その場圧縮負荷と骨歯根膜歯繊維状合同の相関的非侵襲的イメージングで

本手順の全体的な目的は、歯槽複合体の生体力学的応答を測定することである。まず、動物を解剖して完全な下顎骨または上顎骨の半分を摘出する。次に、検体を固定し、機械的試験のために複合樹脂による盛り上げで歯面を整える。

最終ステップでは、C2ロードセルを用いてサンプルのバイオメカニカルな状態を測定し、続いてX線顕微鏡で検体をスキャンします。最終的に、さまざまな負荷状態における高解像度トモグラフィーと併せて、疾患や機能低下などに起因する線維性関節のバイオメカニカルな応答の変化を示すことができます。既存の手法に対する本手法の主な利点は、臓器を無傷に保つことができ、かつスキャン方法が非侵襲的であることです。

これにより、靭帯の自然な歪み場が維持され、生体力学的特性を正確に測定することが可能になります。まず、プロトコルに記載されている方法で、解剖済みの上顎骨または下顎骨を用意します。次に、アクリルを用いて検体をスチールスタブ上に固定します。

スタブの端から余分な材料を取り除きます。次に、定規を用いて、近遠心平面で、続いて頬舌平面で、目的の咬合面を AFM 金属試料ディスクに対して平行に合わせます。鈍端の器具を使用して、臼歯の周囲に溝を作成します。

これは組織の水分補給のためのリザーバーとして機能します。歯面を準備するための2回目のローディングにおいて、35% phosphoric acidを用いて、目的の咬合面を15秒間エッチングします。15秒経過後、エッチングした領域を脱イオン水で十分に洗浄し、コンポジットの意図しない硬化を防ぐために、圧縮空気を用いて表面を乾燥させます。

以降の数ステップは、周囲の光を最小限に抑えた状態で実施してください。ボンディング材を1滴、開放された窩洞に塗布します。ボンディング材を20秒間光照射し、硬化させます。

歯科用光重合器を用いて硬化させた後、ブレードで過剰なボンディング材を掻き出します。複合樹脂材料が隣接歯に溢れ出さないようにすることが重要です。これにより、歯を骨窩に圧入する際に、歯の状態が不正確に表現されるのを防ぎます。

次に、流動性歯科用複合レジンを表面に薄く盛り付け、臼歯間の溝に広げます。広げた後、この材料に光照射器で30秒間光照射を行います。続いて、目的の咬合面に歯科用複合レジンを3〜4 mm盛り上げ、30秒間光照射して硬化させます。

照明を再び明るくした後、ストレートエッジとダイアモンドバーを装着した高速ハンドピースを使用して、過剰なコンポジットを除去し、コンポジット盛り上げ部の上面を平坦な面に整えます。これにより、完了後に負荷が均等に加わることが保証されます。試験を行うまで、検体を抗生物質を含むTBSに保存します。

まず、検体を機械的に試験するために、負荷装置のアンビルで固定します。次に、複合材料の表面にアーティキュレーションペーパーを配置します。その後、少量の負荷をかけて、負荷の均一性を確認します。

同心円状の荷重は、マーキングが均等に分布していることで示されます。試験中に検体を加湿状態に保つため、組織片をTBSで湿らせて検体の周囲に配置してください。また、検体に彫られたリザーバーにTBSを満たしてください。ソフトウェアを使用して、ピーク荷重と変位速度を設定し、固定された臼歯を圧縮します。

AFMスタブ上の軟組織は、PTAで染色できます。X線画像を鮮明にするため、1.8 mLのカープルに5%PTAを充填します。シリンジを用い、5分間かけてゆっくりと、関心領域に隣接するPDL腔内にPTAを注入します。

注入をさらに4回繰り返し、合計注入量を9 mLにします。注入完了後、検体を一晩浸漬させます。負荷サイクル中のX線分析前のPTAでは、ジョーの動きが閉じる方向から開く方向へ切り替わる際に、バックラッシュが発生する期間が予想されます。

これは約3秒間持続し、負荷条件に関わらず観察されます。このバックラッシュに対する応答は、剛体負荷時に最も強く現れます。対照的に、バックラッシュ応答の大きさはより小さくなります。

骨PDL歯標本では、ポリメチルアラン標本でも値は低下しますが、剛体と比較して骨PDL歯標本ほどは低下しません。また、複合材およびポリジメチルシロキサン標本においても、剛性は有意に低くなります。典型的な非ST染色標本のXCTスキャンでは、歯槽骨窩内における歯の関係性が明確に示されました。しかし、PDLのような非石灰化組織は、造影染料を使用しなければ区別することができません。

PTAなどの造影剤を使用することで、XCTスキャンにおいて軟組織を高倍率で可視化することが可能になります。PDL腔内の繊維までもが観察できます。検体には、この歯と骨の関係のように15 newtonsで軸方向の荷重をかけるなどの負荷を与えることが可能です。

偏心的な負荷は、同心的な負荷とは異なり、歯の変位量の増加と異なる歯槽孔の構成をもたらします。これら2つの負荷方式の影響を比較するためにサーモグラムを用いました。どちらの方式でも歯は垂直方向に変位しましたが、偏心的な負荷では歯の動きにさらなる回転経路が加わりました。

このビデオを視聴することで、micro XT顕微鏡に結合した初期負荷装置を用いて、歯科用卵形複合体の作製および機械的試験を行う方法について十分に理解することができます。