Микрокомпьютерная томография (мкКТ) — это неразрушающий метод визуализации, который играет важную роль в оценке структуры костной ткани в доклинических исследованиях, однако до сих пор нет единого мнения о процедурах μКТ для анализа костной мозоли. В этом исследовании представлен пошаговый протокол μКТ, который позволяет контролировать заживление перелома.
Микрокомпьютерная томография (мкКТ) является наиболее распространенным методом визуализации для характеристики трехмерной (3D) морфологии кости и новообразованной кости во время заживления переломов в трансляционных научных исследованиях. Исследования заживления переломов длинных костей у грызунов обычно включают вторичное заживление и образование минерализованной мозоли. Форма образовавшейся мозоли и плотность новообразованной кости могут существенно различаться в зависимости от времени и лечения. В то время как стандартные методики количественной оценки параметров интактной кортикальной и трабекулярной кости широко используются и встроены в коммерчески доступное программное обеспечение, существует отсутствие консенсуса по процедурам анализа заживающей мозоли. Целью данной работы является описание стандартизированного протокола, который количественно оценивает объемную долю костной ткани и минеральную плотность каллуса в заживающей мозоли. Протокол описывает различные параметры, которые следует учитывать во время визуализации и анализа, включая выравнивание образца во время визуализации, размер интересующего объема и количество срезов, которые оконтуриваются для определения каллуса.
Микрокомпьютерная томография (мкКТ) широко используется в доклинических исследованиях костей, обеспечивая неинвазивные изображения с высоким разрешением для оценки микроструктуры костей 1,2,3,4,5. МикроКТ включает в себя большое количество рентгеновских изображений, полученных с вращающегося образца или с помощью вращающегося источника рентгеновского излучения и детектора. Алгоритмы используются для реконструкции объемных 3D-данных в виде стопки срезов изображения. Клиническая КТ является золотым стандартом для 3D-визуализации костей человека, а μКТ является широко используемым методом оценки эффективности заживления костей у экспериментальных животных 1,2,3,4,6,7. Минерализованная кость имеет отличный контраст для рентгена, в то время как мягкие ткани имеют относительно слабый контраст, если не используется контрастное вещество. При оценке заживления перелома микроКТ генерирует изображения, которые предоставляют подробную информацию о 3D-структуре и плотности минерализованной каллуса. Компьютерная томография in vivo также может быть использована для продольной оценки заживления перелома во времени.
Количественная оценка интактной кортикальной и трабекулярной кости с помощью микроКТ в целом хорошо известна и стандартизирована8. Несмотря на то, что в доклинических исследованиях используются различные методики количественной оценки для анализа заживления переломов 9,10,11, подробный протокол анализа изображений мкКТ для количественного определения каллуса еще не опубликован. Поэтому целью данного исследования является предоставление подробного пошагового протокола для микроКТ-визуализации и анализа костной мозоли.
Целью данного исследования является описание подробного протокола микроКТ-анализа с целью точного количественного определения 3D-минерализованной каллусной структуры, которая часто является основополагающей в исследованиях заживления костей и переломов. Протокол использует соврем…
The authors have nothing to disclose.
Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения (NIH) R01 DK121327 для R.A.E и R01 AR071968 для 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 |