우리는 마우스에서 치열 교정 치아 운동을 생성하기위한 프로토콜과 교단없이 치주 인대의 콜라겐 섬유및 혈관의 3D 시각화방법을 제시한다.
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이 논문에서
요약
초록
치열 교정 치아 운동은 외부 힘의 결과로 연하고 단단한 조직 리모델링을 변경한 복잡한 생물학적 과정입니다. 이러한 복잡한 리모델링 과정을 이해하기 위해서는 3D 컨텍스트 내에서 치아 및 치주 조직을 연구하여 단면 및 조직 동맥을 최소화하는 것이 중요합니다. 마우스 모델은 종종 개발 및 구조 생물학뿐만 아니라 작은 크기, 높은 신진 대사 속도, 유전학 및 취급의 용이성으로 인해 생체 역학에서 활용됩니다. 원칙적으로 이것은 또한 치과 관련 연구를위한 훌륭한 모델을 만듭니다. 그러나, 주요 장애물은 그들의 작은 치아 크기, 특히 어금니입니다. 이 논문은 마우스 하악 형 어어의 치주인 섬유 구성 요소의 3D 이미징을위한 치열 교정 치아 운동을 생성하기위한 단계 프로토콜및 두 가지 방법을 제공하는 것을 목표로합니다. 제시된 첫번째 방법은 신선한 콜라겐 조직의 위상 향상 화상 진찰을 가능하게 하는 마이크로 CT 설치를 기반으로 합니다. 두 번째 방법은 절개없이 뼈를 통해 이미징을 가능하게하고 내인성 형광을 보존하는 에틸 신나메이트를 사용하는 뼈 청산 방법입니다. Flk1같은 기자 마우스와이 클리어링 방법을 결합 -Cre; TdTomato는 PDL과 폐포 뼈에서 3D 혈관을 이미지화 할 수있는 최초의 기회를 제공했습니다.
서론
치열 교정 치아 운동 (OTM)의 기본 기본 생물학적 과정은 뼈 리모델링입니다. 이러한 리모델링 과정의 트리거는 세포외 매트릭스(ECM) 스트레스, 괴사 뿐만 아니라 혈관 파괴 및 형성1,2,3과같은 치주 인대(PDL)의 구조의 변화에 기인한다. 폐포 뼈 리모델링을 위한 다른 가능한 트리거는 골의 골세포에 의한 강제 감지뿐만 아니라 폐포 뼈 자체의 기계적 변형과 관련이 있습니다. 그러나 OTM에서의 역할은 여전히 완전히4,5를해명하지 는 않습니다.
OTM 동안 PDL의 구조 기능 관계를 밝히기 위한 많은 연구에도 불구하고 명확한 기능 적 메커니즘은 아직6,7로정의되지 않았습니다. 이에 대 한 주요 이유는 연조직 (PDL)의 데이터를 검색에 도전 이다 (시멘트와 폐포 뼈). 구조 정보를 수집하는 허용된 메서드는 일반적으로 PDL 구조를 방해하고 수정하는 고정 및 절위를 필....
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프로토콜
모든 동물 실험은 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 NIH의 지침과 하버드 대학 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (프로토콜 번호 01840)의 지침에 따라 수행되었습니다.
1. 치열 교정 치아 운동
- 마우스 침대를 생성하려면 쐐기 모양의 45° 각진 헤드레스트가 있는 플랫 플라스틱 플랫폼을 사용하십시오. 헤드레스트는 플라스틱 상자를 절단하여 생성할 수 있습니다.
- 플랫폼의 헤드 엔드를 상승하여 헤드레스트와 테이블 평면 사이에 약 30° 각도를 생성합니다. 구부러진 두꺼운 종이 클립(직경 0.036")을 머리 쪽 끝에 부착하여 상부 절개를 잡습니다.
- 꼬리 끝에서, 치열 교정 전원 체인을 부착하여 하부 절개를 보유할 수 있는 높은 표면을 생성합니다. 예제 플랫폼의 그림 1을 참조하십시오.
- 10 mg/kg에서 자일라진의 내관 주사와 케타민 100mg/kg을 사용하여 마우스를 마취1 mL 주사기와 27 게이지 바늘.
- 마세테화된 마우스를 맞춤형 플랫폼에 놓고 클립 루프의 상부 절개를 연결하여 위턱을 고정합니다. 아래 절개에 매여 있는 치열 교정 파워 체인으로 마우스 아래턱을 엽니다. 미니 대....
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결과
이 논문은 어떤 단면없이 PDL 내부의 콜라겐 섬유의 3D 이미징을위한 두 가지 방법뿐만 아니라 OTM을 생산하는 방법을 제시한다. 동물 연구 목적으로 치아의 정렬이 필요하지 않을 때, 모든 루트 수준에서 폐포 뼈의 리모델링을 생성하는 경우 치아 운동은 치열 교정으로 간주됩니다. 신뢰할 수 있는 OTM을 생성하기 위해서는 치아에 적용된 일정한 힘 레벨이 필요합니다. 여기서, 활성화된 형상 기억 NiTi 코일은 7일 이상의 실험 시간 동안 10g의 일관된 힘을 생성하는 데 사용됩니다. 여기에 설명된 코일활성화(도 1)는마르텐시트 상 내의 NiTi 코일에 균주를 생성하고 코일을 히스테리시스 상태로 가져와 치아에 일정한 응력을 전달한다. 코일 삽입 후 경화광으로 코일을 따뜻하게 하면 합금이 오스테니티 형태로 이동하고 모양 메모리 효과가 수행되도록 합니다.
여기에서 우리는 9 주 된, 남성 마우스에서 대표 적인 결과 보여줍니다. OT.......
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토론
마우스에서 OTM을 생성하는 것은 크기, 유전학 및 취급 이점으로 인해 매우 원합니다. 하악을 사용하면 조직 해부와 샘플 준비 및 이미징 측면에서 쉽게 취급할 수 있습니다. 여기서 우리는 OTM의 7 일 이내에 뼈 내부의 치아의 번역 운동으로 OTM을 생성하는 방법을 제시했습니다. 이 프로토콜을 사용하여, 활성화 된 코일은 약 1mm의 움직임에 대한 일정한 힘 수준을 제공하기 때문에, 치아 운동의 전체 기간을 확장 할 수 있습니다. 그러나 코일의 매혹적인 면은 끊임없이 분출되는 절개에 고정됩니다. 결과적으로 힘 벡터는 점차 적으로 변경되어 압출 력을 생성하기 시작합니다. 이는 매 7일마다 매번 메스멘타말의 부착 수준을 조정하는 경우 피할 수 있다.
PDL은 OTM의 초기화기이므로 OTM의 다양한 단계에서 구조와 기능을 이해하는 것이 매우 중요합니다. 그러나 PDL은 구조와기능(19,22,
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공개 사항
저자는 공개 할 것이 없습니다.
감사의 글
이 연구는 NIH (NIDCR R00-DE025053, PI:Naveh)에 의해 지원되었다. 하버드 센터의 인프라 와 지원에 감사드립니다. 모든 수치는 biorender.com 함께 생성됩니다.
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재료
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| 1-mL BD Luer-Lok 주사기 | BD | 309628 | |
| 1X 인산염 완충 식염수 | VWR Life Sciences | 0780-10L | |
| 200 proof 에탄올 | VWR Life Sciences | V1016 | |
| 알루미늄 합금 5019 와이어 | Sigma-aldrich | GF15828813 | 0.08mm 직경 와이어, 길이 100번째, 템퍼 하드. 어금니 주위의 와이어 합자로 사용됩니다. |
| Avizo 9.7 | Thermo Fisher Scientific | N/A | microCT 스캔 분석에 사용 |
| Castroviejo Micro Needle Holders | Fine Science Tools | 12060-01 | |
| Clr Plan-Apochromat 20x/1.0,CorrVIS-IR M27 85mm | Zeiss | N/A | 두 번째 고조파 생성 이미징에 사용 |
| 콘 소켓 핸들, 단일 종단, 수동 형태 | G.Hartzell and son | 126-CSH3 | 핸들 검사 미러 |
| EC Plan-Neofluar 5x/0.16 | Zeiss | 440321-9902 | 광시트 이미징에 사용 |
| Elipar DeepCure-S LED 경화광 | 3M ESPE | 76985 | |
| Eppendorf safe-lock tubes, 1.5mL | Eppendorf | 22363204 | |
| Ethyl cinnamate, >= 98% | Sigma-aldrich | W243000-1KG-K | |
| 피하 주사 바늘, 27G x 1/2'' | BD | 305109 | |
| Ketathesia 100mg / ml | Henry Schein Animal Health | NDC : 11695-0702-1 | |
| KIMWIPES 섬세한 작업 와이퍼 | Kimberly-Clark | 21905-026 (VWR 카탈로그 번호) | VWR |
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| T-304 스테인레스 스틸 합자 와이어, 0.009 ''직경 | 교정 | SBLW109 | 0.009''(.23mm) 직경, 소프트 템퍼 |
| X-Ject E (자일라진) 100mg / ml | Henry Schein 동물 건강 | NDC : 11695-7085-1 | |
| Z100 수복, A2 그늘 | 3M ESPE | 5904A2 |
참고문헌
- Li, Y., et al. Orthodontic tooth movement: The biology and clinical implications. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 34 (4), 207-214 (2018).
- Meikle, M. C. The tissue, cel....
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