小动物CT在骨质疏松研究中的应用

caskaisheng · 发表于 2011-8-16 16:43:09

小动物CT在骨质疏松研究中的应用

摘要：小动物CT又称微型CT、显微CT，是一种非破坏性的3D成像技术，可以在不破坏样本的情况下清楚了解样本的内部显微结构。骨质疏松症( Os t e o p o r o s i s ) 是以骨量减少，骨的微观结构退化为特征的，致使骨的脆性增加以及易发生骨折的一种全身性骨骼疾病。本实验采用去卵巢大鼠作为实验模型。去卵巢诱导的大鼠骨质疏松症能较好地模拟成年妇女雌激素缺乏而导致的骨质疏松症。本次实验主要应用小动物CT研究某补肾阴药物（文章未发表不方便透露）对去卵巢大鼠骨质疏松症的作用。通过小动物CT图像能够清楚地看到该补肾阴药物对去卵巢大鼠骨质疏松症具有防治作用。

关键词：小动物CT，骨质疏松，去卵巢大鼠

小动物CT（micro computed tomography，微计算机断层扫描技术），又称微型CT、显微CT，是一种非破坏性的3D成像技术，可以在不破坏样本的情况下清楚了解样本的内部显微结构。它与普通临床的CT最大的差别在于分辨率极高，可以达到微米（μm）级别，因此具有良好的“显微”作用。小动物CT可用于医学、药学、生物、考古、材料、电子、地质学等领域的研究。目前国外有不少科研人员采用此项技术进行骨科领域的研究。通过这项技术能够获得骨骼的多个常用而有重要意义的参数数据，而通过扫描图像能够直观地观察到骨的变化情况，包括骨小梁的形态结构变化。
骨质疏松症是老年人常见的多发病，以绝经后妇女为多见，病因病理学研究表明，绝经后妇女骨质疏松症主要是由于雌激素缺失引起的。去卵巢诱导的大鼠骨质疏松症较好地模拟了成年妇女雌激素缺乏的反应，本实验利用此模型，研究某补肾阴药物对去卵巢骨质疏松大鼠的骨密度及血清生化指标的影响，以探讨其作用机制。

1. 材料与方法
1.1 药材及试剂
某补肾阴药物；尼尔雌醇；血清Ca、P；碱性磷酸酶测定试剂盒；血清骨钙素、降钙素、雌二醇测定试剂盒。
1.2 仪器
ZKKS-MCT-Sharp-V小动物CT（广州中科恺盛小动物活体CT）；
1.3 实验动物
3月龄，♀，SD大鼠。
1.4 方法
将大鼠随机分为6组，每组9只，包括假手术组（sham组）；去卵巢组(OVX)；尼尔雌醇组(nylestriol)；某补肾阴药物低剂量组(L-X)；某补肾阴药物中剂量组(M-X)；某补肾阴药物高剂量组(H-X)。各组大鼠在2%戊巴比妥纳（40mg/kg）麻醉下，背部肋下切开皮肤、肌肉，暴露腹腔，找出双侧卵巢，Sham组保留，其余各组切除。分别进行给药处理（暂不能公布）。12周后，将大鼠断头处死，取血，分离血清。测定生化指标；称量子宫重量；取其股骨。以ZKKS-MCT-Sharp-V小动物CT机扫描股骨，并进行骨参数分析。
1.5 血清钙、无机磷、碱性磷酸酶活性测定
参照试剂盒说明进行测定。
1.6 血清雌二醇、骨钙素、降钙素含量测定
参照试剂盒说明进行测定。
1.7统计学处理
应用t-test进行显著性检验。

2. 结果
2.1 小动物CT扫描二维、三维图
关于血清生化指标的实验数据暂时还不能公布，在此，先给各位展示部分实验动物的实验的图片，这些图片使用中科恺盛的小动物CT ZKKS-MCT-Sharp-V进行扫描，电压设置为70Kv，功率40W，视野4 cm×4 cm。
图1.JPG

图1 小动物CT ZKKS-MCT-Sharp-V 工作原理

图2.JPG

图2 股骨干骺端二维切片图
（1号为sham组，2号为尼尔雌醇组，3号为去卵巢组，4号为该补肾阴药物高剂量组，5号为该补肾阴药物中剂量组，6号为该补肾阴药物低剂量组）

图3.JPG

图3 股骨干骺端三维切片图
（1号为sham组，2号为尼尔雌醇组，3号为去卵巢组，4号为该补肾阴药物高剂量组，5号为该补肾阴药物中剂量组，6号为该补肾阴药物低剂量组）

图4.JPG

图4 股骨干骺端骨分析三维切片图
（1号为sham组，2号为尼尔雌醇组，3号为去卵巢组，4号为该补肾阴药物高剂量组，5号为该补肾阴药物中剂量组，6号为该补肾阴药物低剂量组）
以上三组图片所反映的结果是一致的。Sham组是没有进行卵巢切除的大鼠股骨干骺端，因此其并不存在因卵巢切除而产生骨质疏松症状，其股骨干骺端的二维、三维切片反映的是正常大鼠的骨形态。如图所示，尼尔雌醇组的图片从骨小梁的形态结构，紧密程度都与sham组相近，而去卵巢组则出现了骨小梁断裂，变短变细的情况，而且在切片中央还出现了很大的间隙，这些都是骨质疏松的症状，这表明切除卵巢能够诱导骨质疏松的产生。低剂量组和中剂量组的骨结构比较接近，其骨小梁与去卵巢组相比更长更致密，但是与sham组相比，骨小梁略显疏松。高剂量组的骨小梁数量与去卵巢组相比有明显的增加，比低剂量和中剂量组紧密。表明高剂量的该补肾阴药物比中低剂量对治疗骨质疏松具有更好的效果。

2.2 小动物CT骨参数分析
表1.jpg

以上两表是使用中科恺盛的小动物CT ZKKS-MCT-Sharp-V扫描之后再进行骨分析所得到的数据，骨分析一共可得到17个骨分析的参数，在此仅选取了与骨质疏松有明显联系的参数进行列表。
从表一看出尼尔雌醇组与sham组数据结果最为接近，这表明两者骨密度和骨矿物含量相仿。而该补肾阴药物低中剂量时差距比较明显，数值上更接近去卵巢组。而高剂量组与尼尔雌醇的更为接近。
表二中，Tb.N: 骨小梁数量，是指给定长度内骨组织与非骨组织的交点数量，单位是1/mm。发生骨质疏松时值减小。Tb.Sp: 骨小梁分离度，是指骨小梁之间的髓腔平均宽度，单位是μm。Tb.Sp 增加，提示骨吸收增加，可能发生骨质疏松。Tb.Th: 骨小梁厚度，是指骨小梁的平局厚度，单位是μm。发生骨质疏松时，Tb.Th 值减小。TBPf: 骨小梁模式因子衡量骨小梁凸面和凹面的程度，单位是 1/mm。低 TBPf 值提示骨小梁由杆状向板状变化，发生骨质疏松时TBPf值增加。表二中数据表明尼尔雌醇组、高剂量组、中剂量组、低剂量组、去卵巢组的骨质疏松程度是递增的。

3.讨论

小动物CT扫描的二维、三维切片图与骨参数分析所做的数据结果是一致的。大鼠去卵巢后，与sham组相比，股骨干骺端的平均骨密度和松质骨部分的骨密度显著降低，不同浓度的该补肾阴药物可增加去卵巢大鼠的骨密度，但只有高剂量组与去卵巢组相比具有显著性差异。尼尔雌醇为国内合成的长效雌激素，有研究报道能防止去卵巢大鼠皮质骨的丢失，本研究发现它对去卵巢大鼠股骨干骺端的骨密度有显著影响。使用中科恺盛的小动物CT ZKKS-MCT-Sharp-V 进行骨分析之后，我们能够从骨小梁的数量、分离度等情况进一步分析各组大鼠的骨质疏松状况。
小动物CT在骨科研究中应用也为本实验带来了极大的便利。因其具有高分辨率，所以我们能够通过扫描所得的二维、三维图像观察到骨结构形态，以及骨小梁的数量、结构、形态的变化情况，是我们可以能够对实验样品进行直观的观察和分析。而其骨分析，也大大节省了我们的实验时间，却能获得全面的骨参数。因此小动物CT在骨科研究中的应用是极具优势的，相信不久的将来会带来一场实验方法的革命。

caskaisheng · 发表于 2011-10-9 17:03:16

自己顶一个！

caskaisheng · 发表于 2012-2-14 12:35:46

小动物CT在骨科研究中的应用是极具优势的，相信不久的将来会带来一场实验方法的革命。

[经验] 小动物CT在骨质疏松研究中的应用

评分