Juiste positionering en terughoudendheid van een Rat Hind-Limb voor gerichte hoge resolutie beeldvorming van bot met behulp van de Micro-architectuur In Vivo Micro-berekend tomografie

Dit protocol voorziet kijkers met de eerste gedetailleerde richtsnoer goede verdoving, plaatsing en terughoudendheid van de rat tijdens in vivo µCT scannen van de hind-limb. Deze richtsnoeren kunnen gebruikers van in vivo µCT scannen systemen te verkrijgen van hoge resolutie en hoge kwaliteitsbeelden van het scheenbeen dat kan worden verwerkt voor de kwantificering van 3-dimensionale bot-microarchitectuur. Kritische stappen in het protocol nodig om ervoor te zorgen dat juiste positionering en terughoudendheid betrekken de goede verdoving van de rat, alsmede de uitbreiding van de hind-limb uit de buurt van alle andere kritische structuren totdat het strak, maar niet in een onnatuurlijke positie. Om optimale resultaten van beeldvorming is het noodzakelijk dat de rat tot een niveau van volledige ontspanning worden verdoofd, en dat de ooglidreflex en pedaal reflexen zijn verloren. Bovendien, het scannen been moet worden uitgebreid en de gehele voet en enkel moeten worden gefixeerd in schuim. De methoden die hierboven beschreven te bereiken optimale positionering van het scannen been zal ervoor zorgen dat: 1) hind ledematen van ratten binnen een studie zijn consequent georiënteerd in dezelfde richting, dus mooi de x-ray-balk te passeren van het zelfde gebied van elk been gedraaid rond het monster; 2) zowel vrijwillige en onvrijwillige beweging van de hind-limb zal niet optreden, dus het minimaliseren van het potentieel voor bewegingsartefacten te bemoeien met de kwaliteit van de beelden van het verworven; 3) obstakels van objecten (dat wil zeggen, de staart) worden voorkomen, dus het minimaliseren van de kans op gedeeltelijke volume effecten tot onnauwkeurige BMD en TMD metingen. Deze richtlijnen kunnen worden gewijzigd voor elke individuele rat, zoals de snelheid van Isofluraan metabolisme en positionering afhankelijk van de stam en lichaam grootte ^{22 variëren kan}. De meest voorkomende in vivo scannen machines zijn ontworpen voor kleine dierlijke modellen (dat wil zeggen, muizen, ratten, konijnen, cavia’s) en verwisselbare dierlijke stadia toe te staan het scannen van verschillende dierlijke grootte zal hebben. Daarom zijn ze geschikt voor een breed scala van lichaam gewichten.

Hoewel in vivo µCT scannen vergunningen voor de rat te worden verplaatst als de beelden verkregen van de eerste scan zijn van slechte kwaliteit, gescand herhaald scannen zal blootstellen de rat aan extra doses van straling en Isofluraan anesthesie voor een langere periode van tijd. Maandelijkse herhaalde straling blootstelling van 600 mGy gericht op het scheenbeen rat meer dan vier maanden veroorzaakt geen schadelijke effecten op micro-architectuur in vergelijking met de contralaterale hind-limb ¹bot, maar dit is niet de veiligheid van twee scans herhaald gaan onmiddellijke opvolging. Verdere beperkingen van de techniek beschreven omvatten de noodzaak uit te breiden de hind-limb strak met toegepast om het te houden toch krachten die op enkele wijzigingen in de botstructuur beroepen zich. Terwijl de ernst van de terughoudendheid van de hind-limb tijdens het scannen af van elke doelstelling met onderzoek hangt, resulteerde vorige onderzoek uit ons lab waarbij maandelijks herhaalde in vivo µCT beeldvorming van een hind-limb in een verschil in de corticale Micro-architectonisch parameter excentriciteit, in vergelijking met de contralaterale hind-limb die niet ondergaan herhaalde uitbreiding, stabilisatie en scannen van ¹. Excentriciteit is een maatregel van de elliptische vorm van de corticaal bot en veranderingen in reactie op de dragende gewijzigd. Daarom, wanneer using zulks werkwijze voor positionering en beteugeling van de hind-limb voor herhaald in vivo µCT imaging, rekening moet worden gemaakt wanneer beoordeling en interpretatie van in lastdragend micro-architecturale parameters wijzigingen.

Terwijl de bovenstaande richtlijnen voor de beeldvorming en de analyse van botweefsel voorzien, moet lichte het protocol worden aangepast wanneer imaging weke delen van de hind-limb. In het bijzonder moet de wijze waarop de hind-limb is verlengd ten opzichte van de romp en ingetogen rekening worden gehouden, zoals de huidige procedure misshapes de oriëntatie van de weke delen (spieren, vetweefsel) in abnormale positionering voor de duur van de scan. Heeft derhalve bij het extrapoleren van dit model voor het gebruik in de beeldvorming van de weke delen van de hind-limb, enkele aanpassingen moeten worden aan de techniek van de terughoudendheid te verminderen of te elimineren van de veranderingen in de positionering van de weefsels ten opzichte van elkaar.

Bovendien, de richtsnoeren zijn opgesteld specifiek gebaseerd op de ervaringen van onze onderzoeksgroep, echter zij kunnen worden gewijzigd voor andere verkrijgbare in vivo µCT scanners. Andere voorgestelde methoden om te positioneren en beperken de hind-limb mogelijk door de fabrikant van de in vivo µCT systeem scannen. Meest commercieel beschikbaar in vivo µCT eenheden lijst polypropyleen, uitgebreide polystyreen en plastic buizen met tandheelkundige wax te houden een uitstekende voet als aanvaardbaar materialen en methoden voor de beteugeling van het scannen been. Echter de methode in dit protocol gepresenteerd bieden meer gecontroleerde en consistent positioneren en terughoudendheid van de gescande poot en consequent produceert afbeeldingen van hoge kwaliteit. De richtsnoeren gepresenteerd in de huidige methode vereist gespecialiseerde apparatuur die nodig is voor de anesthesie voor de rat, zoals een vaporizer, buizen, maskers, inductie kamers en zuurstof. Hoewel de apparatuur geassocieerd met een iets hogere kosten ten opzichte van injecteerbare anesthetica wordt, hierdoor onderzoekers de mogelijkheid om snel en nauwkeurig induceren anesthesie bij specifieke diepten van bewustzijn, die een voordeel boven alternatief biedt methoden.

Met behulp van de richtsnoeren in de huidige methode video, onderzoekers met behulp van hoge resolutie in vivo µCT technologieën te onderzoeken hun interventie zal van belang zitten kundig voor goed en consequent oriënteren en beperken van een rat hind-limb voor hoge kwaliteit X-ray imaging. Dit zal bieden een continuüm op het gebied van in vivo µCT Beeldacquisitie en dienen als een stap op weg naar het optimaliseren van de consistentie en nauwkeurigheid in studies en inschakelen van vergelijkingen over studies in de literatuur. Ook kunnen deze protocollen en methoden worden uitgebreid voor gebruik in andere knaagdiersoort, waaronder muizen, hoewel sommige wijzigingen vereist ^{2,10 zullen}. De terughoudendheid van de voet in de buis schuim kunt bijvoorbeeld het enkel om te minimaliseren de mogelijkheid van been beweging tijdens de scan. Bovendien, past de volledige voet in de houder van het schuim. Zo verlengt de tenen niet uit het einde van de houder zoals ze doen wanneer de beveiliging van de voet van een rat. Het lichaam van de muis hoeft bovendien niet de dezelfde terughoudendheid met tape als de rat. Een kleinere neus kan worden gebruikt voor het behoud van verdoving in muizen tijdens de scan. Als een kleinere neus niet beschikbaar is, kan men veilig een nitril handschoen over de beschikbare neus kegel en maak een kleine incisie in de handschoen te voorzien een ruimte die bij de neus van de muis passen kan om anesthesie met behoud van een afdichting rond de neus.

Terwijl de proximale tibia de hoofdsite van onderzoek van wijzigingen is tot bone micro-structuur in de rat, moeten richtsnoeren voor de goede en consistente plaatsing van andere skelet sites zoals het bovenbeen en de lendenwervels worden onderzocht en vastgesteld voor consistentie in de literatuur. Echter, bij de uitvoering van toekomstige onderzoek waarbij de beeldvorming van de lendenwervels, overwegingen moeten worden gemaakt als beeldvorming van de wervelkolom straling blootstelling aan de omliggende organen en weefsels biedt.