Mikrohärtemessungen an Zahn- und Alveolarknochen in Modellen für orale Erkrankungen von Nagetieren

Motoki Okamoto; Shohei Yamashita; Takumi Memida; Melanie Mendonca; Susanne Brueckner; Shin Nakamura; Satoru Shindo; Ria Achong-Bowe; Jeffrey Thompson; Xiaozhe Han; Toshihisa Kawai; Maiko Suzuki

doi:10.3791/66583

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Methodenartikel

Mikrohärtemessungen an Zahn- und Alveolarknochen in Modellen für orale Erkrankungen von Nagetieren

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DOI:

10.3791/66583

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26. April 2024

Motoki Okamoto^*¹ , Shohei Yamashita^*¹ , Takumi Memida¹ , Melanie Mendonca¹ , Susanne Brueckner¹ , Shin Nakamura¹ , Satoru Shindo¹ , Ria Achong-Bowe¹ , Jeffrey Thompson¹ , Xiaozhe Han¹ , Toshihisa Kawai¹ , Maiko Suzuki¹

¹Department of Oral Science and Translational Research, College of Dental Medicine, Nova Southeastern University

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Die Mikrohärte ist eine mechanische Eigenschaft und ein informativer Parameter zur Beurteilung der Pathophysiologie des Hartgewebes. Hier demonstrieren wir ein standardisiertes Protokoll (Probenvorbereitung, Polieren, flache Oberfläche und Eindruckstellen) für die Mikrohärteanalyse von Zahn- und Alveolarknochen in Modellen für orale Erkrankungen von Nagetieren, nämlich Zahnfluorose und Ligatur-induzierte parodontale Knochenresorption.

Zusammenfassung

Die mechanische Eigenschaft, die Mikrohärte, wird in Zahnschmelz, Dentin und Knochen in oralen Krankheitsmodellen, einschließlich Zahnfluorose und Parodontitis, bewertet. Die Mikro-CT (μCT) liefert 3D-Bildinformationen (Volumen und Mineraldichte) und die Rasterelektronenmikroskopie (REM) erzeugt Mikrostrukturbilder (Schmelzprisma und Knochenlakuna-Kanalikulär). Ergänzend zur Strukturanalyse mittels μCT und REM ist die Mikrohärte einer der informativen Parameter, um zu beurteilen, wie strukturelle Veränderungen die mechanischen Eigenschaften verändern. Obwohl es sich um einen nützlichen Parameter handelt, sind die Untersuchungen zur Mikrohärte des Alveolarknochens bei oralen Erkrankungen begrenzt. Bisher wurde über unterschiedliche Messmethoden zur Messung der Mikrohärte berichtet. Da die Mikrohärtewerte je nach Probenvorbereitung (Polieren und flache Oberfläche) und Eindringstellen variieren, können unterschiedliche Protokolle zu Diskrepanzen zwischen den Studien führen. Die Standardisierung des Mikrohärteprotokolls ist für eine konsistente und genaue Bewertung in oralen Krankheitsmodellen unerlässlich. In der vorliegenden Studie demonstrieren wir ein standardisiertes Protokoll für die Mikrohärteanalyse im Zahn- und Alveolarknochen. Die verwendeten Proben sind wie folgt: Für das Zahnfluorosemodell wurden Schneidezähne von Mäusen entnommen, die 6 Wochen lang mit/ohne fluoridhaltiges Wasser behandelt wurden; Für das Modell der ligaturinduzierten parodontalen Knochenresorption (L-PBR) wurden Alveolarknochen mit parodontaler Knochenresorption von Mäusen entnommen, die am 2^. Molaren des Oberkiefers ligiert waren. 2 Wochen nach der Ligatur wurde der Oberkiefer entnommen. Die Vickers-Härte wurde in diesen Proben nach dem standardisierten Protokoll analysiert. Das Protokoll enthält detaillierte Materialien und Methoden für die Einbettung von Kunststoffen, das serielle Polieren und die Eindringstellen für Schneidezähne und Alveolen. Nach unserem besten Wissen ist dies das erste standardisierte Mikrohärteprotokoll zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften von Zahn- und Alveolarknochen in Modellen für orale Erkrankungen von Nagetieren.

Einleitung

Die Härte ist eine der mechanischen Eigenschaften (z. B. Elastizität, Härte, Viskoelastizität und Bruchverhalten) und wird häufig verwendet, um die Fähigkeit zu charakterisieren, der Druckverformung und dem Bruch eines lokalen Bereichs eines Materials zu widerstehen. Die statische Eindringhärteprüfung ist die am häufigsten verwendete Methode, einschließlich der Vickers-Härte und der Knoop-Härte¹. Die Vickers-Härteprüfung wird durchgeführt, indem ein Diamanteindringkörper unter einer festen Prüfkraft in die Oberfläche gedrückt wird. Der Eindringkörper ist pyramidenförmig, mit einer quadratischen Basis und einem Winkel von 136° zwischen gegenüber....