Article de méthode

In situ à la compression de chargement et d'imagerie non invasive corrélative de l'os-ligament parodontal-dent Fort commune

DOI :

10.3791/51147

7 mars 2014

Dans cet article

Résumé

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Dans cette étude, l'utilisation d'un dispositif de chargement in situ couplée à la tomographie micro-ordinateur à rayons X pour la biomécanique articulaire fibreux en sera discuté. Lectures expérimentales identifiables avec un changement global de la biomécanique articulaire seront les suivants: 1) les forces réactionnaires en fonction du déplacement, c'est-dent déplacement dans l'alvéole et sa réponse réactionnaire à charge, 2) en trois dimensions (3D) configuration spatiale et morphométriques, soit géométrique relation de la dent avec l'alvéole, et 3) les changements dans les affichages 1 et 2 en raison d'un changement dans l'axe de chargement, c'est à dire les charges concentriques ou excentriques.

Résumé

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Cette étude démontre un protocole de test de nouveaux biomécanique. L'avantage de ce protocole comprend l'utilisation d'un dispositif de chargement in situ couplée à un microscope à haute résolution des rayons X dans, permettant ainsi la visualisation des éléments structurels internes au titre des charges physiologiques simulées et des conditions humides. Échantillons expérimentaux comprendront intact ligament à l'os parodontal (PDL)-dent articulations fibreuses. Résultats illustrent trois aspects importants du protocole car ils peuvent être appliqués à la biomécanique au niveau d'organes: 1) la force réactionnaire en fonction du déplacement: dent déplacement dans l'alvéole et sa réponse réactionnaire à charge, 2) en trois dimensions (3D) configuration spatiale et morphométriques: la relation géométrique de la dent avec l'alvéole, et 3) les changements dans les affichages 1 et 2 en raison d'un changement dans l'axe de chargement, c'est à dire à partir de concentrique aux charges excentrées. L'efficacité du protocole proposé sera évaluée en couplant te mécaniquepiqûre lectures à la morphométrie 3D et de la biomécanique ensemble de la commune. En outre, cette technique mettra l'accent sur la nécessité d'équilibrer les conditions expérimentales, des charges particulièrement réactionnaires avant d'acquérir des tomographies de joints fibreux. Il convient de noter que le protocole proposé est limité à l'analyse des échantillons sous des conditions ex vivo, et que l'utilisation d'agents de contraste pour visualiser les tissus mous réponse mécanique pourrait conduire à des conclusions erronées sur la biomécanique des tissus et au niveau des organes.

Introduction

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Plusieurs méthodes expérimentales continuent d'être utilisés pour étudier la biomécanique de diarthroses et fibreux. Les méthodes spécifiques pour la biomécanique d'organes de dents comprennent l'utilisation de jauges de contrainte de 1 à 3, les méthodes de photoélasticité 4, 5, l'interférométrie de moiré 6, 7, électronique mouchetis interférométrie 8, et de la corrélation d'images numériques (DIC) 9-14. Dans cette étude, l'approche novatrice comprend imagerie non invasive utilisant des rayons X d'exposer les structures internes d'un joint fibreux (tissus minéralisés et de leurs in....

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Protocole

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Logement des animaux et de l'euthanasie: Tous les animaux utilisés à cette manifestation ont été logés dans des conditions exemptes d'agents pathogènes, conformément aux lignes directrices de l'entretien et l'utilisation des animaux Commission institutionnelle (IACUC) et l'Institut national de la santé (NIH).

Offrir aux animaux pour rats dur culot standard et de l'eau ad lib. Euthanasier les animaux par une méthode en deux étapes de dioxyde de carbone asphyxie, thoracotomie bilatérale en conformité avec le protocole standard de l'UCSF approuvé par IACUC. Effectuer des tests biomécaniques dans les 24 he....

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Résultats

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Estimation de la charge dispositif "jeu", "refoulement", la raideur et la dérive du système sous une charge constante

Backlash: Entre chargement et de déchargement des parties du cycle, il existe une pause de 3 sec au cours de laquelle se prépare inverse dans le moteur avant le déchargement commence vrai, à savoir que l'échantillon s'éloigne de la mâchoire supérieure (Figure 3). Cette période est appelée une réaction dans le système.......

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Discussion

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La première étape dans l'établissement de ce protocole a consisté à évaluer la rigidité du cadre de chargement à l'aide d'un corps rigide. D'après les résultats, la rigidité était significativement plus élevée permettant l'utilisation du dispositif de chargement pour un test supplémentaire d'échantillons avec des valeurs de rigidité nettement plus faibles. La deuxième étape a mis en évidence la capacité de l'instrument de distinguer différentes valeurs de rigidité à l'aide de deux phases .......

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Déclarations de divulgation

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Les auteurs n'ont rien à révéler.

Remerciements

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Les auteurs reconnaissent l'aide financière NIH / NIDCR R00DE018212 (SPH), NIH/NIDCR-R01DE022032 (SPH), NIH / NIDCR T32 DE07306 (AJ, JDL), NIH / NCRR S10RR026645, (SPH) et les départements des sciences dentaires de prévention et de restauration et Sciences oro-faciales, UCSF. En outre, les auteurs reconnaissent Xradia bourse d'études supérieures (AJ), Xradia Inc., Pleasanton, CA.

Les auteurs remercient le Dr Kathryn Grandfield, UCSF pour son aide à la post-traitement de données; Drs. Stephen Weiner et Gili Naveh, Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israël, le Dr Ron Shahar, l'Université hébraïque de Jérusalem, Israël pour ....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Bard Parker BladeBDMEDC-001054
Disque métallique AFMTed Pella16218
Polyméthacrylate de méthyle  ;GC AmericaN/A
Uni-EtchBiscoE5502EBM
Optibond Solo PlusKerr CorpN/A
Filtek Flow3MN/A
Hurculite UltraKerr34346
Tris bufferMediatech Inc.N/A
Papier articuléParkell Inc.
Acide phosphotungstiqueSigma AldrichHT152

Références

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  1. Popowics, T. E., Rensberger, J. M., Herring, S. W. Enamel microstructure and microstrain in the fracture of human and pig molar cusps. Arch. Oral Biol. 49, 595-605 (2004).
  2. Jantarat, J., Palamara, J. E., Messer, H. H. An investigation of cuspal deformation....

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Mots-clés

In Situ LoadingX ray MicroscopyMechanical TestingTooth Displacement3D MorphometricsEccentric LoadingPTA StainingFibrous Joint AnalysisOrgan Level Biomechanics

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