Name: מדידות מיקרו-קשיות על עצם השן והנאדית במודלים של מחלות פה של מכרסמים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-26T14:10:00.000+00:00
Duration: 6 min 16 s
Description: למד פרוטוקול סטנדרטי לבדיקת מיקרו-קשיות בעצם השן והנאדית במודלים של מכרסמים. השיטה מסייעת לחוקרים להעריך את השפעת הפלואוריד והגורמים הסביבתיים על בריאות הפה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחקר שדווח בפרסום זה נתמך על ידי JSPS KAKENHI JP21K09915 (MO) והמכון הלאומי למדעי הרפואה הכלליים; T34GM145509 (MM) והמכון הלאומי למחקר שיניים וקרניופציאליות; R01DE025255 R21DE032156 (XH); R01DE029709, R21DE028715 R15DE027851 (TK); R01DE027648 ו K02DE029531 (MS).

פרוטוקול מיקרו-קשיות להערכת מחלות פה של מכרסמים

<ol><li>Broitman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Indentation+hardness+measurements+at+macro-%2C+micro-%2C+and+nanoscale%3A+A+critical+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Tribol+Lett%22%5BJournal%5D)">Indentation hardness measurements at macro-, micro-, and nanoscale: A critical overview.</a> Tribol Lett. 65 (1), 23(2017).</li>
<li>Lee, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sirt6+activation+ameliorates+inflammatory+bone+loss+in+ligature-induced+periodontitis+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Sirt6 activation ameliorates inflammatory bone loss in ligature-induced periodontitis in mice.</a> Int J Mol Sci. 24 (13), 10714(2023).</li>
<li>Min, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+on+the+gradient+nanomechanical+behavior+of+dental+fluorosis+enamel%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Res+Lett%22%5BJournal%5D)">Investigation on the gradient nanomechanical behavior of dental fluorosis enamel.</a> Nanoscale Res Lett. 13 (1), 347(2018).</li>
<li>Craig, R. G., Peyton, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+micro-hardness+of+enamel+and+dentin%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dent+Res%22%5BJournal%5D)">The micro-hardness of enamel and dentin.</a> J Dent Res. 37 (4), 661-668 (1958).</li>
<li>Chun, K., Choi, H., Lee, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+mechanical+property+and+role+between+enamel+and+dentin+in+the+human+teeth%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dent+Biomech%22%5BJournal%5D)">Comparison of mechanical property and role between enamel and dentin in the human teeth.</a> J Dent Biomech. 5, (2014).</li>
<li>Suzuki, M., Everett, E. T., Whitford, G. M., Bartlett, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((4-phenylbutyrate+mitigates+fluoride-induced+cytotoxicity+in+alc+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Physiol%22%5BJournal%5D)">4-phenylbutyrate mitigates fluoride-induced cytotoxicity in alc cells.</a> Front Physiol. 8, 302(2017).</li>
<li>Sharma, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+dental+fluorosis+in+mmp20+%2B%2F-+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dent+Res%22%5BJournal%5D)">Assessment of dental fluorosis in mmp20 +/- mice.</a> J Dent Res. 90 (6), 788-792 (2011).</li>
<li>Wu, W. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bone+hardness+of+different+anatomical+regions+of+human+radius+and+its+impact+on+the+pullout+strength+of+screws%5BTitle%5D)+AND+%22Orthop+Surg%22%5BJournal%5D)">Bone hardness of different anatomical regions of human radius and its impact on the pullout strength of screws.</a> Orthop Surg. 11 (2), 270-276 (2019).</li>
<li>Li, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atlas+of+human+skeleton+hardness+obtained+using+the+micro-indentation+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Orthop+Surg%22%5BJournal%5D)">Atlas of human skeleton hardness obtained using the micro-indentation technique.</a> Orthop Surg. 13 (4), 1417-1422 (2021).</li>
<li>Ibrahim, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hardness+an+important+indicator+of+bone+quality%2C+and+the+role+of+collagen+in+bone+hardness%5BTitle%5D)+AND+%22J+Funct+Biomater%22%5BJournal%5D)">Hardness an important indicator of bone quality, and the role of collagen in bone hardness.</a> J Funct Biomater. 11 (4), 85(2020).</li>
<li>Vandana, K. L., Srishti Raj, B., Desai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dental+fluorosis+and+periodontium%3A+An+original+research+report+of+in+vitro+and+in+vivo+institutional+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Trace+Elem+Res%22%5BJournal%5D)">Dental fluorosis and periodontium: An original research report of in vitro and in vivo institutional studies.</a> Biol Trace Elem Res. 199 (10), 3579-3592 (2021).</li>
<li>Xia, P. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcarriers+containing+%26%2334%3Bhypoxia-engine%26%2334%3B+for+simultaneous+enhanced+osteogenesis+and+angiogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Engineering+Journal%22%5BJournal%5D)">Microcarriers containing &#34;hypoxia-engine&#34; for simultaneous enhanced osteogenesis and angiogenesis.</a> Chemical Engineering Journal. 456, 141014(2023).</li>
<li>Chiu, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+biglycan+on+physico-chemical+properties+of+ligament-mineralized+tissue+attachment+sites%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Oral+Biol%22%5BJournal%5D)">Effects of biglycan on physico-chemical properties of ligament-mineralized tissue attachment sites.</a> Arch Oral Biol. 57 (2), 177-187 (2012).</li>
<li>Leong, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+adaptation+of+bone-pdl-tooth+complex%3A+Rattus-norvegicus+as+a+model+system%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Age-related adaptation of bone-pdl-tooth complex: Rattus-norvegicus as a model system.</a> PLoS One. 7 (4), e35980(2012).</li>
<li>Johnson, W. M., Rapoff, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microindentation+in+bone%3A+Hardness+variation+with+five+independent+variables%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Sci+Mater+Med%22%5BJournal%5D)">Microindentation in bone: Hardness variation with five independent variables.</a> J Mater Sci Mater Med. 18 (4), 591-597 (2007).</li>
<li>Kweon, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+fam83h+overexpression+on+enamel+and+dentine+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Oral+Biol%22%5BJournal%5D)">Effects of fam83h overexpression on enamel and dentine formation.</a> Arch Oral Biol. 58 (9), 1148-1154 (2013).</li>
<li>Boivin, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+mineralization+and+organic+matrix+in+the+microhardness+of+bone+tissue+from+controls+and+osteoporotic+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">The role of mineralization and organic matrix in the microhardness of bone tissue from controls and osteoporotic patients.</a> Bone. 43 (3), 532-538 (2008).</li>
<li>Okamoto, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructural+evaluation+of+the+mineralized+apical+barrier+induced+by+a+calcium+hydroxide+paste+containing+iodoform%3A+A+case+report%5BTitle%5D)+AND+%22J+Endod%22%5BJournal%5D)">Microstructural evaluation of the mineralized apical barrier induced by a calcium hydroxide paste containing iodoform: A case report.</a> J Endod. 2 (2), 243-251 (2024).</li>
<li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((B10+cells+alleviate+periodontal+bone+loss+in+experimental+periodontitis%5BTitle%5D)+AND+%22Infect+Immun%22%5BJournal%5D)">B10 cells alleviate periodontal bone loss in experimental periodontitis.</a> Infect Immun. 85 (9), e00335(2017).</li>
<li>Chen, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nlrp3+regulates+alveolar+bone+loss+in+ligature-induced+periodontitis+by+promoting+osteoclastic+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Prolif%22%5BJournal%5D)">Nlrp3 regulates alveolar bone loss in ligature-induced periodontitis by promoting osteoclastic differentiation.</a> Cell Prolif. 54 (2), e12973(2021).</li>
<li>Robinson, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Male+mice+with+elevated+c-type+natriuretic+peptide-dependent+guanylyl+cyclase-b+activity+have+increased+osteoblasts%2C+bone+mass+and+bone+strength%5BTitle%5D)+AND+%22Bone%22%5BJournal%5D)">Male mice with elevated c-type natriuretic peptide-dependent guanylyl cyclase-b activity have increased osteoblasts, bone mass and bone strength.</a> Bone. 135, 115320(2020).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין ניגוד עניינים.

מיקרו-קשיות מבוצעת כדי להעריך תכונות מכניות של רקמות קשות כמו שן ועצם. עד כה דווחו שיטות מדידה שונות של מיקרו-קשיות. רוב מידע המדידה, במיוחד הכנות הדגימה ואתרי ההזחה עשויים להיות לא מספיקים. מחקר זה התמקד בפרוטוקול מיקרו-קשיות עבור אמייל ועצם מכתשית במודלים של פלואורוזיס דנטלי ומחלות חניכיים. כדי להשיג תוצאות עקביות ומדויקות, השלבים הקריטיים בפרוטוקול זה הם כיוון הדגימה בהטבעה של שרף, שמירה על משטח ההערכה מקביל לקרקע, ליטוש סדרתי של משטח הערכה לקבלת גימור מראה, ואזורי הזחה ואתרים שנקבעו לפי נקודת התייחסות. במהלך הליכי ההטבעה והליטוש של השרף, חשוב לבדוק שמשטח ההערכה מקביל באופן עקבי לקרקע והמשטח שלם בעין או מתחת למיקרוסקופ. למרות שזה אופציונלי, ניתוח μCT מומלץ לקבוע אתרי הזחה.
במודל פלואורוזיס דנטלי, טיפול NaF (125 ppm) הקשה על זיהוי מבנה האמייל מאזור צוואר הרחם לאזור האמצעי על ידי μCT. רק אמייל אזור הקצה יכול להיות מובחן עם דנטין (איור 1 ואיור משלים 1). לכן, כדי להעריך microhardness אמייל במודל פלואורוזיס שיניים, הזחה באזור קצה מתאים. בהתאם לכך, מחקרים קודמים העריכו את אזור קצה האמייל החותך במודליםשל פלואורוזיס דנטלי 6,7. במודל מחלות חניכיים, תצפית תלת-ממדית באמצעות μCT מסייעת לזהות את ספיגת העצם הן בצד הבוקאלי והן בצד החיך (איור 5). זה קריטי להבנת כמות אובדן העצם והמיקום האנטומי של עצם הנאדית כדי לקבוע אתרי כניסה עקביים למיקרו-קשיות.
מחקר קודם הראה מתאם חיובי בין מיקרו-קשיות לצפיפות מינרלים17. התוצאות שלנו של EMD על ידי μCT ומיקרו-קשיות אמייל (HV; איור 1 ואיור 4) תואמים את המחקר. תוצאות אלה מצביעות על כך שהנטייה המשוערת של מיקרו-קשיות יכולה להיות צפויה על ידי μCT באופן לא הרסני. אולם קשה לזהות את הבדלי המיקרו-קשיות ההדרגתיים בין שלוש שכבות האמייל (איור 4B,C,F) כשיפועי EMD באמצעות ניתוח μCT. בהקשר זה, בדיקת microhardness יכול להיחשב ברזולוציה גבוהה יותר מאשר μCT כדי להבהיר מצבים פתולוגיים. כמו כן, פרוטוקול זה יכול להיות מיושם על רקמות קשות שיניים אחרות, כולל דנטין. באמצעות אותה דגימה, ניתן לשלב הערכה רב-גונית (SEM, SEM-EDX, micro-XRF וספקטרוסקופיית ראמאן) בזרימת הניסוי לפני כניסות מיקרו-קשיות18. מכיוון שכניסות פוגעות בדגימות, התחל בבדיקה לא הרסנית.
אחת המגבלות הקריטיות של בדיקת מיקרו-קשיות היא שהערך נוטה להיות מושפע ממספר גורמים במהלך הכנת הדגימה וההזחה. כדי למזער גורמים סובייקטיביים, יש צורך לייעל את אתרי הכניסה ולתקנן פרוטוקולי מדידה המתאימים לכל מצב פתולוגי או מודל מחלה. במחקר זה הדגמנו פרוטוקול מיקרו-קשיות באמייל עבור מודל פלואורוזיס דנטלי. עם זאת, שינוי ו / או אופטימיזציה של הפרוטוקול עשויים להיות נחוצים עבור היפופלזיה אמייל אחרים, למשל, amelogenesis imperfecta (AI) מודל כי הפתולוגיה שונה בכל מודל מחלה. במודל מחלות חניכיים, עצם הנאדית היא רקמת המטרה העיקרית. מודלים L-PBR ישימים מאוד במונחים של יישום טכניקות שינוי גנטי בעכברים. עד כה, מחקרים רבים על מודלים L-PBR פורסמו19,20 . עם זאת, למיטב ידיעתנו, אף אחד מהמחקרים מעולם לא התייחס למיקרו-קשיות של עצם מכתשית במודלים של מחלות חניכיים בעכברים. ניתן לייחס זאת למספר גורמים. הקשר בין מיקרו-קשיות עצם מכתשית למחלות חניכיים עדיין אינו ברור. בדיקת המיקרו-קשיות קשה מבחינה טכנית לביצוע בעצם מכתשית העכבר, במיוחד בנגעי ספיגת עצם (בגלל קשיים בקביעת אתרי הזחה עקב הרס עצם). סביר להניח כי האחרון הוא הגורם לכך שמיקרו-קשיות לא הוערכה במודלים של מחלות חניכיים, למרות שערך המיקרו-קשיות מאומת כפרמטר מכני בעצם הירך ובעצמות אחרות21. פרוטוקול סטנדרטי זה יכול להעריך את התכונות המכניות של עצם מכתשית המושפעת ממחלת חניכיים ו / או מודל התאוששות ממחלה.
בדוח זה, אנו מדגימים את הפרוטוקול הסטנדרטי להערכת מיקרו-קשיות של אמייל ומכתשית עצם במודל של מחלת פה בעכבר. זה פותח את הדלת להערכה עתידית של אמייל וחניכיים אובדן / התחדשות עצם לפתח אסטרטגיות מניעה וטיפול חדשניות עבור מום אמייל ומחלות חניכיים.

קשיות היא אחת התכונות המכניות (למשל, גמישות, קשיות, צמיגות והתנהגות שבר) והיא משמשת בדרך כלל לאפיון היכולת להתנגד לעיוות דחיסה ושבר של אזור מקומי בחומר. בדיקת קשיות הכניסה הסטטית היא השיטה הנפוצה ביותר, כולל קשיות ויקרס וקשיות קנופ1. בדיקת הקשיות של ויקרס מיושמת על ידי לחיצה על אינדנדר יהלום לתוך המשטח תחת עומס בדיקה קבוע. האינדנטר הוא בצורת פירמידה, עם בסיס מרובע וזווית של 136° בין פאות מנוגדות. אורך שני האלכסונים שנוצרו על משטח הבדיקה נמדד, והממוצע משמש לחישוב הקשיות, הנקבעת על ידי היחס F/A (כאשר F הוא הכוח ו- A הוא שטח הפנים של הכניסה). מספר המיקרו-קשיות של ויקרס (HV=F/A) מבוטא בדרך כלל בכוח קילוגרמים (kgf) לכל כניסה למ"מ2 , עם 1 HV ≈ 0.1891 F/d2 (N/mm2). קשיות קנופ מורכבת גם מפירמידה מרובעת יהלום הנוצרת על ידי שתי זוויות מנוגדות לא שוות. מספר קשיות Knoop (HK) שווה ליחס בין העומס המופעל לאזור המגע הצפוי. בדיקות קשיות מסווגות לבדיקות מיקרו-הזחה (micro-hardness) ובדיקות מאקרו-הזחה, בהתאם לכוח המופעל על חומר הבדיקה. בדיקות מיקרו-הזחה משתמשות בדרך כלל בעומסים בטווח 0.01-2 N (בערך 1-203 gf); בינתיים, בדיקות כניסה מאקרו משתמשות ביותר מ- 10 N (10119 gf)1.
כדי להעריך תכונות של רקמות קשות דנטליות במחלות פה, כולל עצם השן והנאדיות, מיקרו-CT (μCT) ומיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) משמשים לניתוח מבני. μCT מספק מידע הדמיה תלת-ממדי (נפח וצפיפות מינרלים)2, ו-SEM מפיק תמונות מיקרו-מבנה (מנסרת אמייל ולקונה של עצמות)3. באופן משלים לניתוח מבני על ידי μCT ו- SEM, מיקרו-קשיות היא אחד הפרמטרים האינפורמטיביים להערכת האופן שבו שינויים מבניים משנים את התכונות המכניות של עצם השן והנאדית במחלות פה, למשל, מום באמייל וספיגת עצם חניכיים. ערך המיקרו-קשיות של אמייל האדם של ויקרס (HV = 283-374) גבוה בערך פי 4 עד 5 מזה של דנטין (HV = 53-63)4,5. במודלים של פלואורוזיס דנטלי של מכרסמים, מיקרו-קשיות האמייל יורדת באופן משמעותי בחותכות עכבר המטופלות בפלואוריד (HV = 136) בהשוואה לאמייל הבקרה (HV = 334)6,7. זה מצביע על כך שאמייל פלואורוז הוא רך וחלש יותר עם תכולת מינרלים נמוכה יותר ותכולת חלבון גבוהה יותר מאשר נמצא באמייל שאינו פלואורוז. Microhardness משמש להערכת תכונות מכניות העצם. מספר מחקרים קודמים בחנו את ההתנהגות המכנית של עצם אנושית מאתרים אנטומיים שונים, כולל מיקרו-קשיות עצם ארוכה 8,9,10. המיקרו-קשיות הממוצעת של עצם הירך הפלואורוזית האנושית הראתה ירידה משמעותית (HV = 222.4) בהשוואה לעצם הירך שאינה פלואורוזית (HV = 294.4)11. למרות היותו פרמטר שימושי, קיים מחסור בספרות המתארת מיקרו-קשיות (ויקרס12 או קנופ 13,14) של עצם מכתשית במחלות אוראליות.
עד כה דווחו שיטות מדידה שונות של מיקרו-קשיות. מכיוון שערכי המיקרו-קשיות משתניםב-15 בהתאם להכנת הדגימה (ליטוש ומשטח שטוח) ולאתר ההזחה, פרוטוקולים מגוונים עלולים לגרום לפערים בין מחקרים. סטנדרטיזציה של פרוטוקול בדיקת microhardness חיונית להערכה עקבית ומדויקת במודלים של מחלות הפה. במחקר הנוכחי אנו מדגימים פרוטוקול סטנדרטי לניתוח מיקרו-קשיות בעצם השן והנאדית במודל פלואורוזיס דנטלי של עכבר ובמודל ספיגת עצם חניכיים.

<table><tbody><tr><td>תפר משי קלוע 6-0</td><td>מערכת</td> כירורגיה לבעלי חיים קטנים Teleflex <td></td><td></td></tr><tr><td>Canica</td><td>תאגיד מדעי קנט&nbsp;</td><td>SURGI 5001</td><td></td></tr><tr><td>CarbiMet PSA 120/P120</td><td>Buehler</td><td>30080120</td><td></td></tr><tr><td>CarbiMet PSA 60/P60</td><td>Buehler</td><td>36080060</td><td></td></tr><tr><td>CarbiMet PSA 600/P1200</td><td>Buehler</td><td>36080600</td><td></td></tr><tr><td>Castroviejo מיקרו מחט הילדר</td><td>FST</td><td>12060-01</td><td></td></tr><tr><td>Epofix הגדרה קרה הטמעת שרף</td><td>אלקטרונים מיקרוסקופיה מדע</td><td>CAT-1237</td><td></td></tr><tr><td>מנקה אולטרסאונד מתקדם מסדרת Fisherbrand 112xx</td><td>Fisher Brand FB11201</td><td></td><td></td></tr><tr><td>דיאטת מכרסמים ללא פלואוריד</td><td>Bio Serv</td><td>F1515</td><td>&nbsp; AIN-76A, 1/2 אינץ' כדורים</td></tr><tr><td>in-vivo microCT Skyscan 1176</td><td>Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isomet 1000 Precison מסור</td><td>Buehler</td><td>MA112180</td><td></td></tr><tr><td>סרט חיפוי 0.3&micro; m</td><td>Maruto instrument co, LTD. יפן</td><td>26-4203</td><td>אלטרנטיב&nbsp; A3-0.3 SHT, 3M ארה"ב</td></tr><tr><td>סרט חיפוי 1&micro; m</td><td>Maruto instrument co, LTD. יפן</td><td>26-4206</td><td>אלטרנטיב A3-1 SHT, 3M ארה"ב</td></tr><tr><td>סרט חיפוי 12 ומיקרו; m</td><td>Maruto instrument co, LTD. יפן</td><td>26-4211</td><td>אלטרנטיב A3-12 SHT, 3M ארה"ב</td></tr><tr><td>סרט חיפוי 3&micro; m</td><td>Maruto instrument co, LTD. יפן</td><td>26-4204</td><td>אלטרנטיב A3-3 SHT, 3M ארה"ב</td></tr><tr><td>סרט חיפוי 9&micro; m</td><td>Maruto instrument co, LTD. יפן</td><td>26-4201</td><td>אלטרנטיב A3-9 SHT, 3M ארה"ב</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ בר Leica&nbsp;</td><td>Leica</td><td>LEIC M690</td><td></td></tr><tr><td>Metaserv 2000 מלטש מטחנה במהירות משתנה</td><td>Buehler</td><td>No: 557-MG1-1160</td><td></td></tr><tr><td>MicroCut PSA 1200/P2500</td><td>Buehler</td><td>36081200</td><td></td></tr><tr><td>MicroCut PSA P4000</td><td>Buehler</td><td>36084000</td><td></td></tr><tr><td>בודק מיקרו-קשיות, ALPHA-MHT-1000Z&nbsp;</td><td>פייס טכנולוגיות</td><td></td><td></td></tr><tr><td>סמפלקופס &nbsp; 1 אינץ'</td><td>Buehler</td><td>No: 209178</td><td></td></tr><tr><td>נתרן פלואוריד</td><td>Fisher Scientific</td><td>S299-100</td><td></td></tr><tr><td>West cott Stitch מספריים</td><td>JEDMED</td><td>Cat. #25-1180</td><td></td></tr><tr><td>ZooMed Repti Thern מחמם תת-טנק (U.T.H)</td><td>Zoo Med Laboratories, Inc.</td><td>RH-4</td><td></td></tr></tbody></table>

מדידות מיקרו-קשיות על עצם השן והנאדית במודלים של מחלות פה של מכרסמים

Microhardness Measurements on Tooth and Alveolar Bone in Rodent Oral Disease Models

התכונה המכנית, מיקרו-קשיות, מוערכת באמייל השיניים, דנטין ועצם במודלים של מחלות פה, כולל פלואורוזיס דנטלי ודלקת חניכיים. מיקרו-CT (μCT) מספק מידע הדמיה תלת-ממדי (נפח וצפיפות מינרלים) ומיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) מפיק תמונות מיקרו-מבנה (מנסרת אמייל ולקונה של העצם). באופן משלים לניתוח מבני על ידי μCT ו- SEM, מיקרו-קשיות היא אחד הפרמטרים האינפורמטיביים להערכת האופן שבו שינויים מבניים משנים תכונות מכניות. למרות היותו פרמטר שימושי, מחקרים על microhardness של עצם alveolar במחלות הפה מוגבלים. עד כה דווחו שיטות מדידה שונות של מיקרו-קשיות. מכיוון שערכי המיקרו-קשיות משתנים בהתאם להכנת הדגימה (ליטוש ומשטח שטוח) ואתרי הזחה, פרוטוקולים מגוונים יכולים לגרום לפערים בין מחקרים. סטנדרטיזציה של פרוטוקול microhardness חיונית להערכה עקבית ומדויקת במודלים של מחלות הפה. במחקר הנוכחי אנו מדגימים פרוטוקול סטנדרטי לניתוח מיקרו-קשיות בשיניים ובעצם מכתשית. הדגימות המשמשות הן כדלקמן: עבור מודל פלואורוזיס דנטלי, חותכות נאספו מעכברים שטופלו עם/בלי מים המכילים פלואוריד במשך 6 שבועות; עבור מודל ספיגת עצם חניכיים (L-PBR) המושרה על ידי ליגטורה, עצמות מכתשית עם ספיגת עצם חניכיים נאספו מעכברים הקשורים על הטוחנתהשנייה המקסילרית . שבועיים לאחר הקשירה נאספה המקסילה. קשיות ויקרס נותחה בדגימות אלה על פי הפרוטוקול הסטנדרטי. הפרוטוקול מספק חומרים מפורטים ושיטות להטמעת שרף, ליטוש סדרתי ואתרי הזחה לשיניים חותכות ונאדיות. למיטב ידיעתנו, זהו פרוטוקול המיקרו-קשיות הסטנדרטי הראשון להערכת התכונות המכניות של עצם השן והנאדית במודלים של מחלות פה מכרסמים.

מודל פלואורוזיס דנטלי: איור 1 מראה תמונות μCT מייצגות של חותכות בבקרה ועכברים שטופלו בפלואוריד. בביקורת (איור 1B-D), אזור צוואר הרחם הראה צפיפות מינרלית אמייל נמוכה יותר (EMD) של 1.188 גרם/ס"מ3 (איור 1B) בהשוואה לאמצע (1.924 גרם/ס"מ3) ולקצה (1.819 גרם/ס"מ3; איור 1C,D). באמייל שטופל בפלואוריד (איור 1E-G), רק דגימה אחת מתוך חמש נבדקה עבור EMD באזור צוואר הרחם (0.835 גרם/ס"מ3; איור 1E ואיור משלים 1). ה-EMD בכל האזורים ירד בהשוואה לקבוצת הביקורת (איור 1F,G). רמות EMD נמוכות היו עקביות עם ערכי microhardness אמייל נמוך. כפי שניתן לראות באיור 3, שש נקודות הוזחו פנימה בדנטין ושלוש שכבות של אמייל (פנימי, אמצעי וחיצוני) באזור צוואר הרחם, האמצע והקצה. בביקורת, המיקרו-קשיות של כל שכבת אמייל הייתה נמוכה יותר מאשר דנטין באזור צוואר הרחם (איור 4A). באזור האמצעי ובאזור החוד, מיקרו-קשיות האמייל של כל שכבה הייתה גבוהה משמעותית מזו של דנטין (איור 4B,C). בין שלוש שכבות האמייל, המיקרו-קשיות עלתה מהאמייל הפנימי לחיצוני בכל אזור אמצעי וקצה (איור 4B,C). לדנטין היה ערך מיקרו-קשיות בסביבות 100 HV עם שינויים קטנים באזורי צוואר הרחם, האמצע והקצה, בעוד שמיקרו-קשיות האמייל הייתה שונה באופן משמעותי באזורים ובשלוש שכבות האמייל. תוצאות אלה מצביעות על כך שהמיקרו-קשיות של האמייל משתנה באופן משמעותי בהתאם לאתרי הכניסה (אזורים ושכבות אמייל). בשן שטופלה בפלואוריד, בניגוד לביקורת, המיקרו-קשיות של האמייל הייתה פחותה מזו של דנטין אפילו באזור האמצעי (איור 4E). באזור הקצה, המיקרו-קשיות ירדה באופן משמעותי משכבת האמייל הפנימית לחיצונית (איור 4F). קשה להעריך את ההבדלים ההדרגתיים האלה של מיקרו-קשיות בין שכבות האמייל באמצעות תמונות μCT.
מודל L-PBR: איור 5A מראה תמונות μCT של עצם מכתשית במודל ספיגת עצם פריודונטלית הנגרמת על ידי ליגטורה (L-PBR). צפיפות המינרלים המייצגת של העצם (BMD) (ממוצע הצדדים המזיאליים והדיסטליים של עצם הנאדית סביב הטוחנת השנייה) הייתה 0.76 גרם/ס"מ3 בעצם הבקרה ו-0.61 גרם/ס"מ3 ב-L-PBR. רמות ספיגת העצם כומתו על ידי המרחק מצומת האמייל הצמנטי (CEJ) לפסגת העצם הנאדית (ABC). אורך CEJ-ABC גדל באופן משמעותי ב-L-PBR בהשוואה לעצם הביקורת (איור 5B). איור 6 מראה אתרי הזחה של מיקרו-קשיות ותמונות μCT מתאימות. מפסגת עצם הנאדית נעשו חמש כניסות בכל צד מדיאלי ודיסטלי (סה"כ 10 אתרים) בעצם הבקרה ביןטוחנת 1 ל-2 nd המסומנת על ידי הריבוע הלבן (איור 6A). 3 הכניסות בכל צד מזיאלי ודיסטלי (סה"כ 6 אתרים) נמדדו ב-L-PBR (איור 6B). ערכי המיקרו-קשיות של ויקרס (HV) היו האמצעים להזחות של עצמות מכתשית בין1 st ל-2nd molar (איור 6B; ריבוע לבן), ובין טוחנת 2ל-3 (איור 6B; ריבוע כחול). עצם מכתשית, ערכי BMD ו-HV הראו נטייה נמוכה יותר ב-L-PBR (מושפע ממחלות חניכיים) בהשוואה לעצם מכתשית (בריאה).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66583/66583fig05.jpg"> איור 5: תמונת μCT מייצגת ואובדן עצם במודל L-PBR. (A) תמונות μCT מייצגות במודל L-PBR (קבוצת בקרה וקבוצת L-PBR). צפיפות המינרלים המייצגת של העצם (BMD; ממוצע הצדדים המזיאליים והדיסטליים של עצם הנאדית סביב הטוחנת השנייה) מוצגת (g/cm3). (B) מרחק מה-CEJ המזיאלי והדיסטלי של הטוחנת השנייה המקסילרית לפסגת עצם הנאדית בכיוון אפיקלי השורש. הנתונים מוצגים כממוצע ± SD. הבדלים משמעותיים הוערכו על ידי מבחן t. ערכי P &lt; 0.05 נחשבו מובהקים סטטיסטית. עמ' &lt; 0.0001. קיצורים: L-PBR = ספיגת עצם חניכיים הנגרמת על ידי ליגטורה. CEJ = צומת אמייל מלט, ABC = סמל עצם מכתשית. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66583/66583fig05large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66583/66583fig06.jpg"> איור 6: תוצאות מיקרו-קשיות מייצגות במודל L-PBR. צד בוקאלי מייצג של אתרי הזחה (משמאל) ותמונת μCT המתאימה (מימין) של (A) עצם מכתשית בקרה, ו-(B) L-PBR. ריבועים לבנים מראים אזורי הזחה בעצם הנאדית בין M1 ל-M2. ריבועים כחולים מראים אזורי הזחה בעצם הנאדית בין M2 ל-M3. ערכי מיקרו-קשיות (HV) הם אמצעי לכניסות באזורים ריבועיים לבנים וכחולים. M1: טוחנת1 , M2: טוחנתשנייה , M3: טוחנתשלישית . קיצורים: L-PBR = ספיגת עצם חניכיים הנגרמת על ידי ליגטורה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66583/66583fig06large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
איור משלים 1: תמונת μCT של אמייל שטופל ב-NaF (חתך קורונלי). NaF (125 ppm) גרם להיפו-מינרליזציה של אמייל, שנצפתה באופן משמעותי באזור צוואר הרחם והאמצע. רק דגימה אחת (מדגם מס' 1) מתוך חמש הראתה בקושי אמייל באזור צוואר הרחם והאמצע. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66583/Fig%20S1.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.</a>

מיקרו-קשיות היא תכונה מכנית ופרמטר אינפורמטיבי להערכת פתופיזיולוגיה של רקמות קשות. כאן, אנו מדגימים פרוטוקול סטנדרטי (הכנת דגימה, ליטוש, משטח שטוח ואתרי הזחה) לניתוח מיקרו-קשיות בעצם השן והנאדית במודלים של מחלות פה מכרסמים, כלומר פלואורוזיס דנטלי, וספיגת עצם חניכיים הנגרמת על ידי ליגטורות.

The mechanical property, microhardness, is evaluated in dental enamel, dentin, and bone in oral disease models, including dental fluorosis and ...

במחקר זה התמקדנו בביסוס בדיקות מיקרו-קשיות מדויקות ועקביות. בדיקת מיקרו-קשיות היא שיטה מסורתית, אך אל חשש, המתודולוגיה אינה מתוארת מספיק בפרסומים קודמים. כפי שהדגמנו בתוצאה, הפחתה מינימלית מיידית של מיקרו-קשיות תלויה באתרי הכוונה של הביניים, כמו השכבות הפנימיות, האמצעיות והחיצוניות.התוצאות שלנו מצביעות על כך שאתר הכוונה חשוב להשגת תוצאות מדויקות ועקביות. הפער המדעי הוא שהמחקרים הקודמים לא תיארו מספיק את שיטות בדיקת המיקרו-קשיות, במיוחד את אתרי השונות. בשל כך, תוצאות המיקרו-קשיות לא היו עקביות בין המחקרים.כדי למלא את הפער הזה, קבענו פרוטוקול זה להערכה מדויקת ויעילה. הפרוטוקול המבוסס שלנו יקדם בדיקות רקמות מינרליות באמייל, דנטי ועצם מוקדמת יותר במחלות חניכיים, יצירת עצם ומודלים של פלישה לעצם מסרטן הפה. נתמקד באופן שבו גורמים סביבתיים משפיעים על פתופיזיולוגיה גולגולתית דנטלית.לדוגמה, כלוריד וגלגול איברים, PFAS. PFAS הוא כימיקלים מסוכנים לנצח מעשה ידי אדם. פרוטוקול המיקרו-קשיות שלנו יתרום להערכת האופן שבו PFAS משפיע על תכונות מכניות ברקמות מינרליות בהתפתחות שיניים, ספיגת עצם חניכיים ופלישה לעצם מסרטן הפה.

microhardness-measurements-on-tooth-alveolar-bone-rodent-oral-disease

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

הארכה במשך הארוחה מייצגת התנהגות nociceptive orofacial מכרסמים דומים להתנהגות השמירה של בני אדם עם כאב orofacial. אכילה היא התנהגות שאינה דורשת הכשרה או מניפולציה בבעלי חיים, דורשת השתתפות קליפת המוח, ואינה מתחרה בהתנהגויות אחרות המושרות באופן ניסיוני, ומבדילה את ההסתעפות הזו מרפלקס חלופי או ממדידות אופרנטיות.

משך הארוחה כמדד לתגובות הנוצ'ית האורופציאליות במכרסמים

במחקר זה, השימוש במכשיר טעינת אתרו בשילוב עם טומוגרפיה מיקרו רנטגן שחושב לביומכניקה המשותפת סיבית יידון. קריאות ניסיוניות לזיהוי עם שינוי כולל ביומכניקה המשותפת תכלול: 1) כוח הריאקציוני לעומת עקירה, כלומר עקירת שן בתוך שקע מכתשיים והתגובה ריאקציונרית שלה לטעינה, 2) תלת ממדים (3D) בתצורה וmorphometrics מרחבית, כלומר גיאומטרי מערכת יחסים של השן עם שקע מכתשיים, ו3) שינויים בקריאות 1 ו -2 עקב שינוי בציר טעינה, כלומר המון קונצנטריים או אקסצנטרי.

באתר טוען לחיצה והדמיה לא פולשנית המצטרף של רצועת שן עצם חניכיים סיבית המשותפת

מודלים של בעלי החיים הוכיחו להיות כלי רב ערך בהגדרת מנגנונים ספציפיים מארח ופתוגן שתורמים להתפתחות של דלקת כרונית. כאן אנו מתארים מודל עכבר של זיהום אוראלי עם הפתוגן האנושי Porphyromonas gingivalis ומתודולוגיות פרט כדי להעריך את ההתקדמות של דלקת באתרים מקומיים ומערכתיים.

מודל של עכברים של דלקת כרונית הנגרם על ידי פתוגן באתרים מקומיים ומערכתיים

אנו מתארים שיטת צעד אחרת צעד ביצוע עיסה ישירה מכסה על שיני עכברים להערכת ריפוי פצע pulpal והיווצרות הדנטין מתקן in vivo.

פיתוח מודל ישיר מכסת-זול עבור הערכת pulpal ריפוי פצע גיבוש מתקנת הדנטין של עכברים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול מקומי לגרום חניכיים פסגה בעכברים. אנו מראים כיצד לקדוח חור בשן העכבר ולחשוף את הציפה שלו, כדי לגרום לדלקת מקומית. ניתוח שיטות לחקור את טבעו של דלקת זו, כגון מיקרו-CT ו היסטולוגיה, מומחש גם.

לגרימת חניכיים הרשמי בעכברים

מאמר זה מציג פרוטוקול להקמת מודל המושרה לקשירה של חניכיים מורטין מעורבים טוחנות הלסת הכפולה מרובים, וכתוצאה מכך אזורים גדולים יותר של רקמת חניכיים מעורב ועצם עבור ניתוח עוקבות, כמו גם השימוש מופחת בעלי חיים. טכניקה להערכת נויטרופילים אוראלי באופן אנלוגי לנושאים אנושיים מתואר גם.

מודל חזק המושרה לקשירה של חניכיים Murine להערכת הנויטרופילים אוראלי

אנו מציגים פרוטוקול ליצירת תנועת שן אורתודונטית בעכברים ושיטות להדמיה תלת מימדית של סיבי הקולגן וכלי הדם של רצועה חניכיים ללא חתך.

הדמיה תלת מימדית של סיבי קולגן PDL במהלך תנועת שן אורתודונטית במודל מורין מנדיבולרי

כאן אנו מדגימים שלב אחר שלב פרוטוקול תנועת שיניים אורתודונטי הניתן לניהול המופעל על פי מודל מקסילרי מורין. עם הסבר מפורש של כל שלב והדגמה חזותית, החוקרים יכולים לשלוט במודל זה וליישם אותו על צרכי הניסוי שלהם עם כמה שינויים.

הקמת מודל אורתודונטי מקסילרי מורין

כאן אנו מציגים פרוטוקול לחקר תנועת שיניים אורתודונטית (OTM), המשמש מודל מתאים לחקר מנגנוני הסתגלות העצם, ספיגת שורשים ותגובת תאי עצם לגירויים מכניים. מדריך מקיף זה מספק מידע מפורט על מודל OTM, רכישת טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת וניתוח עוקב.

חקר תנועת שיניים אורתודונטית בעכברים

מחקר זה מתאר שיטת קשירת ניילון 6-0 שונה להשראת דלקת חניכיים בעכברים, הניתנת לשחזור מאוד ומהווה אלטרנטיבה לחוקרים לחקור מחלות חניכיים מהתפתחותה ועד לתוצאותיה הפתולוגיות.

מודל עכברי של דלקת חניכיים מתקדמת הנגרמת על ידי קשירת ניילון בטוחנות העליונות השנייה

למד פרוטוקול סטנדרטי לבדיקת מיקרו-קשיות בעצם השן והנאדית במודלים של מכרסמים. השיטה מסייעת לחוקרים להעריך את השפעת הפלואוריד והגורמים הסביבתיים על בריאות הפה.

מדידות מיקרו-קשיות על עצם השן והנאדית במודלים של מחלות פה של מכרסמים

גלה סרטונים נוספים