Name: Die Etablierung eines kieferorthopädischen Mausmodells (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-27T12:40:00.000+00:00
Duration: 4 min 11 s
Description: Lernen Sie ein standardisiertes kieferorthopädisches Protokoll für Zahnverschiebungen am murinen Oberkiefermodell. Diese Methode ermöglicht reproduzierbare Experimente und vereinfacht den Einstieg für Forscher.

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Diese Arbeit wurde durch das Stipendium der National Natural Science Foundation of China unterstützt 82100982 an F.L.

Die Tierversuche in dieser Studie wurden vom Ethikkomitee der West China School of Stomatology der Sichuan University überprüft und genehmigt (WCHSIRB-D-2017-041). In dieser Studie wurden adulte C57BL/6-Mäuse verwendet (siehe Materialtabelle). Dieses Protokoll erhöht die mechanische Belastung des rechten oberen ersten Molaren (M1) für mesiale Bewegungen, bei denen ein hochgradig koordinierter Knochenumbauprozess durch Kopplung von Knochenresorption und Knochenbildung induziert wird (Abbildung 1).
1. Präoperative Vorbereitung
<ol><li>Chirurgische Artikel<ol><li>Bereiten Sie die folgenden chirurgischen Elemente für die Operation vor: chirurgische Plattform (Abbildung 2A), Befestigungselement (Abbildung 2B), chirurgische Instrumente (Abbildung 2C und ergänzende Abbildung S1), kieferorthopädisches Zubehör (Abbildung 2C) und zahnärztliches Restaurationszubehör (Abbildung 2D). HINWEIS: Die kundenspezifische Schraubenfeder ist eine Sonderanfertigung und bietet eine Kraft von 10cN, wenn sie auf 10 mm gedehnt wird.</li>
	</ol></li>
	<li>Sterilisation<ol><li>Sterilisieren Sie die chirurgischen Instrumente durch Autoklavieren und alle chirurgischen Gegenstände mit UV-Bestrahlung für mindestens 30 Minuten.</li>
	</ol></li>
	<li>Anästhesie<ol><li>Betäuben Sie die Maus durch Verabreichung von Ketamin (100 mg/kg) und Diazepam (5 mg/kg) durch intraperitoneale Injektion.</li>
		<li>Tragen Sie Tierarztsalbe mit einem Wattestäbchen auf die Augen der Maus auf, um Augentrockenheit zu vermeiden.</li>
		<li>Fahren Sie mit der Operation nur fort, wenn die Maus nicht reagiert, wenn ihre Zehen mit einer Pinzette eingeklemmt werden.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Chirurgischer Ablauf
<ol><li>Spreizen und kleben Sie die Gliedmaßen der betäubten Maus in Rückenlage mit Klebeband auf die Operationsplattform.</li>
	<li>Stecken Sie eine 27-G-Nadel auf beiden Seiten über dem Kopf und eine weitere 27-G-Nadel auf beiden Seiten unterhalb der Achselhöhle.</li>
	<li>Wickeln Sie ein Gummiband um die beiden oberen Nadeln und die oberen Schneidezähne und ein weiteres um zwei weitere Nadeln und die unteren Schneidezähne. Ändern Sie die Nadelpositionen, um den Öffnungsgrad und die Ausrichtung des Mundes zu steuern (Abbildung 3A). HINWEIS: Halten Sie bei der kieferorthopädischen Zahnbewegungsoperation den Mund maximal geöffnet, bevor der Buccinator vollständig dicht wird. Die Zunge sollte zur nicht-operativen Seite gezogen werden, um das Operationsfeld freizulegen und eine Ischämie zu verhindern.</li>
	<li>Biegen Sie das 1,5-mm-Ende eines 3 cm langen Edelstahldrahtes 304 und schieben Sie das gebogene Ende mit einer gebogenen Augenpinzette von der bukkalen Seite durch den Zwischenraum zwischen dem M1 und dem zweiten Molaren des Oberkiefers (M2) (Abbildung 3B). Wenn das palatinale Ende des Ligaturdrahtes von der palatinalen Seite aus zu sehen ist, ziehen Sie es bis zur Hälfte seiner Länge heraus und führen Sie es durch ein Ende der kundenspezifischen Schraubenfeder.</li>
	<li>Binden Sie mit den beiden Enden des Ligaturdrahtes einen quadratischen Knoten in mesialer Richtung des Oberkiefers M1, bis die Feder fest am Zahn befestigt ist (Abbildung 3C). Ziehen Sie den überschüssigen Draht ab.</li>
	<li>Stechen Sie auf ähnliche Weise einen zweiten 3 cm langen 304-Edelstahldraht durch das andere Ende der Schraubenfeder.</li>
	<li>Reinigen und trocknen Sie die Oberflächen der Schneidezähne mit Wattebäuschen. Tragen Sie Klebstoffe mit Wattestäbchen auf alle diese Oberflächen auf und härten Sie sie lichthärten.</li>
	<li>Schieben Sie den zweiten Edelstahldraht durch den Zwischenraum zwischen den Oberkieferschneidezähnen und binden Sie einen Schlupfknoten in labialer Richtung (Abbildung 3D). Ziehen Sie den überschüssigen Draht ab und lassen Sie den Rest des Drahtes nahe an der Zahnoberfläche liegen.</li>
	<li>Injizieren Sie lichthärtendes Harz, um den Knoten und die Schneidezähne abzudecken. das Harz lichthärten (Abbildung 3E).</li>
</ol>3. Postoperatives Management
<ol><li>Nach der Operation injizieren Sie den Mäusen 0,05 mg/kg Buprenorphin intraperitoneal zur postoperativen Analgesie.</li>
	<li>Legen Sie die betäubte Maus auf eine thermostatische Heizdecke bei 37 °C. Wenn die Maus durch Gehen wieder zu Bewusstsein kommt, bringen Sie sie in einen separaten Käfig zurück.</li>
	<li>Ersetzen Sie aufgrund der eingeschränkten Funktion der Schneidezähne nach der Operation normales Hartfutter nur durch eine weiche Diät.</li>
	<li>Überprüfen Sie die kieferorthopädischen Geräte täglich. Wenn während der Inspektion ein Zustand beobachtet wird, der die Leitung der kieferorthopädischen Kraft beeinflusst, wie z. B. Federverformung, Federlockerung und Herunterfallen des Geräts, sollte die Maus vom Experiment ausgeschlossen werden.</li>
	<li>Um die Vergleichbarkeit der Experimente zu wahren, bestimmen Sie das Gewicht der Mäuse täglich nach der Operation. Mäuse, die einen Gewichtsverlust von mehr als 30 % ihres präoperativen Gewichts aufweisen, müssen vom Versuch ausgeschlossen werden.</li>
</ol>

Ein kieferorthopädischer Modellleitfaden für den Mauskieferkiefer zur Knochenumbauanalyse

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<li>Feng, X., McDonald, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disorders+of+bone+remodeling%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Pathology%22%5BJournal%5D)">Disorders of bone remodeling.</a> Annual Review of Pathology. 6 (1), 121-145 (2011).</li>
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<li>Duncan, R. L., Turner, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanotransduction+and+the+functional+response+of+bone+to+mechanical+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Calcified+Tissue+International%22%5BJournal%5D)">Mechanotransduction and the functional response of bone to mechanical strain.</a> Calcified Tissue International. 57 (5), 344-358 (1995).</li>
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</ol>

Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.

In dieser Arbeit haben wir versucht, das einfachste kieferorthopädische Zahnbewegungsprotokoll am murinen Oberkiefermodell Schritt für Schritt zu beschreiben, um die latenten Mechanismen des mechanisch belastungsinduzierten Knochenumbaus zu untersuchen. Neben der Forschung zum Knochenumbau gibt es einige andere Mainstream-Anwendungen dieser Methode: 1) methodische Forschung zur Beschleunigung der kieferorthopädischen Zahnbewegung; 2) Forschung zur kieferorthopädischen Wurzelresorption; 3) biologische Mechanismen der kief...

Knochen ist ein hochaktives rekonstruiertes Gewebe, das seine Größe, Form und Eigenschaften während der gesamten Lebensdauer des Individuums anpasst 1,2. Neben Hormonen, Alterung, Ernährung und anderen biologischen oder biochemischen Faktoren3 hat sich die Vorstellung, dass die mechanische Belastung der bestimmendste Faktor ist, allgemein durchgesetzt 4,5. Unter bestimmten Umständen kann das Ungleichgewicht zwischen Knochenabbau und Knochenbildung bei abnormaler mechanischer Belastung zu abnormalem Knochenumbau und Knochenerkrankungen führen. Knochenerkrankungen wie Nichtgebrauch, Osteoporose und Knochenschwund während langfristiger Bettruhe oder in der Schwerelosigkeit bei Raumflügen stehen in engem Zusammenhang mit abnormaler mechanischer Belastung 6,7,8.
Mechanische Belastungen wurden auch zur Behandlung von Knochenerkrankungen wie Distraktionsbehandlungen und kieferorthopädischen Behandlungen eingesetzt. Die Distraktionsbehandlung wurde bei Entwicklungskrankheiten wie Kraniosynostose und Unterkieferhypoplasie eingesetzt 9,10, während die kieferorthopädische Behandlung häufig eingesetzt wurde, um abnormale Zahnstellungen und Zahnfehlstellungen zu korrigieren11. Der Kern der kieferorthopädischen Behandlung ist auch das Management der mechanischen Belastung. Wenn das Knochengewebe mechanisch belastet wird, wird ein hochgradig koordinierter Knochenumbauprozess durch Kopplung von Knochenresorption gefolgt von Knochenaufbau induziert, der Zähne bewegen kann, um den kieferorthopädischen Zweck zu erreichen12,13.
Obwohl die kieferorthopädische Behandlung in der klinischen Praxis weit verbreitet ist, sind die Ergebnisse der kieferorthopädischen Behandlung unkontrollierbar, da unser Wissen über die biologischen Auswirkungen mechanischer Belastungen begrenzt ist. Um diese Einschränkungen zu überwinden, wurden mehrere Tiermodelle wie Maus, Ratte, Kaninchen, Katze, Hund, Affe und Schwein etabliert, um den zugrunde liegenden Mechanismus des mechanisch belastungsinduzierten Knochenumbaus zu untersuchen (Tabelle 1)14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29,30,31,32. Große Tiere wie Hunde, Affen und Schweine haben bei kieferorthopädischen Operationen einige Vorteile gegenüber kleinen Tieren - sie haben menschenähnlichere Zähne und Gebisse, so dass der chirurgische Eingriff beim Menschen leicht zu replizieren ist. Darüber hinaus kann eine weite Sicht die Operationsschwierigkeit verringern und die Anwendung einer Vielzahl von kieferorthopädischen Schemata ermöglichen33,34. Große Tiere sind jedoch schwer zu bekommen, was zu Herausforderungen im Zusammenhang mit der Stichprobengröße führt, und sie unterliegen ethischen Einschränkungen35. Darüber hinaus erschweren routinemäßige Extraktionsverfahren und komplexe Instrumente die Durchführung der Experimente, wodurch große Tiere selten verwendet werden.
Unter solchen Umständen werden Nagetiere hauptsächlich zur Erstellung kieferorthopädischer Modelle verwendet. Unter diesen Modellen haben Ratten und Kaninchen im Vergleich zu Mäusen geringere Bedienschwierigkeiten und mehr Zahnbewegungsschemata. Das Mausmodell hat jedoch den einzigartigen Vorteil, dass eine große Anzahl genetisch veränderter Mäuse zur Verfügung steht, was besonders für die Untersuchung der zugrundeliegenden Mechanismen entscheidend ist36. Das Mausmodell ist jedoch aufgrund seiner geringen Größe das am schwierigsten zu manipulierende Modell. Bei der Überprüfung der aktuellen Methoden ist das Verschieben des ersten Molaren in mesialer Richtung die einzige praktische Methode für ein kieferorthopädisches Modell. Zwei Vorrichtungen werden hauptsächlich verwendet, um die Zahnschraubenfeder und das Gummiband zu bewegen. Die Verwendung eines Gummibandes ist einfacher, aber die kieferorthopädische Kraft variiert stark, was es schwierig macht, stabile Ergebnisse zu erzielen.
Xu et al.15 haben ein Mausmodell mit einer Schraubenfeder am Unterkiefer etabliert. Aufgrund der Beweglichkeit des Unterkiefers und der obstruktiven Natur der Zunge ist die Operation am Oberkiefer jedoch sowohl intraoperativ als auch postoperativ immer die erste Wahl. Taddei et al.16 beschrieben vor 10 Jahren ein detaillierteres Protokoll am murinen Oberkiefer und es sollten mehr visuelle und durchsichtige Details hinzugefügt werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Protokoll systematisch ein detailliertes kieferorthopädisches Zahnbewegungsprotokoll in einem murinen Oberkiefermodell beschrieben hat, um den Forschern zu helfen, die Modellierungsmethode auf standardisierte Weise zu beherrschen und die vergleichende Bewertung zwischen verschiedenen Studien zu ermöglichen.

<table><tbody><tr><td>Experimentelle Modelle: Mauslinien</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>C57/B6J&nbsp;</td><td>Gempharmatech Unternehmen für Versuchstiere&nbsp;</td><td>C57/B6J</td><td></td></tr><tr><td>Critical Commercial Assays</td>Hämatoxylin- und Eosin-Färbekit <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Biosharp</td><td>BL700B</td><td></td></tr><tr><td>Masson' s Trichrome Stain Kit</td><td>Solarbio</td><td>G1340</td><td></td></tr><tr><td>Instruments</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>27 G Nadel</td><td>Chengdu Xinjin Shifeng Medical Apparatus & Instrumente Co. LTD.</td><td>SB1-074(IV)</td><td></td></tr><tr><td>Klebstoffe</td><td>Minnesota Mining and Manufacturing Co., Ltd.</td><td>41282</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Corkboard DELI Group Co., Ltd.</td><td>8705</td><td></td></tr><tr><td>Wattebäusche</td><td>Haishi Hainuo Group Co.,&nbsp; Ltd.</td><td></td><td></td>20120047</tr><tr><td>Wattestäbchen</td><td>Lakong Medical Devices Co., Ltd.</td><td>M6500R</td><td></td></tr><tr><td>Kundenspezifische Schraubenfeder</td><td>Chengdu Mingxing Spring Co., Ltd.</td><td>1109-02</td><td></td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>keine</td><td></td></tr><tr><td>Leichthärtendes flüssiges Harz</td><td>Shofu Dental Trading (SHANGHAI) Co., Ltd.</td><td></td><td></td>518785</tr><tr><td>Lichthärter</td><td>Liang Ya Dental Equipment Co., Ltd.</td><td>LY-A180</td><td></td></tr><tr><td>Medizinische Klebebänder&nbsp;</td><td>Verifizierter Lieferant - Haishi Hainuo Group Co.</td><td>0008-2014</td><td></td></tr><tr><td>Medizinisches Vliesgewebe</td><td>Henan Yadu Industrial Co., Ltd.</td><td></td><td></td>01011500018</tr><tr><td>Nadelhalter</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>keine</td><td></td></tr><tr><td>Gummibänder</td><td>Haishi Hainuo Group Co.,&nbsp; Ltd.</td><td>32X1</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgische Schere</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>keine</td><td></td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td><td>nichts</td><td></td></tr></tbody></table>

die etablierung eines kieferorthopädischen mausmodells

The Establishment of a Murine Maxillary Orthodontic Model

Aufgrund des Mangels an reproduzierbaren Protokollen für die Erstellung eines kieferorthopädischen Modells der Maus präsentieren wir ein zuverlässiges und reproduzierbares Protokoll, um Forschern ein praktikables Werkzeug zur Analyse des mechanischen belastungsassoziierten Knochenumbaus an die Hand zu geben. Diese Studie enthält ein detailliertes Flussdiagramm sowie verschiedene Arten von schematischen Diagrammen, Betriebsfotos und Videos. Wir führten dieses Protokoll an 11 erwachsenen Breittyp-C57/B6J-Mäusen durch und sammelten Proben an den postoperativen Tagen 3, 8 und 14. Die Mikro-CT und die histopathologischen Daten haben den Erfolg von Zahnbewegungen in Verbindung mit dem Knochenumbau unter Verwendung dieses Protokolls bewiesen. Darüber hinaus haben wir gemäß den Mikro-CT-Ergebnissen an den Tagen 3, 8 und 14 die Knochenmodellierung in drei Phasen unterteilt: Vorbereitungsphase, Knochenresorptionsphase und Knochenaufbauphase. Es wird erwartet, dass diese Phasen Forschern, die sich mit verschiedenen Phasen befassen, helfen, die Probenentnahmezeit angemessen festzulegen. Dieses Protokoll kann Forschern ein Werkzeug an die Hand geben, um regenerative Analysen des Knochenumbaus durchzuführen.

Wir haben die OTM-Operation an 11 erwachsenen männlichen Mäusen (C57/BL6, 3 Monate alt) durchgeführt. Sie wurden eingeschläfert, um die Ergebnisse an den Tagen 3, 8 und 14 nach der Operation zu erhalten. In diesen Experimenten ist die rechte Oberkieferseite die Operationsseite, während die linke Oberkieferseite die Kontrollseite ist. Das Mikro-CT zeigte, dass es eine zeitlich konsekutive Zunahme des Abstands zwischen M1 und M2 gab: 30 μm, 70 μm und 110 μm an den Tagen 3, 8 bzw. 14 nach der Operation (<strong class="xfig"...

Hier zeigen wir Schritt für Schritt ein überschaubares, kieferorthopädisches Zahnbewegungsprotokoll, das an einem murinen Oberkiefermodell operiert wird. Mit der expliziten Erklärung jedes Schritts und der visuellen Demonstration können Forscher dieses Modell beherrschen und es mit einigen Modifikationen auf ihre experimentellen Bedürfnisse anwenden.

Die Etablierung eines kieferorthopädischen Mausmodells

Due to the lack of reproducible protocols for establishing a murine maxillary orthodontic model, we present a reliable and reproducible protocol to ...

Wie wir überprüft haben, ist das kieferorthopädische Modell der Maus weit verbreitet, aber einfach beschrieben. Es ist schwierig, experimentelle Daten zwischen verschiedenen Studien auf der Grundlage aktueller Methoden zu wiederholen und zu vergleichen. Daher wird dieses Protokoll den Forschern helfen, die Modellierungsmethode auf standardisierte Weise zu beherrschen und vergleichende Auswertungen zwischen verschiedenen Studien zu ermöglichen.Dieses Protokoll ist tatsächlich die bisher einfachste Modellierungsmethode bei Mäusen, und unser Video hat viele praktische Modellierungsdetails gezeigt. Diese Methode basiert auf der Maus und der sich verengende Operationsraum wird Anfänger definitiv vor große Herausforderungen stellen. Ein gewisses Maß an Übung kann hilfreich sein.Dieses Protokoll bietet kieferorthopädische Belastung auf einfachste Weise, so dass Experimente mit diesem Protokoll zeitsparend und leicht zu wiederholen sind. Auch für Anfänger gibt es viele Vorteile, wie z. B. ein breites chirurgisches Sichtfeld und visuelle chirurgische Eingriffe. Zero-basierte Lernende können dieses Modell mit unserem Protokoll leichter beherrschen.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

Wir präsentieren ein Protokoll zur Erzeugung kieferorthopädischer Zahnbewegungen bei Mäusen und Methoden zur 3D-Visualisierung der Kollagenfasern und Blutgefäße von Parodontalbändern ohne Schnitt.

3D-Bildgebung von PDL-Kollagenfasern während kieferorthopädischer Zahnbewegungen im Unterkiefermine modell

Dieses Protokoll zeigt Schritt für Schritt, wie der erste Backenzahn des Unterkiefers in der Maus extrahiert wird. Es bietet eine alternative Methode für Forscher, die sich auf die Heilung und Regeneration von Kieferknochen konzentrieren.

Die Etablierung eines murinen murinen molaren Extraktionsalveolen-Heilungsmodells

Dieses Manuskript stellt ein umfassendes Protokoll zur Bewertung der dreidimensionalen (3D) Bewegung von Oberkiefer-Seitenzähnen mit durchsichtigen Alignern unter Verwendung der digitalen Modellüberlagerung vor, einem unschätzbaren Werkzeug in der Kieferorthopädie und dentofazialen Orthopädie.

Messung der Oberkiefer-Seitenzahnbewegung: Eine Modellbewertung mit Gaumen- und Zahnüberlagerung

In diesem Artikel wird ein optimiertes Protokoll für die Etablierung eines Pulpitis-Modells bei Mäusen unter Verwendung eines innovativen Mundknebels vorgestellt, gefolgt von einer anschließenden histologischen Analyse.

Etablierung eines murinen Pulpa-Expositionsmodells mit einem neuartigen Mundknebel für die Pulpitisforschung

In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll zur Untersuchung der kieferorthopädischen Zahnbewegung (OTM) vor, das als geeignetes Modell dient, um die Mechanismen der Knochenanpassung, der Wurzelresorption und der Reaktion von Knochenzellen auf mechanische Reize zu untersuchen. Dieser umfassende Leitfaden bietet detaillierte Informationen über das OTM-Modell, die Mikrocomputertomographie-Erfassung und die anschließende Analyse.

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