Die richtige Positionierung und Zurückhaltung einer Ratte Hind Extremität für fokussierte hochauflösende Bildgebung von Knochen-Mikroarchitektur mit In Vivo Mikro-Computertomographie

Dieses Protokoll bietet Zuschauern die erste ausführliche Leitlinie für die ordnungsgemäße Betäubung, die Platzierung und die Zurückhaltung der Ratte beim in-Vivo µCT Scannen der hinteren Extremität. Diese Richtlinien ermöglichen Benutzern von in Vivo µCT Scansysteme in hoher Auflösung zu erhalten und qualitativ hochwertige Bilder von der Tibia, die für die Quantifizierung von 3-dimensionalen Knochen-Mikroarchitektur verarbeitet werden können. Wichtige Schritte in das Protokoll notwendig um sicherzustellen, dass die richtige Positionierung und Zurückhaltung beinhalten die richtige Narkose die Ratte sowie das Hind Glied Weg von anderen kritischen Strukturen erweitern, bis es straff ist, aber nicht in eine unnatürliche Haltung. Für optimale Bildgebung Ergebnisse ist es unerlässlich, dass die Ratte auf eine Ebene der Entspannung betäubt werden und palpebrale und Pedal Reflexe verloren gehen. Darüber hinaus der Scan Bein ausgedehnt werden und der gesamte Fuß- und Sprunggelenk sollte in Schaumstoff zurückgehalten werden. Die optimale Positionierung der Scan Bein oben beschriebenen Verfahren werden sichergestellt, dass: 1) Hintergliedmaßen von Ratten im Rahmen einer Studie orientieren sich konsequent in die gleiche Richtung, so dass den Röntgenstrahl der gleichen Gegend jedes Bein passieren, während es sich dreht um die Probe; (2) sowohl freiwillige und unfreiwillige Bewegung der hinteren Gliedmaßen wird nicht auftreten, minimiert es das Potenzial für Bewegungsartefakte zu stören, die Qualität der aufgenommenen Bilder; (3) Hindernisse von Objekten (d.h. die Rute) werden verhindert, minimieren damit das Potenzial für Teilvolumen Auswirkungen, ungenaue BMD und TMD Messungen zu produzieren. Diese Richtlinien können für jede einzelne Ratte geändert werden, wie die Rate von Isofluran Stoffwechsel und Positionierung je nach Belastung und Körper Größe ²²variieren kann. Die am häufigsten in Vivo Scan Maschinen eignen sich für kleine Tiermodellen (d.h., Mäuse, Ratten, Kaninchen, Meerschweinchen) und austauschbaren tierische Stufen erlauben das Scannen von verschiedenen tierischen Größen haben. Daher können sie eine Vielzahl von Körpergewicht unterbringen.

Obwohl in Vivo µCT Scannen Genehmigungen für die Ratte neu positioniert und erneut gescannt, wenn die Bilder von den ersten Scanvorgang erworben schlechter Qualität werden wiederholt Scannen wird die Ratte zu zusätzlichen Dosen von Strahlung und Isoflurane Narkose für aussetzen einen längeren Zeitraum hinweg. Monatliche wiederholte Strahlenexposition von 600 mGy konzentriert an der Ratte Tibia mehr als vier Monaten verursacht keine Nebenwirkungen zu Mikro-Architektur im Vergleich zu der kontralateralen Hind Limb- ¹Knochen, aber dies stellt nicht fest, die Sicherheit der beiden Scans in wiederholt unmittelbar nacheinander. Weitere Einschränkungen der beschriebenen Technik umfassen die Notwendigkeit, die hinteren Gliedmaßen straff mit Kräften angewendet stillhalten, verlängern, die einige Veränderungen in der Knochenstruktur geltend machen kann. Während die Schwere der Zurückhaltung der hinteren Extremität während des Scannens von jedem Forschungsziel abhängen, führte einen Unterschied in der kortikalen frühere Untersuchungen aus unserem Labor mit monatlichen wiederholte in Vivo µCT Bildgebung von einem hinteren Bein mikroarchitektonische Parameter, Exzentrizität, im Vergleich zu den kontralateralen Hind Gliedmaßen, der nicht wiederholten Erweiterung, Stabilisierung und Scannen ¹durchlaufen. Exzentrizität ist ein Maß für die elliptische Form der Kortikalis und Veränderungen als Reaktion auf veränderte Belastbarkeit. Daher, wenn Sie mit dieser Methode der Positionierung und Eindämmung der hinteren Extremität für in Vivo µCT imaging wiederholt, sollten Berücksichtigung erfolgen, wenn Bewertung und Interpretation zu tragenden mikroarchitektonische Parameter ändert.

Während die oben genannten Richtlinien für die Bildverarbeitung und Analyse des Knochengewebes bereitgestellt wurden, müssen leichte Anpassungen des Protokolls erfolgen beim Weichgewebe der hinteren Extremität abbilden. Insbesondere muss die Art der hinteren Extremität erstreckte sich von den Torso und zurückhaltend berücksichtigt werden wie die aktuelle Prozedur die Ausrichtung der Weichteile (Muskulatur, Fettgewebe) in abnorme Positionierung für die Dauer des Scans Puppenständer. Daher, wenn dieses Modell für den Einsatz in der Bildgebung des Weichgewebes der hinteren Extremität rechnet man, sollten einige Anpassungen vorgenommen werden, zur Zurückhaltung-Technik zur Verminderung oder Beseitigung der Änderungen in der Positionierung des Gewebes im Verhältnis zueinander.

Darüber hinaus die Richtlinien geschrieben worden speziell basierend auf den Erfahrungen unserer Forschungsgruppe, sie können jedoch geändert werden, um anderen handelsüblichen in Vivo µCT-Scanner aufnehmen. Andere empfohlenen Methoden zur Positionierung und zurückhalten der hinteren Extremität möglicherweise vom Hersteller von in-Vivo -µCT scanning-System verfügbar. Die meisten im Handel erhältlichen in Vivo µCT-Einheiten auflisten aus Polypropylen, erweitertes Polystyren und Kunststoffrohre mit dental Wachs eine hervorstehende halten Fuß als akzeptable Materialien und Methoden zur Eindämmung der Scan Bein. Jedoch in diesem Protokoll vorgestellte Methode bieten mehr kontrollierte und konsistente Positionierung und Zurückhaltung des gescannten Beines und konsequent produziert qualitativ hochwertige Bilder. In dem vorliegenden Verfahren vorgelegten Leitlinien erfordern spezielle Ausrüstung notwendig für die Anästhesie der Ratte, wie ein Vaporizer, Rohre, Masken, Induktion Kammern und Sauerstoff. Obwohl das Gerät mit einem etwas höheren Kosten im Vergleich zu injizierbaren Anästhetika verbunden ist, können Forscher die Fähigkeit, schnell und präzise induzieren Anästhesie in bestimmten Tiefen des Bewusstseins, die einen Vorteil gegenüber Alternative bietet Methoden.

Mit den Richtlinien in dem vorliegenden Verfahren video, Forscher mit hoher Auflösung in Vivo µCT Technologien zu untersuchen, ihre Intervention wird von Interesse richtig in der Lage sein und konsequent orientieren und zurückhalten einer Ratte Hind Gliedmaßen für hohe x-ray-Bildqualität. Dies ein Kontinuum im Bereich der in-Vivo µCT Bildaufnahme und dienen als ein Schritt zur Optimierung der Konsistenz und Genauigkeit innerhalb von Studien und Vergleiche in Studien in der Literatur. Ebenso können diese Protokolle und Methoden erweitert werden, für den Einsatz in andere Nagetierarten, einschließlich Mäuse, obwohl einige Änderungen erforderlich ^2,10sein werden. Beispielsweise zählen die Zurückhaltung des Fußes in der Schaum-Röhre den Knöchel um die Möglichkeit der Beinbewegung während des Scans zu minimieren. Darüber hinaus werden die volle Fuß in den Schaumstoff-Halter passen. Damit verlängern die Zehen nicht aus dem Ende des Inhabers, wie sie tun, wenn der Fuß einer Ratte zu sichern. Darüber hinaus erfordert der Körper der Maus nicht die gleiche Zurückhaltung mit Klebeband als die Ratte. Ein kleinere Nase Kegel kann verwendet werden, für die Aufrechterhaltung der Anästhesie bei Mäusen während des Scans. Wenn ein kleinere Nase Kegel nicht verfügbar ist, kann einen Nitril-Handschuh über die verfügbaren Bugnase zu sichern und machen einen kleinen Schnitt in den Handschuh, einen Raum zu bieten, der die Nase der Maus auf die Anästhesie zur Verfügung stellen und gleichzeitig eine Dichtung um die Nase passen.

Während die proximale Tibia der Hauptstandort der Untersuchung der Veränderungen zu Mikro-Struktur bei der Ratte der Knochen ist, sollten Richtlinien für die korrekte und konsequente Positionierung von anderen Stellen des Skeletts wie Femur und Lendenwirbel untersucht und seit Konsistenz in der Literatur. Allerdings müssen bei zukünftigen Forschung mit der Abbildung von den Lendenwirbeln, Überlegungen erfolgen Bildgebung der Wirbelsäule Strahlenbelastung für die umliegenden Organe und Gewebe bietet.