High resolution films for bone regeneration evaluation

ABSTRACT

Diagnostic imaging techniques (DIxT) seem to be a useful tool for evaluating bone formation in both human and animal models. There is little evidence on the use of Soft X-Rays (sXR) with high-resolution films for studying the healing process in critical bone size defects (CSD). The aim of this study was to evaluate the ability of soft X-Ray - High Resolution Films (sXR) to distinguish bone regeneration in CSDs. A CSD was created in each of 16 Wistar rat calvariae. The animals were euthanized at 1, 3 and 6 weeks after surgery. The samples were submitted to cXR (conventional X-rays), sXR techniques and histological procedures (HP). Bone formation was observed at CSD edges at all periods of time. At 6 week, there was also new bone in the central area. The CSD was not fully regenerated after any period of time. Histometric results were 0.16%; 0.75% and 0.89% new bone formed at weeks 1, 3 and 6 respectively; radiometric results at cXR were 0% in all samples. Evaluation of sXR shows 0.4%; 0.50% and 3.64% bone at weeks 1, 3 and 6. Mean and Standard Deviation were calculated. The data were submitted to statistical analysis using the Pearson product-moment correlation coefficient test. The r value was 0.581. Under these experimental conditions, sXR was found to be a suitable method for detecting new bone formation, based on the positive correlation between sXR and HP during the bone healing process of CSDs in rat calvaria. Furthermore, the sXR technique allowed us to obtain samples with appropriate spatial orientation.

RESUMEN

Las tecnicas de diagnostico por Imagenes (DxI) han demostrado su utilidad para evaluar formacion osea en situaciones de salud y enfermedad. Son utilizadas tanto en humanos como en modelos animales; aunque la tecnica de rayos X blandos en placas de alta resolucion (rXb) ha sido escasamente aplicada. El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad tecnica de los rayos X blandos en placas de alta resolucion (rXb) para distinguir la neoformacion osea en defectos oseos criticos (DOC) en calotas de ratas, durante el proceso de regeneracion osea. En 16 ratas Wistar hembras (150 ± 50 g), se realizaron DOC circulares en calota. Los animales fueron eutanasiados a la 1o, 3o y 6o semana post-quirurgica. Las muestras experimentales (MEx) recibieron rayos X convencionales (rXc), rayos X blandos (rXb) y luego fueron procesadas histologicamente (TH). Se realizaron estudios histometricos y radiometricos; utilizando soft Image J (NIH). Los resultados histologicos demostraron presencia de tejido de granulacion en el area del DOC a la 1° semana y se observo tejido fibroso desde la 3° semana. En todos los periodos de tiempo, se observo formacion osea en los bordes del DOC, mientras que a la 6° semana, fue evidente en el area central del mismo. No se evidencio regeneracion osea en ningun periodo estudiado. Los resultados histometricos fueron 0,16%; 0,75% y 0,89% a la 1o, 3o y 6o semana respectivamente. Los resultados radiometricos obtenidos utilizando placas radiograficas convencionales (rXc) fueron de 0% en todos los casos; mientras que en placas de alta resolucion con rayos X blandos (rXb) fueron 0,4%; 0,50% y 3,64% a las 1o, 3o y 6o semanas respectivamente. Se calcularon la media y Desvio Estandar a la 1°, 3° y 6° semana. Ademas se utilizo el coeficiente rho de Pearson, para estimar la correlacion existente entre rXb y TH; obteniendo un valor r de 0,581. En las condiciones experimentales utilizadas, podemos concluir que la tecnica de rXb fue un metodo apropiado para la deteccion de neoformacion osea, ya que demostro una correlacion positiva con la TH, durante los periodos de tiempo estudiados; ademas de facilitar la orientacion de las MEx durante su procesamiento histologico.