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.
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.
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.
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-a…
The authors have nothing to disclose.
Este trabalho foi apoiado pelo National Institutes of Health (NIH) R01 DK121327 para R.A.E e R01 AR071968 para 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 |