Name: micro-computed tomography analysis of the knee in aged dunkin-hartley guinea pigs after intra articular injection
Uploaded: 2024-08-02T13:00:00
Description: The purpose of this protocol is to guide researchers in performing a palpation-guided technique of intra-articular knee injection in guinea pigs and ...

Die in diesem Manuskript skizzierte Forschung wurde vom South Carolina SmartState® Stiftungslehrstuhl für Drug Discovery Endowment Funds (PMW), der MUSC Division of Laboratory Animal Resources und dem MUSC Drug Discovery Core unterstützt. Diese Veröffentlichung wurde auch vom National Center for Advancing Translational Sciences der National Institutes of Health unter den Fördernummern TL1 TR001451 und UL1 TR001450 sowie vom National Institute of Dental & Craniofacial Research der National Institutes of Health unter der Fördernummer R01DE029637 unterstützt.

Alle hier beschriebenen Methoden wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee der Medical University of South Carolina genehmigt. Die Studie folgte dem Prinzip der 3R.
1. Intraartikuläre Injektionspräparate
<ol><li>Lassen Sie die Dunkin-Hartley-Meerschweinchen mindestens eine Woche lang vor Beginn des Versuchs an der Einrichtung akklimatisieren. HINWEIS: Es wurden 5- (n=2), 9- (n=1) und 12 (n=2) alte männliche Meerschweinchen verwendet. Männchen zeigen eine ...

<ol>
	<li>Callahan, L. F., Cleveland, R. J., Allen, K. D., Golightly, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Racial/Ethnic,+socioeconomic,+and+geographic+disparities+in+the+epidemiology+of+knee+and+hip+osteoarthritis.">Racial/Ethnic, socioeconomic, and geographic disparities in the epidemiology of knee and hip osteoarthritis.</a> Rheum Dis Clin North Am. 47 (1), 1-20 (2021).</li><li>Mandl, L. 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L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+assessment+of+bone+microstructure+in+rodents+using+micro-computed+tomography.">Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography.</a> J Bone Miner Res. 25 (7), 1468-1486 (2010).</li><li>Yang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Involvement+of+CD147+in+alveolar+bone+remodeling+and+soft+tissue+degradation+in+experimental+periodontitis.">Involvement of CD147 in alveolar bone remodeling and soft tissue degradation in experimental periodontitis.</a> J Periodontal Res. 52 (4), 704-712 (2017).</li><li>Ruegsegger, P., Koller, B., Muller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microtomographic+system+for+the+nondestructive+evaluation+of+bone+architecture.">A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture.</a> Calcif Tissue Int. 58 (1), 24-29 (1996).</li><li>Boca, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+micro-CT+imaging+and+histology+for+approximal+caries+detection.">Comparison of micro-CT imaging and histology for approximal caries detection.</a> Sci Rep. 7 (1), 6680 (2017).</li><li>Ren, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemical+and+morphological+abnormalities+of+subchondral+bone+and+their+association+with+cartilage+degeneration+in+spontaneous+osteoarthritis.">Biochemical and morphological abnormalities of subchondral bone and their association with cartilage degeneration in spontaneous osteoarthritis.</a> Calcified Tissue International. 109 (2), 179-189 (2021).</li><li>Wang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stage-specific+and+location-specific+cartilage+calcification+in+osteoarthritis+development.">Stage-specific and location-specific cartilage calcification in osteoarthritis development.</a> Ann Rheum Dis. 82 (3), 393-402 (2023).</li><li>Magni, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+osteoarthritis:+expert+opinion+on+NSAIDs.">Management of osteoarthritis: expert opinion on NSAIDs.</a> Pain Ther. 10 (2), 783-808 (2021).</li><li>Wang, T., Wen, C. 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K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+platelet-rich+plasma+injections+versus+single+platelet-rich+plasma+injection+in+early+osteoarthritis+of+the+knee:+An+experimental+study+in+a+guinea+pig+model+of+early+knee+osteoarthritis.">Multiple platelet-rich plasma injections versus single platelet-rich plasma injection in early osteoarthritis of the knee: An experimental study in a guinea pig model of early knee osteoarthritis.</a> Am J Sports Med. 47 (10), 2300-2307 (2019).</li><li>Patel, S., Mishra, N. P., Chouhan, D. K., Nahar, U., Dhillon, M. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+ultrasound-guided+intra-articular+injections+in+guinea+pig+knees.">Accuracy of ultrasound-guided intra-articular injections in guinea pig knees.</a> Bone Joint Res. 4 (1), 1-5 (2015).</li><li>Nie, C., Wang, Z., Liu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+depression+on+fracture+healing+and+osteoblast+differentiation+in+rats.">The effect of depression on fracture healing and osteoblast differentiation in rats.</a> Neuropsychiatr Dis Treat. 14, 1705-1713 (2018).</li><li>Jonsson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-CT+and+deep+learning:+Modern+techniques+and+applications+in+insect+morphology+and+neuroscience.">Micro-CT and deep learning: Modern techniques and applications in insect morphology and neuroscience.</a> Front Insect Sci. 3, (2023).</li></ol>

Trotz der jüngsten Fortschritte in der symptomatischen Behandlung von OA gibt es einen völligen Mangel an Therapeutika, die den Beginn oder die Verzögerung des Fortschreitens von OAverhindern 24. Derzeit ist die einzige Heilung für schwere Arthrose der Gelenkersatz, der kostspielig und invasiv ist und zu Morbidität und Mortalität der Patienten führen kann25. Infolgedessen besteht ein dringender Bedarf an kontinuierlicher Forschung mit Tiermodellen für Open Access un...

32,5 Millionen Erwachsene in den USA sind von Osteoarthritis (OA) betroffen. Sie wird durch einen fortschreitenden Verlust des Gelenkknorpels, eine leichte Entzündung des Gewebes in und um die Gelenke und die Bildung von Osteophyten und Knochenzysten verursacht 1,2. Die Symptome manifestieren sich typischerweise in den späteren Stadien der Krankheit, wobei die derzeitigen Behandlungen nur palliative Linderung bieten und systemische Nebenwirkungen haben. Der Mangel an krankheitsmodifizierenden Medikamenten ist auf ein mangelndes Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen der Krankheit zurückzuführen3. Infolgedessen besteht ein kritischer und anhaltender medizinischer Bedarf an verbesserten Wirkstoffen zur Behandlung von OA.
Es stehen mehrere Tiermodelle von OA zur Verfügung, die verschiedene Komponenten der Krankheitsprozesse untersuchen4. Es gibt zwar mehrere chirurgische Modelle, darunter die Durchtrennung des vorderen Kreuzbandes und die Destabilisierung des Innenmeniskus, diese sind jedoch invasiv und erfordern ein hohes Maß an technischer Kompetenz5. Chemisch induzierte Modelle sind vergleichsweise weniger invasive Verfahren, die typischerweise zur Untersuchung von OA-Schmerzmechanismen eingesetzt werden6. Eines dieser weit verbreiteten Mausmodelle beinhaltet die OA-Induktion durch eine intraartikuläre Knieinjektion von Mononatriumiodacetat (MIA). Dieses Modell erzeugt einen reproduzierbaren, robusten und schnellen schmerzähnlichen Phänotyp, der durch Änderung der MIA-Dosierung7 abgestuft werden kann. Die technischen Einzelheiten der Induktion dieses Modells wurden bereits beschrieben7. Die Übertragung dieser Technik auf größere Nagetiere, wie z. B. Meerschweinchen, ist aufgrund ihrer anatomischen Unterschiede schwierig. Zu den Unterschieden gehören eine erhöhte Muskulatur um die angrenzenden Knochen und den Gelenkraum beim Meerschweinchen sowie eine artikulierende Fibula und Tibia im Vergleich zur distalen Fusion, die bei Mäusen beobachtet wurde8. Dunkin-Hartley-Meerschweinchen, ein weit verbreiteter Meerschweinchenstamm, sind ein etabliertes OA-Tiermodell, da sie diese Krankheit auf natürliche Weise entwickeln, und bieten damit ein robustes Modell für die Untersuchung der Auswirkungen neuartiger Therapeutika, die durch intraartikuläre Injektion verabreicht werden, auf das Fortschreiten der Krankheit9. Dunkin-Hartley-Meerschweinchen beginnen mit der Entwicklung von OA im Alter von drei Monaten, wobei die Männchen eine beschleunigte Entwicklung und einen schwereren Phänotyp10 aufweisen. Bei Meerschweinchen schreitet die Arthrose mit dem Alter fort, und nach 12 Monaten ist die damit verbundene Pathologie in der Bildgebung erkennbar11. Spontane OA-Modelle, wie das Dunkin-Hartley-Modell, erfordern keine Intervention, um OA zu induzieren und somit die Entwicklung und das Fortschreiten des Krankheitsphänotyps beim Menschen zu rekapitulieren, wodurch ein leistungsfähiges translationales Modell bereitgestelltwird 10. Darüber hinaus ermöglicht die spontane Entwicklung von OA die interne Kontrolle, wenn neuartige Therapeutika einseitig in einem einzelnen Knie eines bestimmten Tieres verabreicht werden. Diese interne Kontrolle minimiert die Auswirkungen von Variabilitäten zwischen den Tieren bei der Datenanalyse und kann dazu beitragen, die Gesamtzahl der Tiere zu reduzieren. 
Die Röntgen-Mikro-Computertomographie (μCT) ist ein leistungsstarkes Instrument, das eine quantitative Beurteilung des OA-Schweregrads12 ermöglicht. Bei der μCT werden mehrere hochauflösende Röntgenbilder abgetastet, die von einer rotierenden Probe oder einer rotierenden Röntgenquelle und einem rotierenden Röntgendetektor13 gewonnen wurden. Dann werden dreidimensionale (3D) volumetrische Daten in Form von gestapelten Bildscheiben14 rekonstruiert. Da mineralisierter Knochen im μCT einen hervorragenden Kontrast aufweist, kann diese Modalität zur Beurteilung von 3D-Merkmalen und zur Durchführung quantitativer Analysen von Veränderungen im Zusammenhang mit OA verwendet werden 15,16,17. μCT bietet mehrere Vorteile gegenüber weiter verbreiteten Werkzeugen, einschließlich der Histopathologie und der Ganganalyse. Im Gegensatz zur histologischen Beurteilung eines oder weniger Gewebeabschnitte wird bei der μCT das gesamte Gelenk gescannt und eine ganzheitlichere Beurteilung von OA-Läsionenermöglicht 18. Während die Ganganalyse symptomatische Veränderungen der Gelenkfunktion im Laufe der Zeit erkennen kann, entwickeln sich Gelenkveränderungen lange vor den funktionellen Veränderungen, die mit OA verbunden sind. Die μCT kann ein sensitiveres Maß für die OA-Entwicklung vor dem Auftreten von Lahmheiten liefern. Zwei besonders relevante quantitative Messungen sind die Knochenmineraldichte und die Trabekeldicke, da beide im Laufe der Progression von OA zunehmen19,20. Es kann hilfreich sein, die Analyse in subchondrale Platte und trabekulären Knochen aufzuteilen, da sie unterschiedliche Merkmale aufweisen, um robustere Messungen und Vergleiche zu erhalten.
Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist es, Forschern dabei zu helfen, intraartikuläre Injektionen bei Meerschweinchen erfolgreich durchzuführen. Das vorgestellte Protokoll verwendete fünf (n=2), neun (n=1) und 12 (n=2) alte, männliche Dunkin-Hartley-Meerschweinchen; Die Verfahren können auf andere Meerschweinchenstämme und Altersgruppen extrapoliert werden, die intraartikuläre Knieinjektionen erfordern. In spontanen Modellen der Arthrose, wie dem Dunkin-Hartley-Modell, werden das Fortschreiten der Erkrankung und das Ansprechen auf die serielle Behandlung oft über lange Zeiträume von Wochen bis Monaten überwacht9. Dieses erweiterte Protokoll führt zu mehreren intraartikulären Injektionen, und daher ist es wichtig, über die richtige Injektionstechnik zu verfügen, um unerwünschte Ereignisse wie Schmerzen, Lahmheiten oder Infektionen zu verhindern, die sich alle auf das Wohlergehen der Tiere auswirken und die Studienergebnisse verfälschen können, während zusätzliche Tiere in der Studie erforderlich sind. Das vorliegende Protokoll beschreibt die Methodik der intraartikulären Injektionen bei Meerschweinchen und die anschließende Analyse der μCT-Daten.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>200 Proof Ethanol</td>
			<td>Decon Laboratories</td>
			<td>2701</td>
			<td>sterilizing agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D.SUITE software</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>&#956;-CT analyzing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine Surgical Scrub</td>
			<td>Avrio Health</td>
			<td>67618-151-16</td>
			<td>sterilizing agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringe with needle</td>
			<td>Ulticare</td>
			<td>91008</td>
			<td>to perform injections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Piramal</td>
			<td>803249</td>
			<td>anesthesize animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutral Buffered Formalin</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>23-427098</td>
			<td>Fix tissue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nrecon Software</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>&#956;-CT reconstruction software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Cytiva</td>
			<td>SH30258.01</td>
			<td>control and diluting agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SkyScan 1176</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>to scan samples&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

micro-computed tomography analysis of the knee in aged dunkin-hartley guinea pigs after intra articular injection

Der Zweck dieses Protokolls besteht darin, Forscher bei der Durchführung einer palpationsgesteuerten Technik der intraartikulären Knieinjektion bei Meerschweinchen und der Beurteilung mittels Mikrocomputertomographie zu unterstützen. Dunkin-Hartley-Meerschweinchen sind robuste Modelle für die Arthroseforschung, da sie spontan Arthrose in ihren Knien entwickeln. Die intraartikuläre Verabreichung von Medikamenten ist eine gängige Methode, um die Auswirkungen eines Prüfpräparats in vivo zu untersuchen. Beim Menschen können Therapeutika, die über intraartikuläre Injektion verabreicht werden, Schmerzlinderung bieten und das weitere Fortschreiten der Arthrose verzögern. Wie bei jeder Spezies kann das Einführen einer Nadel in einen Gelenkspalt zu Verletzungen führen, die zu Schmerzen, Lahmheit oder Infektionen führen können. Solche unerwünschten Ereignisse können den Tierschutz beeinträchtigen, die Studienergebnisse verfälschen und zusätzliche Tiere erforderlich machen, um die Studienziele zu erreichen. Daher ist es unerlässlich, geeignete Injektionstechniken zu entwickeln, um Komplikationen zu vermeiden, insbesondere bei Längsschnittstudien, die mehrere, wiederholte intraartikuläre Injektionen erfordern. Unter Verwendung der vorgestellten Methodik erhielten fünf Meerschweinchen unter Vollnarkose bilaterale Knieinjektionen. Sieben Tage nach der Injektion wurden die Tiere auf humane Weise eingeschläfert, um den Schweregrad der Arthrose zu analysieren. Nach Anästhesie oder Knieinjektionen traten keine unerwünschten Ereignisse auf, einschließlich Hinken, Schmerzen oder Infektionen. Mit der Röntgen-Mikro-Computertomographie des Knies können pathologische Veränderungen im Zusammenhang mit Arthrose festgestellt werden. Mikrocomputertomographie-Daten deuten darauf hin, dass die Arthrose bei älteren Tieren schwerwiegender verläuft, was sich in einer erhöhten Knochenmineraldichte und Trabekeldicke mit zunehmendem Alter zeigt. Diese Ergebnisse stimmen mit histologischen Veränderungen und modifizierten Mankin-Scores überein, einem etablierten und weit verbreiteten Bewertungssystem zur Beurteilung des Schweregrads der Arthritis bei denselben Tieren. Dieses Protokoll kann zur Verfeinerung intraartikulärer Injektionen bei Meerschweinchen verwendet werden.

Vor der Durchführung intraartikulärer Injektionen an lebenden Tieren wurde das obige Protokoll an drei Rattenkadavern praktiziert, um die korrekte Injektionsstelle zu gewährleisten. Während der Übungssitzungen wurden 50 μl 70 % neuer Methylenblau-Farbstoff nach der oben beschriebenen Methode in beide Kniegelenke injiziert. Dies entspricht sechs Übungsinjektionen. Nach der Injektion wurde das Kniegelenk präpariert, indem durch die kraniale Seite des Gelenkspalts, distal der Patella und durch das Patellaband geschn...

Dunkin-Hartley-Meerschweinchen sind ein etabliertes Tiermodell für die Arthroseforschung. Solche Studien können aus verschiedenen Gründen von intraartikulären Injektionen profitieren, z. B. bei der Untersuchung neuartiger Wirkstoffe oder der Behandlung von Krankheiten. Wir beschreiben eine Methodik für intraartikuläre Knieinjektionen bei Meerschweinchen und die anschließende Mikro-Computertomographie-Analyse zur Beurteilung von Arthritis-assoziierten Knieveränderungen.

Mikro-Computertomographie-Analyse des Knies bei gealterten Dunkin-Hartley-Meerschweinchen nach intraartikulärer Injektion

The purpose of this protocol is to guide researchers in performing a palpation-guided technique of intra-articular knee injection in guinea pigs and ...

Osteoarthritis oder OA ist eine degenerative Gelenkerkrankung, von der 32,5 Millionen Erwachsene in den USA betroffen sind. Oft treten OA-Symptome erst nach einem schweren Krankheitsverlauf auf. Der Mangel an krankheitsmodifizierenden Medikamenten ist auf ein mangelndes Verständnis der Mechanismen zurückzuführen, die die Krankheit auslösen und antreiben.Infolgedessen besteht ein kritischer und anhaltender medizinischer Bedarf an verbesserten Wirkstoffen für die Behandlung von OA. Dunkin-Hartley-Meerschweinchen sind ein etabliertes OA-Tiermodell, da sie diese Krankheit auf natürliche Weise entwickeln und ein robustes Modell für die Untersuchung der Auswirkungen neuartiger Therapeutika, die durch intraartikuläre Injektion verabreicht werden, auf das Fortschreiten der Krankheit bieten. Da mineralisierter Knochen in der Mikro-CT einen hervorragenden Kontrast aufweist, kann diese Modalität zur Beurteilung von 3D-Merkmalen und zur Durchführung quantitativer Analysen von Veränderungen im Zusammenhang mit OA verwendet werden. Zwei besonders relevante quantitative Messungen sind die Knochenmineraldichte und die Trabekeldicke, da beide im Laufe des Krankheitsverlaufs zunehmen. Die beschriebene Methodik der intraartikulären Injektionen bei Meerschweinchen und die anschließende Analyse von Mikro-CT-Daten wird dazu beitragen, die Variabilität der Studien zu reduzieren und die Effizienz der Datenanalysen zu erhöhen.Rasieren Sie das Knie mit einem Elektrorasierer. Betäuben Sie das Tier und bestätigen Sie eine ausreichende Anästhesietiefe, indem Sie nicht auf das Einklemmen der Zehen reagieren. Geben Sie steriles Augengleitmittel in beide Augen, um Austrocknung und Verletzungen zu verhindern.Reinigen Sie die Injektionsstelle dreimal mit kreisenden Bewegungen und wechseln Sie mit dem verdünnten Peeling und der Alkohollösung. Es sollten sterile Handschuhe verwendet werden. Dieses Video zeigt die Verwendung von Autoklaven-Nitro-Handschuhen.Während des gesamten Eingriffs sollte eine aseptische Technik angewendet werden. Beugen Sie das Knie um 90 Grad, bewegen Sie den Finger distal zur Patella, um die Rille des distalen Aspekts des Gelenkraums zu lokalisieren, indem Sie die hintere Extremität beugen und strecken. Die Tibia ist als knöcherne Struktur distal der Kniescheibe zu spüren.Sobald die Lage von Tibia und Patella bestimmt ist, befindet sich das Gelenk zwischen ihnen. Führen Sie die Insulinnadel vorsichtig in der Mittellinie distal der Patella im Gelenkspalt ein. Die Nadel sollte ein bis zwei Millimeter unter der Haut eingeführt werden.Injizieren Sie das Volumen langsam. Massieren Sie das Knie, indem Sie das Gelenk einige Male beugen und strecken, um die richtige Verteilung des Arzneimittels zu gewährleisten. Geben Sie die Proben mit Formalin in einen kompatiblen Behälter.Kalibrieren Sie das Mikro-CT-Gerät für Dunkelfeld- und Lichtfeld-Belichtungen gemäß den Empfehlungen des Herstellers. Scannen Sie die Probe mit einem Aluminium-Kupferfilter bei 18 Mikrometern. Verwenden Sie den Rotationsschritt 0,7 Grad für 360 Grad mit der Offset-Kamera.Wählen Sie eine Schicht aus den Mikro-CT-Bildern aus. Überprüfen Sie die Kompensation von Fehlausrichtungen. Wenden Sie unter Einstellungen Glättung, Strahlhärtung, CS-Drehung und Ringartefakt an.Wählen Sie Start aus, um mit der Rekonstruktion zu beginnen. Wählen Sie VOI und richten Sie die Probe so aus, dass sie vertikal ausgerichtet wird, um die spätere Analyse zu erleichtern. Speichern Sie das bearbeitete VOI als neuen Ordner.Wählen Sie den Bereich der zu analysierenden Bilder aus, beginnend mit der subchondralen Platte. Es wird empfohlen, die Analyse der subchondralen Platte im trabekulären Knochen aufzuteilen, da sie unterschiedliche knöcherne Merkmale aufweisen. Wählen Sie für jedes Bild den gewünschten Bereich aus, um sicherzustellen, dass es den Knochen umfasst.Wählen Sie die Binärauswahl aus. Passen Sie das Histogramm so an, dass der Hintergrund im Bone vollständig getrennt ist. Wählen Sie die Registerkarte Knochenmineraldichte aus.Speichern Sie diese Daten in einem neuen Analysedatenordner. Wählen Sie Benutzerdefinierte Verarbeitung aus. Führen Sie zuerst die Schwellenwertbestimmung durch und wählen Sie Automatisch und dann Ausführen.Wählen Sie dann Flecken entfernen und dann Schwarze Flecken entfernen aus. Wiederholen Sie den Vorgang Flecken entfernen, und wählen Sie Weiße Flecken entfernen aus. Wählen Sie 3D-Analyse und wählen Sie Grundwerte und Zusatzwerte aus.A zeigt ein präpariertes Knie mit dem Vorhandensein von Methylenblau-Farbstoff im Gelenkspalt, was die korrekte Injektion zeigt. B ist eine flache Injektion, die dazu führt, dass sich im subkutanen Raum eine Bläse bildet. C zeigt den Mangel an Methylenblau-Farbstoff im Gelenkspalt, was auf eine falsche Injektion hinweist.Es kann hilfreich sein, die Analyse für die subchondrale Platte, die in A dargestellt ist, und den trabekulären Knochen, der in B dargestellt ist, aufzuteilen, da sie manchmal unterschiedliche Parameter für unterschiedliche Knochenanalysen haben. Für die Knochenmineraldichte sehen wir, dass es einen Anstieg des Mittelwerts der 12 Monate alten Meerschweinchen im Vergleich zu den fünf Monate alten Meerschweinchen gibt, und dies gilt sowohl für die subchondrale Platte als auch für den trabekulären Knochen, was zeigt, dass die Knochenmineraldichte im Laufe der Zeit zunimmt. Zusätzlich zur trabekulären Dicke sehen wir, dass die Dicke zwischen dem 12 Monate alten Meerschweinchen und dem neun Monate alten Meerschweinchen und dem fünf Monate alten Meerschweinchen in Millimetern zunimmt, was zeigt, dass die trabekuläre Dicke im Laufe der Zeit zunimmt.Die modifizierten Mankin-Werte nehmen mit zunehmendem Alter der Meerschweinchen zu, wie in Abbildung A zu sehen ist. Die Abbildungen B bis D zeigen Toluidinblau-Flecken. B ist ein fünf Monate altes Meerschweinchen, C ist ein neun Monate altes Meerschweinchen und D ist ein 12 Monate altes Meerschweinchen. Das schwarze Sternchen in Abbildung C zeigt den Proteoglykanverlust, während das schwarze Sternchen in Abbildung D Fissuren und das weiße Sternchen in Abbildung D Hypozellularität zeigt.Derzeit ist die einzige Heilung für schwere Arthrose der Ersatz, der kostspielig und invasiv ist und zu Morbidität und Mortalität der Patienten führen kann. Infolgedessen besteht ein dringender Bedarf, die Forschung mit Tiermodellen für Open Access fortzusetzen und die nachhaltige Entwicklung neuartiger Therapeutika voranzutreiben. Obwohl intraartikuläre Injektionen ein wesentlicher Bestandteil von OA-Studien an Meerschweinchen sind, muss dieses Verfahren noch systematisch detailliert beschrieben werden.Geeignete Injektionsverfahren sind von größter Bedeutung, um das Wohlergehen der Tiere zu gewährleisten und die Gesamtzahl der Tiere zu reduzieren, insbesondere bei Studien, die mehrere Injektionen über viele Monate erfordern. Um OA-bedingte Veränderungen systematisch zu beurteilen, beschreiben wir Mikro-CT-Analysen. Die Mikro-CT bietet eine tiefergehende Beurteilung von OA-Veränderungen als die histologische Überprüfung der Scans in einer gesamten Probe anstelle eines oder weniger Gewebeschnitte.Während Dunkin-Hartley-Meerschweinchen ein robustes Modell für die Untersuchung der OA-Progression und der Auswirkungen neuartiger Therapeutika darstellen, gibt es Einschränkungen bei diesem Modell. Spontane Modelle benötigen in der Regel einen längeren Untersuchungszeitraum im Vergleich zur raschen Entwicklung von Veränderungen nach chirurgischer oder chemisch induzierter Arthrose. Darüber hinaus können Forscher den Effekt der Variabilität zwischen den Tieren reduzieren, indem sie Behandlungen auf eine Gliedmaße in jedem Tier anwenden, so dass die kontralaterale Gliedmaße als interne Kontrolle dienen kann.

Research

JoVE Journal

Medicine

Micro-Computed Tomography Analysis of the Knee in Aged Dunkin-Hartley Guinea Pigs after Intra Articular Injection

Retrograde Perfusion and Filling of Mouse Coronary Vasculature as Preparation for Micro Computed Tomography Imaging

Retrograde Perfusion und Abfüllung von Maus Koronargefäße als Vorbereitung für die Mikro-Computertomographie Imaging

Visualization of the vasculature is becoming increasingly important for understanding many different disease states. While several techniques exist for ...

Forschung

Medizin

Osmotic Drug Delivery to Ischemic Hindlimbs and Perfusion of Vasculature with Microfil for Micro-Computed Tomography Imaging

Osmotic Drug Delivery zu ischämischen Hinterbeine und Perfusion von Blutgefäßen mit Microfil für Mikro-Computertomographie

Preclinical research in animal models of peripheral arterial disease plays a vital role in testing the efficacy of therapeutic agents designed to ...

Assessment of Viability of Human Fat Injection into Nude Mice with Micro-Computed Tomography

Beurteilung der Lebensfähigkeit der Menschen Fat Injektion in Nacktmäusen mit Micro-Computertomographie

Lipotransfer is a vital tool in the surgeon&#8217;s armamentarium for the treatment of soft tissue deficits of throughout the body. Fat is the ideal soft ...

Using Micro-computed Tomography for the Assessment of Tumor Development and Follow-up of Response to Treatment in a Mouse Model of Lung Cancer

Mit Micro-Computertomographie-zur Beurteilung der Tumorentwicklung und Follow-up der Reaktion auf die Behandlung in einem Maus-Modell von Lungenkrebs

Lung cancer is the most lethal cancer in the world. Intensive research is ongoing worldwide to identify new therapies for lung cancer. Several mouse ...

Combined Near-infrared Fluorescent Imaging and Micro-computed Tomography for Directly Visualizing Cerebral Thromboemboli

Kombinierte Near-Infrarot-Fluoreszenz-Bildgebung und Mikrocomputertomographie für Direkt Visualizing Cerebral Thromboembolie

Direct thrombus imaging visualizes the root cause of thromboembolic infarction. Being able to image thrombus directly allows far better investigation of ...

Cochlear Implantation in the Guinea Pig

Cochlea-Implantation in das Meerschweinchen

Cochlear implants are highly efficient devices that can restore hearing in subjects with profound hearing loss. Due to improved speech perception ...

Oleic Acid-Injection in Pigs As a Model for Acute Respiratory Distress Syndrome

Ölsäure-Injektion bei Schweinen als Modell für Acute Respiratory Distress Syndrome

The acute respiratory distress syndrome is a relevant intensive care disease with an incidence ranging between 2.2% and 19% of intensive care unit ...

Osteoarthritis Pain Model Induced by Intra-Articular Injection of Mono-Iodoacetate in Rats

Osteoarthritis-Schmerzmodell, induziert durch intraartikuläre Injektion von Mono-Jodacetat bei Ratten

The current animal models of osteoarthritis (OA) can be divided into spontaneous models and induced models, both of which aim to simulate the ...

A Non-Invasive Method for Generating the Cyclic Loading-Induced Intra-Articular Cartilage Lesion Model of the Rat Knee

Eine nicht-invasive Methode zur Erzeugung des zyklischen Belastungsinduzierten intraartikulären Knorpelläsionsmodells des Rattenknies

The pathophysiology of primary osteoarthritis (OA) remains unclear. However, a specific subclassification of OA in relatively younger age groups is likely ...

Tissue Preparation Techniques for Contrast-Enhanced Micro Computed Tomography Imaging of Large Mammalian Cardiac Models with Chronic Disease

Gewebepräparationstechniken für die kontrastverstärkte Mikro-Computertomographie-Bildgebung von Herzmodellen großer Säugetiere mit chronischen Erkrankungen

Structural remodeling is a common consequence of chronic pathological stresses imposed on the heart. Understanding the architectural and compositional ...