Corretto posizionamento e trattenuta di un ratto dell'arto per l'Imaging mirato ad alta risoluzione dell'osso utilizzando Micro-architettura In Vivo Micro-tomografia computerizzata

Questo protocollo fornisce gli spettatori con la prima guida di riferimento dettagliata per l’anestesia adeguata, il posizionamento e la moderazione del ratto in vivo µCT scansione dell’arto posteriore. Queste linee guida consentono agli utenti di in vivo µCT sistemi di scansione per ottenere alta risoluzione e immagini di alta qualità della tibia che può essere elaborato per la quantificazione della microarchitettura ossea 3-dimensionale. Fasi critiche nel protocollo necessario per garantire il corretto posizionamento e trattenuta coinvolgono l’anestesia adeguata di ratto, nonché estendere l’arto lontano da tutte le altre strutture critiche fino a quando è tesa, ma non in una posizione innaturale. Per i risultati ottimali di imaging, è imperativo che il ratto anestetizzati ad un livello di completo relax, e che i riflessi palpebrali e pedali vengono persi. Inoltre, la scansione gamba dovrebbe essere estesa e il tutto il piede e la caviglia deve essere trattenuti in schiuma. I metodi descritti sopra per ottenere un posizionamento ottimale della scansione gamba farà in modo che: 1) degli arti posteriori dei ratti all’interno di uno studio sono costantemente orientati nella stessa direzione, permettendo così il fascio di raggi x per passare attraverso la stessa area di ciascuna gamba durante la rotazione intorno al campione; 2) sia volontaria che involontaria movimento dell’arto posteriore non si verificherà, riducendo così al minimo il potenziale per artefatti di movimento di interferire con la qualità delle immagini acquisite; 3) ostruzioni da oggetti (vale a dire, la coda) sono evitati, riducendo così al minimo il potenziale per gli effetti di volume parziale a produrre misurazioni imprecise di BMD e TMD. Queste linee guida possono essere modificate per ogni ratto individuo, come il tasso di metabolismo isoflurano e posizionamento può variare a seconda del ceppo e corpo formato ²². Le più comuni in vivo scansione macchine sono progettati per piccoli modelli animali (cioè, topi, ratti, conigli, porcellini d’India) e avrà tappe animale intercambiabili per consentire la scansione di diverse dimensioni degli animali. Di conseguenza, possono ospitare una vasta gamma di pesi corporei.

Anche se in vivo µCT scansione permessi per il topo a essere riposizionato e rianalizzati se le immagini acquisite dalla scansione iniziale sono di scarsa qualità, ripetuta scansione esporrà il topo a dosi aggiuntive di radiazione e isoflurano anestesia per un periodo prolungato di tempo. Esposizione a radiazioni ripetute mensile di 600 mGy focalizzata alla tibia del ratto più di quattro mesi non causa effetti negativi alle ossa micro-architettura rispetto alla controlaterale dell’arto posteriore ¹, ma questo non accertare la sicurezza di due scansioni ripetute in successione immediata. Ulteriori limitazioni della tecnica descritti includono la necessità di estendere l’arto teso con le forze applicate ad esso per tenerlo ancora, che possono richiamare alcuni cambiamenti nella struttura ossea. Mentre la severità di limitazione della dell’arto durante la scansione dipenderà ogni obiettivo di ricerca, ricerche precedenti dal nostro laboratorio che coinvolgono mensile ripetute in vivo imaging di µCT di un arto è provocato da una differenza nella corticale micro-architettura parametro, eccentricità, rispetto per l’arto controlaterale che non subissero estensione ripetuti, stabilizzazione e scansione ¹. L’eccentricità è una misura della forma ellittica dell’osso corticale e cambiamenti in risposta a alterato carico-cuscinetto. Pertanto, quando usando questo metodo di posizionamento e trattenente dell’arto posteriore per ripetuto µCT in vivo imaging, considerazione va fatta quando valutare e interpretare modifiche ai parametri di micro-architettura portante.

Mentre le suddette linee guida sono state fornite per l’imaging e l’analisi del tessuto osseo, lievi modifiche al protocollo devono essere effettuati quando la formazione immagine dei tessuti molli degli arti posteriori. In particolare, il modo in cui l’arto viene esteso dal torso e trattenuto deve tener conto, come l’attuale procedura misshapes l’orientamento dei tessuti molli (muscoli, tessuto adiposo) in posizionamento anormale per tutta la durata della scansione. Pertanto, quando estrapolando questo modello per l’uso nella formazione immagine del tessuto molle dell’arto posteriore, alcuni aggiustamenti dovrebbero essere fatto per la tecnica di contenimento per ridurre o eliminare le modifiche nel posizionamento dei tessuti in relazione l’uno con l’altro.

Inoltre, le linee guida sono state scritte specificamente basato sulle esperienze del nostro gruppo di ricerca, tuttavia, possono essere modificati per ospitare altri scanner µCT disponibili in commercio in vivo . Altri metodi suggeriti per posizionare e frenare l’arto posteriore potrebbero essere disponibili dal produttore del µCT in vivo sistema di scansione. Più commercialmente disponibili in vivo unità µCT riportate in polipropilene polistirene espanso, e tubi di plastica con cera dentaria per tenere una sporgente del piede come accettabile materiali e metodi per immobilizzare la gamba di scansione. Tuttavia, il metodo presentato in questo protocollo fornire più controllata e coerente posizionamento e moderazione della gamba digitalizzata e costantemente produce immagini di alta qualità. Le linee guida presentate nel presente metodo richiedono attrezzature specializzate necessarie per l’anestesia del ratto, come un vaporizzatore, tubi, maschere, alloggiamenti di induzione e ossigeno. Anche se l’attrezzatura è associato un costo leggermente superiore rispetto agli anestetici iniettabili, permette i ricercatori la possibilità di rapidamente e precisamente inducono anestesia a specifiche profondità della coscienza, che fornisce un vantaggio su alternativa metodi.

Utilizzando le linee guida delineate nel presente metodo video, i ricercatori che utilizzano tecnologie di alta risoluzione in vivo µCT a studiare il loro intervento di interesse sarà in grado di correttamente e costantemente orientare e trattenere dell’arto posteriore del ratto per alta imaging a raggi x di qualità. Questo fornirà un continuum nel campo dell’acquisizione di immagini in vivo µCT e servire come un passo verso l’ottimizzazione la coerenza e la precisione nell’ambito degli studi e abilitare i confronti tra gli studi nella letteratura. Allo stesso modo, questi protocolli e metodi possono essere espansa per l’uso in altre specie di roditori, tra cui topi, anche se alcune modifiche sarà richiesto ^2,10. Ad esempio, il sistema di ritenuta del piede nel tubo della gomma piuma può includere la caviglia per minimizzare la possibilità di movimento delle gambe durante la scansione. Inoltre, il piede completo si inserisce nella schiuma titolare. Così, le dita non si estendono fuori dalla fine del titolare come fanno quando si fissa il piede di un ratto. Inoltre, il corpo del mouse non richiede la stessa moderazione con nastro come il ratto. Un cono di naso più piccolo può essere utilizzato per mantenere l’anestesia in topi durante la scansione. Se un più piccolo cono di naso non è disponibile, si può garantire un guanto di nitrile sopra il cono di naso disponibile e fare una piccola incisione nel guanto di fornire uno spazio che può andare bene il naso del mouse per fornire anestesia mantenendo una guarnizione intorno al naso.

Mentre la tibia prossimale è il principale sito di indagine delle modifiche alle ossa micro-struttura nel ratto, linee guida per il posizionamento corretto e coerente di altri siti scheletrici come il femore e le vertebre lombari dovrebbero essere studiate e stabilite per coerenza nella letteratura. Tuttavia, quando si intraprende la ricerca futura che coinvolgono l’imaging delle vertebre lombari, considerazioni vanno fatte come formazione immagine della spina dorsale fornisce esposizione alle radiazioni di organi circostanti e i tessuti.