Компютърна томография и оптично изображение на свързване на остеогенеза-ангиогенеза за оценка на интеграцията
Обобщение
Имплантирането на автоложни и алогенни костни присадки представляват приети подходи за лечение на значителна черепно-лицева костна загуба. И все пак ефектът от състава на присадката върху взаимодействието между неоваскуларизацията, диференциацията на клетките и образуването на костите е ясен. Представяме мултимодален образен протокол, насочен към изясняване на взаимозависимостта на ангиогенезата и остеогенезата в близост до присадката.
Резюме
3D анализът с висока разделителна способност на васкулатурата показа значително по-голяма ангиогенеза при животни с имплантирани автографти, особено по отношение на образуването на артериола. В резултат на това, перфузията на кръвта е била значително по-висока в групата с автотрансплантация към 7-ия ден след операцията. Наблюдавахме превъзходна минерализация на костите и в по-голяма степен костно образуване при животни, получили автотрансплантати. Автоложната резидентна имплантация индуцира набиране на стволови клетки в шева на костния присадник-гостоприемник, където клетките се диференцират в костни клетки, образуващи се между 7-ия и 10-ия следоперативен ден. Това откритие означава, че засиленото костно образуване може да се отдаде на увеличеното съдово снабдяване, което характеризира имплантацията на автотрансплантат. Разкритите методи могат да служат като оптимален инструмент за изследване на костната регенерация по отношение на строго демаркирано костно образуване и неоваскуларизация.
Въведение
Краниофациалната костна загуба поради травма, резекция на тумор, декомпресионна краниотомия и вродена малформация рядко се лекува сама по себе си и представлява явна незадоволена клинична нужда. За лечение на тези състояния широко се използват автоложни костни присадки и алогенни костни присадки 1.
Широко разпространено е мнението, че остеогенезата е тясно свързана с ангиогенезата 2,3. По този начин, пълното проучване на предложената терапия за регенерация на костите трябва да включва задълбочено изследване на формиращото се съдово дърво през цялото място на дефекта. Налични са няколко метода за характеризиране на васкуларността в изследователските модели. Съдовото дърво може да бъде изследвано чрез хистологичен анализ. Тъй като хистологията разчита на секционната тъкан, има голяма вероятност полученото изображение да бъде изкривено. За да се реши този проблем, интравитална микроскопия може да се извърши върху непокътнати кръвоносни съдове на снимка 4; този метод обаче се ограничава до изобразяване в равнина. Сканирането на μCT на проби, получени от животно, перфузирано с контрастно вещество, позволява 3D изображения на съдовата мрежа, която доставя мястото на регенерация 5. Този подход позволява много подробна демонстрация на съдовата система на орган като цяло, както и внимателен анализ на разпределението на кръвоносните съдове. В допълнение, μCT позволява диференциацията между различните диаметри на кръвоносните съдове, които характеризират различните подтипове на кръвоносните съдове.
Предполагаме, че имплантирането на черепна автотрансплантация ще предизвика по-голяма неоваскуларизация, отколкото имплантирането на алотрансплантат, а тази повишена неоваскуларизация от своя страна ще доведе до подобрено костно образуване. Изследвахме моделите на новообразуваното съдово дърво, като направихме сравнителен-μCT анализ. Измерихме кръвна перфузия с помощта на флуоресцентна сонда за кръвен басейн. След това анализирахме минерализация на костната тъкан чрез FLI на сонда, насочена към хидроксиапатит и анализ на μCT. И накрая, проследихме набирането и диференциацията на стволовите клетки, за да извършим BLI при трансгенни мишки, при които луциферазата се експресира в остеокалцинови положителни клетки.
Необходим е абонамент. Моля, препоръчайте JoVE на вашия библиотекар.
Протокол
Протоколът следва насоките на Комитета за грижи и употреба на животните (IACUC) на Еврейския университет в Йерусалим, Израел, одобрено от AAALAC съоръжение (заявление № MD-12-13524-4) и от Медицинския център Cedars-Sinai IACUC (Заявление № 3770). Животните бяха третирани в строго съответствие с указанията на NIH.
1. Приготвяне на алографти
2. Неуспех на черепната хирургия
