in situ 骨-牙周膜-牙齿纤维关节的压缩加载与相关无创成像

本实验的总体目标是测量牙槽复合体的生物力学响应。首先通过解剖动物，获取完整的一侧下颌骨或上颌骨。实验的第二步是将标本安装固定，并使用复合材料对牙齿表面进行堆塑处理，以备力学测试之用。

最后的步骤包括使用双载荷传感器测量样品的生物力学状态，然后使用X射线显微镜对样本进行扫描。最终结果可显示纤维关节在不同载荷状态下生物力学响应的变化，例如因疾病或功能减退所引起的变化，并结合高分辨率的断层成像。该技术相较于现有方法的主要优势在于能够保持器官完整，且扫描方法为非侵入性。

因此，韧带的自然应变场得以保持，生物力学性能可被准确测量。首先，按照本方案所述方法获取已解剖的上颌骨或下颌骨。接着，使用丙烯酸树脂将样本固定在钢制载物台之上。

清除样本座边缘多余的材料。接下来，使用直边工具将目标牙合面在近远中平面上与原子力显微镜金属样品盘对齐，然后在颊舌平面上对齐。使用钝头工具在磨牙周围制作一个沟槽。

这可作为组织水合的储液区。在进行两次加载以准备牙面时，使用35%磷酸对目标咬合面进行酸蚀处理，持续15秒。酸蚀15秒后，用去离子水彻底冲洗酸蚀区域，并用压缩空气吹干表面，以防止复合树脂意外固化。

在环境光线较弱的条件下进行接下来的几个步骤。将一滴粘接剂涂布于开放的牙尖窝洞内。用光照固化粘接剂 20 秒。

使用牙科固化灯固化后，用刀片刮除多余的粘接剂。必须确保多余的复合材料不会溢出到邻近牙齿。这可以防止牙齿在压入骨性牙槽窝时产生形变失真。

现在在表面放置一层薄薄的可流动牙科复合树脂，并将其涂布到磨牙之间的沟隙中。涂布完成后，用固化光照射手30秒。接着，在目标咬合面上堆筑3至4毫米厚的牙科复合树脂，并用光照30秒进行固化。

重新打开光源后，使用直边器械和高速手机配合金刚砂车针，去除多余的复合树脂，并将复合树脂堆塑体的顶面修整成平整的表面，以确保加载力时受力均匀。将试样储存于含抗生素的TBS中，直至进行测试。

首先，将样品固定在加载装置的砧板之间以进行力学测试。然后，将一张咬合纸放在复合材料的表面。接着施加一个小载荷，以检查加载的均匀性。

同心加载通过标记的均匀分布来指示。为在测试过程中保持样本湿润，将组织浸泡在TBS中并放置在样本周围。同时，将样本上挖出的储液槽内充满TBS。使用软件施加峰值载荷和位移速率，以压缩固定住的磨牙。

在 A FM 牙根断片上，软组织可用 PTA 染色。为增强 X 射线图像，将 5% PTA 回填至 1.8 毫升的安瓿瓶中。使用注射器在五分钟内缓慢地将 PTA 注入邻近感兴趣区域的牙周膜间隙。

重复注射四次，总注射体积达到九毫升。完成注射后，可将样本浸泡过夜。在加载循环期间、X射线分析之前的PTA过程中，当齿轮运动由闭合转为张开时，会出现一段预期的回程间隙。

这种现象持续约三秒钟，且在各种加载条件下均可见。在刚体加载期间，对这种回程间隙的响应最为强烈。相比之下，回程间隙响应的幅度较小。

对于骨性牙周膜（PD L）牙齿样本，其刚度也低于聚甲基丙烯酸甲酯样本，但与刚性物体相比，聚二甲基硅氧烷样本的刚度显著更低。对典型非ST染色样本进行XCT扫描，可清晰显示牙齿与牙槽骨窝之间的关系。然而，若不使用增强染色剂，则无法区分牙周膜等非矿化组织。

使用PTA等对比度增强剂后，软组织在XCT扫描中的高倍率下变得可见。甚至在牙周膜间隙内也能观察到纤维。样本可进行加载，例如在此牙-骨关系中施加15牛顿的力，或对样本进行加载。

偏心加载导致牙齿位移增加，并产生与同心加载不同的牙槽窝形态。通过热成像图比较两种加载方式的影响。两种加载方式均引起牙齿垂直向位移，但偏心加载使牙齿运动增加了额外的旋转路径。

观看本视频后，您应能够充分了解如何使用与微XT显微镜耦合的初始加载装置来制备并进行牙科卵形复合体的力学测试。