Request failed: cURL error 28: Operation timed out after 5002 milliseconds with 0 bytes received
RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
الصلابة الدقيقة هي خاصية ميكانيكية ومعلمة إعلامية لتقييم الفيزيولوجيا المرضية للأنسجة الصلبة. هنا ، نوضح بروتوكولا موحدا (تحضير العينات ، والتلميع ، والسطح المسطح ، ومواقع المسافة البادئة) لتحليل الصلابة الدقيقة في الأسنان والعظام السنخية في نماذج أمراض الفم القوارض ، وهي تسمم الأسنان بالفلور ، وارتشاف عظام اللثة الناجم عن الأربطة.
يتم تقييم الخاصية الميكانيكية ، الصلابة الدقيقة ، في مينا الأسنان ، العاج ، والعظام في نماذج أمراض الفم ، بما في ذلك تسمم الأسنان بالفلور والتهاب دواعم السن. يوفر التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (μCT) معلومات التصوير 3D (الحجم والكثافة المعدنية) والمسح المجهري الإلكتروني (SEM) ينتج صورا مجهرية (منشور المينا وقناة ثغرة العظام). بالتكامل مع التحليل الهيكلي بواسطة μCT و SEM ، تعد الصلابة الدقيقة واحدة من المعلمات الإعلامية لتقييم كيفية تغيير التغييرات الهيكلية للخصائص الميكانيكية. على الرغم من كونها معلمة مفيدة ، إلا أن الدراسات حول الصلابة الدقيقة للعظام السنخية في أمراض الفم محدودة. حتى الآن ، تم الإبلاغ عن طرق قياس الصلابة الدقيقة المتباينة. نظرا لأن قيم الصلابة الدقيقة تختلف اعتمادا على تحضير العينة (التلميع والسطح المستوي) ومواقع المسافة البادئة ، يمكن أن تسبب البروتوكولات المتنوعة تناقضات بين الدراسات. يعد توحيد بروتوكول الصلابة الدقيقة أمرا ضروريا للتقييم المتسق والدقيق في نماذج أمراض الفم. في هذه الدراسة ، نوضح بروتوكولا موحدا لتحليل الصلابة الدقيقة في الأسنان والعظام السنخية. العينات المستخدمة هي كما يلي: بالنسبة لنموذج التسمم بالفلور السني ، تم جمع القواطع من الفئران المعالجة بالمياه المحتوية على الفلورايد / بدونها لمدة 6 أسابيع. بالنسبة لنموذج ارتشاف عظم اللثة الناجم عن الرباط (L-PBR) ، تم جمع العظام السنخية مع ارتشاف عظم اللثة من الفئران المربوطةعلى ضرس الفك العلوي 2. في 2 أسابيع بعد الربط ، تم جمع الفك العلوي. تم تحليل صلابة فيكرز في هذه العينات وفقا للبروتوكول الموحد. يوفر البروتوكول مواد وطرق مفصلة لتضمين الراتنج والتلميع التسلسلي ومواقع المسافة البادئة للقواطع والسنخية. على حد علمنا ، هذا هو أول بروتوكول صلابة دقيقة موحد لتقييم الخواص الميكانيكية للأسنان والعظام السنخية في نماذج أمراض الفم القوارض.
الصلابة هي إحدى الخصائص الميكانيكية (على سبيل المثال ، المرونة والصلابة والمرونة اللزوجة وسلوك الكسر) وتستخدم بشكل شائع لتوصيف القدرة على مقاومة تشوه الانضغاط وكسر منطقة محلية من المادة. اختبار صلابة المسافة البادئة الثابتة هو الطريقة الأكثر استخداما ، بما في ذلك صلابة فيكرز وصلابة Knoop1. يتم تنفيذ اختبار صلابة فيكرز عن طريق الضغط على مسافة بادئة من الماس في السطح تحت حمل اختبار ثابت. المسافة البادئة على شكل هرم ، مع قاعدة مربعة وزاوية 136 درجة بين الوجوه المتقابلة. يتم قياس طول كلا القطرين المتكونين على سطح الاختبار ، ويتم استخدام المتوسط لحساب الصلابة ، والتي يتم تحديدها من خلال النسبة F / A (حيث F هي القوة و A هي مساحة سطح المسافة البادئة). عادة ما يتم التعبير عن رقم صلابة فيكرز الدقيقة (HV = F / A) بالكيلوجرام قوة (kgf) لكل مسافة بادئةمم 2 ، مع 1 HV ≈ 0.1891 F / d2 (N / mm2). تتكون صلابة Knoop أيضا من مسافة بادئة هرمية مربعة من الماس تتكون من زاويتين متقابلتين غير متساويتين. رقم صلابة Knoop (HK) يساوي نسبة الحمل المطبق إلى منطقة التلامس المتوقعة. تصنف اختبارات الصلابة إلى اختبارات المسافة البادئة الدقيقة (الصلابة الدقيقة) واختبارات المسافة البادئة الكلية ، اعتمادا على القوة المطبقة على مادة الاختبار. عادة ما تستخدم اختبارات المسافة البادئة الدقيقة الأحمال في النطاق 0.01-2 نيوتن (حوالي 1-203 gf) ؛ وفي الوقت نفسه ، تستخدم اختبارات المسافة البادئة الكلية أكثر من 10 N (10119 gf) 1.
لتقييم ميزات الأنسجة الصلبة للأسنان في أمراض الفم ، بما في ذلك الأسنان والعظام السنخية ، يتم استخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (μCT) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) للتحليل الهيكلي. يوفر μCT معلومات التصوير ثلاثية الأبعاد (الحجم والكثافة المعدنية)2 ، وينتج SEM صورا مجهرية (منشور المينا وفجوة عظمية قنوية)3. استكمالا للتحليل الهيكلي بواسطة μCT و SEM ، تعد الصلابة الدقيقة واحدة من المعلمات المفيدة لتقييم كيفية تغيير التغييرات الهيكلية للخصائص الميكانيكية للأسنان والعظام السنخية في أمراض الفم ، على سبيل المثال ، تشوه المينا وارتشاف العظام اللثوية. قيمة صلابة فيكرز الدقيقة للمينا البشرية (HV = 283-374) أعلى بحوالي 4 إلى 5 مرات من قيمة العاج (HV = 53-63) 4,5. في نماذج تسمم الأسنان بالفلور القوارض ، تنخفض صلابة المينا الدقيقة بشكل كبير في قواطع الفئران المعالجة بالفلورايد (HV = 136) مقارنة بمينا التحكم (HV = 334) 6,7. هذا يشير إلى أن المينا المفلورة أكثر ليونة وأضعف مع محتوى معدني أقل ومحتوى بروتين أعلى من الموجود في المينا غير المفلورة. يستخدم الصلابة الدقيقة لتقييم الخواص الميكانيكية للعظام. فحصت العديد من الدراسات السابقة السلوك الميكانيكي للعظام البشرية من مواقع تشريحية مختلفة ، بما في ذلك الصلابة الدقيقة للعظامالطويلة 8،9،10. أظهر متوسط الصلابة الدقيقة لعظم الفخذ المفلور البشري انخفاضا كبيرا (HV = 222.4) مقارنة بعظم الفخذ غير المفلور (HV = 294.4)11. على الرغم من كونها معلمة مفيدة ، إلا أن هناك ندرة في الأدبيات التي تصف الصلابة الدقيقة (إما فيكرز12 أو Knoop 13,14) للعظام السنخية في أمراض الفم.
حتى الآن ، تم الإبلاغ عن طرق قياس الصلابة الدقيقة المتباينة. نظرا لأن قيم الصلابة الدقيقة تختلفبمقدار 15 اعتمادا على تحضير العينة (التلميع والسطح المستوي) وموقع المسافة البادئة ، يمكن أن تسبب البروتوكولات المتنوعة تناقضات بين الدراسات. يعد توحيد بروتوكول اختبار الصلابة الدقيقة أمرا ضروريا للتقييم المتسق والدقيق في نماذج أمراض الفم. في هذه الدراسة ، نوضح بروتوكولا موحدا لتحليل الصلابة الدقيقة في الأسنان والعظام السنخية في نموذج تسمم الأسنان بالفلور في الفئران ونموذج ارتشاف العظام اللثوية.
تم تنفيذ جميع الإجراءات الموضحة في هذا البروتوكول وفقا للمبادئ التوجيهية واللوائح الخاصة باستخدام الفقارية المعتمدة من قبل لجنة استخدام رعاية المؤسسية (IACUC) في جامعة أوغوستا وفي جامعة نوفا ساوث إيسترن المعتمدة من قبل جمعية تقييم واعتماد رعاية المختبر الدولية (AAALAC). لاحظ أن الدكتور سوزوكي كان يعمل في جامعة أوغوستا حيث تم الانتهاء من تجارب تسمم الأسنان بالفلور على الفئران.
1. استخراج قواطع الفك السفلي في نموذج تسمم الأسنان بالفلور الفأر
2. استخراج العظام السنخية الفكية في نموذج ارتشاف عظم اللثة الناجم عن الرباط الفأر (L-PBR)

الشكل 1: صور μCT التمثيلية للمينا في السيطرة وقواطع الفئران المعالجة بالفلورايد. (أ) صورة سهمية تمثيلية μCT لقواطع الفك السفلي. (B-D) μCT الصور الإكليلية لقواطع التحكم (NaF 0 جزء في المليون). (E-G) μCT صور إكليلية للقواطع المعالجة ب NaF (125 جزء في المليون). تظهر الكثافة المعدنية التمثيلية للمينا (EMD) (جم / سم3). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
3. تضمين العينات في الراتنج

الشكل 2: تدفق عملية تضمين وتلميع الراتنج. أ: قاطعة مجففة ومنزوعة الشحوم. ب: العظم السنخي المجفف والمنزوع الشحوم في L-PBR. (ج، د) القواطع والعظام السنخية مغمورة في الراتنج. (ه، واو) عن طريق قطع الراتنج ، يكون من الأسهل تلميع سطح الأنسجة المستهدف. (ز ، ح) زوايا الراتنج مدورة لعملية التلميع. الاختصارات: L-PBR = ارتشاف عظم اللثة الناجم عن الرباط. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
4. تلميع العينات
ملاحظة: يتم تلميع العينات يدويا باستخدام أوراق كاشطة مقاومة للماء (من الخام إلى الأدق) على مطحنة تلميع متقدمة تحت فيضان المياه.
5. اختبار فيكرز للصلابة الدقيقة
ملاحظة: يتم إجراء المسافة البادئة لعينة سطح تشطيب المرآة باستخدام جهاز اختبار الصلابة الدقيقة. يتم إجراء الاختبار بحمولة 25 جم لمدة 10 ثوان مع طرف فيكرز.

الشكل 3: تقييم مناطق الصلابة الدقيقة في قاطعة الفك السفلي. (أ) عينة سطح تشطيب المرآة التي تحتوي على قاطعة الفك السفلي. (ب) المسافات البادئة في كل منطقة؛ عنق الرحم والوسط والطرف (NaF 0 جزء في المليون). (ج) ثلاث طبقات من المينا؛ من DEJ ، المينا الداخلية والوسطى والخارجية. الاختصارات: D = العاج ، E = المينا ، DEJ = تقاطع مينا العاج يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 4: صلابة فيكرز الدقيقة للمينا المعالجة ب NaF أو بدونه. تم تقييم الصلابة الدقيقة للعاج وثلاث طبقات مينا في كل منطقة ، منطقة عنق الرحم ، الوسطى ، والطرف. (أ-ج) التحكم و (D-F) NaF (125 جزء في المليون) العلاج. يتم تقديم البيانات كمتوسط ± SD. تم تقييم الاختلافات ذات الدلالة الدلالة إحصائية بواسطة ANOVA أحادي الاتجاه مع اختبار Tukey اللاحق. تم اعتبار قيم p < 0.05 ذات دلالة إحصائية. ** p < 0.005 ، *** p < 0.0005 ، ****p < 0.0001 الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
نموذج تسمم الأسنان بالفلور: يوضح الشكل 1 صورا تمثيلية μCT للقواطع في السيطرة والفئران المعالجة بالفلورايد. في المجموعة الضابطة (الشكل 1B-D) ، أظهرت منطقة عنق الرحم كثافة معدنية أقل للمينا (EMD) تبلغ 1.188 جم / سم3 (الشكل 1B) مقارنة بالوسط (1.924 جم / سم3) والطرف (1.819 جم / سم3 ؛ الشكل 1 ج ، د). في المينا المعالجة بالفلورايد (الشكل 1E-G) ، تم تقييم عينة واحدة فقط من أصل خمسة ل EMD في منطقة عنق الرحم (0.835 جم / سم 3 ؛ 0.835 جم / سم 3 ؛ 0.835 جم / سم 3 ؛ 0.835 جم / سم 3 ؛ 0.835 جم / سم 3 ؛ 0.835 جم / سم 3 ؛ 0.835 جم / سم 3 ؛ 0.835 جم / سم3 ؛ 0.835 الشكل 1 هاء والشكل التكميلي 1). انخفض EMD في جميع المناطق مقارنة بالمجموعة الضابطة (الشكل 1F ، G). كانت مستويات EMD المنخفضة متسقة مع قيم الصلابة الدقيقة المنخفضة للمينا. كما هو موضح في الشكل 3 ، تم وضع مسافة بادئة لست نقاط عند العاج وثلاث طبقات من المينا (الداخلية والمتوسطة والخارجية) في مناطق عنق الرحم والوسط والطرف. في المجموعة الضابطة ، كانت الصلابة الدقيقة لكل طبقة مينا أقل من العاج في منطقة عنق الرحم (الشكل 4 أ). في المناطق الوسطى والطرف ، كانت صلابة المينا الدقيقة لكل طبقة أعلى بكثير من صلابة العاج (الشكل 4B ، C). من بين طبقات المينا الثلاث ، زادت الصلابة الدقيقة من المينا الداخلية إلى الخارجية في كل منطقة متوسطة وطرف (الشكل 4B ، C). كان للعاج قيمة صلابة دقيقة حوالي 100 HV مع اختلافات صغيرة في مناطق عنق الرحم والوسط والطرف ، في حين أن الصلابة الدقيقة للمينا كانت مختلفة بشكل كبير في المناطق وفي طبقات المينا الثلاث. تشير هذه النتائج إلى أن صلابة المينا الدقيقة تختلف اختلافا كبيرا اعتمادا على مواقع المسافة البادئة (المناطق وطبقات المينا). في الأسنان المعالجة بالفلورايد ، على عكس التحكم ، كانت صلابة المينا الدقيقة أقل من العاج حتى في المنطقة الوسطى (الشكل 4E). في منطقة الطرف ، انخفضت الصلابة الدقيقة بشكل ملحوظ من طبقة المينا الداخلية إلى طبقة المينا الخارجية (الشكل 4F). يصعب تقييم هذه الاختلافات المتدرجة في الصلابة الدقيقة بين طبقات المينا بواسطة صور μCT.
نموذج L-PBR: يوضح الشكل 5A صور μCT للعظم السنخي في نموذج ارتشاف العظم اللثوي الناجم عن الرباط (L-PBR). كانت الكثافة المعدنية العظمية التمثيلية (BMD) (متوسط الجانبين المتوسط والبعيد للعظم السنخي حول الضرس الثاني) 0.76 جم / سم3 في عظم التحكم و 0.61 جم / سم3 في L-PBR. تم قياس مستويات ارتشاف العظام من خلال المسافة من تقاطع مينا الأسمنت (CEJ) إلى قمة العظم السنخية (ABC). زاد طول CEJ-ABC بشكل ملحوظ في L-PBR مقارنة بعظم التحكم (الشكل 5B). يوضح الشكل 6 مواقع المسافة البادئة للصلابة الدقيقة وصور μCT المقابلة. من قمة العظم السنخي ، تم إجراء خمس مسافات بادئة في كل جانب وسطي وبعيد (إجمالي 10 مواقع) في عظم التحكم بين الضرس1 و 2 المشار إليه بالمربع الأبيض (الشكل 6 أ). تم قياس المسافات البادئة الثلاثة في كل جانب متوسط وبعيد (إجمالي 6 مواقع) في L-PBR (الشكل 6B). كانت قيم فيكرز للصلابة الدقيقة (HV) وسيلة لبادئة العظام السنخية بين 1st و 2nd مولار (الشكل 6B; مربع أبيض) ، وبين الضرس2 و 3 (الشكل 6 ب ؛ المربع الأزرق). أظهرت قيم كثافة العظام السنخية BMD و HV ميلا أقل في L-PBR (المتأثر بأمراض اللثة) مقارنة بالعظام السنخية الضابطة (الصحية).

الشكل 5: صورة μCT التمثيلية وفقدان العظام في نموذج L-PBR. (أ) صور μCT التمثيلية في نموذج L-PBR (مجموعة التحكم ومجموعة L-PBR). تظهر الكثافة المعدنية العظمية التمثيلية (BMD ؛ متوسط الجوانب المتوسطة والبعيدة للعظم السنخي حول الضرس الثاني) (جم / سم3). ب: المسافة من الضرس الثاني للضرس الثاني الفكي العلوي إلى قمة العظم السنخية في الاتجاه القمي للجذر. يتم تقديم البيانات كمتوسط ± SD. تم تقييم الاختلافات ذات الدلالة الدلالة إحصائية بواسطة اختبار t. تم اعتبار قيم p < 0.05 ذات دلالة إحصائية. ص < 0.0001. الاختصارات: L-PBR = ارتشاف عظم اللثة الناجم عن الرباط. CEJ = تقاطع مينا الأسمنت ، ABC = قمة العظم السنخية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: نتائج الصلابة الدقيقة التمثيلية في نموذج L-PBR. الجانب الشدقي التمثيلي لمواقع المسافة البادئة (يسار) وصورة μCT المقابلة (يمين) ل (A) يتحكم في العظم السنخي ، و (B) L-PBR. تظهر المربعات البيضاء مناطق المسافة البادئة في العظم السنخي بين M1 و M2. تظهر المربعات الزرقاء مناطق المسافة البادئة في العظم السنخي بين M2 و M3. قيم الصلابة الدقيقة (HV) هي وسائل المسافات البادئة في المساحات المربعة البيضاء والزرقاء. M1: الضرس الأول ، M2: الضرس الثاني ، M3:الضرس الثالث . الاختصارات: L-PBR = ارتشاف عظم اللثة الناجم عن الرباط. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل التكميلي 1: صورة μCT للمينا المعالجة ب NaF (القسم الإكليلي). تسبب NaF (125 جزء في المليون) في نقص تمعدن المينا ، والذي لوحظ بشكل كبير في مناطق عنق الرحم والمتوسطة. عينة واحدة فقط (العينة رقم 1) من أصل خمسة بالكاد أظهرت المينا في مناطق عنق الرحم والوسطى. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
الصلابة الدقيقة هي خاصية ميكانيكية ومعلمة إعلامية لتقييم الفيزيولوجيا المرضية للأنسجة الصلبة. هنا ، نوضح بروتوكولا موحدا (تحضير العينات ، والتلميع ، والسطح المسطح ، ومواقع المسافة البادئة) لتحليل الصلابة الدقيقة في الأسنان والعظام السنخية في نماذج أمراض الفم القوارض ، وهي تسمم الأسنان بالفلور ، وارتشاف عظام اللثة الناجم عن الأربطة.
تم دعم البحث الوارد في هذا المنشور من قبل JSPS KAKENHI JP21K09915 (MO) والمعهد الوطني للعلوم الطبية العامة. T34GM145509 (MM) والمعهد الوطني لأبحاث الأسنان والقحف الوجهي ؛ R01DE025255 و R21DE032156 (XH) ؛ R01DE029709 و R21DE028715 و R15DE027851 (المعارف التقليدية)؛ R01DE027648 و K02DE029531 (MS).
| خياطة الحرير المضفر 6-0 | Teleflex | ||
| Canica نظام جراحة الصغيرة شركة | كينت العلمية | SURGI 5001 | |
| CarbiMet PSA 120 / P120 | Buehler | 30080120 | |
| CarbiMet PSA 60 / P60 | Buehler | 36080060 | |
| CarbiMet PSA 600 / P1200 | Buehler | 36080600 | |
| Castroviejo Micro Needle hilder | FST | 12060-01 | |
| Epofix الإعداد البارد تضمين علم | المجهر الإلكتروني | الراتنجCAT-1237 | |
| Fisherbrand 112xx Series منظف بالموجات فوق الصوتية المتقدمة | فيشر العلامة التجارية | FB11201 | |
| الغذائي الخالي من الفلورايد | للقوارض Bio Serv | F1515 |   ؛ AIN-76A ، 1/2 "الكريات |
| في الجسم الحي microCT Skyscan 1176 | Bruker | ||
| Isomet 1000 Precison رأى | Buehler | MA112180 | |
| فيلم Lapping 0.3 & micro ؛ م | Maruto instrument co, LTD. اليابان | 26-4203 | Alternative A3-0.3 SHT ، 3M الولايات المتحدة |
| الأمريكية فيلم اللف 1 & مايكرو ؛ م | شركة Maruto Instrument Co, LTD. اليابان | 26-4206 | Alternative A3-1 SHT ، 3M الولايات المتحدة الأمريكية |
| فيلم Lapping 12 & micro ؛ م | Maruto instrument co, LTD. اليابان | 26-4211 | Alternative A3-12 SHT ، 3M الولايات المتحدة الأمريكية |
| فيلم اللف 3 & مايكرو ؛ م | شركة Maruto instrument co, LTD. اليابان | 26-4204 | Alternative A3-3 SHT ، 3M USA |
| فيلم Lapping 9 & micro ؛ م | Maruto instrument co, LTD. اليابان | 26-4201 | Alternative A3-9 SHT ، 3M الولايات المتحدة الأمريكية |
| Leica المجهر البري   ؛ | Leica | LEIC M690 | |
| Metaserv 2000 ملمع مطحنة متغير السرعة | بوهلر | رقم: 557-MG1-1160 | |
| MicroCut PSA 1200 / P2500 | Buehler | 36081200 | |
| MicroCut PSA P4000 | Buehler | 36084000 | |
| جهاز اختبار الصلابة الدقيقة ، ALPHA-MHT-1000Z & nbsp ؛ | بيس تكنولوجيز | ||
| SamplKups 1 بوصة | بوهلر | رقم: 209178 | |
| فلوريد الصوديوم | فيشر Scientific | S299-100 | |
| مقص غرزة غرب كوت | JEDMED | Cat. # 25-1180 | |
| سخان ZooMed Repti Thern Undertank (UTH) | Zoo Med Laboratories، Inc. | ريتش -4 |