설치류 뼈의 전체 뼈 굽힘 시험과 관련된 연구의 설계, 실행 및 해석에 대한 실용적인 고려 사항

요약

설치류 뼈의 기계적 검사는 뼈의 골절 민감도에 관한 정보를 추출하는 데 유용한 방법입니다. 적절한 실제적 이해가 부족하면 결과가 과도하게 해석되거나 타당성이 부족할 수 있습니다. 이 프로토콜은 유효하고 기능적인 데이터를 제공하기 위해 기계적 테스트가 정확하게 수행되도록 하는 가이드 역할을 합니다.

초록

골절로 이어지는 골격계 취약성은 매년 150만 건의 골절과 180억 달러의 직접 치료 비용을 초래하는 미국의 공중 보건 위기입니다. 뼈 질환의 기저와 치료에 대한 반응을 이해하는 능력은 바람직할 뿐만 아니라 매우 중요합니다. 뼈의 기계적 검사는 골절에 대한 뼈의 민감도를 이해하고 정량화하는 데 유용한 기술입니다. 이 방법은 수행하기가 간단해 보이지만 사용자가 관리 가정과 주요 단계를 무시하는 경우 부적절하고 부정확한 결론에 도달할 수 있습니다. 이는 방법의 오용과 결과의 잘못된 해석으로 연구가 계속 발표됨에 따라 학문 전반에 걸쳐 관찰되었습니다. 이 프로토콜은 시료 크기 고려부터 조직 채취 및 저장, 데이터 분석 및 해석에 이르기까지 이러한 기술의 적용과 함께 기계적 테스트와 관련된 원칙에 대한 입문서 역할을 합니다. 이를 통해 뼈의 골절 민감성에 대한 귀중한 정보를 얻을 수 있어 학술 연구와 임상 솔루션 모두에 대한 이해를 높일 수 있습니다.

서문

뼈의 기계적 검사는 골절에 대한 뼈의 민감도와 관련된 기능적 정보를 추출하는 주요 방법입니다. 전임상 연구에서는 여러 가지 검사 방식을 사용할 수 있지만 가장 일반적인 것은 긴 뼈를 구부리는 것입니다. 이 검사는 수행하기 쉬우며 사람에서 쥐에 이르기까지 다양한 크기의 뼈에 사용할 수 있습니다. 마우스는 전임상 연구에서 가장 일반적으로 연구되는 동물 중 하나이기 때문에 이 프로토콜은 마우스의 대퇴골과 경골에 수행되는 굽힘 테스트에 중점을 둘 것입니다.

굽힘 테스트를 수행하기 전에 뼈를 적절하게 채취하고 보관해야 합니다. 가장 일반적인 보관 방법은 전통적으로 식염수에 적신 거즈에 뼈를 얼리거나, 식염수만 넣거나, 에탄올에서 뼈를 탈수하는 것입니다 ¹. 에탄올에 저장된 골은 냉동 보관된 골에 비해 강성과 탄성 계수가 증가하고 변형 매개변수가 감소하는 것으로 나타났습니다¹. 검사 전에 뼈에 수분을 보충해도 이러한 특성이 정상 수준 ¹로 회복되지 않습니다. 식염수에 담그면 식염수가 팽창할 때 압력이 가해지기 때문에 뼈가 손상될 수 있습니다. 또한 마이크로 컴퓨터 단층 촬영(μCT) 스캔을 위해 뼈를 제거하기 위해 용액을 완전....

프로토콜

동물과 관련된 이 프로토콜 전체에 설명된 모든 절차는 절차 전에 Indiana University School of Science Institutional Animal and Use Committee(IACUC)의 승인을 받았습니다. 절차에 설명된 동물은_CO2흡입 후 안락사의 2차 수단으로 자궁경부 탈구를 통해 안락사되었습니다.

1. 뼈의 채취, 보관 및 해동

1. 수확 및 저장
   1. 마우스의 복부 쪽을 위로 향하게 놓습니다. 메스(또는 면도날이나 가위)를 사용하여 한쪽 대퇴골과 골반의 대략적인 접합부를 절개합니다.
   2. 고관절이 위치할 때까지 등쪽 초기 절개를 계속합니다. 골반에 붙어있는 작은 흰색 구체로 보이는 대퇴골두를 찾으십시오.
   3. 대퇴골두가 소켓에서 튀어나올 때까지 메스 가장자리로 대퇴골두의 근위 가장자리에 압력을 가합니다. 나머지 사체에서 뒷다리를 분리하기 위해 추가 조직을 절제합니다.
   4. 뒷다리를 분리한 상태에서 무릎 관절의 굴곡을 유도하여 경골과 대퇴골을 분리합니다. 무릎 앞쪽 표면에서 메스를 내측 방향으로 움직여 뼈 사이의 인대를 포함하여 인접한 조직을 절단합니다.
   5. 이렇게 해도 뼈가 분리되지....

토론

스캔 및 테스트 프로세스 전반에 걸쳐 문제 해결 및 최적화가 적절한 순간이 있습니다. 첫 번째는 μCT를 사용하여 뼈를 스캔할 때 발생합니다. 많은 시스템에는 하나의 물체를 잡고 스캔할 수 있는 홀더가 함께 제공되지만 맞춤형 홀더를 제작하여 동시에 여러 뼈를 스캔할 수 있습니다. 여러 뼈를 스캔하는 것은 최적화를 위한 훌륭한 포인트가 될 수 있지만, 아티팩트가 유발되지 않도록 스캔 및 ?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
CTAn	Bruker	NA	CT Scan Analysis Software
DataViewer	Bruker	NA	CT Scan Rotation Software
Matrix Laboratory (MATLAB) 2023a	MathWorks	NA	Coding platform used for data analysis
NRecon	Bruker	NA	CT Scan Reconstruction software
SKYSCAN 1272-100 kV w/ 16 MP CCD detector, incl 3D Suite Software	Micro Photonics Inc	SKY-016814	Micro-CT system that can non-destructively visualize up to 209 mPs in every virtual slice through an object