Alle procedures die in dit protocol worden beschreven, zijn uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen en voorschriften voor het gebruik van gewervelde dieren die zijn goedgekeurd door de Institutional Animal Care Use Committee (IACUC) van Augusta University en Nova Southeastern University, die is geaccrediteerd door de Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (AAALAC). Merk op dat Dr. Suzuki in dienst was van de Augusta University, waar de experimenten met tandfluorose bij muizen werden voltooid.
1. Extractie van mandibulaire snijtanden in een tandfluorosemodel van muizen
- Geef fluoridevrije diëten aan C57BL/6-muizen (5 weken oud, mannetje) vanaf 1 week voorafgaand aan fluoride tot beëindiging van de fluoridebehandeling.
- Bereid fluoridewater voor door NaF toe te voegen aan gedestilleerd water, gevolgd door vacuümfiltratie met behulp van een filter van 0,2 μm. Geef dieren fluoridewater als NaF (0 ppm en 125 ppm; N=5/groep) ad libitum gedurende 6 weken. Vervang fluoridewater om de 2 dagen door een vers bereide batch.
- Na 6 weken fluoridewaterbehandeling dieren euthanaseren met CO2 gevolgd door onthoofding.
- Haal de hemi mandibulaire met snijtand uit elke muis. Om de hemi mandibulaire met snijtand te verzamelen, snijdt u de spieren rond de onderkaak zonder overmatige kracht uit te oefenen.
- Plaats de hemi mandibular in PBS en houd deze op 4 °C tot μ-CT-analyse (optioneel). Scheid de snijtand van de onderkaak met behulp van een scalpel (#15) en een schaar zonder het monster te beschadigen of te breken.
- Was de geïsoleerde snijtand met PBS en voer dehydratatie uit door deze gedurende 2-3 uur onder te dompelen in een toenemende alcoholsterkte (70% en 100% ethanol).
OPMERKING: Als het weefsel (bijv. pulpa) niet voldoende is uitgedroogd, zal harsimpregnering waarschijnlijk worden geremd en zal de daaropvolgende evaluatie waarschijnlijk ontoereikend zijn.
- Na uitdroging met ethanol de snijtand horizontaal in hars inbedden. Ga door naar stap 3.
2. Extractie van maxillaire alveolaire botten in een door ligatuur geïnduceerd parodontaal botresorptie (L-PBR) model van muizen
- Dien 0,8 ml ketamine (100 mg/ml) + 0,1 ml xylazine (100 mg/ml) + 9,1 ml PBS intraperitoneaal (i.p.) toe aan muizen (C57BL/6, 8-12 weken oud, mannen) als verdovingsmiddelen. De dosering is 0,01 ml/g (gewicht). Breng oogzalf aan op beide ogen om uitdroging onder narcose te voorkomen.
- Plaats de verdoofde muis 5-10 minuten op een verwarmingskussen. Beoordeel de reacties op staart-/teenknijpen en de intactheid van de oogreflex. Controleer of de muis niet reageert op de schadelijke prikkels en dat de reflex afwezig is.
- Plaats de muis op de behandeltafel en houd de mond open door middel van een ligatuur 5-0 zijden hechtdraad die aan een magnetische paal op de behandeltafel is vastgemaakt.
- Wikkel onder een chirurgische microscoop de ligatuur (gevlochten zijden hechting 6-0) rond één kant van de maxillaire tweede kies (enkele laag) met behulp van micronaaldhouders. Minimaliseer individuele verschillen in analyse door de ene kant als behandelingskant en de andere kant als controle te gebruiken.
- Bind de ligatuur vast en maak een knoop aan de gehemeltezijde. Knip na het maken van een knoop de resterende ligatuur zo kort mogelijk af, zodat de overmatige ligatuur het kauwen of eten niet hindert. Dit is belangrijk om ervoor te zorgen dat de ligatuur niet losraakt door kauwen tijdens de daaropvolgende observatieperiode.
OPMERKING: Laat het dier niet onbeheerd achter totdat het weer voldoende bij bewustzijn is gekomen om sterns te blijven liggen. Breng het dier dat een operatie heeft ondergaan niet terug naar het gezelschap van andere dieren totdat het volledig hersteld is. Handhaaf steriele omstandigheden tijdens het overleven.
- Voer dieet en water aan muizen ad libitum gedurende 2 weken. Na 2 weken ligatie muizen euthanaseren met CO2 gevolgd door onthoofding.
- Extraheer beide zijknobbels (ligatuurzijde en controlezijde) met kiezen uit elke muis. Om bovenkaak met kiezen te verzamelen, knipt u de spieren en het bot rond de kaakkaak met een schaar zonder overmatige kracht uit te oefenen. Plaats elke bovenkaak in PBS en houd deze op 4 °C tot μCT-analyse (optioneel).
- Scheid het alveolaire bot met kiezen (1st tot 3rd) van de bovenkaak met behulp van een scalpel (#15) en een schaar zonder het monster te beschadigen of te breken.
- Was het geïsoleerde alveolaire bot met PBS, dehydrateer en ontvet vervolgens door onderdompeling in toenemende sterkte van alcohol (70% en 100% ethanol) gedurende 2-3 uur.
OPMERKING: Als het weefsel (bijv. pulp en bot) niet voldoende uitgedroogd is, zal harsimpregnering waarschijnlijk worden geremd en zal de daaropvolgende evaluatie waarschijnlijk onvoldoende zijn.
- Na uitdroging met ethanol beding u het alveolaire bot horizontaal in hars. Ga door naar stap 3.
- Optioneel: Voer een μCT-evaluatie uit voordat u de microhardheid test.
- Voer vóór het testen van de microhardheid een niet-destructieve structurele analyse uit (bijv. μCT) met behulp van hetzelfde monster voor microhardheidstests als aanvullende evaluatie (Figuur 1). Structurele informatie (3D-beeld, mineraaldichtheid, volume) door μCT kan ondersteuning bieden bij het evalueren van de mechanische eigenschappen en kwaliteit van het monster die van invloed kunnen zijn op de resultaten van de microhardheid.

Figuur 1: Representatieve μCT-beelden van glazuur in controle- en met fluoride behandelde snijtanden van muizen. (A) Representatief μCT sagittaal beeld van de mandibulaire snijtand. (B-D) μCT coronale beelden van controlesnijtand (NaF 0 ppm). (E-G) μCT coronale beelden van snijtand behandeld met NaF (125 ppm). De representatieve dichtheid van emailmineralen (EMD) wordt weergegeven (g/cm3). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
3. Inbedding van monsters in hars
- Ga verder vanaf stap 1.7 (tandfluorosemodel) of stap 2.10 (L-PBR-model).
- Smeer de binnenkant van de montagebeker (1 inch) in met een dunne laag vaseline. Meng hars (koudhardende inbeddingshars) volgens de instructies. Giet de hars en verharder in de meegeleverde plastic beker in een volumeverhouding van 15:2 en meng voorzichtig met een houten spatel gedurende minimaal 2 minuten. Vermijd luchtbellen.
- Plaats de gedehydrateerde en ontvette snijtand (Figuur 2A) of het alveolaire bot met de kiezen (Figuur 2B) horizontaal en evenwijdig aan de bodem van de montagecup (1 monster per cup).
- Giet de gemengde hars (net genoeg hars, ongeveer 1,5 ml) in de montagebeker om het preparaat volledig te bedekken. Voeg niet meer hars toe dan nodig is, omdat een teveel aan hars het polijstproces belemmert (Figuur 2C,D). Plaats de montagebeker met het monster gedurende ten minste 8 uur op een hete plaat bij 50 °C om de polymerisatie van hars te bevorderen. Deze procedure draagt bij aan het in een stabiele positie houden van het monster.
OPMERKING: Afhankelijk van de grootte van het monster, past u de hoeveelheid hars aan om het monster volledig te bedekken. Vul niet te veel hars, anders is er meer tijd nodig om overtollige hars te verwijderen.
- Verwijder na uitharding de hars met het preparaat van de montagecup. Verwijder bramen en plaats het vlak van het preparaat en het tegenoverliggende zijvlak als evenwijdig en vlak met behulp van een geavanceerde slijpmachine-polijstmachine met ruw, waterbestendig schuurpapier (korrel 60/P60 en 120/P120) onder water. Beperk de hoogte van het monster tot ongeveer 3 mm voor snijtand en alveolair bot (figuur 2E,F).
OPMERKING: Wanneer het monster wordt geanalyseerd door SEM na de microhardheidsmeting, moet de dikte van het monster ongeveer 3 mm zijn, zodat de daaropvolgende SEM-waarneming niet wordt beïnvloed. Kleinere monsters zijn moeilijker te manipuleren met de molen. Voor de monsters die alleen voor microhardheid zijn bestemd, kan de hoogte van het monster toenemen tot ongeveer 10-20 mm.
- Snijd de uitwendige vorm bij om een rechthoekig massief harsblok en ronde hoeken te maken (ongeveer 30 mm, lengte 10 mm voor snijtand (figuur 2G) en breedte 10 mm, lengte 5 mm, voor alveolair bot (figuur 2H)) met behulp van een precisiesnijzaag.
- Zodra de correctie van de ruwe vorm is voltooid, verwijdert u vuil en deeltjes uit het harsblok met behulp van een ultrasone reiniger (ongeveer 1 minuut). Ga door naar stap 4.

Figuur 2: Stroom van het proces voor het inbedden en polijsten van hars. (A) Gedehydrateerde en ontvette snijtand. (B) Gedehydrateerd en ontvet alveolair bot in L-PBR. (C, D) Snijtanden en alveolair bot ondergedompeld in hars. (E, F) Door de hars af te snijden, is het gemakkelijker om het oppervlak van het doelweefsel te polijsten. (G, H) Harshoeken afgerond voor het polijstproces. Afkortingen: L-PBR = ligatuur-geïnduceerde parodontale botresorptie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
4. Polijsten van preparaten
OPMERKING: Het polijsten van preparaten gebeurt handmatig met behulp van waterdicht schuurpapier (van ruw naar fijner) op een geavanceerde slijpmachine-polijstmachine onder wateroverstroming.
- Leg een ruw, waterbestendig schuurpapier (korrel 600/P1200) op de molen. Plaats het bijgesneden en gereinigde harsblok (uit stap 3.7) op het ruwe, waterbestendige schuurpapier.
- Terwijl u water giet, houdt u het harsblok vast en polijst u het evaluatieoppervlak van het monster op de slijper-polijstmachine (snelheid 1-10 x g). Zorg er op dit moment voor dat u het harsblok zo vasthoudt dat het evaluatieoppervlak evenwijdig is aan de grond. Om het evaluatieoppervlak intact te houden, controleert u het oppervlak met het blote oog of onder een microscoop.
NOTITIE: Houd er rekening mee dat de molen met de klok mee draait en dat een gelijkmatige druk kan leiden tot een onevenwijdig oppervlak. Om een parallel oppervlak te verkrijgen, houdt u de rotatiesnelheid van het zweefvliegtuig constant en drukt u het preparaat voorzichtig gedurende enkele seconden, en draait u het preparaat vervolgens 180° om gedurende dezelfde tijd te drukken. Ruw schuurpapier kan niet alleen hars, maar ook monster verwijderen.
- Vervang het schuurpapier door de Grit 800/P2400 en plaats het harsblok erop. Herhaal stap 4.2.
- Verwijder vuil en deeltjes uit het harsblok met behulp van een ultrasone reiniger (ongeveer 1 minuut).
NOTITIE: Voordat u verder gaat, wordt aanbevolen een ultrasone reiniger te gebruiken om oppervlaktevuil te verwijderen om verstopping te voorkomen.
- Voer vervolgens serieel polijsten uit met fijner schuurpapier; De polijstvolgorde is 12 μm, 9 μm, 3 μm, 1 μm en 0,3 μm.
- Leg een lepfolie (12 μm) zonder rotatie op de slijper-polijsttafel en plaats het harsblok op de lepfolie.
OPMERKING: In dit experiment is de slijptafel geschikt om een vlak oppervlak te krijgen onder wateroverstroming. Als alternatief kan ook een grote vlakke spiegel (of iets dergelijks) worden gebruikt die parallellisme biedt.
- Polijst onder waterkoeling het evaluatieoppervlak van het monster voorzichtig met de hand op de lepfolie. Verplaats het monster verticaal, horizontaal en diagonaal gedurende hetzelfde aantal seconden onder waterinjectie met slagen van 2 tot 3 cm (1 inch). Wanneer het polijstproces correct is uitgevoerd, blijft het harsmonster aan de lepfilm kleven.
- Verwijder puin en deeltjes zoals in stap 4.4. Verander het schuurpapier in het volgende formaat volgens de seriële polijstvolgorde (van 12 μm tot 0,3 μm) en plaats het harsblok erop.
- Houd tijdens het gieten van water het harsblok vast en polijst het oppervlak van het preparaat voorzichtig met de hand op de lepfolie. Verwijder puin en deeltjes zoals in stap 4.4.
- Herhaal stap 4.5 - 4.8 om het laatste polijsten te voltooien (0,3 μm). Na voltooiing van het laatste polijsten (0,3 μm), moet het preparaat een spiegelend oppervlak hebben (Figuur 3A).
- Reinig het oppervlak van het monster met ethanol (100%) om te ontvetten en te drogen en bewaar harsblokken bij kamertemperatuur tot de microhardheidstest. Vermijd tijdens opslag overmatig vocht en stof. Ga door naar stap 5.
5. Vickers microhardheidstest
OPMERKING: Het indrukken van een spiegelend oppervlaktemonster wordt gedaan met behulp van een microhardheidsmeter. De tests worden uitgevoerd met een belasting van 25 g gedurende 10 s met een Vickers-tip.
- Vickers microhardheidstest voor snijtanden (tandfluorosemodel)
OPMERKING: Glazuur kan worden verdeeld in drie lagen van buiten (mondholtezijde) naar binnenkant (pulpzijde); namelijk de oppervlakkige laag, de middelste laag en de diepe laag (dentine-glazuur overgang, DEJ) (Figuur 3B)16. In dit protocol worden drie emailslagen getest.- Stel de laadkracht in op 25 g en de laadduur op 10 s. Plaats het harsblok op het podium.
- Laat 6 punten inspringen in elke glazuurlaag (oppervlakkig, midden en DEJ) en dentine in elk gebied (cervicaal, midden en punt; Figuur 3B).
- Meet de lengte van de twee diagonalen (d1 en d2; Figuur 3B) om de Vickers-microhardheidswaarde (HV; Figuur 4).
- Vickers microhardheidstest voor alveolair bot (L-PBR-model)
- Stel de laadkracht in op 25 g en de laadduur op 10 s. Plaats het harsblok op het podium.
- Wissel 3-6 punten in in elke mesiale en distale zijde van het alveolaire bot vanaf de alveolaire kam. Indeuken van de alveolaire botten tussen de 1een 2ekies (wit vierkant) en de 2een 3ekies.
OPMERKING: In dit protocol werden 6 punten in elke mesiale en distale zijde (totaal 12 punten) geëvalueerd voor het controlebot (intact) en 3 punten in elke kant (totaal 6 punten) werden geëvalueerd voor L-PBR. Het aantal inkepingspunten is afhankelijk van de toestand van de laesie (bijv. te veel botverlies beperkt het inkepingsgebied).

Figuur 3: Evaluatiegebieden van microhardheid in mandibulaire snijtand. (A) Spiegelend oppervlaktemonster met mandibulaire snijtand. (B) Inkepingen in elke regio; cervicaal, midden en punt (NaF 0 ppm). (C) Drie emaillagen; van DEJ, binnenste, middelste en buitenste email. Afkortingen: D = dentine, E = email, DEJ = dentine enamel junction Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Figuur 4: Vickers microhardheid van email behandeld met of zonder NaF. De microhardheid van dentine en drie glazuurlagen werden geëvalueerd in elk gebied, cervicaal, midden- en puntgebied. (A-C) Controle en (D-F) NaF (125 ppm) behandeling. Gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde ± SD. Significante verschillen werden geëvalueerd door eenrichtings-ANOVA met Tukey's post-hoc-test. P-waarden < 0,05 werden als statistisch significant beschouwd. **p < 0,005, ***p < 0,0005, ****p < 0,0001 Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.