Summary
Demonstramos passo-a-passo um protocolo de movimentação ortodôntica manejável operado em um modelo maxilar murino. Com a explicação explícita de cada passo e demonstração visual, os pesquisadores podem dominar esse modelo e aplicá-lo às suas necessidades experimentais com algumas modificações.
Abstract
Devido à falta de protocolos reprodutíveis para o estabelecimento de um modelo ortodôntico murino de maxila, apresentamos um protocolo confiável e reprodutível para fornecer aos pesquisadores uma ferramenta viável para analisar a remodelação óssea associada à carga mecânica. Este estudo apresenta um fluxograma detalhado, além de diferentes tipos de diagramas esquemáticos, fotos de operação e vídeos. Realizamos este protocolo em 11 camundongos adultos tipo largo C57/B6J e colhemos amostras nos dias 3, 8 e 14 de pós-operatório. A micro-TC e os dados histopatológicos comprovaram o sucesso da movimentação dentária aliada à remodelação óssea utilizando este protocolo. Além disso, de acordo com os resultados da micro-TC nos dias 3, 8 e 14, dividimos a modelagem óssea em três etapas: fase de preparação, etapa de reabsorção óssea e etapa de formação óssea. Espera-se que essas etapas ajudem os pesquisadores preocupados com diferentes etapas a definir o tempo de coleta da amostra de forma razoável. Este protocolo pode equipar os pesquisadores com uma ferramenta para realizar análises regenerativas da remodelação óssea.
Introduction
O osso é um tecido reconstruído altamente ativo que adapta seu tamanho, forma e propriedades ao longo da vida do indivíduo 1,2. Além dos hormônios, do envelhecimento, da nutrição e de outros fatores biológicos ou bioquímicos3, a ideia de que a carga mecânica é o fator mais determinante tem ganhado aceitação geral 4,5. Em algumas circunstâncias com carga mecânica anormal, o desequilíbrio entre a reabsorção óssea e a formação óssea pode levar a remodelação óssea anormal e distúrbios ósseos. Doenças ósseas como osteoporose por desuso e perda óssea durante repouso prolongado no leito ou na presença de microgravidade em voo espacial têm estreita relação com carga mecânica anormal 6,7,8.
A carga mecânica também tem sido utilizada no tratamento de doenças relacionadas ao osso, como o tratamento por distração e o tratamento ortodôntico. O tratamento por distração tem sido amplamente utilizado em doenças do desenvolvimento, como craniossinostoses e hipoplasias mandibulares9,10, enquanto o tratamento ortodôntico tem sido amplamente utilizado para corrigir anormais de posição dos dentes e qualquer má oclusão11. O cerne do tratamento ortodôntico é também o gerenciamento da carga mecânica. Quando o tecido ósseo é submetido a carga mecânica, um processo de remodelação óssea altamente coordenado é induzido pelo acoplamento da reabsorção óssea seguida da formação óssea, que pode mover os dentes para atingir o objetivo ortodôntico12,13.
Embora o tratamento ortodôntico tenha sido amplamente aplicado na prática clínica, como nosso conhecimento sobre os efeitos biológicos da carga mecânica é limitado, os resultados do tratamento ortodôntico são incontroláveis. Para superar essas limitações, vários modelos animais como camundongo, rato, coelho, gato, cão, macaco e porco foram estabelecidos para investigar o mecanismo subjacente da remodelação óssea induzida por carga mecânica (Tabela 1)14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29,30,31,32. Animais de grande porte, como cães, macacos e porcos, têm algumas vantagens em relação aos pequenos animais na operação ortodôntica – eles têm dentes e dentição mais semelhantes aos humanos, de modo que o procedimento cirúrgico é fácil de replicar em humanos. Além disso, uma visão ampla pode reduzir a dificuldade da operação e possibilitar a aplicação de uma variedade de esquemas ortodônticos33,34. No entanto, animais de grande porte são de difícil obtenção, levando a desafios relacionados ao tamanho da amostra, estando sujeitos a restrições éticas35. Além disso, procedimentos rotineiros de extração e instrumentos complexos dificultam a realização de experimentos, devido aos quais animais de grande porte raramente são utilizados.
Nessas circunstâncias, os roedores são utilizados principalmente para estabelecer modelos ortodônticos. Dentre esses modelos, ratos e coelhos apresentam menor dificuldade operacional e mais esquemas de movimentação dentária em comparação com camundongos. No entanto, o modelo murino tem a vantagem única de haver um grande número de camundongos geneticamente modificados disponíveis, o que é especialmente crucial para investigar os mecanismos subjacentes36. No entanto, o modelo murino é o modelo mais difícil de manipular devido ao seu pequeno tamanho. Revendo os métodos atuais, mover o primeiro molar na direção mesial é o único método prático para um modelo ortodôntico. Dois dispositivos são usados principalmente para mover a mola dental-bobina e faixa elástica. O uso de faixa elástica é mais fácil, mas a força ortodôntica varia muito, o que dificulta a obtenção de resultados estáveis.
Xu et al.15 estabeleceram um modelo murino com mola helicoidal na mandíbula. No entanto, devido à mobilidade da mandíbula e à natureza obstrutiva da língua, a operação na maxila é sempre a primeira escolha para considerações intra e pós-operatórias. Taddei et al.16 descreveram um protocolo mais detalhado sobre a maxila murina há 10 anos e mais detalhes visuais e pelúcidos devem ser adicionados. Em resumo, esse protocolo tem descrito sistematicamente um protocolo detalhado de movimentação ortodôntica em modelo murino de maxila para auxiliar os pesquisadores a dominarem o método de modelagem de forma padronizada e possibilitar a avaliação comparativa entre diferentes estudos.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Os procedimentos em animais neste estudo foram revisados e aprovados pelo Comitê de Ética da Escola de Estomatologia da China Ocidental, Universidade de Sichuan (WCHSIRB-D-2017-041). Camundongos adultos C57BL/6 foram utilizados neste estudo (ver Tabela de Materiais). Este protocolo adiciona carga mecânica ao primeiro molar superior direito (M1) para o movimento mesial, onde um processo de remodelação óssea altamente coordenado é induzido pelo acoplamento da reabsorção óssea e formação óssea (Figura 1).
1. Preparo pré-operatório
- Itens cirúrgicos
- Preparar os seguintes itens cirúrgicos para a operação: plataforma cirúrgica (Figura 2A), fixador (Figura 2B), instrumental cirúrgico (Figura 2C e Figura Suplementar S1), material ortodôntico (Figura 2C) e material restaurador dentário (Figura 2D).
NOTA: A mola helicoidal personalizada é feita sob medida e fornece uma força de 10cN quando esticada até 10 mm.
- Preparar os seguintes itens cirúrgicos para a operação: plataforma cirúrgica (Figura 2A), fixador (Figura 2B), instrumental cirúrgico (Figura 2C e Figura Suplementar S1), material ortodôntico (Figura 2C) e material restaurador dentário (Figura 2D).
- Esterilização
- Esterilizar os instrumentais cirúrgicos em autoclave e todos os itens cirúrgicos com irradiação ultravioleta por pelo menos 30 min.
- Anestesia
- Anestesiar o camundongo administrando cetamina (100 mg/kg) e diazepam (5 mg/kg) por injeção intraperitoneal.
- Aplique pomada veterinária nos olhos da murina com um palito de algodão para evitar o ressecamento dos olhos.
- Prossiga com a cirurgia apenas quando o rato não responder quando os dedos dos pés são pinçados com pinças.
2. Processo cirúrgico
- Espalhe e tape os membros do camundongo anestesiado em decúbito dorsal até a plataforma cirúrgica com fita adesiva.
- Fixe uma agulha de 27 G de cada lado acima da cabeça e outra agulha de 27 G de cada lado abaixo da axila.
- Enrole um elástico ao redor das duas agulhas acima e dos incisivos superiores e outro ao redor de outras duas agulhas e dos incisivos inferiores. Trocar a posição da agulha para controlar o grau de abertura e a orientação da boca (Figura 3A).
OBS: Para a operação de movimentação ortodôntica, mantenha a boca aberta ao máximo antes que o bucinador fique completamente apertado. A língua deve ser tracionada para o lado não operatório para expor o campo cirúrgico e prevenir isquemia. - Dobre a extremidade de 1,5 mm de um fio de aço inoxidável 304 cm e empurre a extremidade dobrada através do espaço interproximal entre M1 e o segundo molar superior (M2) do lado vestibular com pinça oftálmica curva (Figura 3B). Quando a extremidade palatal do fio de ligadura for vista do lado palatino, puxe-o até cerca de metade de seu comprimento e passe-o por uma extremidade da mola helicoidal personalizada.
- Amarre um nó quadrado com as duas extremidades do fio da ligadura no sentido mesial da M1 maxilar até que a mola esteja firmemente fixada ao dente (Figura 3C). Subtraia o excesso de fio.
- Da mesma forma, perfure um segundo fio de aço inoxidável 304 de 3 cm através da outra extremidade da mola helicoidal.
- Limpe e seque as superfícies dos incisivos com bolas de algodão. Aplique adesivos em todas essas superfícies com palitos de algodão e cure-os à luz.
- Empurrar o segundo fio de aço inoxidável através do espaço interproximal entre os incisivos superiores e amarrar um nó deslizante no sentido labial (Figura 3D). Subtraia o excesso de fio e faça com que o restante do fio fique próximo à superfície do dente.
- Injetar resina fotopolimerizável para cobrir o nó e incisivos; fotopolimerizar a resina (Figura 3E).
3. Tratamento pós-operatório
- Após a cirurgia, injetar nos camundongos 0,05 mg/kg de buprenorfina por via intraperitoneal para analgesia pós-operatória.
- Coloque o rato anestesiado sobre uma manta eléctrica termostática a 37 °C. Quando o murino recuperar a consciência com a deambulação, devolva-o a uma gaiola de alojamento separada.
- Devido ao funcionamento limitado dos incisivos após a cirurgia, substitua a forragem dura regular por apenas uma dieta macia.
- Verifique os aparelhos ortodônticos todos os dias. Se alguma condição for observada durante a inspeção que afete a condução da força ortodôntica, como deformação da mola, soltura da mola e queda do dispositivo, o camundongo deve ser excluído do experimento.
- A fim de manter a comparabilidade dos experimentos, avaliar o peso dos camundongos diariamente pós-cirurgia. Qualquer ratinho que apresente uma perda de peso superior a 30% do seu peso pré-operatório deve ser excluído da experiência.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Realizamos a cirurgia OTM em 11 camundongos machos adultos (C57/BL6, 3 meses de idade). Eles foram eutanasiados para resultados nos dias 3, 8 e 14 pós-operatórios. Nesses experimentos, o lado maxilar direito é o lado da operação, enquanto o lado maxilar esquerdo é o lado controle. A micro-TC mostrou que houve aumento temporal consecutivo da distância entre M1 e M2: 30 μm, 70 μm e 110 μm nos dias 3, 8 e 14 pós-operatórios, respectivamente (Figura 4). O ligamento periodontal de baixa densidade apresentava alargamento no lado distal e estreitamento no lado mesial das raízes em decorrência da carga mecânica (Figura 5). Além disso, o ligamento periodontal era contínuo e não havia absorção ocorrendo em nenhuma raiz. Esses resultados comprovam que é viável e seguro movimentar fisicamente o M1 com esse protocolo.
Além disso, analisamos a área óssea delimitada dentro das raízes de M1 com parâmetros mostrados na Figura 6. A porcentagem de volume ósseo e densidade mineral óssea do lado da operação no dia 8 mostrou uma diminuição significativa em comparação com o lado controle (Figura 6A,B). Em contraste, o volume ósseo percentual do lado da operação nos dias 3 e 14 mostrou um aumento significativo em comparação com o lado da operação no dia 8 (Figura 6A). Estes resultados sugerem que a remodelação óssea está inativa antes do 3º dia pós-operatório. Após o 3º dia de pós-operatório, a absorção óssea passa a dominar o processo de remodelação óssea. Após o 8º dia de pós-cirurgia, a formação óssea ganha uma vantagem na remodelação óssea e o osso alveolar quase retorna ao nível fisiológico, o que também implica que a movimentação dentária quase para. Até o 14º dia deste protocolo, a remodelação óssea encerrada nas raízes de M1 passa por três etapas, que podem ser divididas, grosso modo, nas etapas de preparação, reabsorção óssea e formação óssea. Os pesquisadores podem, assim, estudar diferentes estágios da remodelação óssea com esse modelo.
A Figura 7 mostra os resultados das colorações hematoxilina-eosina e tricrômico Masson. Escolhemos o osso alveolar entre a raiz bucal mesial (MB) e a raiz bucal distal (DB) de M1 como a região de interesse. Os ligamentos periodontais na extremidade distal do AM e na extremidade mesial do DB são as frentes de transmissão de força da região óssea de interesse. O lado controle de cada grupo mostrou uma manifestação semelhante: esses ligamentos periodontais compartilhavam uma largura semelhante com fibras ondulatórias e células fusiformes alinhadas, e a superfície do osso alveolar estava linear intacta. Isso sugere que os tecidos periodontais contidos nas raízes de M1 não foram submetidos a cargas mecânicas desbalanceadas e excessivas em condições fisiológicas.
No 3º dia de pós-operatório, a fibra do ligamento periodontal foi esticada firmemente no lado de tensão, enquanto a fibra do ligamento periodontal foi comprimida com ambiguidade morfológica. A hialinização foi notada na área de maior pressão. A superfície do osso alveolar ainda mantinha sua integridade em ambos os lados. Consistente com os resultados da micro-TC, nos 3 dias iniciais de pós-operatório, M1 moveu-se dentro do alvéolo alveolar comprimindo o ligamento periodontal no lado da pressão, enquanto a reabsorção ou formação óssea ainda não foi observada.
No 8º dia pós-operatório, os ligamentos periodontais de ambos os lados apresentaram as mesmas características do 3º dia, embora a superfície do osso alveolar tenha começado a parecer áspera. Além disso, a cavidade medular estava aumentada e o número de ossos trabeculares parecia diminuir, como visto nos dados da TC. Portanto, no 8º dia pós-operatório, o fenótipo histopatológico da remodelação óssea mostra aumento da reabsorção óssea. O osso alveolar também indica que M1 se move em alta velocidade.
No 14º dia pós-operatório, as larguras dos ligamentos periodontais de ambos os lados pareciam ser quase iguais. A superfície do osso alveolar tornou-se muito mais rugosa em comparação com a do 8º dia pós-operatório. No entanto, o osso foi restaurado ao nível fisiológico do lado controle, o que também foi indicado pelos dados da TC. Esta etapa mostra que a formação óssea dominou o processo de modelagem óssea. Como a carga mecânica foi aplicada apenas uma vez no momento da operação, a carga diminuiu com o aumento da distância em movimento. Com o retorno do osso alveolar, o movimento de M1 também foi interrompido.
Figura 1: Representação esquemática da movimentação dentária. Quando uma carga mecânica é aplicada ao molar, os lados trator e compressivo da remodelação óssea alveolar podem ser definidos. A seta grossa indica a direção da carga mecânica. Setas finas indicam os lados de tração e compressão da frente de remodelação óssea. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Itens cirúrgicos. (A) (1) Plataforma cirúrgica: uma placa de espuma ou de cortiça envolta em tecido médico não tecido. (B) Fixadores: (2) dois elásticos, (3) fita adesiva e (4) quatro agulhas de 27 G. (C) Instrumentos cirúrgicos e materiais ortodônticos: (5) tesoura cirúrgica, (6) pinça oftálmica, (7) porta-agulhas, (8) fio de aço inoxidável 304 e (9) mola helicoidal personalizada. O retângulo branco refere-se à mola helicoidal personalizada. As versões ampliadas da mola com e sem força são mostradas na Figura Suplementar S1. (D) Material para restauração dentária: (10) frasco para bomba de ar, (11) fotopolimer, (12) algodão, (13) palitos de algodão, (14) resina fluida fotopolimerizável e (15) adesivos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Processo cirúrgico. (A) Prender o mouse à plataforma cirúrgica. (B) Empurrar o fio de aço inoxidável 304 através do espaço interproximal entre M1 e M2 a partir do lado bucal. (B1) Um diagrama esquemático foi adicionado para ajudar na compreensão. (C) Uma mola helicoidal é fixada a M1 e não ocorre interferência oclusal em M1. (C1) Um diagrama esquemático foi adicionado para ajudar na compreensão. (D) A outra extremidade da mola helicoidal é fixada ao incisivo superior ipsilateral. (D1) Um diagrama esquemático foi adicionado para ajudar na compreensão. (E) Aplicar resina fluida para envolver os incisivos e o aço inoxidável. (F) Visão final de todos os aparelhos ortodônticos. Abreviaturas: M1 = primeiro molar superior; M2 = segundo molar superior. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Micro-TC representativa de imagens tridimensionais e análise estatística dos diferentes estágios do movimento de M1. (A) Em circunstâncias fisiológicas, não há espaço entre M1 e M2. (B-D) M1 começa a se mover e a distância móvel aumenta de acordo com a relação posicional mútua entre M1 e M2 ao longo do tempo. A caixa vermelha refere-se à distância entre M1 e M2. A seta preta refere-se à direção da carga mecânica. (E) A análise estatística da distância móvel de M1. Abreviaturas: M1 = primeiro molar superior; M2 = segundo molar superior; OTM = movimentação dentária ortodôntica. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Imagens representativas da micro-TC bidimensional nas incidências horizontal e sagital dos diferentes estágios do movimento M1. (A,B) Em circunstâncias fisiológicas, o ligamento periodontal de baixa densidade é aequilato e ocupa continuamente algum espaço em vez de ser comprimido e a superfície do osso alveolar é linear intacta. (C,D) O ligamento periodontal está se alargando no lado distal e estreitando-se no lado mesial das raízes, o que pode ser observado no 3º dia de pós-operatório. (E-H) O ligamento periodontal desleixado começa a reverter e a superfície do osso alveolar torna-se rugosa como resultado da absorção e deposição óssea nos dias 8 e 14 após a cirurgia. As setas amarelas referem-se ao ligamento periodontal comprimido. As setas vermelhas referem-se à superfície rugosa do osso alveolar para a absorção e deposição de osso. * P < 0,05; P < 0,005. ANOVA unidirecional. Os dados são médios ± DP, n ≥ 3. Barra de escala = 100 μm. Abreviações: M1 = primeiro molar superior; M2 = segundo molar superior; OTM = movimentação dentária ortodôntica. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6: Análise estatística do osso alveolar envolto nas raízes de M1 em diferentes estágios do movimento de M1 a partir de micro-TC. (A) A diminuição significativa do volume ósseo percentual no dia 8 indica a reabsorção óssea ativa entre o dia 3 e o dia 8. O aumento significativo no volume ósseo percentual no dia 14 indica formação óssea ativa entre o dia 8 e o dia 14. (B) A diferença significativa no dia 8 na densidade mineral óssea em comparação com o lado controle. também apoia a conclusão acima. (C-E) Foram utilizados três indicadores complementares para avaliação. Poucas diferenças significativas foram encontradas, mas a tendência ainda sustenta as conclusões acima. *P < 0,05. ANOVA unidirecional. Os dados são médios± DP, n ≥ 3. Abreviaturas: M1 = primeiro molar superior; OTM = movimentação dentária ortodôntica; BV/VC = volume ósseo percentual; DMO = densidade mineral óssea; Tb. N = número trabecular; Tb. Th = espessura trabecular; Tb. Sp = separação trabecular. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7: Resultados representativos da coloração hematoxilina-eosina e coloração Masson-tricrômico dos diferentes estágios do movimento M1. (A,B) Em condições fisiológicas, as fibras do ligamento periodontal são submetidas a certas forças com uma forma ondulatória distinta como "~", e a superfície do osso alveolar é linear intacta. Quando M1 é submetido à carga mecânica, a fibra do ligamento periodontal (C,E,G,I,K,M) foi esticada firmemente no lado da tensão, enquanto a fibra do ligamento periodontal (D,F,H,J,L,N) foi comprimida com ambiguidade morfológica. (C-N) A superfície do osso alveolar torna-se cada vez mais irregular à medida que a modelagem óssea prossegue. Barra de escala = 20 μm. Abreviaturas: M1 = primeiro molar superior; OTM = movimentação dentária ortodôntica. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Espécie | Dente em movimento | Ancoradouro | Dispositivo | Direção em movimento | Referência |
| Murino | primeiro molar | Incisivos | mola helicoidal | mesial | 14,15 |
| primeiro molar | Segundo molar | elástico | mesial | 16 | |
| Rato | primeiro molar | mini implante | mola helicoidal | mesial | 17 |
| primeiro molar | Incisivos | mola helicoidal | mesial | 18 | |
| segundo e terceiro molares | dentes homônimos contralaterais | Dispositivo de expansão de mola | bucal | 19 | |
| primeiro molar | Segundo molar | fio ortodôntico | mesial | 20 | |
| Coelho | primeiro pré-molar | Incisivos | mola helicoidal | mesial | 21 |
| primeiro pré-molar | mini implante | mola helicoidal | mesial | 22 | |
| incisivo | dentes homônimos contralaterais | mola helicoidal | distal | 23 | |
| incisivo | dentes homônimos contralaterais | Omega loop | distal | 24 | |
| Cão | segundo pré-molar e primeiro molar | mini implante | mola helicoidal | mesial | 25 |
| segundo pré-molar | canino | mola helicoidal | mesial | 26 | |
| primeiro pré-molar | mini implante | elástico | distal | 27 | |
| incisivo lateral | canino | elástico | distal | 28 | |
| Porco | primeiro molar | terceiro molar decíduo e mini implante | mola helicoidal | mesial | 29 |
| primeiro molar | Segundo molar | fio ortodôntico | bucal | 30 | |
| Macaco | incisivo central | primeiro molar, pré-molar, canino e incisivo lateral | mola helicoidal e fio ortodôntico | labial | 31 |
| Gato | canino | mini implante | mola helicoidal | mesial | 32 |
Tabela 1: Resumo dos modelos ortodônticos animais existentes. A tabela lista os modelos comumente utilizados de animais de laboratório convencionais que se concentram na movimentação dentária ortodôntica simples. Eles sempre consistem em três elementos: o dente em movimento alvo, a ancoragem e o dispositivo de conexão para adicionar carga mecânica. Vários programas ortodônticos têm sido derivados alterando os três elementos. Movimentos dentários ortodônticos complexos com múltiplos dentes foram excluídos.
Figura suplementar S1: Versões ampliadas da mola. (A) Sem e (B) Com carga mecânica. Barra de escala = 5 mm. Clique aqui para baixar este arquivo.
Figura Suplementar S2: Método de fixação do fio de ligadura com pinça. Durante a etapa 2.4 do protocolo, a maneira mais segura e conveniente de pinçar a curvatura do fio da ligadura antes da perfuração é mostrada aqui. Clique aqui para baixar este arquivo.
Figura Suplementar S3: O escopo do revestimento de resina. Durante a etapa 2.9 do protocolo, a extremidade incisiva da mola (A) sem e (B) com cobertura com resina é mostrada aqui. A resina não deve ser adicionada à parte elástica. Clique aqui para baixar este arquivo.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Neste trabalho, procuramos descrever passo a passo o protocolo ortodôntico mais simples de movimentação dentária em modelo murino maxilar para estudar os mecanismos latentes da remodelação óssea induzida por carga mecânica. Além das pesquisas sobre remodelação óssea, existem algumas outras aplicações mainstream desse método: 1) pesquisas metodológicas sobre a aceleração da movimentação ortodôntica; 2) pesquisa sobre reabsorção radicular ortodôntica; 3) mecanismos biológicos da movimentação dentária ortodôntica e da dor; 4) pesquisa do modelo transgênico.
Comparado a outros tratamentos associados à carga mecânica, como a osteogênese por distração mandibular37, a movimentação dentária ortodôntica é o método mais simples e leve, sem feridas e sangramentos. Além disso, o modelo murino tem as vantagens de ser fácil de operar, com menor tempo e menor custo38. O modelo maxilar pode proporcionar um campo visual amplo e fixação estável durante a operação e a menor interferência da língua no aparelho após aoperação14.
Com base no modelo aqui estabelecido, descrevemos ainda três momentos representativos. A movimentação dentária pôde ser medida macroscopicamente a partir do terceiro dia de pós-operatório e a distância móvel aumenta com o tempo. No 3º dia de pós-operatório, carga mecânica foi adicionada ao osso através da fibra do ligamento periodontal, sem alterações evidentes no osso. No 8º dia de pós-operatório, a remodelação óssea já havia sido iniciada e a reabsorção óssea estava em posição dominante, enquanto a formação óssea foi dominante no 14º dia de pós-operatório. Esse modelo pode mostrar as características das diferentes etapas da remodelação óssea durante o tratamento ortodôntico.
Existem algumas etapas críticas de operação a serem consideradas. Antes do passo 2.7 do protocolo, a cabeça do mouse deve estar em direção ao operador para um melhor campo de visão cirúrgico. Após o passo 2.4 do protocolo, a área de operação fica próxima aos incisivos e a cauda do mouse deve estar em direção ao operador. Quando o fio de aço inoxidável deve ser empurrado através do espaço interproximal entre M1 e M2 a partir do lado bucal, a pré-flexão é necessária para localizar a área alvo com segurança e reduzir o espaço ocupado pelos instrumentos na boca. O ângulo de flexão deve ser de >45° para garantir que o fio de aço inoxidável não possa perfurar a gengiva ao passar pelo espaço interproximal. Perfurar de forma paralela é o caminho de menor resistência. A perfuração do fio oclusal em um pequeno ângulo também pode ser conduzida para o lado palatal pela superfície dentária lisa e resistente. A cúspide da pinça oftálmica curva deve pinçar a curvatura para reduzir o espaço ocupado na boca e torná-lo conveniente para o esforço (Figura Suplementar S2).
Como o fio de aço inoxidável pode ser incapaz de passar através do espaço interproximal entre os incisivos superiores, pinças oftálmicas dentadas são úteis para a separação dos incisivos. Além disso, um nó quadrado não é necessário, pois a colagem de resina é o principal método de retenção aqui. Um nó deslizante pode ser feito quase perto da superfície do dente, onde um nó quadrado aumentará o volume da resina de revestimento.
No entanto, esse modelo também tem suas deficiências. Os aparelhos ortodônticos podem ser destruídos pelos camundongos devido à sensação da presença de material estranho na boca. A parte do lado molar fica abaixo do plano oclusal, que é difícil de destruir. No entanto, os incisivos inferiores mordem exatamente a parte de fixação do lado do incisivo, incluindo a extremidade da mola helicoidal. Portanto, sugerimos que todas as superfícies de ambos os incisivos superiores sejam envolvidas em resina para aumentar a força de retenção. A extremidade incisiva da mola - a parte mais fraca - pode ser recoberta por resina (Figura Suplementar S3). Em conclusão, este protocolo demonstrou passo a passo os detalhes da movimentação ortodôntica operada no modelo murino maxilar. Com a explicação explícita de cada passo e demonstração visual, os pesquisadores podem dominar esse modelo e aplicá-lo às suas necessidades experimentais com algumas modificações.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Os autores declaram não haver conflitos de interesse.
Acknowledgments
Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China 82100982 para F.L.
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 |
References
- Kenkre, J. S., Bassett, J.
- Feng, X., McDonald, J. M.
- Alliston, T.
- Duncan, R. L., Turner, C. H. Mechanotransduction and the functional response of bone to mechanical strain. Calcified Tissue International. 57 (5), 344-358 (1995).
- García-Aznar, J. M., Nasello, G., Hervas-Raluy, S., Pérez, M. Á, Gómez-Benito, M. J. Multiscale modeling of bone tissue mechanobiology. Bone. 151 (10), 1-12 (2021).
- Rolvien, T., Amling, M. Disuse osteoporosis: clinical and mechanistic insights. Calcified Tissue International. 110 (5), 592-604 (2022).
- Vico, L., Hargens, A. Skeletal changes during and after spaceflight. Nature Reviews Rheumatology. 14 (4), 229-245 (2018).
- Iwaniec, U. T., Turner, R. T. Influence of body weight on bone mass, architecture and turnover. Journal of Endocrinology. 230 (3), R115-R130 (2016).
- Governale, L. S.
- Sahoo, N. K., Issar, Y., Thakral, A.
- Roberts-Harry, D., Sandy, J. Orthodontics. Part 1: Who needs orthodontics. British Dental Journal. 195 (8), 433-437 (2003).
- Li, Y., Jacox, L. A., Little, S. H., Ko, C. C. Orthodontic tooth movement: The biology and clinical implications. Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 34 (4), 207-214 (2018).
- Will, L. A. Orthodontic tooth movement: a historic prospective. Frontiers of Oral Biology. 18, 46-55 (2016).
- Xu, H., Lee, A., Sun, L., Naveh, G. R. S. 3D Imaging of PDL collagen fibers during orthodontic tooth movement in mandibular murine model. Journal of Visualized Experiments. (170), e62149 (2021).
- Taddei, S. R., et al. Experimental model of tooth movement in mice: a standardized protocol for studying bone remodeling under compression and tensile strains. Journal of Biomechanics. 45 (16), 2729-2735 (2012).
- Deguchi, T., Takeshita, N., Balam, T. A., Fujiyoshi, Y., Takano-Yamamoto, T. Galanin-immunoreactive nerve fibers in the periodontal ligament during experimental tooth movement. Journal of Dental Research. 82 (9), 677-681 (2003).
- Gudhimella, S., et al. A rodent model using skeletal anchorage and low forces for orthodontic tooth movement. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 155 (2), 254-263 (2019).
- Lira Dos Santos, E. J., et al. Orthodontic tooth movement alters cementocyte ultrastructure and cellular cementum proteome signature. Bone. 153 (12), 116-139 (2021).
- Danz, J. C., Bibby, B. M., Katsaros, C., Stavropoulos, A. Effects of facial tooth movement on the periodontium in rats: a comparison between conventional and low force. Journal of Clinical Periodontology. 43 (3), 229-237 (2016).
- Kohno, T., Matsumoto, Y., Kanno, Z., Warita, H., Soma, K. Experimental tooth movement under light orthodontic forces: rates of tooth movement and changes of the periodontium. Journal of Orthodontics. 29 (2), 129-135 (2002).
- Gad, A. M., Soliman, S. O. Evaluation of systemic Omega-3 PUFAs effect on orthodontic tooth movement in a rabbit model: RCT. Angle Orthodontist. 93 (4), 476-481 (2023).
- Huang, C. Y., et al. Comparison of tooth movement and biological response resulting from different force magnitudes combined with osteoperforation in rabbits. Journal of Applied Oral Science. 29 (2), 20200734 (2021).
- Alhasyimi, A. A., Pudyani, P. P., Asmara, W., Ana, I. D. Enhancement of post-orthodontic tooth stability by carbonated hydroxyapatite-incorporated advanced platelet-rich fibrin in rabbits. Orthodontics & Craniofacial Research. 21 (2), 112-118 (2018).
- Elkattan, A. E., et al. Effects of Different Parameters of Diode Laser on Acceleration of Orthodontic Tooth Movement and Its Effect on Relapse: An Experimental Animal Study. Open Access Macedonian Journal of Medical Sciences. 7 (3), 412-420 (2019).
- von Böhl, M., Maltha, J. C., Von Den Hoff, J. W., Kuijpers-Jagtman, A. M. Focal hyalinization during experimental tooth movement in beagle dogs. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 125 (5), 615-623 (2004).
- Machibya, F. M., et al. Effects of bone regeneration materials and tooth movement timing on canine experimental orthodontic treatment. Angle Orthodontist. 88 (2), 171-178 (2018).
- Deguchi, T., et al. Histomorphometric evaluation of alveolar bone turnover between the maxilla and the mandible during experimental tooth movement in dogs. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 133 (6), 889-897 (2008).
- Tanimoto, K., et al. Experimental tooth movement into new bone area regenerated by use of bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Cleft Palate-craniofacial Journal. 52 (4), 386-394 (2015).
- Oltramari, P. V., et al. Orthodontic movement in bone defects filled with xenogenic graft: an experimental study in minipigs. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 131 (3), e10-e17 (2007).
- Verna, C., Dalstra, M., Lee, T. C., Melsen, B. Microdamage in porcine alveolar bone due to functional and orthodontic loading. European Journal of Morphology. 42 (1-2), 3-11 (2005).
- Steiner, G. G., Pearson, J. K., Ainamo, J. Changes of the marginal periodontium as a result of labial tooth movement in monkeys. Journal of Periodontology. 52 (6), 314-320 (1981).
- Celebi, A. A., Demirer, S., Catalbas, B., Arikan, S. Effect of ovarian activity on orthodontic tooth movement and gingival crevicular fluid levels of interleukin-1β and prostaglandin E(2) in cats. Angle Orthodontist. 83 (2), 70-75 (2013).
- Holmes, H. D., Tennant, M., Goonewardene, M. S. Augmentation of faciolingual gingival dimensions with free connective tissue grafts before labial orthodontic tooth movement: an experimental study with a canine model. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 127 (5), 562-572 (2005).
- Wennström, J. L., Lindhe, J., Sinclair, F., Thilander, B. Some periodontal tissue reactions to orthodontic tooth movement in monkeys. Journal of Clinical Periodontology. 14 (3), 121-129 (1987).
- Ibrahim, A. Y., Gudhimella, S., Pandruvada, S. N., Huja, S. S. Resolving differences between animal models for expedited orthodontic tooth movement. Orthodontics & Craniofacial Research. 20, 72-76 (2017).
- Kirschneck, C., Bauer, M., Gubernator, J., Proof, P., Schröder, A. Comparative assessment of mouse models for experimental orthodontic tooth movement. Scientific Reports. 10 (1), 1-12 (2020).
- Ransom, R. C., et al. Mechanoresponsive stem cells acquire neural crest fate in jaw regeneration. Nature. 563 (7732), 514-521 (2018).
- Mardas, N., et al. Experimental model for bone regeneration in oral and cranio-maxillo-facial surgery. Journal of Investigative Surgery. 27 (1), 32-49 (2014).
