In vivo mikro-CT
Final Report Abstract
Das „In vivo mikro-CT“ wurde Mitte Oktober 2014 in Betrieb genommen. Es wird von Mitarbeitern des Instituts betreut, und steht allen interessierten Arbeitsgruppen auf dem Homburger und Saarbrücker Campus der Universität des Saarlandes, aber auch Mitarbeitern von An-Instituten zur Nutzung zur Verfügung. In den drei Jahren haben eine Vielzahl von unterschiedlichen Arbeitsgruppen unseres Campus dieses Angebot genutzt, so z.B. Wissenschaftler der Klinik für Orthopädie, des Zentrums Experimentelle Orthopädie, der Klinik für Unfallchirurgie, der Klinik für Urologie, der HNO Klinik, der Klinik für Strahlentherapie, der Radiologie, der Rechtsmedizin, der Klinik für Neurochirurgie, sowie des Instituts für Klinisch-Experimentelle Chirurgie (in einem Kooperationsprojekt mit der Klinik für Plastische Chirurgie der Universität Zürich). Im Folgenden werden einige der Projekte berichtet: In einer ersten Studie untersuchten Frueh et al. die Validität unterschiedlicher Techniken (mikroCT, 9,4 T NMR, 30MHz Ultraschall, aber auch Planimetrie, Umfangmessung der Extremität bzw. Schublehremessung der Pfotendicke) zur Bestimmung eines experimentellen Lymphödems in der Maus. Die Untersuchung ergab für mikroCT die beste Interobserver-Korrelation, ergab zusätzlich aber auch eine hohe Korrelation der mikroCT Werte mit denen der Messung der Pfotendicke. Da die Messung der Pfotendicke zeit- und kosteneffektiv ist, zeigen die mikroCT-Korrelationen, dass die Messung der Pfotendicke sehr wohl zur Bestimmung der Ausprägung eines Lymphödems in der Maus geeignet ist. In einer weiteren Studie untersuchten Linxweiler et al. die Validität unterschiedlicher bildgebender Techniken (mikroCT, 9,4 T NMR, 30MHz Ultraschall) zum Monitoring des Wachstums eines Nierenzellkarzinoms in der Maus. Die Untersuchungen zur Volumenmessung der Tumore ergaben eine hohe Korrelation zwischen den drei Techniken. Während Ultraschall und NMR sich besser eigneten, um zusätzlich intratumorale Strukturen darzustellen, war mikroCT und NMR eher geeignet, zusätzlich Lungenmetastasen zu detektieren. Dies bedeutet unterschiedliche Vor- und Nachteile der einzelnen Techniken bei der Bestimmung des Wachstums von Nierenzelltumoren im Mausmodell. Des Weiteren erfolgten durch die Arbeitsgruppe des Zentrums für Experimentelle Chirurgie Untersuchungen zum Effekt einer zusätzlichen Applikation eines autologen Knochenmarkaspirats auf die osteo-chondrale Reparatur nach Mikrofrakturbehandlung standardisierter chondraler Defekte im Minipig-Modell. Diese Arbeit beinhaltete auch die Evaluation der Rekonstitution der subartikulären Spongiosa und der subchondralen Knochenlamelle und den Nachweis einer frühen Knochenresorption um die Mikrofrakturlöcher mittels mikro-CT. Zusätzlich war von dieser Arbeitsgruppe eine Beschreibung eines neuen, mikro-CT basierten Algorithmus zur Klassifikation subchondraler Knochenveränderungen (Resorption, Zysten, Osteophyten) nach Mikrofrakturbehandlung im Minipig- und im Schafmodell erfolgt. Schlussendlich erfolgte durch Oláh et al. Etablierung und Validierung von zuverlässigen Landmarken für die präzise topographische Analyse von pathologischen Strukturveränderungen des Schaftibialplateaus auf Basis von 2D und 3D Analysen im Mikro-CT.
Publications
- A novel algorithm for a precise analysis of subchondral bone alterations. Sci Rep. 2016 Sep 6;6:32982
Gao L, Orth P, Goebel LK, Cucchiarini M, Madry H
(See online at https://doi.org/10.1038/srep32982) - High-resolution 3D volumetry versus conventional measuring techniques for the assessment of experimental lymphedema in the mouse hindlimb. Sci Rep. 2016 Oct 4;6:34673
Frueh FS, Körbel C, Gassert L, Müller A, Gousopoulos E, Lindenblatt N, Giovanoli P, Laschke MW, Menger MD
(See online at https://doi.org/10.1038/srep34673) - Early loss of subchondral bone following microfracture is counteracted by bone marrow aspirate in a translational model of osteochondral repair. Sci Rep. 2017 Mar 27;7:45189
Gao L, Orth P, Müller-Brandt K, Goebel LK, Cucchiarini M, Madry H
(See online at https://doi.org/10.1038/srep45189) - Experimental imaging in orthotopic renal cell carcinoma xenograft models: comparative evaluation of high-resolution 3D ultrasonography, in-vivo micro-CT and 9.4T MRI. Sci Rep. 2017 Oct 27;7(1):14249
Linxweiler J, Körbel C, Müller A, Jüngel E, Blaheta R, Heinzelmann J, Stöckle M, Junker K, Menger MD, Saar M
(See online at https://doi.org/10.1038/s41598-017-14759-1) - Reliable landmarks for precise topographical analyses of pathological structural changes of the ovine tibial plateau in 2-D and 3-D subspaces. Sci Rep. 2018 Jan 8;8(1):75
Oláh T, Reinhard J, Gao L, Goebel LKH, Madry H
(See online at https://doi.org/10.1038/s41598-017-18426-3)
