Een aangepaste methode voor het extraheren van de eerste mandibulaire molaar bij muizen wordt beschreven en vergeleken met de conventionele methode om de efficiëntie en reproduceerbaarheid van de procedure te evalueren. De aangepaste methode verbetert de consistentie van de procedure en vermindert technische uitdagingen bij het opzetten van een muismodel voor de genezing van de mandibulaire tandkas.
Methodenartikel
Een gemodificeerde aanpak voor tandextractie ter verbetering van de procedurele efficiëntie en consistentie in een muismodel voor de genezing van de mandibulaire tandkas
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Het model voor genezing van de tandkas (tooth socket healing model, TSHM) is een veelgebruikt diermodel voor het onderzoeken van de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan botregeneratie. Hoewel het murine mandibulaire TSHM waardevol is voor het bestuderen van mandibula-specifieke pathologische processen, blijft het vestigen van dit model technisch uitdagend vanwege de anatomische en biomechanische kenmerken van de regio van de mandibulaire molairen. Dit protocol beschrijft een gemodificeerde aanpak voor de extractie van de eerste mandibulaire molaire tand bij muizen en vergelijkt de prestaties ervan met de conventionele techniek om de procedurele efficiëntie en reproduceerbaarheid te verbeteren. Onder gecontroleerde experimentele omstandigheden reduceerde de gemodificeerde aanpak de gemiddelde extractietijd significant van 29 naar 10 min. Bovendien vertoonde de gemodificeerde groep minder complicaties gerelateerd aan de extractie, waaronder wortel- en alveolaire botfracturen, wat wijst op een verbeterde procedurele consistentie. Micro-computertomografie (μCT) analyse toonde verder een verbeterde behoud van de architectuur van de extractieholte aan tijdens de vroege genezing. Deze bevindingen geven aan dat de gemodificeerde extractieaanpak de procedurele efficiëntie en reproduceerbaarheid verbetert, terwijl de technische uitdagingen die gepaard gaan met murine mandibulaire tandextractie worden verminderd. Dit protocol kan een consistenter vestigen van murine mandibulaire modellen voor genezing van de tandkas faciliteren, in het bijzonder voor onderzoekers met beperkte microsurgische ervaring.
Inleiding
Het model voor de genezing van de tandkas (TSHM) is een klassiek model voor het bestuderen van botregeneratie1. Dit model creëert een uitdagende maar subkritische letseling in het alveolaire bot, waardoor gunstige natuurlijke genezing mogelijk is zonder aanvullende interventie1. Muizen worden op grote schaal gebruikt als modelorganismen vanwege hun genetische achtergrond, de gelijkenissen in het botmetabolisme met mensen, de relatief lage fokkosten en het gemak van het onderhoud2. In de afgelopen decennia hebben snelle vorderingen in genbewerkingstechnologie muizen onmisbaar gemaakt voor het onderzoeken van de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan botregeneratie3. Bijgevolg is het trekken van kiezen bij transgene muizen veelvuldig gebruikt om TSHM te vestigen voor het onderzoeken van de reguleringsmechanismen van botregeneratie4,5,6.
De meeste eerdere studies hebben murine TSHM vastgesteld met behulp van de maxilla4,5,6, omdat de mandibula mechanisch stijver en minder compliant is dan de maxilla7, wat de technische moeilijkheidsgraad van de tandextractie verhoogt. Daarnaast is het operatieve veld voor de extractie van maxillaire molaren relatief toegankelijker, en is de maxilla gemakkelijker te stabiliseren dan de mandibula, waardoor de procedure technisch minder veeleisend is. Ondanks deze uitdagingen verhoogt de gebogen en vergrote apicale wortelmorfologie van de eerste mandibulaire molaar bij de muis de mechanische retentie binnen het omringende alveolaire bot8,9, wat de extractie verder compliceert (Figuur 1). Desalniettemin blijven mandibulaire extractiemodellen onmisbaar voor het onderzoeken van mandibula-specifieke pathologische processen, waaronder osteomyelitis, medicatie-gerelateerde osteonecrose van de kaak, implantatie-osseointegratie en botregeneratie met behulp van biomaterialen10,1,12. Daarom is een reproduceerbare en betrouwbare methode voor het extraheren van mandibulaire molaren bij muizen belangrijk voor studies die mandibula-specifieke modellen voor de genezing van tandkassen vereisen.
Figuur 1Schematische vergelijking van de tandmorfologie bij mensen en muizen.
(A) Schematische illustratie van een mensentand van een volwassene. (B) Schematische illustratie van de eerste mandibulaire molaire tand van een adolescente muis. (C) Schematische illustratie van de eerste mandibulaire molaire tand van een volwassen muis. De diagrammen benadrukken verschillen in wortelmorfologie en cementumdistributie die bijdragen aan de verhoogde mechanische retentie van de eerste mandibulaire molaire tanden van volwassen muizen in het alveolaire bot. Glazuur, dentine en cementum worden aangegeven door de overeenkomstige kleuren in de legenda. Anatomische kenmerken zijn gebaseerd op gepubliceerde beschrijvingen.8,9,15. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Een eerder ontwikkelde techniek voor tandextractie van onze onderzoeksgroep maakt gebruik van spuiten die zijn aangepast tot dentale hevels13. Hoewel deze methode een succesvolle extractie van de rechteronderste eerste molaar bij muizen mogelijk maakt, vereist het een hoge mate van technische precisie en kent het een steile leercurve die uitgebreide oefening vraagt. Onervaren operators kunnen onbedoeld letsel toebrengen aan aangrenzende anatomische structuren. Daarnaast vereist de extractie van de linkeronderste eerste molaar aanvullende training in "spiegelbeeld" om procedurele bekwaamheid te bereiken. Deze uitdagingen kunnen de integriteit van de extractiealveolus in gevaar brengen, de consistentie van de genezingsresultaten tussen dieren verminderen en de toegankelijkheid van het model beperken voor onderzoekers met beperkte microsurgische ervaring.
Dit protocol beschrijft een aangepaste methode voor het extraheren van de eerste molaar van de onderkaak bij muizen om de toegankelijkheid en reproduceerbaarheid van de procedure te verbeteren. Het protocol is gevalideerd in mannelijke C57BL/6 muizen van 8 weken oud voor het creëren van een TSHM in de eerste molaar van de onderkaak. De aangepaste methode werd systematisch vergeleken met de conventionele techniek om de procedurele efficiëntie, het succes van de extractie en procedure-gerelateerde complicaties te evalueren. Daarnaast werden veelvoorkomende technische foutmodi die tijdens het aanleren van de methode werden geconstateerd geanalyseerd, om praktische richtlijnen te bieden voor onderzoekers die een murine TSHM in de onderkaak vestigen.
Protocol
Alle procedures zijn goedgekeurd door de Ethische Commissie van de West China School of Stomatology, Sichuan University (WCHSIRB-D-2025-188), en zijn uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele richtlijnen voor dierenzorg.
OPMERKING: Gebruik mannelijke C57BL/6 muizen van 8 weken oud met een gewicht van 2–29 g. Houd de dieren op een standaardchowdieet met ad libitum beschikbaar gesteld water onder standaard huisvestingsomstandigheden (21°C–24°C, 40%–60% luchtvochtigheid en een licht-donkercyclus van 12 u). Gebruik de materialen en instrumenten die zijn vermeld in de Tabel met Materialen. Gebruik 24 muizen voor de vergelijkende evaluatie en de presentatie van mislukte gevallen. Gebruik aanvullende muizen voor de training van de operateur voorafgaand aan het vergelijkende experiment.
1. Preoperatieve voorbereiding
- Voorbereiding van instrumenten
- Bereid 25 G injectienaalden voor gebruik als elevatoren (optioneel). Buig de schuine punt van elke naald onder een hoek van ongeveer 20°–40°13.
- Bereid getande oogheelkundige pincetten voor gebruik als tandheelkundige tangen. Inspecteer de getande punt onder vergroting om te bevestigen dat de tanden correct zijn uitgelijnd en vrij zijn van deformatie.
- Stel een mondspreider samen met één elastiekje en vier 25 G injectienaalden. Bereid een schuimbord of karton voor als operatieplatform, plakband voor het vastzetten van de ledematen van de muis en een hoofdlamp om het operatieveld te verlichten.
- Bereid een warmtemat voor voor het postoperatieve herstel en verwarm deze vooraf tot ongeveer 38°C voor de operatie. Bereid wattenbolletjes voor voor de hemostase en een passende hoeveelheid zoutoplossing voor het reinigen van de mondholte.
- Bereid een vingerhoed voor om de duim te bedekken en de operateur te beschermen tijdens de extractieprocedure.
- Plaats steriel vliesdoek over het operatieoppervlak en de warmtemat om een steriel veld te handhaven.
- Voorbereiding van de anesthesie
- Desinfecteer de buik van de muis met een wattenbolletje gedrenkt in povidon-jodium antiseptische oplossing. Dien 1% pentobarbitalnatrium (50 mg/kg) intraperitoneaal toe14. Beoordeel de diepte van de anesthesie met de teenknijptest en dien indien nodig aanvullende anesthesie toe.
OPMERKING: Als de teenknijpreflex terugkeert of als de procedure de verwachte duur van de anesthesie nadert, stop dan de procedure en dien aanvullende anesthesie toe volgens het goedgekeurde institutionele veterinaire protocol. - Breng direct na de anesthesie veterinaire oogzalf aan in beide ogen om uitdroging van het hoornvlies te voorkomen.
- Desinfecteer de buik van de muis met een wattenbolletje gedrenkt in povidon-jodium antiseptische oplossing. Dien 1% pentobarbitalnatrium (50 mg/kg) intraperitoneaal toe14. Beoordeel de diepte van de anesthesie met de teenknijptest en dien indien nodig aanvullende anesthesie toe.
- Voorbereiding van desinfectie en sterilisatie
- Desinfecteer het operatieplatform, de warmtemat, het plakband, de vingerhoed en de omliggende werkruimte met 75% ethanol. Gebruik voor elke muis nieuwe steriele wattenstaafjes, vliesdoek, elastiekjes en naalden. Steriliseer de getande pincetten en de zoutoplossing voor gebruik volgens het standaard institutionele stoomsterilisatieprotocol.
WAARSCHUWING: 75% ethanol is brandbaar. Gebruik het in een goed geventileerde ruimte, uit de buurt van hitte, vonken, open vlammen en andere ontstekingsbronnen. Draag geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen. Laat met ethanol behandelde instrumenten en oppervlakken volledig drogen voordat de procedure wordt gestart. - Voer handhygiëne uit voordat de procedure wordt gestart. Draag schone chirurgische kleding, een steriele chirurgische muts, een chirurgisch masker en steriele handschoenen.
- Desinfecteer het operatieplatform, de warmtemat, het plakband, de vingerhoed en de omliggende werkruimte met 75% ethanol. Gebruik voor elke muis nieuwe steriele wattenstaafjes, vliesdoek, elastiekjes en naalden. Steriliseer de getande pincetten en de zoutoplossing voor gebruik volgens het standaard institutionele stoomsterilisatieprotocol.
2. Chirurgisch proces
- Fixatie en reiniging van de muis
- Plaats de muis in rugligging op de fixatieplaat en zet de ledematen vast met tape. Steek twee 25 G naalden in het schuimbord op het niveau van het orbitaal-auriculair vlak en steek twee extra 25 G naalden onder de onderkaak.
- Plaats het elastiekje over de naalden en over de snijtanden om de mond open te houden. Trek de tong voorzichtig terug en positioneer deze aan de tegenovergestelde zijde van de extractieplaats om obstructie van het operatieveld te voorkomen. Gebruik de rechter eerste molaire van de onderkaak als representatief voorbeeld gedurende dit protocol.
- Verwijder voedselresten en ander vreemd materiaal uit de mondholte met een klein wattenstaafje bevochtigd met zoutoplossing.
OPMERKING: Knijp het wattenstaafje grondig uit om overtollige zoutoplossing te verwijderen en te voorkomen dat er vloeistof in de mondholte komt, wat verstikking kan veroorzaken.
- Elimineren van distale en mesiale weerstand (optioneel)
- Gebruik een pincet met de linkerhand om de rechtermondhoek terug te trekken en de rechter eerste molaire van de onderkaak en het omringende buccale en linguale zachte weefsel volledig bloot te leggen.
- Houd het pincet met de rechterhand vast. Houd vervolgens een 25 G naald met de linkerhand vast en steek de naald voorzichtig in het buccale parodontale ligament naast de distale wortel om een parodontale ligamentruimte te creëren.
- Beweg de naald langzaam richting de periapicale regio terwijl u deze mesiaal en linguaal richting de molaire draait om de wortel uit de alveolaire holte los te maken.
- Steek een 25 G naald vanaf de buccale zijde in de wortelfurcatie en hef deze met de linkerhand occlusaal op. Steek met de rechterhand een tweede 25 G naald in het linguale parodontale ligament naast de mesiale wortel om een parodontale ligamentruimte te creëren, en draai de naald vervolgens distaal en buccaal.
- Trek beide naalden uit het operatieveld nadat het preventief losmaken van het parodontale ligament is voltooid.
OPMERKING: Voer het preventief losmaken van het parodontale ligament alleen uit wanneer de tand minimale mobiliteit en aanzienlijke weerstand vertoont na het initiële wiegen met de tang.
- Wiegen en extractie
- Stabiliseer de kop van de muis met de wijs- en middelvinger van de linkerhand. Plaats de duim, bedekt met een vingerhoedje, tegen de mandibulaire snijtanden ter ondersteuning terwijl u het pincet met de rechterhand vasthoudt.
- Houd de pincetpunten loodrecht op het occlusale vlak en parallel aan de lange as van de tand. Positioneer de gekartelde punten in de wortelfurcatie om een stabiele tractie te verkrijgen.
OPMERKING: Pak de tandwortel niet direct vast met het pincet, omdat dit kan leiden tot een wortelfractuur. - Pak de kroon vast met het pincet en pas zachte buccolinguale wiegbewegingen toe. Beperk de buccale wieghoek tot 30° en de linguale wieghoek tot 50°. Voer elke 1–1,5 s één wiegbeweging uit.
- Handhaaf tractie langs de lange as van de molaire vanaf de apex richting de kroon, terwijl u met het kussentje van de linkerduim een constante tegendruk tegen de mandibulaire snijtanden uitoefent om de onderkaak te stabiliseren.
OPMERKING: Handhaaf een continue, stabiele tegendruk en vermijd overmatige compressie of verplaatsing van de snijtanden en het aangrenzende zachte weefsel. - Zet de wiegbewegingen voort totdat de tand geleidelijk mobiel wordt en het occlusale oppervlak zichtbaar boven de aangrenzende molairs komt te liggen. Houd de pincetpunten gedurende de gehele procedure parallel aan de lange as van de tand, en extraheer de tand zodra voldoende mobiliteit is bereikt.
OPMERKING: Beoordeel de mobiliteit van de tand door de kroon voorzichtig in buccolinguale richting te wiegen voordat de definitieve extractiekracht wordt uitgeoefend. Ga alleen over tot extractie wanneer de kroon met minimale weerstand kan worden verplaatst en de amplitude van de buccolinguale beweging ongeveer de helft van de kroonbreedte bereikt. Beoordeel de diepte van de anesthesie onmiddellijk voor de volledige extractie. Dien indien nodig aanvullende anesthesie toe (Figuur 2).
Figuur 2Vergelijking van de conventionele en gemodificeerde methoden voor extractie van de eerste molaar in de mandibula van muizen.
(A) Schematische illustratie van de conventionele extractiemethode, waarbij een gebogen 25 G naald in het parodontium wordt ingebracht en als hefboom wordt gebruikt om de tand te luxeren. (B) Schematische illustratie van de gemodificeerde extractiemethode, waarbij getande oogheelkundige pincetten de kroon vastgrijpen en tractie uitoefenen parallel aan de lange as van de tand. (C) Representatieve afbeelding van de gebogen punt van de 25 G naald die als elevator wordt gebruikt. (D) Representatieve afbeelding van de getande oogheelkundige pincetten die als micro-extractietang worden gebruikt. (E) Representatieve intraoperatieve afbeelding waarop de extractiealveolus onmiddellijk na extractie van de eerste molaar van de onderkaak te zien is; gestreepte contouren geven de extractiealveoli aan. (F) Buccaal aanzicht van een succesvol geëxtraheerde eerste molaar van de onderkaak. (G) Linguaal aanzicht van dezelfde geëxtraheerde eerste molaar van de onderkaak. Schaalbalken = 2 mm (C,D) en 400 µm (E–G). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
3. Onderzoek van de geëxtraheerde tanden en extractiesockets
- Inspecteer de geëxtraheerde tand om volledige verwijdering en structurele integriteit te bevestigen. Bevestig dat de wortelmorfologie behouden is, met een langere mesiale wortel, een kortere distale wortel en apicale verbreding15. Verifieer dat er geen fragmenten van het alveolaire bot aan de geëxtraheerde tand achterblijven.
- Inspecteer de extractieholte om te bevestigen dat deze schoon is en vrij is van resterende wortelfragmenten (Figuur 2).
OPMERKING: Indien tijdens de extractie een achtergebleven of gefractureerde wortel wordt vermoed, dient herhaalde manipulatie te worden vermeden, omdat overmatige pogingen de defecten in de holte kunnen verergeren. Inspecteer de extractieplaats onder vergroting om de aanwezigheid van resterende wortelfragmenten te bevestigen. Registreer gevallen met achtergebleven of gefractureerde wortels als mislukte extracties en sluit deze uit van de daaropvolgende modelevaluatie. Behandel deze dieren volgens het goedgekeurde dierprotocol.
4. Postoperatieve zorg
- Breng droog watten aan om hemostase te bereiken. Reinig de mondholte met een klein wattenbolletje dat is bevochtigd met een zoutoplossing en plaats de tong vervolgens terug.
OPMERKING: Bevochtig het wattenbolletje met het minimale volume steriele zoutoplossing dat nodig is om het oppervlak te bevochtigen zonder dat er vrije vloeistof ontstaat. - Dien na de operatie carprofen toe (5 mg/kg, subcutaan) voor postoperatieve analgesie.
- Plaats het dier op een warmtemat en monitor dit continu totdat het dier het bewustzijn terugkrijgt.
- Bied na het herstel van de anesthesie gedurende 3 dagen geweekt standaardbrokken of een geldieet aan op de bodem van de kooi, met water ad libitum beschikbaar. Hervat het standaardbrokken-dieet zodra het normale voedingsgedrag is bevestigd.
- Monitor de voedselinname, het lichaamsgewicht, de activiteit, het verzorgingsgedrag, gezwellen in het gezicht, bloedingen in de mond en tekenen van pijn of stress met vooraf vastgestelde intervallen.
5. Training van operators
- Wijs willekeurig twee operateurs, van wie geen beiden eerdere ervaring hebben met regeneratiemodellen van hard weefsel bij muizen, toe aan respectievelijk de conventionele of de gemodificeerde extractiegroep. Train de operateurs afzonderlijk onder supervisie van dezelfde instructeur, die bekwaam is in zowel de conventionele als de gemodificeerde extractiebenaderingen.
- Instrueer elke operateur tijdens de eerste week om de toegewezen extractieprocedure te oefenen op muizenkadavre om vertrouwd te raken met de chirurgische workflow.
- Superviseer tijdens de tweede week de training op levende muizen om de praktische toepassing van elke techniek te evalueren en te verfijnen. Monitor elke procedure om adequate anesthesie te waarborgen en onbedoelde chirurgische complicaties te voorkomen, waaronder accidentele beschadiging van het omringende zachte weefsel door onjuiste manipulatie van instrumenten of schade aan de alveolaire structuren. Bevestig de competentie van de operateur zodra deze onafhankelijk drie opeenvolgende succesvolle extracties kan uitvoeren. Ga na voltooiing van de gesuperviseerde training over tot de vergelijkende extractie-experimenten.
6. Monstervoorbereiding
- Euthanaseer de muizen door middel van cervicale dislocatie. Dissekeer de onderkaken uit de kop en verwijder het aanhechtende zachte weefsel.
- Fixeer de onderkaken gedurende 48 h in een 4% paraformaldehyde-oplossing. Bewaar de preparaten in PBS voorafgaand aan de µCT-scan.
7. µCT en analyses
- Scan de mandibulae met een µCT-scanner. Stel de scanparameters in op 80 kV, 50 µA, een voxelresolutie van 10 µm en laag-voor-laag scanning.
- Kalibreer het µCT-systeem met een hydroxyapatiet-fantoom. Scan het fantoom en exporteer de gereconstrueerde beelden met DataViewer.
- Analyseer de fantoombeelden met CTAn. Stel een kalibratiecurve op door de gemeten CT-attenuatiewaarden van de fantoominsets te correleren met hun bekende mineraaldichtheden om attenuatiewaarden om te zetten in BMD.
- Pas identieke scan- en reconstructieparameters toe op alle monsters.
- Reconstrueer alle datasets met de gestandaardiseerde reconstructieworkflow in CTAn die bij het µCT-systeem hoort. Pas identieke reconstructie-instellingen, ROI-definitie en kwantitatieve analysecriteria toe op alle monsters. Voer de driedimensionale reconstructie afzonderlijk uit met Mimics Research voor representatieve visualisatie, volgens dezelfde ROI-definitie die is gebruikt voor de kwantitatieve analyse in CTAn.
- Definieer de region of interest (ROI) door het distale wortelgedeelte van de geëxtraheerde eerste mandibulaire molaar te selecteren. Verzamel 10 opeenvolgende transversale coupes die zich apicaal uitstrekken vanaf de cemento-emallejunitie van de aangrenzende tweede molaar.
- Omtrek de ROI handmatig in elke coupe langs de grens van het nieuw gevormde alveolaire bot rondom de extractieholte. Voer de daaropvolgende beeldbewerking en kwantitatieve analyse uit met CTAn met identieke analyseparameters voor alle monsters.
- Voer de driedimensionale reconstructie uit met Mimics Research. Bereken de incidentie van wortelfracturen en defecten in de holtewand als de proportie mandibulaire monsters die elke aandoening vertonen ten opzichte van het totale aantal mandibulaire monsters.
- Voer alle statistische analyses uit en genereer grafieken met GraphPad Prism v10.1.2. Beoordeel de normaliteit van continue variabelen met de Shapiro–Wilk-test.
- Definieer de individuele muis en de bijbehorende extractieholte als de experimentele eenheid voor alle analyses.
- Vergelijk de extractietijd, BMD en BV/TV tussen groepen met een ongepaarde tweezijdige Student’s t-test. Vergelijk de incidentie van wortelfracturen en defecten in de holtewand met de exacte test van Fisher.
- Geef statistische significantie als volgt aan: *, p < 0.05; **, p < 0.01; en ***, p < 0.01. Gebruik “ns” om aan te geven dat er geen statistisch significant verschil is tussen de twee groepen.
Resultaten
De anatomische kenmerken die relevant zijn voor de extractie van de eerste mandibulaire molaar zijn geïllustreerd in Figuur 1, en de conventionele en gemodificeerde extractiebenaderingen worden schematisch weergegeven in Figuur 2A,B. Representatieve afbeeldingen van de geprepareerde naald en getande oftalmologische pincetten, de verse extractiemaassen en de geëxtraheerde eerste mandibulaire molaar zijn te zien in Figuur 2C–G. De volledige procedurele workflow is samengevat in Figuur 3. Om de procedurele efficiëntie en consistentie van de twee benaderingen te vergelijken, werden twee operatoren met een gelijkwaardige ervaring in de omgang met muizen willekeurig toegewezen om de extractie van de eerste mandibulaire molaar uit te voeren met gebruik van respectievelijk de conventionele of de gemodificeerde methode. Alle muizen waren 8 weken oude mannelijke C57BL/6 muizen. De extractietijd en procedure-gerelateerde complicaties werden direct na de extractie geregistreerd, terwijl de extractiemaassen na 2 weken genezing werden geëvalueerd met µCT. De extractietijd werd tijdens de procedure geregistreerd en kon daarom niet blind worden beoordeeld; de geëxtraheerde tanden en µCT-datasets werden vóór evaluatie gecodeerd, zodat de beoordelaar geblinderd was voor de extractiemethode.
Figuur 3Workflow van de conventionele en gemodificeerde procedures voor de extractie van de eerste mandibulaire molaar bij muizen.
De workflow begint met de voorbereiding van de instrumenten, anesthesie, desinfectie en sterilisatie, en de fixatie van de muis. Het protocol splitst zich vervolgens op in de conventionele en de gemodificeerde extractiebenaderingen. De conventionele benadering omvat de sequentiële eliminatie van distale en mesiale weerstand voorafgaand aan de tandextractie, terwijl de gemodificeerde benadering een optionele voorafgaande losmaking van het parodontale ligament omvat, gevolgd door wiebelbewegingen en tandextractie met behulp van getande oftalmologische pincetten. Beide benaderingen sluiten af met het onderzoek van de geëxtraheerde tand en de extractieholte, gevolgd door postoperatieve zorg. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Representatieve µCT-beelden verkregen direct na extractie en na 2 weken genezing zijn weergegeven in Figuur 4A–D. De aangepaste benadering verminderde de gemiddelde extractietijd aanzienlijk in vergelijking met de conventionele benadering (10 min vs. 29 min, p = 0,06; Figuur 4E). Wortelfracturen traden op bij 2/6 muizen (3,3%) in de aangepaste groep en bij 4/6 muizen (6,7%) in de conventionele groep, zonder statistisch significant verschil tussen de groepen (p = 0,545; Figuur 4F). Defecten aan de alveolaire wand werden waargenomen bij 0/6 muizen in de aangepaste groep en bij 4/6 muizen (6,7%) in de conventionele groep; dit verschil was niet statistisch significant (p = 0,0606; Figuur 4G). Na 2 weken genezing toonde µCT-analyse significant hogere BMD- en BV/TV-waarden in de aangepaste groep dan in de conventionele groep (p = 0,018 en p = 0,0253, respectievelijk; Figuur 4H,I). Deze resultaten tonen kortere extractietijden aan met de aangepaste benadering en suggereren een verbeterde consistentie van de extractie onder de geteste experimentele omstandigheden.
Figuur 4Vergelijking van de conventionele en gemodificeerde benaderingen voor de extractie van de eerste mandibulaire molaar bij muizen en de daaropvolgende genezing van de tandkas.
(A–D) Representatieve micro-computertomografie (µCT) afbeeldingen van extractiealveolen direct na extractie (A,B) en 2 weken na extractie (C,D) met gebruik van de conventionele (A,C) of gemodificeerde (B,D) benadering. Panelen 1–3 tonen respectievelijk sagittale, coronale en transversale aanzichten, en paneel 4 toont de overeenkomstige driedimensionale reconstructie. Rode stippellijnen omlijnen de oorspronkelijke wortelcontouren. Witte stippellijnen en rode pijlen geven defecten in de alveolwand aan. Doorgetrokken oranje lijnen in A1, B1, C1 en D1 geven de overeenkomstige posities van de dwarsdoorsneden aan. Blauwe stippellijnen in C1, C2, D1 en D2 geven de omvang van het nieuw gevormde bot binnen de extractiealveol aan. Nieuw gevormd bot is rood gemarkeerd in de driedimensionale reconstructies (C4,D4). (E–I) Kwantitatieve vergelijking van de extractieprestaties en de vroege alveolgenezing, inclusief extractietijd (E), incidentie van wortelfracturen (F), incidentie van alveolwanddefecten (G), botmineraaldichtheid (BMD; H) en botvolumefractie/weefselvolume (BV/TV; I). Voor de procedurele uitkomsten (E–G), n = 6 muizen per groep; voor µCT analyse van de genezing van de alveolus (H,I), n = 3 muizen per groep. De individuele muis en de bijbehorende extractieholte werden beschouwd als de experimentele eenheid. Continue uitkomsten in E, H en I worden weergegeven als gemiddelde ± SD en werden vergeleken met behulp van een ongepaarde tweezijdige Student's t Categorische uitkomsten in F en G worden gepresenteerd als absolute aantallen en percentages en werden vergeleken met behulp van de exacte toets van Fisher. Wortelfracturen traden op bij 4/6 muizen (6,7%) in de conventionele groep en 2/6 muizen (3,3%) in de gemodificeerde groep. Defecten aan de alveolaire wand traden op bij 4/6 muizen (6,7%) in de conventionele groep en 0/6 muizen in de gemodificeerde groep. Statistische significantie: *, p < 0.05; ***, p < 0.001. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Een succesvolle extractie werd gedefinieerd als de volledige verwijdering van de eerste molaire kies van de onderkaak zonder resterende wortelfragmenten, waarbij de architectuur van de alveolaire socket behouden bleef voor de daaropvolgende evaluatie van de genezing, zoals geïllustreerd in Figuur 4A–D. Een extractie werd als onsuccesvol beschouwd wanneer een onvolledige tandverwijdering of proceduregerelateerde schade de daaropvolgende evaluatie van de socketgenezing in gevaar bracht. Representatieve onsuccesvolle resultaten worden getoond in Figuur 5A–F. Kroonsfractuur wordt getoond in Figuur 5A, distale wortelfractuur in Figuur 5B, en een mesiaal worteldefect in Figuur 5C. Resterende wortelfragmenten en wortelpuntfractuur worden respectievelijk getoond in Figuur 5D,E. Structurele schade nabij de regio van het kanaal van de nervus alveolaris inferior wordt getoond in Figuur 5F. Deze onsuccesvolle resultaten waren geassocieerd met onjuiste controle van de hoek of diepte van de naaldinsertie, ongepaste extractietrajecten, overmatige krachtuitoefening of overmatige manipulatie. De opname van zowel succesvolle als suboptimale resultaten demonstreert de variatie in uitkomsten die kunnen optreden tijdens de implementatie van het protocol en biedt criteria voor het interpreteren van het succes of falen van de extractie.
Figuur 5Representatieve voorbeelden van mislukte extracties van de eerste mandibulaire molairen bij muizen.
(A–F) Representatief µCT beelden en driedimensionale reconstructies die veelvoorkomende complicaties bij extracties illustreren. (A) Kroonsfractuur. (B) Distale wortelfractuur. (C) Mesiaal worteldefect. (D) Residu wortelfragment. (E) Wortelpuntfractuur. (F) Beschadiging van omliggende anatomische structuren. Rode stippellijnen geven de oorspronkelijke wortelcontouren aan. Witte stippellijnen geven botdefecten of aangrenzende anatomische structuren aan. Rode pijlen geven de plaatsen van letsel of achtergebleven wortelfragmenten aan. Gefractureerde wortels en aangrenzende tanden zijn rood gemarkeerd in de driedimensionale reconstructies in panelen A, B, D en E. Panelen C en F bevatten representatieve dwarsdoorsneden van de driedimensionale reconstructies. Alle specimens zijn verzameld 2 weken na de tandextractie. Schaalbalken = 200 µm. Afkorting: µCT, micro-computertomografie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Discussie
Een succesvolle vestiging van het TSHM vereist een volledige verwijdering van de tand met behoud van de omringende alveolaire architectuur, aangezien letsel als gevolg van de extractie de daaropvolgende botregeneratie in gevaar kan brengen16. Daarom is de reproduceerbaarheid van de extractieprocedure een kritieke determinant voor de betrouwbaarheid van het model17. In deze studie werd een gemodificeerde methode voor de extractie van de eerste mandibulaire molaar met gebruik van een tang systematisch vergeleken met een conventionele hefboomtechniek onder gestandaardiseerde trainingsomstandigheden. De gemodificeerde methode vertoonde een verbeterde procedurele efficiëntie en reproduceerbaarheid, wat bleek uit een significant kortere extractietijd en minder complicaties gerelateerd aan de extractie. Specifiek werd, na dezelfde trainingsperiode van twee weken, de gemiddelde extractietijd verminderd van 29 min bij de conventionele benadering naar 10 min bij de gemodificeerde benadering. Bovendien werden er in de gemodificeerde groep geen defecten aan de wand van de alveolaire socket waargenomen, terwijl deze complicatie frequent voorkwam in de conventionele groep. Hoewel de incidentie van wortelfracturen niet significant verschilde tussen de groepen, suggereert de lagere frequentie bij de gemodificeerde methode een verbeterde procedurele consistentie onder de huidige experimentele omstandigheden. Daarnaast was een verbeterd behoud van de architectuur van de extractiesocket geassocieerd met een versnelde vroege botgenezing na twee weken. Gezamenlijk wijzen deze bevindingen erop dat de gemodificeerde techniek de operator-afhankelijke variabiliteit tijdens de vestiging van het model kan verminderen.
Directe inspectie van de getrokken tand en het alveolusgat is voldoende voor de routinematige identificatie van evidente wortelfracturen en grote defecten in het alveolusgat. In deze vergelijkende studie werd µCT gebruikt als objectief validatie-instrument om achtergebleven wortelfragmenten en subtiele defecten in de wand van het alveolusgat te identificeren en om de vroege resultaten van de genezing van het alveolusgat te kwantificeren. De verbeterde prestaties van de gewijzigde aanpak kunnen worden toegeschreven aan verschillen in de mechanische strategie die wordt gebruikt voor de tandextractie. Conventionele extractietechnieken voor murine mandibulaire TSHM vertrouwen over het algemeen op luxatieprocedures13,18, waarbij mechanische kracht wordt uitgeoefend via instrumenten die rond de molaar worden geplaatst en geleidelijk worden toegepast om de tand los te maken. Omdat murine mandibulaire eerste molaren echter een vergrote apicale wortelmorfologie en beperkte chirurgische toegankelijkheid hebben9, kunnen dergelijke procedures lokale mechanische spanning veroorzaken op de plaats van insertie en de omringende alveolaire structuren. In tegenstelling hiermee verplaatst de gewijzigde aanpak het primaire punt van krachtuitoefening van het wortelgebied naar de stabielere kroon. Door gecontroleerde tractie uit te oefenen parallel aan de lange as van de tand, terwijl de mandibula gelijktijdig wordt gestabiliseerd, kan deze strategie een geleidelijke expansie van het extractiegat faciliteren en ongecontroleerde spanningsconcentratie verminderen. Belangrijk is dat deze modificatie ook de belangrijkste stap van krachtcontrole tijdens de extractie vereenvoudigt, wat mogelijk de technische drempel verlaagt voor onderzoekers met beperkte microsurgische ervaring.
Ondanks deze voordelen blijven verschillende technische overwegingen belangrijk voor een succesvolle uitvoering van dit protocol, aangezien het resultaat afhankelijk blijft van de techniek van de operateur. Ten eerste moet de richting van de uitgeoefende kracht parallel aan de lange as van de tand worden gehouden om de grip op de kroon te verbeteren en onnodige spanningsconcentraties en wortelfracturen als gevolg van axiaal afwijkende krachttoepassing te minimaliseren. Ten tweede moet een overmatige insertiediepte van de tandextractietang of overmatige manipulatie worden vermeden, aangezien beide de integriteit van de extractieholte kunnen aantasten. Ten derde moet bij de optionele stap voor het losmaken van het parodontaal ligament de naald parallel aan de lange as van de tandwortel worden ingebracht om letsel aan het omringende alveolaire bot te minimaliseren, in overeenstemming met het eerdere rapport van de auteurs13. Hoewel de aangepaste aanpak de procedurele toegankelijkheid verbetert, blijven adequate training en gestandaardiseerde hantering daarom essentieel voor het behalen van consistente resultaten.
Bij het interpreteren van deze bevindingen moeten enkele beperkingen in overweging worden genomen. Ten eerste was de steekproefgrootte voor de µCT-evaluatie relatief beperkt. Daarom moeten de waargenomen verschillen in vroege botgenezing worden beschouwd als ondersteunend bewijs voor een verbeterde modelvestiging in plaats van definitief bewijs van versnelde genezing. Ten tweede waren er slechts twee operators betrokken bij deze studie. Bijgevolg was de beoordeling van de inter-operator variabiliteit beperkt, wat kan hebben geleid tot operator-gerelateerde bias. Ten derde werd het protocol alleen gevalideerd in de rechter mandibulaire eerste molaren van 8 weken oude mannelijke muizen. Kwantitatieve vergelijkingen van het succes van de extractie, procedure-gerelateerde complicaties en de genezing van de alveolus over verschillende leeftijdsgroepen zijn niet uitgevoerd. Bijgevolg is verder onderzoek nodig om vast te stellen of de waargenomen voordelen gegeneraliseerd kunnen worden naar dieren van verschillende leeftijden of geslachten.
Samenvattend presenteert deze studie een geoptimaliseerde aanpak voor de extractie van de eerste mandibulaire molaire tand bij muizen en valideert de prestaties hiervan door een directe vergelijking met de conventionele techniek. De aangepaste methode vergemakkelijkt een meer reproduceerbare vestiging van murine mandibulaire TSHM, terwijl de initiële technische drempel voor beginners wordt verlaagd. Deze bevindingen bieden praktische richtlijnen voor onderzoekers die modellen voor de genezing van mandibulaire tandkassen opzetten.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren dat er geen belangenverstrengelingen zijn.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (Subsidie nr. 82571084) en het Sichuan Province Science and Technology Program (Subsidie nr. 2024JDKXJ0001).
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| spuitennaalden van 25 G | Beyotime | FS802-30stuks | Wegwerpspuitnaalden gebruikt voor de mondspreider en optionele voorafgaande losmaking van het parodontale ligament |
| 4% paraformaldehyde-oplossing | Solarbio | P1110 | 4% paraformaldehyde-oplossing gebruikt voor fixatie van monsters |
| 75% ethanol | Ouse Medische Hulpmiddelen Winkel | Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands. | 75% medische ethanol gebruikt voor oppervlakte-desinfectie |
| C57BL/6-muizen | Charles River | 213 | 8 weken oude mannelijke C57BL/6-muizen met een gewicht van 22–29 g |
| Carprofen | Solarbio | C5350 | Postoperatieve pijnstilling subcutaan toegediend in een dosis van 5 mg/kg |
| Wattenbolletjes | Ouning Medical Devices | N/A | Steriele wattenbolletjes gebruikt voor orale reiniging en hemostase |
| CTAn v1.18.4.0+ | SkyScan | Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan er geen vertaling worden gemaakt. Voer aub de tekst in die u vertaald wilt hebben. | Software gebruikt voor μCT beeldanalyse |
| DataViewer v1.5.6.2 | SkyScan | Het is niet mogelijk om een vertaling te maken omdat er geen brontekst is verstrekt. Voer a.u.b. de Engelse tekst in die vertaald moet worden naar het Nederlands. | Software gebruikt voor het bekijken en exporteren van gereconstrueerde μCT afbeeldingen |
| Vingercondomen | LeSu Kantoor | MEKU-1/2/3B | Vingerbeschermers gebruikt voor de bescherming van de duim tijdens extractie |
| Schuimplaat | Dongguan Lijianglong Industrial Co., Ltd. | Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voer aub de tekst in die u vertaald wilt hebben. | Schuimplaat gebruikt als operationeel platform en fixatieplatform |
| Geldieet | ReadyDietech | J10001 | Postoperatief dieet gedurende 3 dagen op de bodem van de kooi aangeboden, indien van toepassing |
| GraphPad Prism v10.1.2 | GraphPad | RRID: SCR_002798 | Software gebruikt voor statistische analyse en het genereren van grafieken |
| Hoofdlamp | Bazhou Pengen Protective Equipment Factory | Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands. | Hoofdlamp gebruikt om het operatieveld te verlichten |
| Warmtemat | Shijiazhuang Jianuan Electrical Appliances Co., Ltd. | N/A | Warmteplateau voorverwarmd tot ongeveer 38 °C voor postoperatief herstel |
| Hydroxyapatiet-fantoom | QRM | QRM-70127 | Kalibratiefantoom gebruikt om CT-attenuatiewaarden om te zetten in botmineraaldichtheid |
| Vergrotingsapparaat | Olympus Corporation | SZX10 | Apparaat dat wordt gebruikt om de getande pincetpunten en de extractiemaas onder vergroting te inspecteren |
| Masker | Senlun Medical Devices Specialisatiezaak | Het document bevat geen brontekst om te vertalen. | Chirurgisch mondmasker |
| Micro-computertomografiescanner | Bruker SkyScan | SkyScan 1276 | μCT scanner gebruikt bij 80 kV, 500 μAen 10 μm voxelresolutie |
| Mimics Research v21.0 | Materialise | RRID: SCR_015802 | Software gebruikt voor driedimensionale reconstructie |
| Pentobarbitalnatrium | Sigma-Aldrich | P3761 | Pentobarbitalnatriumzout gebruikt als een 1% anesthetische oplossing |
| Fosfaatgebufferde zoutoplossing | Solarbio | P1010 | 0,01 M fosfaatgebufferde zoutoplossing poeder, pH 7,2–7.4 |
| Povidonjodium antisepticumoplossing | Belkon Pharmacy Flagship Store | Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands. | Povidonjodiumoplossing gebruikt voor abdominale desinfectie |
| Elastiekjes | Foshan Puli Rubber Products Factory | Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan ik geen vertaling genereren. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands. | Elastiekjes gebruikt voor de assemblage van de mondspreider |
| Zoutoplossing | Thermo Fisher | BR0053G | Zouttabletten gebruikt voor het bereiden van de oplossing voor orale reiniging |
| Standaard korrelvoerdieet | Jiangsu Xietong Pharmaceutical and Biotechnology Engineering Co., Ltd. | XTC01WC-001 | Standaardvoer gebruikt voor routinematige huisvesting en geweekt voor postoperatieve voeding |
| Stoomsterilisator | Institutionele faciliteit | Omdat u geen brontekst heeft verstrekt, kan ik geen vertaling produceren. Voer a.u.b. de Engelse tekst in die u naar het Nederlands vertaald wilt hebben. | Apparatuur gebruikt voor het steriliseren van de getande pincetten en de zoutoplossing |
| Steriele wattenstaafjes | Kangbailai Medische Hulpmiddelenwinkel | Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan er geen vertaling worden gemaakt. Voer aub de tekst in die u vertaald wilt hebben. | Steriele katoenen wattenstaafjes voor eenmalig gebruik |
| Steriele handschoenen | Senlun Medical Devices Specialisatiewinkel | Omdat er geen brontekst is verstrekt, kan er geen vertaling worden uitgevoerd. Voer aub de tekst in die u vertaald wilt hebben. | Steriele latex handschoenen |
| Steriel non-woven weefsel | Shandong Xinhua Infection Control Supplies Hangzhou Store | N/A | Steriel niet-geweven textiel gebruikt om het operatievlak en het warmtekussen af te dekken |
| Steriele operatiemuts | Senlun Medical Devices Specialty Store | Omdat er geen brontekst is verstrekt, is er niets om te vertalen. Voer aub de Engelse tekst in die u vertaald wilt hebben naar het Nederlands. | Steriele operatiemuts |
| Operatiekleding | Senlun Medical Devices Speciaalzaak | N/A | Schone operatiekleding gedragen tijdens de procedure |
| Plakband | Thermo Fisher | 15947 | Klevende tape gebruikt om de ledematen van de muis te fixeren |
| Getande oogheelkundige pincet | Beyotime | FS229 | Getande oogheelkundige pincetten gebruikt als tandheelkundige pincetten |
| Veterinaire oogzalf | Dechra Veterinary Products | 143-16 | Oogzalf aangebracht na anesthesie om uitdroging van het hoornvlies te voorkomen |
Referenties
- Chavez MB, et al. Bone sialoprotein is critical for alveolar bone healing in mice. J Dent Res. 2023;102(2):187-196.
- Guan B, Liu L, Liu Y. Application and characterisation of four genetically engineered animal models (mouse/zebrafish/rhesus monkey/drosophila) in acute myeloid leukemia. Gene. 2025;963:149607.
- Varshney GK, Burgess SM. Crispr-based functional genomics tools in vertebrate models. Exp Mol Med. 2025;57(7):1355-1372.
- Phanrungsuwan A, Donnelly B, Millán JL, Foster BL. Targeted alkaline phosphatase therapy enhances alveolar bone healing in X-linked hypophosphatemia in mice. J Periodontal Res. 2026;61(3):309-322. doi:10.1111/jre.70044.
- Mohamed FF, et al. Dentoalveolar defects and impaired alveolar bone healing in a neural crest-directed conditional knockout mouse model of hypophosphatasia. Bone. 2025;198:117538.
- Oka H, et al. Subset of the periodontal ligament expressing leptin receptor contributes to part of hard tissue-forming cells. Sci Rep. 2023;13(1):3442.
- Chen S, Rittel D, Shemtov Yona K. The normal stiffness of the edentulous alveolar process. Bone Rep. 2021;14:101066.
- Lungová V, et al. Tooth-bone morphogenesis during postnatal stages of mouse first molar development. J Anat. 2011;218(6):699-716.
- Iwama H, et al. Acellular extrinsic fiber cementum is invariably present in the superficial layer of apical cementum in mouse molar. J Histochem Cytochem. 2024;72(2):109-120.
- Hadad H, et al. Rodents as an animal model for studying tooth extraction-related medication-related osteonecrosis of the jaw: Assessment of outcomes. Arch Oral Biol. 2024;159:105875.
- Mouraret S, et al. A pre-clinical murine model of oral implant osseointegration. Bone. 2014;58:177-184.
- Yu F, Liu L, Xia L, Fang B. Establishment of a C57BL/6 mandibular critical-size bone defect model. J Craniofac Surg. 2021;32(7):2562-2565.
- Yu C, Yu F, Li F, Ye L. The establishment of a murine mandibular molar extraction socket healing model. J Vis Exp. 2023;(191). doi:10.3791/64855.
- University of Michigan Unit for Laboratory Animal Medicine. Guidelines on anesthesia and analgesia in mice. Updated January 23, 2026. Available at: https://az.research.umich.edu/animalcare/guidelines/guidelines-anesthesia-and-analgesia-mice/. Accessed August 5, 2026.
- Qiu Y, et al. Investigation of the furcation morphology of permanent mandibular first molars by using micro-computed tomography. BMC Oral Health. 2024;24(1):1150.
- Vieira AE, et al. Intramembranous bone healing process subsequent to tooth extraction in mice: Micro-computed tomography, histomorphometric and molecular characterization. PLoS One. 2015;10(5):e0128021.
- Jiang J, Mou J, Wang S, Liu J. Protocol for establishing a mouse model of bilateral maxillary first molar extraction to study alveolar bone healing. STAR Protoc. 2026;7(1):104366.
- Liang B, Zhang W, Xue Y. Observation and analysis of tooth extraction wound healing process of maxillary first molars in C57BL/6 mice. Chin J Pract Stomatol. 2019;12(232):e6.
Herprints en machtigingen
Dit artikel is gepubliceerd
Video binnenkort beschikbaar