1. Synchrotron radiation nanotomography with phase contrast - A new dimension in the analysis of the osteocyte lacuno-canalicuar network and the extracellular bone matrix
- Author
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Hesse, B., Varga, P., Schrof, S., Männicke, N., Pacureanu, A., Langer, M., Suhonen, H., Maurer, P., Cloetens, P., Peyrin, F., Raum, K., European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), AO Research Institute, Julius Wolff Institute and Center for Musculoskeletal Surgery, Charité - UniversitätsMedizin = Charité - University Hospital [Berlin], Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and linikum Bremerhaven-Reinkenheide
- Subjects
mineralisation ,[SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging ,extracellular matrix ,Kanalikuli ,osteocyte ,canaliculi ,phase-contrast ,lacuna ,Mineralisierung ,Lakune ,Synchrotron ,Phasenkontrast ,Nano-Tomografie ,Osteozyt ,extrazelluläre Matrix ,nano-tomography - Abstract
International audience; Gesunder humaner Knochen unterliegt einem permanenten Umbau, um sich den mechanischen Anforderungen anzupassen, Mikrofrakturen zu reparieren und das Mineralgleichgewicht zu erhalten. Der Umbauprozess der extrazellulären Matrix wird durch Osteoblasten und Osteoklasten realisiert. Eine bedeutende Rolle bei der Regulierung der Osteoklasten- und Osteoblastenaktivität wird den Osteozyten zugesprochen, welche in einem komplexen Netzwerk von Zelllakunen und Kanalikuli die extrazelluläre Matrix durchsetzen. Auf Phasenkontrast basierende hochauflösende Nano-Computertomografie erlaubt erstmals, sowohl das Zellnetzwerk als auch die direkt angrenzende mineralisierte Matrix in Untersuchungsvolumen, die hinsichtlich ihrer Größe als repräsentativ angesehen werden können, im nativen Zustand (nicht demineralisiert, nicht eingebettet) zu untersuchen.; Healthy human bone tissue undergoes a continuous remodeling process to i) repair microdamages, ii) adapt to mechanical boundary conditions, and iii) maintain a constant serum calcium level. Bone remodeling is realized by specialized bone synthesizing and resorbing cells, i. e. osteoblasts and osteoclasts, respectively. Osteocytes play an important role in the regulation of osteoblast and osteoclast activities. Osteocytes are embedded in the extracellular matrix in a complex porous lacunar-canalicular network (LCN). Recently developed high-fidelity phase-contrast nanotomography with synchrotron radiation x-ray sources enabled for the first time the simultaneous assessment of both, LCN and the adjacent extracellular mineralized matrix in close-to-native sample conditions.
- Published
- 2016