Cu raze X ultrastructure nanotomografiya os

țesut osos este o chestiune dificilă de viață organizat ierarhic, dur și durabil, dar, în același timp, și cu ușurință. Este un tesut dinamic care poate detecta și repara prejudiciul la toate nivelurile, de adaptare la influențele mecanice externe. Mecanisme de incluziune și gestionarea acestor procese nu sunt în întregime clare. Ca o regulă, de stat, însoțită de fragilitate osoasă, asociată cu modificări în procesele de remodelare osoasă și un dezechilibru între resorbția osoasă și formarea țesuturilor. mecanisme de management al cunoștințelor de remodelare osoasă este fundamentală pentru înțelegerea bolilor osoase și pentru a optimiza terapia.

Este general acceptat faptul că lipsa țesutului osos se dezvolta din cauza neregularităților în nivelurile microscopice și ultrastructurale, în legătură cu care este necesar să se obțină potrivit pentru a cuantifica oasele nanoizobrazheny 3D.

Microscopia de scanare cu laser confocală permite vizualizarea ultrastructure tridimensională a osului, dar adâncimea de penetrare este foarte limitată. Realizată de către un fascicul de ioni focalizat, secțiuni în serie, într-o imagistică ulterioară la microscop electronic de scanare se poate realiza o rezoluție spațială excelentă, dar necesită un complex agenți de preparare și de colorare și scanarea de sine este nevoie de mult timp.

schema de formare a imaginii, folosind diferite raze X au fost propuse pentru obținerea de imagini 3D ale ultrastructure osoase. Microscopie de transmisie cu raze X (TPM) este capabil de a vizualiza golurile individuale tubilor de os al mouse-ului. TPM oferă o rezoluție înaltă (40 nm) a imaginii, dar câmpul de vedere limitat 5.5? 5.5? 5.5 mm 3 nu permite să analizeze mai mult de o celulă, limitând astfel performanța cercetării cantitative. Imaginile rezultate cu raze X rețelele lacunei canalicular promit rezultate interesante, dar prelungite de 40 de ore scanează câmpul vizual de 40 microni, aceasta limitează aplicarea metodei.

microtomography cu raze X a unei metode foarte valoroase de vizualizare și permite analiza 3D nedistructivă a structurii interne a materialelor care sunt acum utilizate pe scară largă în producerea de imagini biomedicale. Cu un studiu relativ mic de timp, luminozitate ridicată a sursei de raze X Synchrotron face rezoluție submicronice disponibile, precum și alegerea unui fascicul monocromatic vă permite să efectuați o evaluare cantitativă a gradului de mineralizare. Sincrotron tomografie dovedit instrument precis pentru studierea arhitectura 3D a mineralizării osoase și locale, dar încă nu eficiența acestei metode în rețelele-lacunei canalicular de vizualizare a fost demonstrată.

Materiale și metode. Acest articol introduce prima, nedistructiv ultrastructurale vizualizarea 3D a osului cu ajutorul tomografiei cu raze X. Probele 0,4? 0,4? 5mm3 au fost recuperate de la mijlocul diafiza un femur uman. Pentru a efectua proba de studiu tomografică a fost montat pe o platformă rotativă. Monohromatirovalsya X-ray fascicul și concentrat prin intermediul unei raze X optice oglindă în dimensiunea spotului de 50? 50 nm 2.

O serie de scanări tomografice au fost înregistrate la patru poziții. Imaginile nu sunt adecvate pentru a fi utilizate direct ca o reconstrucție tomografică standard de. Rezultante carduri de faze au fost introduse în algoritmul tomografică reconstrucție bazat pe filtru backprojection. Rezumat Tomografia este reconstruirea 3D de distribuție a indicelui de refracție proporțională cu densitatea locală a obiectului.

Rezultate și concluzii. Figura prezintă feliile tomografice după reconstrucție în transversal (a) și partea din față (b) și sagital (c) avioane. Ele arată caracteristicile ultrastructurale ale osului volumetrica de o calitate excelentă. Nu numai vizualizat și canaliculele osteocitare lacune, dar elemente, cum ar fi liniile de ciment și mineralizarea matricei înconjurătoare.

În funcție de orientarea în raport cu o felie plan osteocitice virtuale canaliculi apar ca pete negre și dungi. linia de ciment care separă osteoni unul față de altul și din țesutul interstițial care formează granița dintre punctul final al resorbția osoasă și punctul de plecare al formării osului nou se observă în mod clar ca o bandă luminoasă. Pentru aceste imagini, puteți evalua densitatea țesutului local și încheie mineralizare. De exemplu, seria de imagini a fost încheiat gipermineralizatsii linii de ciment, în comparație cu țesutul interstițial înconjurător.

nanotomografiya cu raze X, în timp ce nu da cea mai bună rezoluție posibilă, dar este cel mai convenabil pentru evaluarea practică a stării țesutului osos la nivel ultrastructural.