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Mechanical integrity and architecture of bone relative to osteoporosis, ageing and drug treatment

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Escáner micro-CT in-vivo

La osteoporosis es una enfermedad en la que los huesos pierden densidad y se vuelven más propensos a sufrir fracturas en las zonas de tensión, en concreto la columna vertebral, la cadera y la muñeca.

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La osteoporosis se ha asociado al envejecimiento y a la carencia de estrógenos (después de la menopausia). Se refleja en los cambios espaciales y temporales de la arquitectura ósea y en los consiguientes cambios en la fuerza ósea a causa del envejecimiento o de la carencia de estrógenos. Sin embargo, los datos sobre la arquitectura y la fuerza son muy difíciles de medir, por lo que en la mayoría de estudios los investigadores y médicos utilizan la densidad mineral de los huesos (BMD), mucho más fácil de detectar. La fuerza de un hueso está relacionada con la cantidad de hueso, su geometría (arquitectura) y la calidad del tejido matriz. La medición de estos parámetros no se puede realizar in vivo. En el marco del proyecto MIAB, con el fin de cuantificar los cambios de densidad, geometría y arquitectura ósea en el tiempo, se diseñó un escáner micro-CT. El escáner se diseñó con el objetó de controlar los cambios en la arquitectura ósea de los animales como consecuencia del envejecimiento, la deficiencia de estrógenos y el tratamiento con medicamentos. El nuevo escáner micro-CT es un escáner de alta resolución de dosis bajas de rayos X para la reconstrucción 3D in vivo, con una capacidad de detección de hasta 9 micrones dentro de pequeños animales de laboratorio. El uso de modelos informáticos permite controlar de forma precisa la arquitectura y sus cambios a lo largo de la vida del animal, con y sin intervenciones relacionadas con la enfermedad o el tratamiento. El sistema permite la reconstrucción no invasiva de cualquier sección transversal del cuerpo del animal. El programa de obtención de imágenes permite crear imágenes 3D realistas y controlar de forma virtual el objeto mediante rotación, movimiento, enfoque y vuelo alrededor o dentro del mismo. Además, el subsistema de control fisiológico mide y muestra la frecuencia cardiaca, el ritmo respiratorio y la temperatura del animal en tiempo real. El desarrollo del escáner micro-CT permitió detectar pequeños cambios locales en los huesos de ratas vivas a lo largo del tiempo, simplemente superponiendo los dos conjuntos de datos, con las mismas adaptaciones. De esta forma se pueden obtener nuevos e interesantes resultados científicos en relación con la etiología y el tratamiento de la osteoporosis, haciendo que el sistema no sólo sea una herramienta de investigación de gran ayuda sino también una posible oportunidad comercial.

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