. परिभाषित वोई ।
      1. & #34 में परिपत्र समोच्च चिह्न का चयन करके दोष के केंद्र से एक स्लाइस का उपयोग कर दोष के एक परिपत्र समोच्च ड्रा; uCT मूल्यांकन कार्यक्रम & #34; (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा 6A ). उस समोच्च की प्रतिलिपि बनाएँ और दोष में सभी स्लाइस पर यह पेस्ट करें (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > फिगर घमण्ड ).
        नोट: चूंकि सभी दोषों एक ही प्रक्रिया का उपयोग कर बनाया गया था, स्लाइस की एक ही नंबर का विश्लेषण और, बाद में, सभी नमूनों के लिए कुल मात्रा (टीवी).
  2. लक्ष्य ग्रीवा.
    नोट: समय प्रति नमूना 10-20 मिनट है ।
    1. लोड DICOM फ़ाइलें लक्ष्य और संदर्भ कशेरुकाओं छवि विश्लेषण सॉफ़्टवेयर की मुख्य विंडो के लिए ।
      नोट: ग्रेस्केल मान परिवर्तनों से बचने के लिए, लोड मेनू में मूल DICOM फ़ाइलों के रूप में समान आउटपुट डेटा प्रकार निर्धारित करें ।
    2. शकता ते संदर्भ ग्रीवा.
      1. लॉन् च & #34; 3-D Voxel नोदणी & #34; मॉड्यूल और इनपुट संदर्भ ग्रीवा के रूप में & #34; आधार खंड & #34; और लक्ष्य ग्रीवा के रूप में & #34; मिलान मात्रा. & #34; क्लिक करें & #34; शकता & #34; कशेरुकाओं (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > पंजीकृत करने के लिए चित्रा 5 ).
    3. समान डेटा प्रकार का उपयोग कर पंजीकृत फ़ाइल सहेजें और इसे किसी & #181; CT वातावरण में आयात करें ।
    4. लागू वोई ।
      1. के संदर्भ ग्रीवा के लिए निर्धारित वोई को पंजीकृत लक्ष्य ग्रीवा पर क्लिक कर & #34; uCT मूल्यांकन कार्यक्रम & #34; & #160; & #8594; & #34; फाइल & #34; & #8594; & #34; लोड GOBJ & #34; और पहले से बनाए गए GOBJ का चयन करें. जांच करें कि वोई और दोष गाढ़ा है ।
< p class = "jove_title" > 6. MicroCT विश्लेषण

< p class = "jove_content" > नोट: समय प्रति नमूना 10-20 मिनट है ।

  1. एक & #181 का उपयोग कर मूल्यांकन के लिए वोई भेजें; सीटी मूल्यांकन कार्यक्रम (< सुदृढ वर्ग = "xfig" > चित्रा ६ ).
    नोट: सभी VOIs का विश्लेषण करते समय एक ही पैरामीटर का उपयोग करना सुनिश्चित करें. सुनिश्चित करें कि सीमा पर्याप्त उच्च की हड्डी की न्यूनतम हानि के साथ पृष्ठभूमि शोर छोड़ सेट है बनाओ । यदि एक radiopaque सामग्री का प्रयोग किया जाता है, रणनीतियों के एक नंबर के लिए अस्थि गठन का विश्लेषण किया जा सकता है । अगर वहां के बीच घनत्व में एक अंतर है, सामग्री और अस्थि ऊतक, बाहर खंड किया जा सकता है के लिए सामग्री < सुप वर्ग = "xref" > 35 , < सुप वर्ग = "xref" > ३६ . अंयथा, जांचकर्ता गुणात्मक प्रयोगात्मक समूहों के बीच अस्थि गठन में अंतर का मूल्यांकन कर सकते हैं ।
< p class = "jove_title" > 7. इच्छामृत्यु
  1. PPlace एक संज्ञाहरण मशीन से जुड़े प्रेरण चैंबर में osteoporotic चूहा । १००% ऑक्सीजन में 5% isoflurane का उपयोग संज्ञाहरण प्रेरित ।
  2. नाक शंकु के माध्यम से संज्ञाहरण बनाए रखने और इच्छामृत्यु प्रदर्शन ने छाती गुहा को incising एक द्विपक्षीय वातिलवक्ष < सुप वर्ग = "xref" > ३७ .

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Representative Results

इस प्रोटोकॉल का प्रयोग, एक छवि कर सकते है और n के पुनर्जनन = 8 अलग समय अंक भर में मॉडलिंग osteoporotic कशेरुका दोषों । पंजीकरण प्रक्रिया द्वारा प्राप्त शारीरिक मिलान सभी समय बिंदुओं पर एक ही वोई के विश्लेषण के लिए अनुमति देता है । यह एक बेहद सटीक अनुदैर्ध्य 3d histomorphometric विश्लेषण में परिणाम, यहां तक कि जब मूल दोष के हाशिए अब पहचानने योग्य नहीं हैं । हम पांच समय अंक (1 दिन, सप्ताह 2, 4 सप्ताह, 8 सप्ताह, और 12 सप्ताह) का इस्तेमाल किया अस्थि पुनर्जनन (चित्रा 7) के अनुदैर्ध्य मूल्यांकन के लिए एक उदाहरण के रूप में । पुनर्जनन 2d पार के गुणात्मक मूल्यांकन के द्वारा दोनों का मूल्यांकन किया जा सकता है वर्गों और 3 डी छवियों (के रूप में चित्रा 7Aमें सचित्र) और अस्थि मात्रा (BVD) और गुणवत्ता (विज्ञापन) (चित्रा 7B) की मात्रात्मक तुलना द्वारा । निंनलिखित morphometric सूचकांक नव गठित हड्डी के लिए निर्धारित किया जा सकता है: (i) टीवी, हड्डी और कोमल ऊतक खंड (टीवी, mm3सहित); (२) खनिज ऊतक (बी. ए., मिमी३) की मात्रा; (iii) अस्थि मात्रा घनत्व (बी. वी./ और (iv) अस्थि खनिज घनत्व (बीएमडी, मिलीग्राम hydroxyapatite प्रति cm3) । विशेष रूप से, ंयूनतम अस्थि गठन (5% अस्थि मात्रा घनत्व में वृद्धि) दोष स्थापना के बाद 2 सप्ताह मनाया गया । बाद में समय अंक की तुलना में दो सप्ताह के बाद, अस्थि गठन में कोई महत्वपूर्ण अंतर देखा गया । कुल मिलाकर, हालांकि वहां हड्डी गठन, जो 8 सप्ताह से लगभग 10% पर नुकीला की कुछ डिग्री थी, यह समय के साथ हड्डी शूंय बनाए रखने के लिए काफी कम था ।

Figure 1
चित्र 1: प्रोटोकॉल डिज़ाइन. प्रोटोकॉल में महत्वपूर्ण चरणों को रेखांकित कर रहे हैं । सबसे पहले, ovariectomized नग्न एक कम कैल्शियम आहार (एलसीडी) के चार महीने के अधीन करने के लिए मानक महत्वपूर्ण दो काठ का कशेरुका निकायों में दोष आकार बनाने पर संचालित किया गया । चूहों दिन 1 और सप्ताह 2, 4, 8, और 12 के बाद सेशन पर छवि थे । दिन 1 स्कैन एक मानक स्थिति के लिए उंमुख था, और एक बेलनाकार वोई दोष मार्जिन का उपयोग कर परिभाषित किया गया था । बाद में प्रत्येक चूहे के µ सीटी स्कैन स्वचालित रूप से इसी दिन 1 स्कैन के लिए परिभाषित मानक स्थिति के लिए पंजीकृत थे । दिन 1 पूर्वनिर्धारित वोई फिर पंजीकृत स्कैन करने के लिए लागू किया गया था । अस्थि मात्रा घनत्व और वोई के स्पष्ट घनत्व नए अस्थि गठन का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया गया । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: कशेरुका दोष सर्जरी. कशेरुका दोषों की शल्य पीढ़ी में महत्वपूर्ण कदम सचित्र हैं. सबसे पहले, चूहों एक हीटिंग पैड (एक) पर रखा गया था । एक midline चीरा त्वचा (बी) और फिर लीनिया अल्बा (सी) के माध्यम से उदर गुहा (डी) बेनकाब करने के लिए किया गया था । आंतों के पीछे पेट की दीवार (ई) का पर्दाफाश करने के लिए परिलक्षित थे, और काठ का रीढ़ thermocautery (तीर, एफ जी) का उपयोग कर उजागर किया गया था । दोषों को चौथे में ड्रिल किया गया (ज, तीर ड्रिल की ओर इशारा करते हुए; मैं, दोष की ओर इशारा करते हुए तीर) और पांचवें (जंमू, तीर दोषों की ओर इशारा करते हुए) काठ का कशेरुका शरीर । अंत में, कण्डराकला (कश्मीर) और त्वचा (एल) टांका गया । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3: ग्रीवा पृथक्करण । एक ग्रीवा के हित के चक्कर में महत्वपूर्ण कदम दिखाए जाते हैं । (A-I) एक ग्रीवा की लंबाई अक्ष के साथ (ग्रीन लाइन) प्रतिनिधि 2d स्लाइस का भ्रमण कर रहे है दिखाया । पूर्ण रीढ़ की हड्डी (जंमू) के एक 3d प्रतिनिधित्व अलग ग्रीवा (कश्मीर) की तुलना में किया जा सकता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4: संदर्भ ग्रीवा स्थिति. दो विमानों में प्रतिनिधि स्लाइस एक ग्रीवा के पहले और एक मानक स्थिति को रोटेशन के बाद दिखाया जाता है । सबसे पहले, एक प्रतिनिधि XY का उपयोग-स्लाइस (a), कोण (ख, हरा) दोष (बी, लाल वर्ग) को घुमाने के लिए वाई-अक्ष (बी, पीला) के समानांतर बनने की जरूरत निर्धारित होती है और फिर घुमाई गई छवि बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है (C ). फिर, एक प्रतिनिधि YZ-स्लाइस (D) का उपयोग करते हुए, कोण (ई, हरा) दोष (ई, लाल वर्ग) को घुमाने की जरूरत Z-अक्ष (ई, पीला) के समानांतर बनने के लिए निर्धारित है और फिर घुमाया छवि बनाने के लिए इस्तेमाल किया (F ). कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्र 5: लक्ष्य ग्रीवा पंजीकरण । प्रतिनिधि लक्ष्य ग्रीवा के तीन विमानों में स्लाइस (हरे रंग में चिह्नित) और संदर्भ ग्रीवा (लाल में चिह्नित) से पहले (ए-सी) और बाद (डी-ई) पंजीकरण दिखाया जाता है. पीले रंग नोट, लक्ष्य और संदर्भ कशेरुकाओं के बीच ओवरलैप का संकेत है, और सफेद तीर है कि पुनर्जनन के बाद हरी हड्डी को इंगित, हड्डी गठन का संकेत । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्र 6: वोई विश्लेषण. ब्याज की मात्रा के साथ दो विमानों में प्रतिनिधि स्लाइसें दिखाई जाती हैं । एक परिपत्र समोच्च एक प्रतिनिधि ZX में दोष के केंद्र में तैनात है-स्लाइस (a) । सभी ZX-स्लाइस का भ्रमण करने के बाद, पूर्ण दोष की मात्रा XY-प्लेन (B) में देखी जा सकती है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 7
चित्र ७: कशेरुका दोष पुनर्जनन का अनुदैर्ध्य विश्लेषण. गुणात्मक और मात्रात्मक प्रतिनिधि अस्थि पुनर्जनन विश्लेषण परिणाम दिखाए जाते हैं । (क) विभिंन समय बिंदुओं पर एक प्रतिनिधि कशेरुका दोष एक ललाट 3 डी छवि (शीर्ष पैनल) शूंय में हड्डी के गठन के साथ लाल, एक sagittal 2d छवि (मध्य पैनल) में संकेत के रूप में प्रत्येक पैनल में दर्शाया गया है, और एक अक्षीय 2d छवि (नीचे पैनल) । अशक्तों में अस्थि गठन का मात्रात्मक विश्लेषण किया गया. अस्थि मात्रा घनत्व (ख) और स्पष्ट घनत्व (ग) की गणना की गई और कई तुलना के लिए Bonferroni सुधार के साथ एक दोहराया उपाय दो तरह ANOVA का उपयोग कर की तुलना में । त्रुटि पट्टियों का प्रतिनिधित्व SEM. * * * *-p & #60; ०.०००१. कृपया उसे क्लिक करेंइस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ई ।

चरणों समस्या संभावित कारण समाधान
२.३ संज्ञाहरण के तहत हांफते पशु अतिरिक्त isoflurane वितरण पशु को दिया isoflurane की एकाग्रता को कम ।
पशु पैर की अंगुली चुटकी करने के लिए जवाब अपर्याप्त isoflurane वितरण isoflurane की एकाग्रता बढ़ाएं ।
2.7-2.12 भारी रक्तस्राव संवहनी क्षति दबाव या रक्तस्राव को रोकने के लिए दाग़ना लागू करने के लिए एक बाँझ कपास झाड़ू का उपयोग करें ।
पशु सांस लेने में कठिनाई है डायाफ्राम पंचर हो गया था घुटन को रोकने के लिए पशु Euthanize ।
आंत्र सामग्री के रिसाव जठरांत्र संबंधी मार्ग पंचर हो गया था आगे की जटिलताओं को रोकने के लिए पशु Euthanize । काटने से पहले अंतर्निहित आंतों से दूर कण्डराकला को उठाने से रोकें ।
ड्रिलिंग स्थल से रक्त उभरता है एक रक्त वाहिका पंचर हो गई थी रक्तस्राव बंद हो जाता है जब तक एक बाँझ कपास झाड़ू लागू करें.
पशु अचानक ड्रिलिंग के दौरान हिलाता है ड्रिल भी गहरी और रीढ़ की हड्डी क्षतिग्रस्त हो गया आगे की जटिलताओं को रोकने के लिए पशु Euthanize ।
अस्थि दोष अधूरा दिखता है ड्रिल बहुत गहरी नहीं जाना था दोष और ड्रिल के अंदर ड्रिल सिर की स्थिति को गहरा
2.15-2.24 टांका टूट टांका भी कसकर खींच लिया था संपूर्ण सीवन की जगह । अगर तोड़ने अक्सर होता है, एक आकार मोटा टांका का उपयोग करें ।
पशु संज्ञाहरण से उबरने के लिए धीमी है पशु hypothermic है हीटिंग पैड के तापमान में वृद्धि या हीटिंग का एक अतिरिक्त स्रोत लागू (जैसे हीटिंग लैंप) ।
टांके खुले हैं टांके ढीला रखा गया था, या जानवर ज़ोरदार गतिविधि किया टांके फिर से लागू करने और टांके और उनके बीच सीधे Dermabond लागू होते हैं ।
3 स्कैन छवि कम संकल्प के साथ प्रकट होता है, शोर या बिखरे हुए स्कैनिंग पैरामीटर्स को समायोजित करने की आवश्यकता है स्कैनिंग प्रोटोकॉल के पैरामीटर्स को समायोजित करें । Bouxsein एट अल को देखें । स्कैनिंग के लिए और अधिक दिशानिर्देश के लिए ।
स्कैन की गई छवि मंदता दिखाई देती है स्कैनिंग प्रक्रिया के दौरान चले गए जानवर पशु फिर से स्कैन । यदि आंदोलन जारी है, isoflurane एकाग्रता में वृद्धि ।
5 लक्ष्य ग्रीवा का पंजीकरण सफल नहीं रहा कशेरुका जुदाई ठीक से नहीं किया गया था ग्रीवा reसमोच्च: सुनिश्चित करें कि ग्रीवा के सभी भागों शामिल हैं, और किसी भी आसंन संरचनाओं बाहर ।
कशेरुकाओं की स्थिति में बड़ा अंतर घुमाव और फ़्लिप (चरण 29A) का उपयोग ग्रीवा संदर्भ के रूप में एक ही ओरिएंटेशन में लक्ष्य ग्रीवा स्थान ।
विश्लेषण ठीक से अस्थि संरचनाओं पहचान नहीं कर सकते अस्थि नमूनों से पृष्ठभूमि शोर को निकालने के लिए पंजीकरण मॉड्यूल में एक थ्रेशोल्ड लागू करें ।
पंजीकृत कशेरुकाओं अलग हैं अपने नमूनों की 3 डी छवियों बनाएँ और विभिन्न समय अंक भर में सही कशेरुकाओं मैच ।
6 कुल मात्रा (टीवी) नमूनों के बीच अलग है या तो स्लाइस की एक अलग संख्या या एक अलग समोच्च इस्तेमाल किया गया था हमेशा एक ही समोच्च आकार और स्लाइस की एक ही संख्या का उपयोग करने के लिए सुनिश्चित करें ।
अस्थि खनिज घनत्व (बीएमडी) मूल्य असामान्य है microCT की अपर्याप्त अंशांकन सही hydroxyapatite मानकों के लिए microCT जांचना

तालिका 1: समस्या निवारण. संभावित समस्याओं और समाधान प्रोटोकॉल में विभिंन चरणों के लिए प्रस्तुत कर रहे हैं ।

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Discussion

ऑस्टियोपोरोसिस रीढ़ की हड्डी पर एक वृद्धि हुई लोड की वजह से कशेरुका संपीड़न फ्रैक्चर का सबसे प्रचलित कारण है और कशेरुका शरीर के पतन में है कि परिणाम है । हालांकि, यह एक समान कशेरुका पतन प्रामाणिकता प्रतिकृति करता है कि एक चूहे में एक चोट उत्पन्न करने के लिए व्यावहारिक रूप से असंभव है । इसके बजाय, शोधकर्ताओं OVCFs16,17,18,19,20,21,24 नकल करने के लिए कशेरुका शरीर के केंद्र में एक बेलनाकार शूंय बनाएं , ३८ , ३९. चूंकि दोष आकार के संदर्भ में साहित्य में कोई निरंतरता नहीं है, एक महत्वपूर्ण आकार के दोष एक के रूप में परिभाषित किया गया है कि अनायास 3 महीने के भीतर एक हस्तक्षेप के बिना पूरी तरह चंगा नहीं है के बाद सेशन16,17।

हालांकि तेजी से ऑस्टियोपोरोसिस पैदा करने के लिए एक एलसीडी के साथ ovariectomy के संयोजन की विधि पहले1,13प्रकाशित किया गया था, हम पहले दिखाने के लिए कि एक कुशल, तेजी से athymic चूहों के परिणाम के लिए इस दृष्टिकोण आवेदन कर रहे थे, और कशेरुका trabecular हड्डी की मात्रा और खनिज घनत्व में अपरिवर्तनीय कमी४० यह एक प्रतिलिपि छोटे जानवर मॉडल है कि कुतर प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा रुकावट है और कहा कि प्रतिरक्षादमन के लिए एक की जरूरत नहीं है, के रूप में दूसरों के द्वारा प्रयोग किया जाता है24।

हमारे सर्जिकल प्रोटोकॉल उत्पंन एकाधिक समान महत्वपूर्ण काठ का कशेरुका दोष४०। यह अत्यधिक सुसंगत और आसानी से तुलनीय और पशुओं के पार quantifiable दोषों में परिणाम है । हमें विश्वास है कि इस दृष्टिकोण का उपयोग कर उत्पादित दोषों कशेरुका दोष मॉडल caudal कशेरुकाओं1,19,४१ में उत्पन्न करने के लिए बेहतर हैं,क्योंकि चूहे की पूंछ है कि यांत्रिक बलों के अधीन है चूहा काठ का रीढ़ शामिल उन लोगों से काफी अलग है ।

इस प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम अंतर ऑपरेटिव हाइपोथर्मिया से बचने और सावधानी जब एक एलसीडी के बाद ovariectomized नंगा चूहों के नाजुक कशेरुकाओं ड्रिलिंग लेने में शामिल हैं । कशेरुका दोष पैदा करने के बाद, यह हड्डी की मरंमत के अनुदैर्ध्य आकलन के लिए निर्धारित समय बिंदुओं पर vivo µ सीटी स्कैन में के एक लौकिक अनुक्रम के माध्यम से निगरानी की जाती है । एक ही स्कैन सेटिंग्स को बनाए रखने महत्वपूर्ण है । इसके बाद कशेरुकाओं का चक्कर लगा रहे हैं और बाकी के स्कैन से अलग हो गए । एक ग्रीवा के सभी स्कैन के लिए एक समरूप कुल मात्रा का भ्रमण और ग्रेस्केल मान परिवर्तन से बचना महत्वपूर्ण हैं । एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध एकाधिक छवि पंजीकरण एल्गोरिथ्म सभी बाद के समय अंक के लिए शारीरिक इसी आधारभूत VOIs के निष्कर्षण की सुविधा । अंत में, इन VOIs हड्डी की मात्रा, स्पष्ट घनत्व, आदिके लिए विश्लेषण कर रहे हैं । यह एक ही पैरामीटर का उपयोग कर सभी VOIs का विश्लेषण करने के लिए महत्वपूर्ण है । इस तकनीक को एक बेहद सटीक और सरल अनुदैर्ध्य 3d µ सीटी विश्लेषण है कि उपयोगकर्ता के लिए निर्भर नहीं है प्रदान करता है ।

यह विधि किसी भी अनुदैर्ध्य अस्थि दोष पुनर्जनन विश्लेषण करने के लिए लागू किया जा सकता है । कशेरुका दोष मॉडल यहां इस्तेमाल किया इस आवेदन के लिए एक सुविधाजनक मॉडल है, के रूप में अपनी अस्थि संरचना अद्वितीय है और आसानी से एक ही संरचनात्मक स्थिति के लिए पंजीकृत किया जा सकता है । हालांकि, किसी भी हड्डी पुनर्जनन ठीक से एक ही शर्तों के तहत विश्लेषण किया जा सकता है अनुदैर्ध्य स्कैन भर में ब्याज की एक ही हड्डी अलग । यह एक ही संरचनात्मक सुविधाओं के साथ अलग हड्डी के नमूने शामिल करने के लिए आवश्यक है । इस संभावित समस्या और दूसरों को तालिका 1में, संभावित कारणों और सुझाए गए समाधानों के साथ वर्णित किया गया है । पंजीकरण प्रक्रिया द्वारा प्राप्त शारीरिक मिलान केवल तभी हो सकता है जब नमूने में समान संरचनात्मक सुविधाएं हों । पंजीकरण उपयोगकर्ता सभी शेष समय अंक के लिए पहले स्कैन के सटीक पूर्वनिर्धारित वोई लागू करने के लिए, समय के साथ एक अत्यधिक सटीक 3 डी histomorphometric विश्लेषण में जिसके परिणामस्वरूप की अनुमति देगा । अस्थि मात्रा घनत्व और वोई के स्पष्ट घनत्व नए अस्थि गठन का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

हालांकि संभावित व्यापक रूप से लागू है, यहां प्रस्तुत मॉडल सीमाओं के बिना नहीं है । athymic नग्न चूहों का उपयोग एक सीमा माना जा सकता है, क्योंकि यह संभवतः कुछ प्रतिरक्षा मध्यस्थता प्रक्रियाओं है कि महत्व के उत्थान के लिए हो सकता है मुखौटा सकता है । दूसरा, ovariectomy का एक संयोजन और युवा चूहों में एक एलसीडी के माध्यम से ऑस्टियोपोरोसिस मॉडलिंग, के रूप में पहले से प्रकाशित1,13, अपने बुजुर्ग रोगी आबादी के जीवविज्ञान की नकल करने की क्षमता में सीमित है । तीसरा, OVCFs एक शल्य प्रक्रिया द्वारा मॉडलिंग कर रहे थे, के रूप में केवल अंय पशुओं ऑस्टियोपोरोसिस से संबंधित फ्रैक्चर है रहनुमाओं४२। अंत में, जबकि चूहा काठ का मेरुदंड मानव काठ की रीढ़ के लिए सबसे अच्छा उपलब्ध मॉडल है — जहां सबसे ज्यादा कशेरुका फ्रैक्चर विकसित होते हैं — कुतर चुके रीढ़ में अक्षीय वजन की कमी भी एक सीमा है ।

इस प्रोटोकॉल मॉड्यूलर है और इसलिए आसानी से शोधकर्ता की जरूरतों को संशोधित किया जा सकता है । उदाहरण के लिए, athymic ovariectomized चूहों अंय ऑस्टियोपोरोसिस से संबंधित भंग अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । एक शोधकर्ता semiautomated हड्डी पुनर्जनन विश्लेषण करने के लिए हमारे दृष्टिकोण का उपयोग करने के लिए चुनना चाहिए, यह अनुदैर्ध्य संरचनात्मक इमेजिंग का उपयोग कर किसी भी फ्रैक्चर मॉडल के लिए लागू किया जा सकता है, जरूरी नहीं कि माइक्रो-गणना टोमोग्राफी. इसके अलावा, अतिरिक्त जानकारी ऐसे चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के रूप में अतिरिक्त इमेजिंग विधियों का उपयोग करके एक साथ इकट्ठा किया जा सकता है ।

OVCF इस प्रोटोकॉल में प्रस्तुत मॉडल के लिए इस नैदानिक unmet जरूरत के लिए उपंयास चिकित्सीय दृष्टिकोण का अध्ययन किया जा सकता है । इसके अलावा, हमारे semiautomated विश्लेषण दृष्टिकोण सफलतापूर्वक एक समान विश्लेषण है कि कम उपयोगकर्ता निर्भर है और अंय तरीकों से बेहतर सटीकता प्रदान करता है करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है16। विशेष रूप से उल्लेखनीय तथ्य यह है कि हम व्यावसायिक रूप से उपलब्ध दृश्य और विश्लेषण सॉफ्टवेयर है कि किसी भी शोधकर्ता द्वारा इस्तेमाल किया जा सकता है-सॉफ्टवेयर है कि इस तरह के चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग और परमाणु इमेजिंग के रूप में अतिरिक्त इमेजिंग रूपरेखा, का समर्थन करता है । इसलिए, हम मानते है कि इस विधि अत्यधिक सामांयीकरण है और केवल vivo इमेजिंग क्षमताओं और पंजीकरण सॉफ्टवेयर में की उपलब्धता द्वारा सीमित है ।

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Disclosures

इस अनुसंधान के लिए कैलिफोर्निया संस्थान से एक अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था reअपक्षय चिकित्सा (सीआईआरएम) (TR2-01780).

Acknowledgments

अनुसंधान के लिए कैलिफोर्निया संस्थान से एक अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था reअपक्षय चिकित्सा (सीआईआरएम) (TR2-01780).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Isoflurane MWI Animal Health, Pasadena, CA 501017
BetadineSolution MWI Animal Health, Pasadena, CA 4677
Chlorhexidine Gluconate 2% scrub MWI Animal Health, Pasadena, CA 510083
Isopropyl Alcohol 70%-quart MWI Animal Health, Pasadena, CA 501044
Carprofen MWI Animal Health, Pasadena, CA 26357
Buprenorphine 0.3 mg/mL MWI Animal Health, Pasadena, CA 56163
Ovariectomized Athymic nude rats Harlan Laboratories, Indianapolis, IN Hsd:RH-Foxn1 rnu
Low calcium food Newco Distributors, Inc., CA 1814948 (5AV8 AIN-93M w/low calcium)
Phosphate Buffered Saline Life Technologies Corporation 14190250
Dermabond J AND J ETHICON DHVM12
Anesthesia machine Patterson Scientific TEC 3EX
Slide Top Induction Chambers Patterson Scientific 78917833
ProStation Heated Workstation Patterson Scientific 78914731
Surgical drape HALYARD HEALTH INC 89101
Magnetic fixator retraction system Fine Science Tools, Inc., CA 18200-50
Dissecting Scissors, 10 cm, Curved, SS World Precision Instruments, FL 14394
Iris Scissors, 11.5 cm, 45 °Angle, Serrated, Sharp/Sharp World Precision Instruments, FL 503225
Forceps, no. 5 World Precision Instruments, FL 555048FT
Micro Mosquito Hemostatic Forceps World Precision Instruments, FL 503360
Sterile cotton gauze Medtronic, MINNEAPOLIS, MN 9024
Absorption Spears - Mounted/Sterile Fine Science Tools, CA 18105-01
Syringe, 1 mL TERUMO TERUMO MED SS-01T
Needle, 25 gauge BD MED SYS INJECTION SYS 305127
Laminar flow hood Baker SterilGARD e3-Class II Type A2 Biosafety Cabinet
Thermal Cautery Unit World Precision Instruments, FL 501292
Micro-Drill OmniDrill115/230V World Precision Instruments, FL 503598
Trephines for Micro Drill, 2 mm diameter Fine Science Tools, CA 18004-20
3-0 Vicryl undyed 27” SH taper J AND J ETHICON 1663G
4-0 Ethilon black 18” PC3 conventional cutting J AND J ETHICON 1954G
Conebeam in vivo microCT (vivaCT 40) Scanco Medical vivaCT 40
SCANCO Medical microCT systems software suite Scanco Medical vivaCT 40
Analyze software Biomedical Imaging, Mayo Clinic, Rochester, MN Analyze 12 Image analysis software
Veterenery eye ointment

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References

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Semiautomated अनुदैर्ध्य Microcomputed टोमोग्राफी-आधारित एक नग्न चूहा ऑस्टियोपोरोसिस के मात्रात्मक संरचनात्मक विश्लेषण-संबंधित कशेरुका फ्रैक्चर मॉडल
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Shapiro, G., Bez, M., Tawackoli, W., Gazit, Z., Gazit, D., Pelled, G. Semiautomated Longitudinal Microcomputed Tomography-based Quantitative Structural Analysis of a Nude Rat Osteoporosis-related Vertebral Fracture Model. J. Vis. Exp. (127), e55928, doi:10.3791/55928 (2017).

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