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方法文章

小鼠牙髓直接盖髓模型的建立及其在牙髓创面愈合与修复性牙本质形成评价中的应用

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DOI:

10.3791/54973

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2017年1月12日

本文内容

摘要

我们介绍了一种在小鼠牙齿上进行直接盖髓的逐步操作方法,用于评估牙髓伤口愈合及修复性牙本质的形成。 体内.

摘要

牙髓是由釉质和牙本质完全保护的牙齿 vital 器官。当牙髓因龋源性或医源性损伤而暴露时,通常会使用生物相容性材料进行盖髓,以促进牙髓创面愈合。其最终目标是再生修复性牙本质——一种作为“生物封闭”屏障的结构,保护下方的牙髓组织。尽管直接盖髓术已在牙科临床长期应用,但牙髓创面愈合及修复性牙本质形成的分子机制仍不甚清楚。为诱导修复性牙本质形成,已有研究在大型动物中进行实验性盖髓操作,但在小鼠中开展较少,可能与其体型较小及随之而来的技术难度有关。本文介绍了一种在小鼠中实施盖髓术的详细分步方法,包括制备类Ⅰ类洞、放置盖髓材料以及使用牙科复合树脂进行修复的操作流程。本研究所建立的小鼠盖髓模型将有助于深入探究修复性牙本质形成背景下牙髓创面愈合的基本分子机制 关键词:牙髓,盖髓术,修复性牙本质,创面愈合,小鼠模型,牙科材料,牙体修复 体内 通过利用研究领域广泛可得的转基因或基因敲除小鼠。

引言

龋齿是最常见的口腔疾病之一,也是几乎所有个体牙齿接受外科干预的首要原因1,2。牙齿外科治疗和修复的预后在很大程度上取决于牙髓的正常反应以及创面愈合的成功与否。事实上,深入穿透釉质和牙本质的龋齿常导致下方牙髓组织暴露,通常需使用牙科材料进行“盖髓”,例如氢氧化钙(Ca(OH)2)或水硬性硅酸钙水泥(HCSCs),后者包括矿物三氧化物凝聚体(MTA)。此类盖髓操作的最终目标是通过再生修复性牙本质——一种作为“生物封闭层”的物理屏障——来加速牙髓创面愈合,从而保护下方的牙髓组织,延长牙齿寿命并改善整体口腔健康。然而,牙髓创面愈合及修复性牙本质形成的潜在机制尚未完全阐明。

为了更好地理解牙髓伤口愈合及修复性牙本质形成的机制 体内曾使用过多种动物,包括猴子、狗和猪3-5其中,大鼠因体型相较于其他动物较小,但其牙齿足够大,便于进行直接盖髓术,且无技术上的困难,故常被选用。6-10这些动物模型是研究牙髓反应和修复性牙本质形成的理想替代方案。然而,它们的应用局限于细胞水平的观察性研究,极少能提供修复性牙本质形成过程中分子层面的机制性见解。

近年来,基因工程领域的技术进步提供了宝贵且不可或缺的研究工具——携带基因过表达或基因敲除的小鼠模型,这些工具对于在活体条件下研究人类疾病的分子机制至关重要。in vivo。在科学....

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方案

小鼠购自杰克逊实验室,并饲养于加州大学洛杉矶分校实验动物医学部(DLAM)的无病原体动物房。实验操作均依照校长动物研究委员会批准的机构指南进行。 (ARC#2016-037)

1. 小鼠麻醉

  1. 使用8周龄雌性C57/BL6小鼠(n = 3)。
  2. 使用氯胺酮(80–120 mg/kg小鼠体重)/赛拉嗪(5 mg/kg小鼠体重)溶液对小鼠进行麻醉,并以10 mL/kg剂量腹腔注射(ip)给药。
  3. 配制氯胺酮(80–120 mg/kg)/赛拉嗪(5 mg/kg)溶液,并以10 mL/kg剂量腹腔注射(ip)给药。
  4. 通过脚趾夹捏实验确认小鼠已完全麻醉。

2. 盖髓术操作步骤

  1. 将口撑器放入小鼠口中。
  2. 将口撑器固定在桌面上,使小鼠头部朝上。
  3. 将显微镜(10倍)置于口腔上方,使上颌第一磨牙完全可见。
  4. 使用高速手机上的¼圆钻针,以200,000 rpm转速,从中部去除牙釉质部分,直至通过透明的牙本质可见牙髓,但不得用钻针暴露牙髓。
  5. 使用#15根管K锉(直径150 µm),穿透牙本质并暴露牙髓。
    注意:操作时需格外小心,避免牙本质碎屑被推入牙髓腔。可通过每四分之一圈旋转K锉后将其退出的方式避免此问题。
  6. 按照制造商说明,将MTA与无菌H....

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结果

本文展示了在小鼠牙齿上进行活髓保存治疗的逐步操作流程。小鼠活髓保存的关键之一是具备合适的设备。为此,使用放大倍数为10倍的显微镜至关重要(图1A)。为了在牙齿上制备类似I类洞的结构,我们采用电动高速手机以200,000 rpm的转速配合¼圆形车针进行操作(图1B)。此外,也可使用其他类型的手机,包括气动手机,来完成牙体预备。

在图2A-2E中,展示了进行活髓切断术的代表性步骤。首先进行类I类洞型预备(图2B)。由于使用水喷雾可能在操作过程中导致小鼠窒息,因此不建议使用。为此,必须采用轻柔且间断的磨牙手法预备牙齿,以防止产热过多。同时建议使用压缩空气以达到冷却效果。在使用根管锉暴露牙髓时,需注意避免将牙本质碎屑推入牙髓腔内,否则可能干扰修复性牙本质形成的数据解读(图2C)。此问题可通过使.......

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讨论

目前,已有多种不同的实验模型可用于验证牙科材料、支架或生长因子对牙髓干细胞(DPSCs)成牙本质向分化in vivo 效应13。这些模型包括将DPSCs异位自体移植至器官(如肾包膜)中,或将DPSCs与支架材料一起皮下移植至免疫缺陷小鼠体内14,15。然而,这些方法的局限性在于,其对DPSCs的成牙本质作用并非发生在原位牙髓环境中。另一方面,原位牙髓内移植或牙齿的活髓保存术则常用于较大的动物模型16,17。尽管这些模型在评估原位环境中的成牙本质潜能方面具有重要价值,但其应用主要局限于观察性研究,对于牙髓伤口愈合及修复性牙本质形成的机制性认识仍十分有限。

本文介绍了一种在小鼠中进行牙髓盖髓的详细方法。该逐步操作流程包括对小鼠进行麻醉、制备类Ⅰ型窝洞、放置盖髓材料、采集上颌骨、进行µCT扫描分析,以及评估组织样本中的修复性牙本质形成情况。我们的小鼠盖髓模型将有助于在修复性牙本质形成的背景下,利用转基因或基因敲除小鼠(在科研领域广泛可得)研究牙髓伤口愈合的基本分子机制体内过程。

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本研究由美国国立牙科与颅面研究所/国立卫生研究院资助项目R01DE023348(RHK)以及加州大学洛杉矶分校学术参议院研究委员会教员研究资助项目(RHK)支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
BM-LED 体视显微镜MEIJI Techno显微镜 
Optima MCX-LED Bien Air Dental1700588-001电动马达引擎
异氟烷Henry Schein 动物健康公司NDC 11695-0500-2
1/4 圆形车针Brasseler001092T0
根管K锉Roydent98947
ProRoot MTADentsplyPROROOT5WMTA
吸纸尖Henry Schein100-3941
Ultra-EtchUltradent 产品公司磷酸酸蚀剂
OptiBond SoloPlusKerr29669粘接剂
Coltolux LEDColtene/Whaledent 公司C7970100115光固化灯装置
显色染料BiscoT-14012可流动复合树脂
SkyscanBreuker1275微计算机断层扫描仪(uCT scanner)
MicromThermoHM355S切片机
苏木精-1Thermo Scientific7221
伊红-YThermo Scientific7111
Cytoseal 60Thermo Scientific8310-16封片液

参考文献

  1. Dye, B., Thornton-Evans, G., Li, X., Iafolla, T. Dental caries and tooth loss in adults in the United States, 2011-2012. NCHS Data Brief. (197), 197(2015).
  2. Bagramian, R. A., Garcia-Godoy, F., Volpe, A. R. The global increase in dental caries. A pending public health crisis. Am J Dent<....

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标签

小鼠模型窝洞制备MTA填充牙科复合树脂显微CT扫描组织学分析DMP1染色