マウスの第一下顎大臼歯を抜歯するための改良法について述べ、その手技の効率性と再現性を評価するために従来法と比較します。この改良法により、手技の一貫性が向上し、マウスの下顎歯槽癒合モデルを構築する際の技術的な課題が軽減されます。
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マウスの第一下顎大臼歯を抜歯するための改良法について述べ、その手技の効率性と再現性を評価するために従来法と比較します。この改良法により、手技の一貫性が向上し、マウスの下顎歯槽癒合モデルを構築する際の技術的な課題が軽減されます。
歯槽窩治癒モデル(TSHM)は、骨再生の根底にある分子メカニズムを調査するために広く利用されている動物モデルである。マウス下顎TSHMは、下顎特有の病理学的過程を研究する上で有用であるが、下顎大臼歯領域の解剖学的および生物力学的特性のため、このモデルの構築は技術的に困難である。本プロトコールでは、マウスの下顎第一大臼歯抜歯のための改良アプローチについて記述し、手技の効率性と再現性を向上させるために、従来法とその性能を比較する。制御された実験条件下において、改良アプローチは平均抜歯時間を29分から10分へと大幅に短縮した。さらに、改良群では歯根や歯槽骨の骨折を含む抜歯に関連する合併症が少なく、手技の一貫性が向上したことが示された。マイクロコンピューター断層撮影(μCT)分析により、初期治癒過程における抜歯窩構造の保存性が向上していることがさらに実証された。これらの知見は、改良された抜歯アプローチが、マウス下顎抜歯に伴う技術的課題を軽減しつつ、手技の効率性と再現性を向上させることを示している。本プロトコールは、特に顕微外科的な経験が少ない研究者において、マウス下顎歯槽窩治癒モデルのより一貫した構築を促進することが期待される。
抜歯窩治癒モデル(TSHM)は、骨再生を研究するための古典的なモデルである1。このモデルは、歯槽骨内に困難ながらも亜臨界的な損傷を作り出し、追加の介入なしに好ましい自然治癒を可能にする1。マウスは、その遺伝的背景、ヒトに近い骨代謝、比較的低い繁殖コスト、および飼育の容易さから、モデル生物として広く利用されている2。ここ数十年の遺伝子編集技術の急速な進歩により、骨再生の根底にある分子メカニズムを調査する上でマウスは不可欠な存在となった3。その結果、骨再生の調節メカニズムを調査するためのTSHMを構築するために、トランスジェニックマウスの臼歯抜去が広く用いられている4,5,6。
下顎骨は上顎骨よりも機械的な剛性が高く、柔軟性に欠けるため7、抜歯の技術的難易度が高くなります。そのため、多くの先行研究では上顎骨を用いたマウスTSHMを確立してきました4,5,6。加えて、上顎臼歯の抜歯における術野は比較的アクセスしやすく、また上顎骨は下顎骨よりも固定が容易であるため、手技的な負担が少なくなります。これらの課題がある一方で、マウスの下顎第一大臼歯は根尖部の形態が湾曲し拡大しているため、周囲の歯槽骨内での機械的な保持力が高まり8,9、抜歯をさらに困難にします(Figure 1)。それにもかかわらず、骨髄炎、薬剤関連顎骨壊死、インプラントのオッセオインテグレーション、およびバイオマテリアルを用いた骨再生など、下顎骨特有の病理学的プロセスの研究において、下顎抜歯モデルは不可欠です10,11,12。したがって、下顎骨特有の歯槽窩治癒モデルを必要とする研究にとって、マウスの下顎臼歯を抜歯するための再現性と信頼性の高い手法を確立することは重要です。

図 1. ヒトとマウスにおける歯の形態の概略比較。
(A) 成人ヒトの歯の概略図。(B) 若年マウスの下顎第一大臼歯の概略図。(C) 成熟マウスの下顎第一大臼歯の概略図。これらの図は、成熟マウスの下顎第一大臼歯が歯槽骨内でより高い機械的保持力を持つ要因となる、根の形態およびセメント質の分布の違いを強調している。エナメル質、象牙質、およびセメント質は、凡例に示される対応する色で示されている。解剖学的特徴は、既報の記載8,9,15に基づいている。 こちらのリンクをクリックして、この図の拡大版を表示してください。
当研究グループが以前に開発した抜歯技術では、シリンジを歯科用エレベーターに改造して利用しています13。この手法によりマウスの右下第一大臼歯の抜歯を成功させることができますが、高度な技術的精度が必要であり、習得には多大な練習を要します。経験のない操作者が行うと、隣接する解剖学的構造に不注意に損傷を与える可能性があります。さらに、左下第一大臼歯の抜歯において手技に習熟するためには、別途「鏡像的」なトレーニングが必要です。これらの課題により、抜歯窩の完全性が損なわれ、個体間での治癒結果の一貫性が低下し、マイクロサージェリーの経験が少ない研究者にとって本モデルの利用可能性が制限される可能性があります。
本プロトコルでは、処置のアクセス性と再現性を向上させるため、マウスの下顎第一大臼歯を抜髄するための改良法について解説します。このプロトコルは、下顎第一大臼歯のTSHMを確立するため、8週齢の雄性C57BL/6マウスを用いて検証されました。改良法を従来の手法と系統的に比較し、処置の効率性、抜歯の成功率、および処置に関連する合併症について評価しました。さらに、手法の習得中に遭遇した一般的な技術的失敗例を分析し、マウスの下顎TSHMを確立する研究者に実用的なガイダンスを提供します。
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すべての手順は、四川大学華西口腔医学院の倫理委員会(WCHSIRB-D-2025-188)によって承認され、機関の動物愛護ガイドラインに従って実施されました。
注:体重 22–29 g の 8 週齢 C57BL/6 オスマウスを使用する。動物は、標準的な飼育条件下(21°C–24°C、湿度 40%–60%、12 時間明暗サイクル)で、標準飼料を給餌し、水を自由飲用として与えて維持する。材料表に記載されている材料および器具を使用する。比較評価および失敗例の提示には 24 匹のマウスを使用する。比較実験の前に、術者トレーニング用に別途マウスを用意する。
1. 手術前準備
2. 手術工程

図2従来のマウス下顎第一大臼歯抜歯法と修正法の比較。
(A) 従来の抜歯法の概略図。曲げた25 G針を歯周靭帯に挿入し、レバーとして使用して歯を脱臼させる。(B) 改良抜歯法の概略図。有鉤眼科用ピンセットで歯冠を把持し、歯の長軸に平行に牽引を加える。(C) エレベーターとして使用した25 G針の曲げた先端の代表像。(D) マイクロ抜歯鉗子として使用した有鉤眼科用ピンセットの代表像。(E) 下顎第一大臼歯抜去直後の抜歯窩を示す代表的な術中像。点線で囲まれた部分は抜歯窩を示す。(F) 抜去に成功した下顎第一大臼歯の頬側像。(G) 同一の抜去下顎第一大臼歯の舌側像。スケールバー = 2 mm (C, D) および 400 µm (E–G)。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
3. 抜去歯および抜歯窩の検査
4. 術後管理
5. オペレーターのトレーニング
6. 試料調製
7. µCTおよび解析
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下顎第一大臼歯抜歯に関連する解剖学的特徴を図1に示し、従来の手法と改良した抜歯アプローチを図2A,Bに模式的に示します。準備した針と有的に歯の眼科用ピンセット、新鮮な抜歯窩、および抜去された下顎第一大臼歯の代表的な画像を図2C–Gに示します。全手順のワークフローを図3にまとめます。2つのアプローチの処置効率と一貫性を比較するため、マウスの取り扱い経験が同等の2名の術者を、従来法または改良法のいずれかを用いて下顎第一大臼歯抜歯を行う群にランダムに割り当てました。すべてのマウスは8週齢の雄性C57BL/6マウスを用いました。抜歯時間と処置に関連する合併症は抜歯直後に記録し、抜歯窩は治癒から2週間後にµCTで評価しました。抜歯時間は処置中に記録するため、盲検化して評価することはできず、抜去歯およびµCTデータセットは評価前にコード化し、評価...
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TSHMを正常に構築するには、周囲の歯槽骨構造を維持しながら歯を完全に抜去することが必要であり、抜歯に伴う損傷は、その後の骨再生を妨げる可能性がある16。したがって、抜歯手順の再現性は、モデルの信頼性を決定する重要な要因となる17。本研究では、標準化されたトレーニング条件下において、改良された鉗子ベースの下顎第一大臼歯抜去法と、従来のレバーベースの手法を系統的に比較した。改良法では、抜歯時間の有意な短縮と抜歯に伴う合併症の減少に表れているように、処置の効率性と再現性が向上することが示された。具体的には、同様の2週間のトレーニング期間後、平均抜歯時間は従来法の29 minから改良法では10 minに短縮された。さらに、従来法群では合併症が頻繁に発生したのに対し、改良法群では歯槽窩壁の欠損は見られなかった。根折の発生率に群間での有意な差は認められなかったが、改良法で観察された頻度の低さは、本実験条件下における処置の一貫性の向上を示唆している。加えて、抜歯窩構造の保持が改善されたことで、2週間後の初期骨治癒が促進された。総合すると、これらの知見は、...
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著者らは、利益相反がないことを宣言します。
本研究は、中国国家自然科学基金(助成金番号 82571084)および四川省科学技術計画(助成金番号 2024JDKXJ0001)の支援を受けて行われました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 25 G シリンジ針 | Beyotime | FS802-30pcs | 開口器およびオプションの歯周靱帯の事前緩緩に使用する使い捨てシリンジ針 |
| 4% パラホルムアルデヒド溶液 | Solarbio | P1110 | 検体固定に使用する4% パラホルムアルデヒド溶液 |
| 75% エタノール | Ouse Medical Devices Store | N/A | 表面消毒に使用する75% 医療用エタノール |
| C57BL/6マウス | Charles River | 213 | 体重 22–29 g の8週齢雄 C57BL/6マウス |
| カロプロフェン | Solarbio | C5350 | 5 mg/kg で皮下投与する術後鎮痛剤 |
| 脱脂綿 | Ouning Medical Devices | N/A | 口腔清掃および止血に使用する滅菌脱脂綿 |
| CTAn v1.18.4.0+ | SkyScan | N/A | μCT画像解析に使用するソフトウェア |
| DataViewer v1.5.6.2 | SkyScan | N/A | 再構成されたμCT画像の閲覧および書き出しに使用するソフトウェア |
| フィンガースリーブ | LeSu Office | MEKU-1/2/3B | 抜歯時の親指保護に使用するフィンガースリーブ |
| フォームボード | Dongguan Lijianglong Industrial Co., Ltd. | N/A | 手術および固定プラットフォームとして使用するフォームボード |
| ゲルダイエット | ReadyDietech | J10001 | 必要に応じてケージの床に3日間提供する術後飼料 |
| GraphPad Prism v10.1.2 | GraphPad | RRID: SCR_002798 | 統計解析およびグラフ作成に使用するソフトウェア |
| ヘッドランプ | Bazhou Pengen Protective Equipment Factory | N/A | 術野を照らすために使用するヘッドランプ |
| ヒーティングパッド | Shijiazhuang Jianuan Electrical Appliances Co., Ltd. | N/A | 術後回復のために約 38 °C に予熱したヒーティングパッド |
| ヒドロキシアパタイトファントム | QRM | QRM-70127 | CT減弱値を骨ミネラル密度に変換するために使用する校正用ファントム |
| 拡大鏡装置 | Olympus Corporation | SZX10 | 有鈎ピンセットの先端および抜歯窩を拡大して観察するために使用する装置 |
| マスク | Senlun Medical Devices Specialty Store | N/A | サージカルマスク |
| マイクロコンピューター断層撮影スキャナー | Bruker SkyScan | SkyScan 1276 | 80 kV、500 μA、ボクセル解像度 10 μm で使用するμCTスキャナー |
| Mimics Research v21.0 | Materialise | RRID: SCR_015802 | 3次元再構成に使用するソフトウェア |
| ペントバルビタールナトリウム | Sigma-Aldrich | P3761 | 1% 麻酔溶液として使用するペントバルビタールナトリウム塩 |
| リン酸緩衝生理食塩水 | Solarbio | P1010 | 0.01 M リン酸緩衝生理食塩水粉末、pH 7.2–7.4 |
| ポビドンヨード消毒液 | Belkon Pharmacy Flagship Store | N/A | 腹部消毒に使用するポビドンヨード溶液 |
| 輪ゴム | Foshan Puli Rubber Products Factory | N/A | 開口器の組み立てに使用する輪ゴム |
| 生理食塩水 | Thermo Fisher | BR0053G | 口腔清掃用の溶液調製に使用する生理食塩水タブレット |
| 標準飼料 | Jiangsu Xietong Pharmaceutical and Biotechnology Engineering Co., Ltd. | XTC01WC-001 | 日常的な飼育に使用し、術後の給餌には軟化させて使用する標準飼料 |
| 高圧蒸気滅菌器 | Institutional facility | N/A | 有鈎ピンセットおよび生理食塩水を滅菌するために使用する装置 |
| 滅菌綿棒 | Kangbailai Medical Devices Store | N/A | 使い捨て滅菌綿棒 |
| 滅菌手袋 | Senlun Medical Devices Specialty Store | N/A | 滅菌ラテックス手袋 |
| 滅菌不織布 | Shandong Xinhua Infection Control Supplies Hangzhou Store | N/A | 手術面およびヒーティングパッドの被覆に使用する滅菌不織布 |
| 滅菌サージカルキャップ | Senlun Medical Devices Specialty Store | N/A | 滅菌サージカルキャップ |
| サージカルスクラブ | Senlun Medical Devices Specialty Store | N/A | 処置中に着用する清潔なサージカルスクラブ |
| テープ | Thermo Fisher | 15947 | マウスの肢を固定するために使用する粘着テープ |
| 有鈎眼科用ピンセット | Beyotime | FS229 | 歯科用鉗子として使用する有鈎眼科用鉗子 |
| 動物用眼軟膏 | Dechra Veterinary Products | 143-16 | 角膜の乾燥を防ぐため、麻酔後に塗布する眼軟膏 |
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