In situ drukbelasting en Correlatieve Niet-invasieve beeldvorming van de Bone-parodontale ligament-tooth Stapel Joint
7 maart 2014
In deze studie wordt het gebruik van een in situ laadinrichting in combinatie met micro-X-ray tomografie vezelachtige gemeenschappelijke biomechanica besproken. Experimentele uitlezingen identificeerbaar met een totale verandering in joint biomechanica omvatten: 1) reactionaire kracht versus verplaatsing, namelijk tand verplaatsing binnen de alveolaire stopcontact en de reactionaire reactie op belasting, 2) drie-dimensionale (3D) ruimtelijke configuratie en morfometrie, dwz geometrische relati
Het algemene doel van deze procedure is om de biomechanische respons van het dentaire alveolaire complex te meten. Dit wordt bereikt door eerst het dier te dissecteren om een intacte helft van de onderkaak of bovenkaak te verwijderen. De tweede stap van de procedure is om het specimen te monteren en het tandoppervlak voor te bereiden met een composiet opbouw voor mechanische testen.
De laatste stappen omvatten het meten van de biomechanische toestand van het monster met behulp van een in C twee laadcel, gevolgd door het scannen van het specimen met behulp van een röntgenmicroscoop. Uiteindelijk kunnen de resultaten veranderingen in de biomechanische respons van een fibreus gewricht laten zien, zoals door ziekte of hypofunctie in combinatie met hoge resolutie tommies bij verschillende belastingstoestanden. De belangrijkste voordelen van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zijn dat het orgaan intact blijft en dat de scanmethoden niet-invasief zijn.
Zo wordt het natuurlijke spanningsveld van het ligament behouden en kunnen de biomechanische eigenschappen nauwkeurig worden gemeten. Verkrijg eerst een gedissecteerde bovenkaak of onderkaak zoals beschreven in het protocol. Ga verder door het specimen te immobiliseren op de stalen stub met behulp van acryl.
Verwijder eventueel overtollig materiaal van de randen van de stub. Gebruik vervolgens een rechte rand om de occlusale oppervlakken van belang parallel te richten aan de A FM metalen specimen schijf in het mesiale distale vlak, en vervolgens in het buccale linguale vlak. Gebruik een stomp gereedschap om een trog rond de kiezen te maken.
Dit functioneert als een reservoir voor weefselhydratatie. Tijdens in C twee belasting om het tandoppervlak voor te bereiden, gebruik 35% fosforzuur om het occlusale oppervlak van belang gedurende 15 seconden te etten. Na 15 seconden van het etten, spoel het geëtste gebied grondig met gedeïoniseerd water en droog het oppervlak door gebruik van perslucht om onbedoeld uitharden van de composieten te voorkomen.
Voer de volgende stappen uit onder minimale omgevingslicht. Verdeel een druppel hechtingsmiddel in open cuspiden. Laat het hechtingsmiddel 20 seconden uitharden.
Gebruik een tandheelkundig uithardingslicht, gebruik een mes om eventueel overtollig hechtingsmiddel weg te schrapen. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat overtollig composietmateriaal niet overstroomt naar aangrenzende tanden. Dit voorkomt misrepresentatie van de tand zoals deze wordt samengedrukt in de botachtige holte.
Plaats nu een dunne laag flowable tandheelkundig composiet op het oppervlak en verdeel het in de groeven tussen de kiezen. Zodra het is verspreid, stel dit composiet bloot aan uithardingslicht gedurende 30 seconden. Bouw vervolgens drie tot vier millimeter tandheelkundig composiet op het occlusale vlak van belang en laat het 30 seconden met licht blootstelling uitharden.
Nadat de verlichting weer is aangezet, gebruik een rechte rand en een hogesnelheids handapparaat met een diamantboor om overtollig composiet te verwijderen en de bovenkant van de composiet opbouw tot een vlakke oppervlakte te nivelleren. Dit zorgt ervoor dat de belasting gelijkmatig wordt toegepast wanneer deze is voltooid. Bewaar het specimen in TBS met antibiotica totdat het wordt getest.
Om het specimen mechanisch te testen, bevestig het eerst tussen de aambeelden van het belastingsapparaat. Plaats vervolgens een articulatiepapier op het oppervlak van het composiet. Breng vervolgens een kleine belasting aan om de uniformiteit van de belasting te controleren.
Concentrische belasting wordt aangegeven door een gelijkmatige verdeling van markeringen om het specimen tijdens het testen gehydrateerd te houden, week een tissue en TBS en plaats deze rond het specimen. Vul ook het reservoir dat in het specimen is uitgehouwen met TBS. Gebruik de software om een piekbelasting en verplaatsingssnelheid toe te passen om de geïmmobiliseerde kies samen te drukken.
Op de A FM stub kan het zachte weefsel worden gekleurd met PTA. Om de röntgenbeelden te verbeteren, vul 5% PTA in een 1,8 milliliter carpule. Injecteer de PTA gedurende vijf minuten langzaam in de PDL ruimte naast het gebied van belang.
Herhaal de injectie nog vier keer voor een totaal geïnjecteerd volume van negen milliliter. Na het voltooien van de injecties kan het specimen overnacht worden geweekt. In PTA voorafgaand aan röntgenanalyse tijdens de belastingscyclus, is er een verwachte periode van terugslag wanneer de tandwielen in hun beweging van sluiten naar openen van de kaken schakelen.
Dit duurt ongeveer drie seconden en wordt gezien ongeacht de belastingsomstandigheden. De respons op deze terugslag is het sterkst tijdens stijve lichaamsbelasting. Ter vergelijking, de grootte van de terugslagrespons is kleiner.
Met de bot PD L tandspecimens is het ook lager bij polymethyl alane specimen, maar niet helemaal zo laag als bij bot PD L tandspecimens vergeleken met stijve lichamen, de complexe en poly dimethyl suboxane specimen zijn ook aanzienlijk minder.Stiff. XCT-scans van een typisch niet-ST geverfd specimen toonden duidelijk de relatie van de tand binnen de alveolaire botholte. Echter, niet-gemineraliseerd weefsel zoals de PDL kan niet worden onderscheiden zonder het gebruik van een verbeterende kleurstof.
Met behulp van een contrastversterker zoals PTA wordt het zachte weefsel zichtbaar in de XCT-scan met een hogere vergroting. Zelfs vezels worden zichtbaar binnen de PDL ruimte. Specimens konden alliaal worden geladen, zoals in deze tand-bot relatie bij 15 newton of specimens konden worden geladen.
Eccentrisch resulterend in verhoogde verplaatsing van de tand en een andere tandholteconfiguratie van concentrische belasting. Thermogrammen werden gebruikt om het effect van de twee belastingschema's te vergelijken. Beide schema's veroorzaakten dat de tand verticaal verplaatste, maar excentrische belasting voegde een extra rotatiepad toe aan de tandbeweging.
Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u een tandheelkundig ovulaar complex
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie bespreekt de biomechanische respons van het dentaire alveolaire complex met behulp van een in situ belastingsapparaat en micro-X-ray computertomografie. Het onderzoek richt zich op het meten van reactiekrachten, ruimtelijke configuraties en morfometrische veranderingen als reactie op verschillende belastingsomstandigheden.
Belangrijkste onderdeel van het onderzoek
Wetenschapsgebied
- Biomecanica
- Tandheelkundig onderzoek
- Beeldvormingstechnieken
Achtergrond
- Het dentaire alveolaire complex is cruciaal voor het begrijpen van gewrichtsbiomechanica.
- Bestaande methoden geven mogelijk geen niet-invasieve inzichten in biomechanische reacties.
- Beeldvormingstechnieken met hoge resolutie kunnen het begrip van gewrichtsmechanica verbeteren.
- Fibrose gewrichten kunnen veranderingen vertonen als gevolg van ziekte of mechanische belasting.
Doel van het onderzoek
- Om de biomechanische respons van fibreuze gewrichten in het dentaire alveolaire complex te meten.
- Om de impact van belastingsomstandigheden op gewrichtsmechanica te beoordelen.
- Om niet-invasieve beeldvormingsmethoden te gebruiken voor biomechanische analyse.
Gebruikte methoden
- Dissectie van dierlijke specimens om intacte hemi mandibulairen of maxillae te verkrijgen.
- Voorbereiding van tandoppervlakken voor mechanische tests.
- Gebruik van een krachtsensor om biomechanische toestanden te meten.
- Scannen van specimens met een X-ray microscoop voor gedetailleerde beeldvorming.
Belangrijkste resultaten
- Veranderingen in reactiekrachten en tandverplaatsing werden waargenomen.
- 3D ruimtelijke configuraties van tanden binnen de alveolaire holte werden geanalyseerd.
- Variaties in biomechanische reacties werden opgemerkt met verschillende belastingsassen.
- De methode toonde voordelen ten opzichte van traditionele invasieve technieken.
Conclusies
- De studie geeft inzicht in het biomechanische gedrag van fibreuze gewrichten.
- Niet-invasieve beeldvormingstechnieken kunnen de gewrichtsmechanica effectief beoordelen.
- Het begrijpen van deze mechanica is essentieel voor het aanpakken van tandheelkundige ziekten.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
This biomechanical testing protocol enables quantitative assessment of fibrous joint responses under physiological loading conditions, supporting target validation in musculoskeletal and connective tissue research. By correlating mechanical load with 3D structural changes, it provides predictive confidence for evaluating disease-modifying interventions in periodontal and dental pathologies. The approach addresses a critical gap in non-invasive, organ-level biomechanics assessment relevant to preclinical model development.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by measuring reactionary force-displacement relationships in intact bone-PDL-tooth joints under controlled loading.
- Scientific Value: Supports biological de-risking through visualization of 3D spatial configuration and morphometrics of the fibrous joint under physiological conditions.
- Scientific Value: Facilitates mechanistic de-risking by quantifying load-axis-dependent changes in joint biomechanics, clarifying structure-function relationships.
Screening & Assay Development
- Operational Value: Prepares validated biological systems for downstream workflows by maintaining native strain fields and hydration states during mechanical testing.
- Operational Value: Enables assay standardization through non-invasive imaging coupled to mechanical readouts, ensuring reproducibility across loading conditions.
- Operational Value: Supports screening readiness by generating quantitative outputs (force, displacement, 3D morphometrics) for evaluating compound effects on joint integrity.
Translational & Preclinical Research
- Translational Value: Provides disease-relevant system continuity by allowing assessment of biomechanical changes due to hypofunction or disease states in intact joints.
- Translational Value: Enables risk-adjusted advancement decisions by linking mechanical testing readouts to structural changes under varying load axes.
- Translational Value: Supports predictive confidence in preclinical models by demonstrating how loading conditions influence tooth displacement and socket configuration.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from hypothesis testing through lead identification by providing biomechanical phenotyping of fibrous joints under controlled loading, informing go/no-go decisions in target validation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by measuring biomechanical responses of the dental alveolar complex to concentric and eccentric loading.
- Screening: Delivers assay readiness through standardized specimen preparation and non-invasive imaging that preserves tissue integrity during mechanical evaluation.
- Analytics: Generates quantitative dependent variable measurements (reactionary force, displacement, 3D spatial configuration) enabling comparison across loading conditions and experimental groups.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by assessing how changes in loading axis affect joint biomechanics, relevant to modeling disease-induced alterations in fibrous tissues.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable capability for evaluating biomechanical integrity of fibrous joints across multiple disease models and therapeutic interventions.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in fibrous joint biomechanics through direct structure-function correlation.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility via non-invasive imaging and controlled loading protocols that maintain physiological conditions.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enabling quantitative assessment of biomechanical de-risking in connective tissue targets.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by delivering biomechanical phenotyping data that informs advancement decisions in preclinical pipelines.
Implementation Considerations
- Requires expertise in biomechanical testing, specimen preparation, and micro-X-ray imaging interpretation.
- Dependent on access to in situ loading devices coupled to high-resolution X-ray microscopes and contrast agents for soft tissue visualization.
- Necessitates cross-team standardization of specimen hydration, loading protocols, and image acquisition timing to ensure data consistency.
- Involves adaptation considerations when applying the protocol to different fibrous joint models or species-specific anatomical variations.
- Includes practical limitations such as ex vivo constraint and potential artifacts from contrast agent use, which may affect soft tissue mechanical response interpretation.
