Utilisation de la tomographie calculée par rayons X micro avec préparation d'acide phosphotungstic pour visualiser le tissu fibromusculaire humain
Summary
La tomographie calculée par rayons X micro est efficace pour obtenir des informations tridimensionnelles à partir de spécimens humains intacts, mais a un succès limité dans l’observation des tissus mous. L’utilisation de l’agent de contraste d’acide phosphotungstic peut résoudre ce problème. Nous avons mis en œuvre cet agent de contraste pour examiner les tissus fibromusculaires fragiles humains (le ligament de maintien de l’orbicularis).
Abstract
La dissection manuelle et l’observation histologique sont des méthodes courantes utilisées pour étudier les tissus humains. Cependant, la dissection manuelle peut endommager les structures délicates, tandis que le traitement et l’observation histologique fournissent l’information limitée par l’imagerie transversale. La micro-radiographie de la tomographie calculée (microCT) est un outil efficace pour obtenir des informations tridimensionnelles sans endommager les spécimens. Cependant, il montre une efficacité limitée dans la différencié des parties des tissus mous. L’utilisation d’agents améliorant le contraste, comme l’acide phosphotungstic (PTA), peut résoudre ce problème en améliorant le contraste des tissus mous. Nous avons mis en œuvre le microCT avec PTA pour étudier le ligament de retenue d’orbicularis humain (ORL), qui est une structure délicate dans la zone orbitale. Dans cette méthode, les spécimens récoltés sont fixés en formaline, déshydratés dans des solutions d’éthanol en série, et tachés d’une solution PTA. Après coloration, balayage de microCT, reconstruction 3D, et analyse sont exécutés. La peau, les ligaments et les muscles peuvent être clairement visualisés à l’aide de cette méthode. La taille du spécimen et la durée de la coloration sont des caractéristiques essentielles de la méthode. L’épaisseur appropriée du spécimen était d’environ 5 à 7 mm, au-dessus de laquelle le processus a été ralenti, et la durée optimale était de 5 à 7 jours, en dessous duquel un trou vide dans la zone centrale s’est produit occasionnellement. Pour maintenir l’emplacement et la direction des petits morceaux pendant la coupe, il est recommandé de coudre sur la même région de chaque pièce. En outre, des analyses préliminaires de la structure anatomique sont nécessaires pour identifier correctement chaque pièce. Le parafilm peut être utilisé pour prévenir le séchage, mais il faut prendre soin d’éviter la distorsion des spécimens. Notre observation multidirectionnelle a montré que l’ORL est composé d’un maillage multicouches de plaques continues, plutôt que de fibres fil-like, comme rapporté précédemment. Ces résultats suggèrent que le balayage de microCT avec PTA soit utile pour examiner des compartiments spécifiques dans les structures complexes du tissu humain. Il peut être utile dans les analyses des tissus cancéreux, des tissus nerveux, et divers organes, comme le cœur et le foie.
Introduction
La dissection manuelle et l’observation histologique sont généralement utilisées pour examiner les tissus humains, tels que les muscles et les tissus conjonctifs. Cependant, la dissection manuelle peut facilement endommager les structures délicates, et l’observation histologique fournit des informations limitées sur les surfaces transversales plates1,2. Par conséquent, des méthodes améliorées sont nécessaires pour examiner les tissus plus précisément et efficacement.
La tomographie calculée conventionnelle (CT) est généralement utilisée dans la pratique clinique, mais elle n’a pas la capacité de distinguer les petites structures2,3. Micro X-ray CT (microCT) est un outil efficace pour obtenir des informations tridimensionnelles (3D) de petites structures à partir de spécimens, sans les détruire. Cependant, le microCT a des applications limitées parce que seuls les tissus denses peuvent être visualisés clairement ; il ne peut pas être utilisé pour différencier les tissus mous. Pour surmonter cette limitation, des agents de coloration peuvent être utilisés. Les agents d’amélioration du contraste, comme l’acide phosphotungstic (PTA), l’acide phosphomolybdique, et l’iode de Lugol, améliorent le taux de contraste de tissu mou pendant le balayage4,5. Plusieurs études comparant ces agents suggèrent que PTA démontre de bonnes performances et est facile à gérer6,7,8.
Le ligament de retenue orbicularis (ORL) est une structure délicate autour de l’orbite, qui peut être facilement endommagée lors de l’observation conventionnelle9. Nous avons examiné et récupéré avec succès l’information 3D sur cette structure utilisant le microCT avec PTA comme agent de contraste. Cette méthode peut être appliquée à des études sur d’autres tissus humains, tels que le cœur et le foie, avec des modifications appropriées10,11,12.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous avons mis en œuvre le microCT avec la préparation de PTA dans l’examen des tissus mous humains. En bref, les spécimens sont récoltés et fixés en formaline pendant quelques jours, suivis d’une déshydratation dans des solutions d’éthanol en série. Placer l’échantillon dans la solution PTA directement après fixation formaline peut entraîner une certaine fissuration des tissus en raison de la déshydratation rapide. Par conséquent, la déshydratation en série est nécessaire avant la coloration PTA. Ensuit…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été soutenue par une subvention de recherche du yonsei University College of Medicine (6-2018-0099). Les auteurs remercient les personnes qui ont généreusement donné leur corps au Yonsei University College of Medicine. Nous sommes reconnaissants à Jun Ho Kim et Jong Ho Bang pour leur soutien technique (membres du personnel du Centre d’éducation en anatomie chirurgicale du Yonsei University College of Medicine). Nous sommes également reconnaissants à Genoss Co., Ltd. pour le système de balayage microCT de haute qualité utilisé dans cette recherche.
Materials
| 12 Tungsto(Ⅵ)phosphoric acid n-hydrate Phosphotungstic acid |
Junsei | 84220-0410 | PTA powder |
| CTvox | Bruker | ver 2.7 | 3D recon software |
| Nrecon | Bruker | ver 1.7.0.4 | Reconstruction software |
| Skyscan | Bruker | 1173 | MicroCT scanner |
| Tconv | Bruker | ver 2.0 | File resizing software |
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