La microtomografia computerizzata (μCT) è uno strumento di imaging non distruttivo che è fondamentale per valutare la struttura ossea negli studi preclinici, tuttavia c’è una mancanza di consenso sulle procedure μCT per l’analisi del callo di guarigione ossea. Questo studio fornisce un protocollo μCT passo-passo che consente il monitoraggio della guarigione delle fratture.
La tomografia microcomputerizzata (μCT) è la modalità di imaging più comune per caratterizzare la morfologia tridimensionale (3D) dell’osso e dell’osso di nuova formazione durante la guarigione delle fratture nelle indagini di scienza traslazionale. Gli studi sulla guarigione delle fratture delle ossa lunghe nei roditori comportano in genere una guarigione secondaria e la formazione di un callo mineralizzato. La forma del callo formato e la densità dell’osso appena formato possono variare sostanzialmente tra i punti temporali e i trattamenti. Mentre le metodologie standard per quantificare i parametri dell’osso corticale e trabecolare intatto sono ampiamente utilizzate e incorporate nei software disponibili in commercio, c’è una mancanza di consenso sulle procedure per l’analisi del callo in via di guarigione. Lo scopo di questo lavoro è quello di descrivere un protocollo standardizzato che quantifica la frazione di volume osseo e la densità minerale del callo nel callo in via di guarigione. Il protocollo descrive diversi parametri che devono essere considerati durante l’imaging e l’analisi, tra cui l’allineamento del campione durante l’imaging, la dimensione del volume di interesse e il numero di fette che vengono sagomate per definire il callo.
L’imaging con tomografia microcomputerizzata (μCT) è stato ampiamente utilizzato nella ricerca ossea preclinica, fornendo immagini non invasive e ad alta risoluzione per valutare la microstruttura delle ossa 1,2,3,4,5. La μCT coinvolge un gran numero di immagini a raggi X, ottenute da un campione rotante o utilizzando una sorgente di raggi X rotante e un rivelatore. Gli algoritmi vengono utilizzati per ricostruire i dati volumetrici 3D sotto forma di una pila di sezioni di immagine. La TC clinica è il gold standard per l’imaging 3D delle ossa umane e la μCT è una tecnica comunemente usata per valutare l’efficienza della guarigione ossea negli animali da esperimento 1,2,3,4,6,7. L’osso mineralizzato ha un eccellente contrasto ai raggi X, mentre i tessuti molli hanno un contrasto relativamente scarso a meno che non venga utilizzato un mezzo di contrasto. Nella valutazione della guarigione delle fratture, μCT genera immagini che forniscono informazioni dettagliate sulla struttura 3D e sulla densità del callo mineralizzato. La scansione μCT in vivo può essere utilizzata anche per la valutazione longitudinale e temporale della guarigione delle fratture.
La quantificazione dell’osso corticale e trabecolare intatto mediante μCT è generalmente ben consolidata e standardizzata8. Sebbene gli studi preclinici utilizzino una varietà di metodologie di quantificazione per analizzare la guarigione delle fratture 9,10,11, non è stato ancora pubblicato un protocollo dettagliato di analisi delle immagini μCT per la quantificazione del callo. Pertanto, lo scopo di questo studio è quello di fornire un protocollo dettagliato passo dopo passo per l’imaging μCT e l’analisi del callo in guarigione ossea.
Lo scopo di questo studio è quello di descrivere un protocollo dettagliato per l’analisi μCT con l’obiettivo di quantificare accuratamente la struttura del callo mineralizzato 3D, che è spesso fondamentale negli studi di guarigione delle ossa e delle fratture. Il protocollo utilizza una piattaforma software di analisi delle immagini 3D all’avanguardia che facilita la visualizzazione delle immagini, la segmentazione/etichettatura e le misurazioni che vanno dal semplice al complesso.
L’attivi…
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato supportato dal National Institutes of Health (NIH) R01 DK121327 a R.A.E e R01 AR071968 a F.K.
10% neutral buffered formalin | Fisher chemical | SF100-20 | Used for bone tissue fixation |
Avizo | Thermo Scientific | Image processing and analysis software | |
Hydroxyapatite phantom | Micro-CT HA D4.5, QRM | QRM-70128 | |
Image Processing Language | Scanco | Used to convert raw images to DICOM images | |
Micro-Mosquito Straight Hemostatic Forceps | Medline | Used to remove the intramedullary pin | |
Microsoft Excel | Microsoft | Spreadsheet software | |
Scanco mCT system (vivaCT 40) | Scanco | Used for µCT imaging |