Avaliação do reparo ósseo por microtomografia por raio-X / Fracture healing valuation using X-ray microtomography

RESUMO

A microtomografia 3D por raio-X proporciona medidas quantitativas e tridimensionais da estrutura do calo eessas medidas podem potencialmente estar relacionadas com a resistência do calo. A avaliação quantitativa do reparo ósseo por meio de novas metodologias tem importante aplicação nas pesquisas experimentais relacionadas a tecnologias invasivas e não invasivas para a estimulação do mesmo. O objetivo desse estudo foi avaliar o reparo ósseo por meio da µCT em defeito ósseo em fêmur de rato. Trinta ratos machos da classe Wistar com peso médio de 300g foram divididos em grupos experimentais de 10 animais em cada grupo. Os animais foram anestesiados e um furo com 1,2mm de diâmetro foi realizada na porção medialdo fêmur utilizando-se uma broca odontológica. No 7º, 14º e 21ºpós-cirúrgico, os animais dos grupos experimentais 1, 2 e 3, respectivamente, foram sacrificados e o fêmur esquerdo excisado. Os fêmures foram envolvidos em gaze e mergulhas em solução PBS e armazenados em um saco plástico em freezer a -20º atéa análise microtomográfica. Os fêmures foram escaneados pelo microtomógrafo 1172 (SkyScan, Bélgica). Os softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, fornecidos pelo fabricantedo microtomógrafo, foram utilizados para as seguinte análises a) análise visual das reconstruções microtomográficas dos fêmures através de secções transversais, coronais e sagitais; b) segmentação do calo ósseo nas reconstruções através de algoritmo de processamento de imagem para quantificação dos parâmetros volume total do calo ósseo (TV), volume do calo ósseo mineralizado (BV), relação BV/TV e densidade mineral óssea volumétrica do calo ósseo (BMD); c) visualização 3D do calo ósseo. A análise estatística dos parâmetros medidos utilizou o teste t de Student com um nível de significância p < 0,05. Houve um aumento estatisticamente significante nos valores dos parâmetros BV/TVe BMD na comparação entre os grupos experimentais 1 e 2...

ABSTRACT

X-ray microtomography (uCT) provides quantitative and three dimensional measurements of the callus structure and these measurements could potentially be related to callus strength. The assessment of bone repair through new methodologies hasimportant application in animal investigations regarding invasive ornon invasive technologies for the stimulation of bone healing. The aim of this investigation was the use of µCT for the assessment of bone repair in a rat femur bone defect. Thirty male Wistar rats weighting about 300g were divided in three experimental groupswith 10 animals on each group. The animals were anesthetized and a circular hole with a 1.2mm diameter was generated at the medial region of the left femur using a dental drill. At the 7th, 14th and 21st day after surgery the animals of experimental groups 1, 2 and 3, respectively, were sacrificed and the left femur excised. The femurs were wrapped in gauze immersed in phosphate-bufferedsolution and stored in a plastic bag at -20o C until the analysis bymicrotomograph. The femurs were scanned by the 1172 microtomograph(SkyScan, Belgium). The softwares NRecon, Dataviewer, CT-Analyzer and CT-Vol, provided by the microtomograph manufacture, were used for the following assessments a) visual examination of the femurs microtomographic reconstructions usingtransversal, coronal and sagittal sections; b) segmentation of the bone callus in the reconstructions using an image processing algorithm to quantify the parameters total bone callus volume(TV), volume of the mineralized bone callus (BV), the ratio BV/TV and the volumetric bone callus mineral density (BMD); c) 3D rendering of the bone callus. The statistical analysis of themeasured parameters was performed by the Student t test with a level of significance p < 0.05. There was a statistically significant increase in the mean values of the parameters BV/TV and BMD in the comparison of experimental groups 1 and 2...