Summary
여기에서 우리는 쥐 상악 모델에서 작동하는 관리 가능한 교정 치아 이동 프로토콜을 단계별로 보여줍니다. 각 단계에 대한 명확한 설명과 시각적 시연을 통해 연구원은 이 모델을 마스터하고 약간의 수정을 통해 실험 요구 사항에 적용할 수 있습니다.
Abstract
쥐 상악 교정 모델을 구축하기 위한 재현 가능한 프로토콜이 부족하기 때문에 우리는 연구자들에게 기계적 하중 관련 뼈 리모델링을 분석할 수 있는 실행 가능한 도구를 제공하기 위해 신뢰할 수 있고 재현 가능한 프로토콜을 제시합니다. 이 연구는 다양한 유형의 회로도, 작동 사진 및 비디오 외에도 자세한 순서도를 제공합니다. 11마리의 성체 와이드 타입 C57/B6J 마우스에 이 프로토콜을 수행하고 수술 후 3일, 8일, 14일에 샘플을 수집했습니다. 마이크로 CT 및 조직병리학적 데이터는 이 프로토콜을 사용한 뼈 리모델링과 결합된 치아 운동의 성공을 입증했습니다. 또한 3일, 8일, 14일째의 micro-CT 결과에 따라 뼈 모델링을 준비 단계, 골 흡수 단계, 골 형성 단계의 세 단계로 나눴습니다. 이러한 단계는 다양한 단계에 관심이 있는 연구원이 샘플 수집 시간을 합리적으로 설정하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다. 이 프로토콜은 연구자들에게 뼈 리모델링의 재생 분석을 수행할 수 있는 도구를 제공할 수 있습니다.
Introduction
뼈는 개체의 일생 동안 크기, 모양 및 특성을 조정하는 매우 활동적인 재건 조직입니다 1,2. 호르몬, 노화, 영양 및 기타 생물학적 또는 생화학적 요인3 외에도 기계적 부하가 가장 결정적인 요인이라는 생각이 널리 받아들여지고 있다 4,5. 비정상적인 기계적 부하가 있는 일부 상황에서는 뼈 흡수와 뼈 형성 사이의 불균형으로 인해 비정상적인 뼈 리모델링 및 뼈 장애가 발생할 수 있습니다. 장기간 침상 안정 중 또는 우주 비행시 미세 중력의 존재 하에서 사용하지 않는 골다공증 및 뼈 손실과 같은 뼈 질환은 비정상적인 기계적 부하 6,7,8과 밀접한 관계가 있습니다.
기계적 하중은 또한 산만 치료 및 교정 치료와 같은 뼈 관련 질병을 치료하는 데 사용되었습니다. 주의 산만 치료는 두개유합증 및 하악 형성 부전증과 같은 발달 질환에 사용되어 왔으며 9,10 교정 치료는 비정상적인 치아 위치와 부정교합을 교정하는 데 널리 사용되어 왔다11. 교정 치료의 핵심은 기계적 부하의 관리이기도 합니다. 뼈 조직이 기계적 하중을 받을 때, 뼈 흡수에 이은 뼈 형성의 결합에 의해 고도로 조정된 뼈 리모델링 과정이 유도되며, 이는 치아를 움직여 교정 목적(12,13)을 달성할 수 있다.
교정 치료는 임상 실습에 널리 적용되어 왔지만 기계적 하중의 생물학적 영향에 대한 지식이 제한되어 있기 때문에 교정 치료의 결과는 통제할 수 없습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 생쥐, 쥐, 토끼, 고양이, 개, 원숭이, 돼지 등 여러 동물 모델을 확립하여 기계적 하중 유도 골 리모델링의 근본적인 메커니즘을 조사했습니다(표 1)14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29,30,31,32입니다. 개, 원숭이, 돼지와 같은 큰 동물은 교정 수술에서 작은 동물에 비해 몇 가지 장점이 있습니다 - 그들은 더 인간과 유사한 치아와 치열을 가지고 있어 수술 절차를 인간에게 쉽게 복제할 수 있습니다. 또한, 넓은 시야는 수술 난이도를 감소시킬 수 있고, 다양한 교정 계획(33,34)을 적용할 수 있다. 그러나 대형 동물은 구하기 어려워 표본 크기와 관련된 문제가 발생하며 윤리적 제한35. 또한 일상적인 추출 절차와 복잡한 기기로 인해 실험을 수행하기 어렵기 때문에 대형 동물은 거의 사용되지 않습니다.
이러한 상황에서 설치류는 주로 교정 모델을 설정하는 데 사용됩니다. 이 모델 중 쥐와 토끼는 쥐에 비해 작동 난이도가 낮고 치아 이동 방식이 더 많습니다. 그러나, 쥐 모델은 많은 수의 유전자 변형 마우스가 이용 가능하다는 독특한 이점을 가지며, 이는 기저 메커니즘(36)을 조사하는데 특히 중요하다. 그러나 쥐 모델은 크기가 작기 때문에 조작하기 가장 어려운 모델입니다. 현재 방법을 검토하면 첫 번째 어금니를 근심 방향으로 이동하는 것이 교정 모델을 위한 유일한 실용적인 방법입니다. 두 개의 장치는 주로 톱니 코일 스프링과 탄성 밴드를 이동하는 데 사용됩니다. 고무줄을 사용하는 것이 더 쉽지만 교정력이 크게 달라 안정적인 결과를 얻기가 어렵습니다.
Xu et al.15 는 하악골에 코일 스프링이 있는 쥐 모델을 확립했습니다. 그러나 하악골의 이동성과 혀의 폐쇄성으로 인해 상악 수술은 수술 중 및 수술 후 고려 사항에서 항상 첫 번째 선택입니다. Taddei et al.[16 ]은 10년 전에 쥐 상악골에 대한 보다 상세한 프로토콜을 기술했으며, 더 많은 시각적이고 명확한 세부 사항이 추가되어야 합니다. 요약하면, 이 프로토콜은 쥐 상악 모델에서 상세한 교정 치아 이동 프로토콜을 체계적으로 설명하여 연구원이 표준화된 방식으로 모델링 방법을 마스터하고 서로 다른 연구 간의 비교 평가를 가능하게 합니다.
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Protocol
이 연구의 동물 절차는 쓰촨 대학교 중국 서부 구강학 학교 윤리 위원회(WCHSIRB-D-2017-041)에서 검토 및 승인되었습니다. 이 연구에서는 성체 C57BL/6 마우스를 사용했습니다( 재료 표 참조). 이 프로토콜은 뼈 흡수와 뼈 형성의 결합에 의해 고도로 조정된 뼈 리모델링 과정이 유도되는 근심 이동을 위해 오른쪽 상악 제1대구치(M1)에 기계적 부하를 추가합니다(그림 1).
1. 수술 전 준비
- 수술 용품
- 수술을 위해 수술 플랫폼(그림 2A), 패스너(그림 2B), 수술 기구(그림 2C 및 보충 그림 S1), 교정 용품(그림 2C) 및 치과 수복 용품(그림 2D)과 같은 수술 품목을 준비합니다.
알림: 맞춤형 코일 스프링은 맞춤형이며 10mm로 늘어났을 때 10cN의 힘을 제공합니다.
- 수술을 위해 수술 플랫폼(그림 2A), 패스너(그림 2B), 수술 기구(그림 2C 및 보충 그림 S1), 교정 용품(그림 2C) 및 치과 수복 용품(그림 2D)과 같은 수술 품목을 준비합니다.
- 멸균
- 고압멸균으로 수술 기구와 모든 수술 품목을 자외선 조사로 최소 30분 동안 살균합니다.
- 마취
- 복강 내 주사로 케타민(100mg/kg)과 디아제팜(5mg/kg)을 투여하여 마우스를 마취합니다.
- 눈 건조를 피하기 위해 면봉으로 쥐의 눈에 수의사 연고를 바릅니다.
- 집게로 발가락을 눌렀을 때 쥐가 반응하지 않는 경우에만 수술을 진행하십시오.
2. 수술 과정
- 마취된 쥐의 팔다리를 접착 테이프를 사용하여 수술 플랫폼에 누운 자세로 벌리고 테이프로 붙입니다.
- 머리 위 양쪽에 27G 바늘을 고정하고 겨드랑이 아래 양쪽에 27G 바늘을 더 고정합니다.
- 위의 두 바늘과 위쪽 앞니에 고무 밴드를 감고 다른 두 개의 바늘과 아래 앞니에 다른 바늘을 감습니다. 바늘 위치를 변경하여 입의 개방 정도와 방향을 제어합니다(그림 3A).
알림: 교정 치아 이동 작업의 경우 부치네이터가 완전히 조여지기 전에 입을 최대한 벌리십시오. 혀를 수술 부위를 노출시키고 허혈을 방지하기 위해 비수술 쪽으로 당겨야 합니다. - 3cm 304 스테인리스강 와이어의 1.5mm 끝을 구부리고 구부러진 안과 핀셋을 사용하여 협측에서 M1과 상악 두 번째 어금니(M2) 사이의 내간 공간을 통해 구부러진 끝을 밀어 넣습니다(그림 3B). 합자 와이어의 구개 끝이 구개 쪽에서 보이면 길이의 약 절반까지 당겨 맞춤형 코일 스프링의 한쪽 끝을 통과시킵니다.
- 스프링이 치아에 단단히 고정될 때까지 합자 와이어의 두 끝을 상악 M1의 중간 방향으로 정사각형 매듭으로 묶습니다(그림 3C). 여분의 와이어를 뺍니다.
- 마찬가지로 코일 스프링의 다른 쪽 끝을 통해 두 번째 3cm 304 스테인리스 스틸 와이어를 뚫습니다.
- 면봉으로 앞니 표면을 청소하고 말립니다. 면봉으로 모든 표면에 접착제를 바르고 광경화하십시오.
- 상악 앞니 사이의 근접 공간을 통해 두 번째 스테인리스강 와이어를 밀어 넣고 순 방향으로 슬립 매듭을 묶습니다(그림 3D). 여분의 와이어를 빼고 나머지 와이어를 치아 표면 가까이에 놓습니다.
- 매듭과 앞니를 덮기 위해 광경화 수지를 주입합니다. 수지를 광경화합니다(그림 3E).
3. 수술 후 관리
- 수술 후 수술 후 진통을 위해 복강내 0.05mg/kg 부프레노르핀을 쥐에게 주사합니다.
- 마취된 마우스를 37°C 자동 온도 조절 전기 담요 위에 놓습니다. 뮤린이 보행을 통해 의식을 되찾으면 별도의 하우징 케이지로 되돌려 보냅니다.
- 수술 후 앞니의 기능이 제한되어 있기 때문에 일반 딱딱한 사료를 부드러운 사료로 대체하십시오.
- 매일 교정 장치를 확인하십시오. 검사 중 스프링 변형, 스프링 풀림, 장치 탈락과 같이 교정력 전도에 영향을 미치는 조건이 관찰되면 마우스를 실험에서 제외해야 합니다.
- 실험의 비교 가능성을 유지하기 위해 수술 후 매일 마우스의 체중을 평가하십시오. 수술 전 체중의 30%를 초과하는 체중 감소를 보이는 마우스는 실험에서 제외해야 합니다.
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Representative Results
11마리의 성체 수컷 마우스(C57/BL6, 3개월령)를 대상으로 OTM 수술을 시행했습니다. 그들은 수술 후 3일, 8일, 14일에 결과를 위해 안락사되었습니다. 이 실험에서 오른쪽 상악 쪽은 수술 쪽이고 왼쪽 상악 쪽은 대조군입니다. micro-CT는 수술 후 3일, 8일, 14일째에 각각 30μm, 70μm, 110μm로 M1과 M2 사이의 거리가 일시적으로 연속적으로 증가했음을 보여주었습니다(그림 4). 저밀도 치주 인대는 기계적 부하의 결과로 뿌리의 원위부에서 넓어지고 근간부에서 좁아지는 것을 보여주었습니다(그림 5). 또한, 치주 인대는 연속적이었고 어떤 뿌리에서도 흡수가 일어나지 않았습니다. 이러한 결과는 이 프로토콜로 M1을 물리적으로 이동하는 것이 가능하고 안전하다는 것을 증명합니다.
또한, M1의 뿌리 안에 둘러싸인 뼈 영역을 그림 6에 표시된 매개변수로 분석했습니다. 8일째 수술 측의 골용적 및 골밀도 비율은 대조군에 비해 유의한 감소를 보였다(그림 6A,B). 대조적으로, 3일과 14일의 수술 측의 골용적 비율은 8일째의 수술 측에 비해 유의한 증가를 보였다(그림 6A). 이러한 결과는 수술 후 3일째 이전에 뼈 리모델링이 비활성화되었음을 시사합니다. 수술 후 3일째가 지나면 뼈 흡수가 뼈 리모델링 과정을 지배하기 시작합니다. 수술 후 8일째가 지나면 뼈 형성이 뼈 리모델링에서 우위를 점하고 치조골이 거의 생리적 수준으로 돌아와 치아의 움직임이 거의 멈춘다는 것을 의미합니다. 이 프로토콜의 14일째가 되면 M1의 뿌리 내에 있는 뼈 재형성은 크게 준비, 뼈 흡수 및 뼈 형성 단계로 나눌 수 있는 세 단계를 거칩니다. 따라서 연구자들은 이 모델을 사용하여 뼈 리모델링의 다양한 단계를 연구할 수 있습니다.
그림 7 은 헤마톡실린-에오신 염색 및 Masson-trichrome 염색의 결과를 보여줍니다. M1의 근심 협측근(MB)과 원위 협측근(DB) 사이의 치조골을 관심 영역으로 선택했습니다. MB의 말단부에 있는 치주 인대와 DB의 근심 말단에 있는 치주 인대는 관심 뼈 영역의 힘 전달 전선입니다. 각 그룹의 대조군은 유사한 양상을 보였는데, 이 치주인대는 물결 모양의 섬유와 방추형 세포가 정렬되어 비슷한 너비를 공유했으며, 치조골의 표면은 온전한 선형을 보였다. 이는 M1의 뿌리 내에 둘러싸인 치주 조직이 생리학적 조건 하에서 불균형하고 과도한 기계적 부하를 받지 않았음을 시사한다.
수술 후 3일째, 치주인대 섬유는 긴장 쪽에서 팽팽하게 늘어났고, 치주 인대 섬유는 형태학적 모호성으로 압축되었습니다. 히알린화는 가장 큰 압력 영역에서 관찰되었습니다. 치조골의 표면은 여전히 양쪽에서 온전한 상태를 유지하고 있었다. 마이크로 CT 결과와 일치하게, 수술 후 초기 3일 동안 M1은 압박 측의 치주 인대를 압박하여 치조관 소켓 내에서 이동했으며, 뼈 흡수 또는 형성은 아직 관찰되지 않았습니다.
수술 후 8일째, 양쪽 치주인대는 3일째와 동일한 특징을 보였지만 치조골의 표면은 거칠어 보이기 시작했습니다. 또한 CT 데이터에서 볼 수 있듯이 골수가 커지고 섬유주 뼈의 수가 줄어드는 것처럼 보였습니다. 따라서 수술 후 8일째에 뼈 리모델링의 조직병리학적 표현형은 골흡수의 증가를 보여줍니다. 치조골은 또한 M1이 고속으로 움직인다는 것을 나타냅니다.
수술 후 14일째 되는 날, 양쪽 치주 인대의 너비는 거의 같아 보였습니다. 치조골의 표면은 수술 후 8일째에 비해 훨씬 거칠어졌다. 그러나 뼈는 대조군의 생리적 수준으로 회복되었고, 이는 CT 데이터로도 나타났다. 이 단계는 뼈 형성이 뼈 모델링 과정을 지배한다는 것을 보여줍니다. 기계적 하중은 운전시에 한 번만 가해지기 때문에 이동 거리가 증가함에 따라 하중이 감소합니다. 치조골이 정상으로 돌아오면서 M1의 움직임도 멈췄다.
그림 1: 치아 움직임의 개략도. 어금니에 기계적 하중이 가해지면 치조골 리모델링의 인장면과 압축면을 정의할 수 있습니다. 굵은 화살표는 기계적 부하의 방향을 나타냅니다. 가는 화살표는 뼈 리모델링 전면의 인장면과 압축면을 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 수술 항목. (A) (1) 수술 플랫폼 : 의료용 부직포로 감싼 폼 보드 또는 코르크 보드. (B) 패스너: (2) 고무줄 2개, 테이프 3개, (4) 27G 바늘 4개. (C) 수술 기구 및 교정 용품: (5) 수술용 가위, (6) 안과용 핀셋, (7) 바늘 홀더, (8) 304 스테인리스 스틸 와이어, (9) 맞춤형 코일 스프링. 흰색 사각형은 맞춤형 코일 스프링을 나타냅니다. 힘이 가해지거나 가해지지 않는 스프링의 확대 버전은 보충 그림 S1에 나와 있습니다. (D) 치아 수복 용품: (10) 공기 펌프 병, (11) 라이트 큐어, (12) 면봉, (13) 면봉, (14) 광경화 유체 레진, (15) 접착제. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 수술 과정. (A) 마우스를 수술 플랫폼에 고정합니다. (B) 협측에서 M304와 M1 사이의 근접 공간을 통해 2 스테인리스강 와이어를 밀어 넣습니다. (나1) 이해를 돕기 위해 개략도가 추가되었습니다. (C) 코일 스프링이 M1에 고정되어 있고 M1에서 교합 간섭이 발생하지 않습니다. (다1) 이해를 돕기 위해 개략도가 추가되었습니다. (D) 코일 스프링의 다른 쪽 끝은 동측 상부 앞니에 고정됩니다. (1일차) 이해를 돕기 위해 개략도가 추가되었습니다. (E) 유체 레진을 도포하여 앞니와 스테인리스 스틸을 함께 감쌉니다. (F) 모든 교정 장치의 최종 보기. 약어: M1 = 상악 제1대구치; M2 = 상악 제2대구치. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 대표적인 마이크로 CT 3차원 이미지 및 M1 움직임의 여러 단계에 대한 통계 분석. (A) 생리적 상황에서 M1과 M2 사이에는 공간이 없습니다. (비-디) M1이 움직이기 시작하고 시간이 지남에 따라 M1과 M2 사이의 상호 위치 관계에 따라 이동 거리가 증가합니다. 빨간색 상자는 M1과 M2 사이의 거리를 나타냅니다. 검은색 화살표는 기계적 부하의 방향을 나타냅니다. (E) M1 이동 거리의 통계 분석. 약어: M1 = 상악 제1대구치; M2 = 상악 제 2 대구치; OTM = 치아 교정 운동. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 5: M1 움직임의 여러 단계에 대한 수평 및 시상 보기에서 얻은 대표적인 micro-CT 2차원 이미지. (A,B) 생리학적 상황에서 저밀도 치주인대는 평형인대이며 압축되지 않고 지속적으로 일정 공간을 차지하며 치조골의 표면은 온전한 선형입니다. (씨,디) 치주 인대는 말단부에서 넓어지고 치근의 근간부에서 좁아지는데, 수술 후 3일째에 관찰할 수 있습니다. (E-H) 한쪽으로 치우친 치주인대가 원래대로 돌아가기 시작하고 수술 후 8일과 14일에 뼈의 흡수 및 침착으로 인해 치조골의 표면이 거칠어집니다. 노란색 화살표는 압축된 치주 인대를 나타냅니다. 빨간색 화살표는 뼈의 흡수 및 침착을 위한 치조골의 거친 표면을 나타냅니다. * P < 0.05; P < 0.005입니다. 일원 분산 분석. 데이터는 평균± SD, n ≥ 3입니다. 척도 막대 = 100μm. 약어: M1 = 상악 제1대구치; M2 = 상악 제 2 대구치; OTM = 치아 교정 운동. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 6: micro-CT에서 M1 이동의 여러 단계에서 M1의 뿌리 내에 둘러싸인 치조골의 통계적 분석. (A) 8일째에 골부피 비율이 현저히 감소한 것은 3일째와 8일 사이에 골이 재흡수된 것을 나타냅니다. 14일째에 뼈 부피 비율이 크게 증가하면 8일째와 14일 사이에 뼈가 활발하게 형성되었음을 나타냅니다. (B) 대조군과 비교하여 8일째에 골밀도의 유의미한 차이. 또한 위의 결론을 뒷받침합니다. (씨-E) 평가를 위해 세 가지 보조 지표가 사용되었습니다. 몇 가지 유의미한 차이점이 발견되었지만 추세는 여전히 위의 결론을 뒷받침합니다. *P < 0.05. 일원 분산 분석. 데이터는 평균± SD, n ≥ 3입니다. 약어: M1 = 상악 제1대구치; OTM = 치아 교정 운동; BV/TV = 골량 비율; BMD = 골밀도; Tb. N = 섬유주 번호; Tb. Th = 섬유주 두께; Tb. Sp = 섬유주 분리. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 7: M1 운동의 여러 단계에 대한 헤마톡실린-에오신 염색 및 Masson-trichrome 염색의 대표적인 결과. (A,B) 생리적 조건에서 치주 인대 섬유는 "~"와 같은 뚜렷한 물결 모양으로 일정한 힘을 받고 치조골의 표면은 온전한 선형을 유지합니다. M1에 기계적 하중이 가해지면 (C,E,G,I,K,M) 섬유는 인장 측에서 팽팽하게 늘어나고, (D,F,H,J,L,N) 치주 인대 섬유는 형태학적 모호성으로 압축됩니다. (씨엔) 치조골의 표면은 뼈 모델링이 진행됨에 따라 점점 더 고르지 않게 됩니다. 눈금 막대 = 20μm. 약어: M1 = 상악 제1대구치; OTM = 치아 교정 운동. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| 종 | 움직이는 치아 | 앵커리지 | 장치 | 이동 방향 | 참조 |
| 뮤린 | 첫 번째 어금니 | 앞니 | 코일 스프링 | mesial | 14,15 |
| 첫 번째 어금니 | 두 번째 대구치 | 탄성 밴드 | mesial | 16 | |
| 쥐 | 첫 번째 어금니 | 미니 임플란트 | 코일 스프링 | mesial | 17 |
| 첫 번째 어금니 | 앞니 | 코일 스프링 | mesial | 18 | |
| 두 번째 및 세 번째 대구치 | 반대쪽 동음이의어 치아 | 스프링 팽창 기구 | 협측 | 19 | |
| 첫 번째 어금니 | 두 번째 대구치 | 치열 교정 와이어 | mesial | 20 | |
| 토끼 | 첫 번째 소구치 | 앞니 | 코일 스프링 | mesial | 21 |
| 첫 번째 소구치 | 미니 임플란트 | 코일 스프링 | mesial | 22 | |
| 앞니 | 반대쪽 동음이의어 치아 | 코일 스프링 | 원심 | 23 | |
| 앞니 | 반대쪽 동음이의어 치아 | 오메가 루프 | 원심 | 24 | |
| 개 | 제 2 소구치 및 제 1 대구치 | 미니 임플란트 | 코일 스프링 | mesial | 25 |
| 두 번째 소구치 | 개 | 코일 스프링 | mesial | 26 | |
| 첫 번째 소구치 | 미니 임플란트 | 탄성 밴드 | 원심 | 27 | |
| 옆 앞니 | 개 | 탄성 밴드 | 원심 | 28 | |
| 돼지 | 첫 번째 어금니 | 낙엽 제3대구치와 미니 임플란트 | 코일 스프링 | mesial | 29 |
| 첫 번째 어금니 | 두 번째 대구치 | 치열 교정 와이어 | 협측 | 30 | |
| 원숭이 | 중앙 앞니 | 첫 번째 어금니, 소구치, 송곳니 및 측면 앞니 | 코일 스프링 및 교정 와이어 | 순음 | 31 |
| 고양이 | 개 | 미니 임플란트 | 코일 스프링 | mesial | 32 |
표 1: 기존 동물 교정 모델 요약. 이 표에는 간단한 교정 치아 움직임에 중점을 둔 기존 실험실 동물의 일반적으로 사용되는 모델이 나열되어 있습니다. 그들은 항상 세 가지 요소로 구성됩니다 : 대상 이동 치아, 고정 장치 및 기계적 부하를 추가하는 연결 장치. 세 가지 요소를 변경하여 다양한 교정 프로그램을 도출했습니다. 여러 개의 치아가 있는 복잡한 교정 치아 움직임은 제외되었습니다.
보충 그림 S1: 스프링의 확대 버전. (A) 기계적 부하가 없는 경우 및 (B) 있음. 축척 막대 = 5mm. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 그림 S2: 집게로 합자 와이어를 클램핑하는 방법. 프로토콜 단계 2.4.에서 피어싱 전에 합자 와이어의 구부러짐을 고정하는 가장 안전하고 편리한 방법이 여기에 나와 있습니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 그림 S3: 수지 코팅의 범위. 프로토콜 단계 2.9 동안, 수지로 덮인 스프링 (A)와 (B)의 앞니 끝이 여기에 나와 있습니다. 탄성 부품에 수지를 첨가해서는 안 됩니다. 이 파일을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 논문에서는 기계적 하중 유도 골 리모델링의 잠재 메커니즘을 연구하기 위해 쥐 상악 모델에 대한 가장 간단한 교정 치아 운동 프로토콜을 단계별로 설명하려고 했습니다. 뼈 리모델링에 대한 연구 외에도 이 방법의 다른 주류 응용 분야가 있습니다: 1) 교정 치아 운동의 가속화에 대한 방법론적 연구; 2) 치열 교정 치근 흡수에 관한 연구; 3) 치아 교정의 움직임과 통증의 생물학적 메커니즘; 4) 형질전환 모델 연구.
하악 산만 골형성(mandibular distraction osteogenesis)37과 같은 다른 기계적 하중 관련 치료법과 비교했을 때, 치아 교정은 상처와 출혈이 없는 가장 간단하고 가벼운 방법이다. 또한, 뮤린 모델은 더 적은 시간과 더 적은 비용으로 쉽게 조작할 수 있다는 장점이 있다38. 상악 모델은 수술 중 넓은 시야와 안정적인 고정을 제공할 수 있으며 수술 후 혀에서 기기에 대한 간섭을 최소화할 수 있습니다(14).
여기에서 설정된 모델을 기반으로 세 가지 대표적인 시점을 추가로 설명했습니다. 치아의 움직임은 수술 후 3일째부터 거시적으로 측정할 수 있으며 이동 거리는 시간이 지남에 따라 증가합니다. 수술 후 3일째에는 뼈에 뚜렷한 변화 없이 치주 인대 섬유를 통해 뼈에 기계적 부하가 가해졌습니다. 수술 후 8일째에는 이미 뼈 재형성이 시작되어 뼈 흡수가 우세한 위치에 있었고, 수술 후 14일째에는 뼈 형성이 우세했습니다. 이 모델은 교정 치아 치료 중 뼈 리모델링의 여러 단계의 특성을 보여줄 수 있습니다.
고려해야 할 몇 가지 중요한 작업 단계가 있습니다. 프로토콜 단계 2.7 전에 더 나은 수술 시야를 위해 마우스의 머리가 작업자를 향해야 합니다. 프로토콜 단계 2.4 후 수술 영역은 앞니 근처이며 마우스 꼬리는 작업자를 향해야 합니다. 스테인리스강 와이어를 협측에서 M1과 M2 사이의 근접 공간을 통해 밀어 넣어야 하는 경우 대상 영역을 안전하게 찾고 구강 내 기구가 차지하는 공간을 줄이기 위해 사전 굽힘이 필요합니다. 굽힘 각도는 >45°여야 스테인리스 스틸 와이어가 근접 공간을 통과할 때 치은을 뚫을 수 없습니다. 평행 방식으로 피어싱하는 것이 저항을 최소화하는 방법입니다. 작은 각도로 피어싱하는 교합 와이어는 매끄럽고 거친 치아 표면에 의해 구개 쪽으로도 이어질 수 있습니다. 구부러진 안과 핀셋의 교두는 구부러진 부분을 고정하여 입 안의 점유 공간을 줄이고 운동에 편리하게 사용할 수 있도록 해야 합니다(보충 그림 S2).
스테인리스강 와이어는 상악 앞니 사이의 근접 공간을 통과하지 못할 수 있으므로 이빨이 있는 안과 핀셋은 앞니 분리에 도움이 됩니다. 또한 수지 결합이 여기에서 유지되는 주요 방법이므로 사각 매듭이 필요하지 않습니다. 슬립 매듭은 사각 매듭이 코팅 수지의 부피를 증가시키는 치아 표면에 거의 가깝게 만들 수 있습니다.
그러나 이 모델에도 단점이 있습니다. 교정 장치는 입안에 이물질이 있다는 느낌 때문에 쥐에 의해 파괴될 수 있습니다. 어금니 쪽의 부분은 교합면 아래에 남아 있어 파괴하기 어렵습니다. 그러나 아래 앞니는 코일 스프링의 끝을 포함하여 앞니 쪽의 고정 부분을 정확히 물립니다. 따라서 양쪽 위 앞니의 모든 표면을 수지로 감싸서 유지력을 높이는 것이 좋습니다. 스프링의 앞니 끝(가장 약한 부분)은 수지로 덮을 수 있습니다(보충 그림 S3). 결론적으로, 이 프로토콜은 쥐 상악 모델에서 수술된 교정 치아 이동의 세부 사항을 단계별로 보여주었습니다. 각 단계에 대한 명확한 설명과 시각적 시연을 통해 연구원은 이 모델을 마스터하고 약간의 수정을 통해 실험 요구 사항에 적용할 수 있습니다.
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Disclosures
저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
Acknowledgments
이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (National Natural Science Foundation of China)의 보조금 82100982 지원을 받았습니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Experimental Models: Mouse Lines | |||
| C57/B6J | Gempharmatech Experimental Animals Company | C57/B6J | |
| Critical Commercial Assays | |||
| Hematoxylin and Eosin Stain Kit | Biosharp | BL700B | |
| Masson’s Trichrome Stain Kit | Solarbio | G1340 | |
| Instruments | |||
| 27 G needle | Chengdu Xinjin Shifeng Medical Apparatus & Instruments Co. LTD. | SB1-074(IV) | |
| Adhesives | Minnesota Mining and Manufacturing Co., Ltd. | 41282 | |
| Corkboard | DELI Group Co., Ltd. | 8705 | |
| Cotton balls | Haishi Hainuo Group Co., Ltd. | 20120047 | |
| Cotton sticks | Lakong Medical Devices Co., Ltd. | M6500R | |
| Customized coil spring | Chengdu Mingxing Spring Co., Ltd. | 1109-02 | |
| Forceps | Chengdu Shifeng Co., Ltd. | none | |
| Light-cured fluid resin | Shofu Dental Trading (SHANGHAI) Co., Ltd. | 518785 | |
| Light curer | Liang Ya Dental Equipment Co., Ltd. | LY-A180 | |
| Medical adhesive tapes | Haishi Hainuo Group Co., Ltd. | 0008-2014 | |
| Medical non-woven fabric | Henan Yadu Industrial Co., Ltd. | 01011500018 | |
| Needle holders | Chengdu Shifeng Co., Ltd. | none | |
| Rubber bands | Haishi Hainuo Group Co., Ltd. | 32X1 | |
| Surgical scissors | Chengdu Shifeng Co., Ltd. | none | |
| Tweezers | Chengdu Shifeng Co., Ltd. | none |
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