Name: In situ drukbelasting en Correlatieve Niet-invasieve beeldvorming van de Bone-parodontale ligament-tooth Stapel Joint (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-07T13:45:00.000+00:00
Duration: 7 min 9 s
Description: Leer de biomechanische respons van het tand-alveolaire complex meten via in situ belasting en micro-CT-scanning. Deze niet-invasieve methode houdt het orgaan intact voor nauwkeurige analyse van gewrichtsmechanica.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs erkennen financiële steun NIH / NIDCR R00DE018212 (SPH), NIH/NIDCR-R01DE022032 (SPH), NIH / NIDCR T32 DE07306 (AJ, JDL), NIH / NCRR S10RR026645, (SPH) en departementen van preventieve en herstellende Dental Sciences en orofaciale Wetenschappen, UCSF. Bovendien, de auteurs erkennen Xradia Graduate Fellowship (AJ), Xradia Inc, Pleasanton. De auteurs danken dr. Kathryn Grandfield, UCSF voor haar hulp met post verwerking van gegevens; Drs. Stephen Weiner en Gili Naveh, Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israël, dr. Ron Shahar, de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, Israël voor hun inzichtelijke discussies die specifiek zijn voor de in situ laden apparaat. De auteurs willen ook graag Biomaterialen en Biotechniek MicroCT Imaging Facility op UCSF bedanken voor het gebruik van Micro XCT en de in situ laden apparaat.

Stalruimte en euthanasie: Alle dieren die worden gebruikt in deze demonstratie werden gehuisvest onder kiemvrije omstandigheden in overeenstemming met de richtlijnen van de Institutional Animal Care en gebruik Comite (IACUC) en het National Institute of Health (NIH). Zorg voor dieren met een standaard harde-pellet rattenvoer en water ad lib. Euthanaseren dieren via een twee-staps methode van kooldioxide stikken, bilaterale thoracotomie in overeenstemming met het standaard protocol van UCSF zoals goedgekeurd door IACUC. Voer biomechanische testen binnen 24 uur van dierenoffers om weefsel degradatie te voorkomen. 1. Voorbereiding en Dissectie van een Rat Kaak of Maxilla <ol><li> Verwijder onderkaken rat door voorzichtig doorsnijden membraneuze weefsel en spierweefsel bijlagen behoud van de gehele onderkaak, inclusief coronoideus proces en condylaire werkwijze (figuur 1) 15. </li><li> Aparte hemimandibles met de autoefully snijden van het bindweefsel van de onderkaak symphysis met een scalpel. Opmerking: De coronaire en condylaire processen en ramus van de onderkaak (figuur 1) worden verwijderd als ze fysiek biomechanische testen van de 2e molaire belemmeren. </li><li> Snijd de snijtanden zonder dat de pulpakamer niet te laden van de molaire belemmeren. </li></ol> 2. Specimen Voorbereiding voor in situ drukbelasting (figuur 2) <ol><li> Immobiliseer het monster op een stalen strook met een materiaal dat aanzienlijk stijver dan het experimentele monster vóór het laden in een in situ laadinrichting (Figuur 2A). Opmerking: Polymethylmethacrylaat (PMMA) werd gebruikt om het model in deze studie en overmaat immobiliseren eventuele werd verwijderd met een tandheelkundig. </li><li> Lijn de occlusale oppervlak van de mol (s) van belang parallel met de AFM metalen objectplaatje met behulp van een rechte rand in zowelvliegtuigen (dwz mesiale-distale en buccale-lingual). </li><li> Maak een trog met een stomp voorwerp rondom de kiezen. Opmerking: Deze ruimte dient als een &quot;gracht&quot; om overtollige vloeistof te bevatten en weefsel hydratatie tijdens in situ laden dienen. </li><li> Bereid het tandoppervlak te bouwen voor concentrische (Figuur 2B) of excentrische (figuur 2C) inladen met een tandheelkundige composiet. Ets het oppervlak van de tanden plaats met 35% fosforzuur gel op occlusale oppervlak voor 15 sec. </li><li> Spoel het etsmiddel grondig met gedeïoniseerd water en droog het oppervlak met behulp van een lucht / water spuit of een perslucht bus. Met een ontdekkingsreiziger, verspreid een daling van het bindmiddel in open knobbels in een dunne laag. Cure de composiet met een polymerisatielamp. Opmerking: Alle stappen met betrekking tot composieten moet worden uitgevoerd zonder direct licht van een lamp. Dergelijke voorwaarden zouden ongewenst versnellen het polymerisatieproces en Could voorkomen juiste plaatsing van de composiet. Verlichting is aanvaardbaar. </li><li> Verwijder overtollig bindmiddel van de aangrenzende tanden met een fijne scalpel of scheermesje. </li><li> Plaats vloeibaar tandheelkundige composiet op het oppervlak na de bereiding van het oppervlak verspreiden in de groeven van de molaire (s) plaats via een tandheelkundig. </li><li> Expose de composiet polymerisatielamp gedurende 30 sec. </li><li> Mold een occlusale opbouw van ongeveer 3-4 mm met behulp van een tandheelkundige composiet, van het occlusale vlak van de mol (s) van belang en licht gedurende 30 sec. </li><li> Verminder de top van de composiet opbouw op een plat oppervlak en evenwijdig aan een consistent laad regeling in alle exemplaren in staat met behulp van een rechte rand en een hoge snelheid handstuk. Opmerking: Tijdens biomechanisch onderzoek moeten andere monsters worden opgeslagen in tris-fosfaat-gebufferde oplossing (TBS) met 50 mg / ml penicilline en streptomycine 15. </li></ol> 3. Laadinrichting Drift enStijfheid, Materiaal Property Onderscheidende Capability, in situ Laden van de Stapel-Joint <ol><li> Bevestig het monster met de samengestelde opbouw op het aambeeld van het laden fase en test gelijkmatige belasting zoals weergegeven in figuur 2B. </li><li> Een scharnierende papier op het oppervlak van de samengestelde gevolgd door het laden van het monster tot een eindige lading te controleren op concentrische of excentrische belasting (figuren 2B en 2C). </li><li> Plaats TBS-doordrenkte Kimwipe rond het monster tot monster hydratatie te waarborgen. Maak een dal rond het model en vul het met TBS om het orgel gehydrateerd tijdens de beeldvorming te houden. </li><li> Input piekbelasting en verplaatsing tarief in de Deben software om de molaire comprimeren tot een gewenste piekbelasting bij een verplaatsing tarief na immobilisatie van de hemimandible. Opmerking: Typisch readouts moet een reactionaire last nemen als het materiaal wordt samengeperst in de tijd (beladingstransducer gevoeligheid = 0,1N). Van load-tijd en verplaatsing-tijd, moet een belasting-verplaatsing curve voor het geperste materiaal worden verkregen 16-18. De vanuit het laadcycli gegevens kunnen diverse eigenschappen van de verbinding worden bepaald. De stijfheid van de verbinding worden berekend door de helling van het lineaire gedeelte (ongeveer de laatste 30% van de gegevens) van de oplaadfase van de belasting versus verplaatsing curve 19. </li></ol> 4. Kleuring van zacht weefsel, de PDL, met fosfowolfraamzuur (PTA) Opmerking: Om X-ray demping contrast verbeteren, moet de PDL worden gekleurd met 5% PTA oplossing 20. <ol><li> Backfill PTA kleuring oplossing in een schone 1,8 ml glazen carpule en plaats geladen carpule in spuit. </li><li> Injecteren oplossing langzaam (5 min / carpule) in de PDL-ruimte van de aangrenzende tanden naar structurele schade aan parodontale weefsels rond molaire van belang te voorkomen. Opmerking: De bovenstaande stappen moet be herhaald tot ongeveer 5 vol carpules (9 ml) oplossing geïnjecteerd en toegestaan ​​te stromen in de omringende weefsels. De geprepareerde exemplaren kan ook &#39;s nachts worden geweekt in de resterende PTA oplossing (8 uur). </li></ol> 5. Aanbevolen μ-XCT Scaninstellingen Voer m-XCT met de volgende scaninstellingen: <table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> Doelstelling Vergroting </td><td> 4X, 10X </td></tr><tr><td></td><td> 1800 beelden </td></tr><tr><td> X-ray tube voltage </td><td> 75 kVp (50 kVp voor PTA gekleurd monsters) </td></tr><tr><td></td><td> 8 W </td></tr><tr><td> Exposure Time </td><td> ~ 8-25 sec * </td></tr><tr><td></td><td> ~ 4 micrometer (4X doelstelling), ~ 2 micrometer (10X objectief) ** </td></tr></tbody></table> * Belichtingstijd kunnen variëren op basis van de geometrie en de optische dichtheid van het monster en de röntgenbuis voltage. ** Werkelijke pixelresolutie enigszins afwijken basis van de configuratie van de bron monster en detector.

<ol><li>Popowics, T. E., Rensberger, J. M., Herring, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enamel+microstructure+and+microstrain+in+the+fracture+of+human+and+pig+molar+cusps%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Oral+Biol%22%5BJournal%5D)">Enamel microstructure and microstrain in the fracture of human and pig molar cusps.</a> Arch. Oral Biol. 49, 595-605 (2004).</li>
<li>Jantarat, J., Palamara, J. E., Messer, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+of+cuspal+deformation+and+delayed+recovery+after+occlusal+loading%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Dent%22%5BJournal%5D)">An investigation of cuspal deformation and delayed recovery after occlusal loading.</a> J. Dent. 29, 363-370 (2001).</li>
<li>Jantarat, J., Panitvisai, P., Palamara, J. E., Messer, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+methods+for+measuring+cuspal+deformation+in+teeth%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Dent%22%5BJournal%5D)">Comparison of methods for measuring cuspal deformation in teeth.</a> J. Dent. 29, 75-82 (2001).</li>
<li>Asundi, A., Kishen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+strain+gauge+and+photoelastic+analysis+of+in+vivo+strain+and+in+vitro+stress+distribution+in+human+dental+supporting+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Oral+Biol%22%5BJournal%5D)">A strain gauge and photoelastic analysis of in vivo strain and in vitro stress distribution in human dental supporting structures.</a> Arch. Oral Biol. 45, 543-550 (2000).</li>
<li>Asundi, A., Kishen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+digital+photoelastic+investigations+on+the+tooth-bone+interface%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Advanced digital photoelastic investigations on the tooth-bone interface.</a> J. Biomed. Opt. 6, 224-230 (2001).</li>
<li>Wang, R. Z., Weiner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strain-structure+relations+in+human+teeth+using+Moire+fringes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Strain-structure relations in human teeth using Moire fringes.</a> J. Biomech. 31, 135-141 (1998).</li>
<li>Wood, J. D., Wang, R., Weiner, S., Pashley, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+tooth+deformation+caused+by+moisture+change+using+moire+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Dent.+Mater%22%5BJournal%5D)">Mapping of tooth deformation caused by moisture change using moire interferometry.</a> Dent. Mater. 19, 159-166 (2003).</li>
<li>Dong-Xu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulus+of+elasticity+of+human+periodontal+ligament+by+optical+measurement+and+numerical+simulation%5BTitle%5D)+AND+%22Angle+Orthod%22%5BJournal%5D)">Modulus of elasticity of human periodontal ligament by optical measurement and numerical simulation.</a> Angle Orthod. 81, 229-236 (2011).</li>
<li>Li, J., Li, H., Fok, A. S., Watts, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+correlations+of+material+parameters+of+light-cured+dental+composites%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Multiple correlations of material parameters of light-cured dental composites.</a> 25, 829-836 (2009).</li>
<li>Zhang, D., Arola, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+digital+image+correlation+to+biological+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Opt%22%5BJournal%5D)">Applications of digital image correlation to biological tissues.</a> J. Biomed. Opt. 9, 691-699 (2004).</li>
<li>Zhang, D., Mao, S., Lu, C., Romberg, E., Arola, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dehydration+and+the+dynamic+dimensional+changes+within+dentin+and+and+enamel%5BTitle%5D)+AND+%22Dent.+Mater%22%5BJournal%5D)">Dehydration and the dynamic dimensional changes within dentin and and enamel.</a> Dent. Mater. 25, 937-945 (2009).</li>
<li>Qian, L., Todo, M., Morita, Y., Matsushita, Y., Koyano, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deformation+analysis+of+the+periodontium+considering+the+viscoelasticity+of+the+periodontal%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Deformation analysis of the periodontium considering the viscoelasticity of the periodontal.</a> 25, 1285-1292 (2009).</li>
<li>Lin, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanics+of+a+bone-periodontal+ligament-tooth+fibrous+joint%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint.</a> J. Biomech. , (2012).</li>
<li>Qian, L., Todo, M., Morita, Y., Matsushita, Y., Koyano, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deformation+analysis+of+the+periodontium+considering+the+viscoelasticity+of+the+periodontal%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Deformation analysis of the periodontium considering the viscoelasticity of the periodontal.</a> 25, 1285-1292 (2009).</li>
<li>Huelke, D. F., Castelli, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+blood+supply+of+the+rat+mandible%5BTitle%5D)+AND+%22Anat.+Rec%22%5BJournal%5D)">The blood supply of the rat mandible.</a> Anat. Rec. 153, 335-341 (1965).</li>
<li>Chiba, M., Komatsu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+responses+of+the+periodontal+ligament+in+the+transverse+section+of+the+rat+mandibular+incisor+at+various+velocities+of+loading+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Mechanical responses of the periodontal ligament in the transverse section of the rat mandibular incisor at various velocities of loading in vitro.</a> J. Biomech. 26, 561-570 (1993).</li>
<li>Natali, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+visco-hyperelastic-damage+constitutive+model+for+the+analysis+of+the+biomechanical+response+of+the+periodontal+ligament%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech.+Eng%22%5BJournal%5D)">A visco-hyperelastic-damage constitutive model for the analysis of the biomechanical response of the periodontal ligament.</a> J. Biomech. Eng. 130, (2008).</li>
<li>Naveh, G. R., Shahar, R., Brumfeld, V., Weiner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tooth+movements+are+guided+by+specific+contact+areas+between+the+tooth+root+and+the+jaw+bone%3A+A+dynamic+3D+microCT+study+of+the+rat+molar%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Tooth movements are guided by specific contact areas between the tooth root and the jaw bone: A dynamic 3D microCT study of the rat molar.</a> J. Struct. Biol. 177, 477-483 (2012).</li>
<li>Lin, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanics+of+a+bone-periodontal+ligament-tooth+fibrous+joint%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint.</a> J. Biomech. 46, 443-449 (2013).</li>
<li>Metscher, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MicroCT+for+comparative+morphology%3A+simple+staining+methods+allow+high-contrast+3D+imaging+of+diverse+non-mineralized+animal+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Physiol%22%5BJournal%5D)">MicroCT for comparative morphology: simple staining methods allow high-contrast 3D imaging of diverse non-mineralized animal tissues.</a> BMC Physiol. 9, 11 (2009).</li>
<li>Carrillo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoindentation+of+polydimethylsiloxane+elastomers%3A+Effect+of+crosslinking%2C+work+of+adhesion%2C+and+fluid+environment+on+elastic+modulus+%28vol+20%2C+pg+2820%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Nanoindentation of polydimethylsiloxane elastomers: Effect of crosslinking, work of adhesion, and fluid environment on elastic modulus (vol 20, pg 2820).</a> J. Mater. Res. 21, 535-537 (2006).</li>
<li>Hiiemae, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Masticatory+function+in+the+mammals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Dent.+Res%22%5BJournal%5D)">Masticatory function in the mammals.</a> J. Dent. Res. 46, 883-893 (1967).</li>
<li>Hunt, H. R., Rosen, S., Hoppert, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphology+of+molar+teeth+and+occlusion+in+young+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Dent.+Res%22%5BJournal%5D)">Morphology of molar teeth and occlusion in young rats.</a> J. Dent. Res. 49, 508-514 (1970).</li>
<li>Komatsu, K., Sanctuary, C., Shibata, T., Shimada, A., Botsis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stress-relaxation+and+microscopic+dynamics+of+rabbit+periodontal+ligament%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Stress-relaxation and microscopic dynamics of rabbit periodontal ligament.</a> J. Biomech. 40, 634-644 (2007).</li>
<li>Lin, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanics+of+a+bone-periodontal+ligament-tooth+fibrous+joint%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint.</a> J. Biomech. 46, 443-449 (2013).</li>
<li>Quintarelli, G., Zito, R., Cifonelli, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+phosphotungstic+acid+staining%5BTitle%5D)+AND+%22I.+J.+Histochem.+Cytochem%22%5BJournal%5D)">On phosphotungstic acid staining.</a> I. J. Histochem. Cytochem. 19, 641-647 (1971).</li>
<li>Quintarelli, G., Cifonelli, J. A., Zito, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+phosphotungstic+acid+staining%5BTitle%5D)+AND+%22II.+J.+Histochem.+Cytochem%22%5BJournal%5D)">On phosphotungstic acid staining.</a> II. J. Histochem. Cytochem. 19, 648-653 (1971).</li>
<li>Quintarelli, G., Bellocci, M., Geremia, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+phosphotungstic+acid+staining.+IV.+Selectivity+of+the+staining+reaction%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Histochem.+Cytochem%22%5BJournal%5D)">On phosphotungstic acid staining. IV. Selectivity of the staining reaction.</a> J. Histochem. Cytochem. 21, 155-160 (1973).</li>
<li>Crabtree, W. N., Murphy, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+value+of+ethanol+as+a+fixative+in+urinary+cytology%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Cytol%22%5BJournal%5D)">The value of ethanol as a fixative in urinary cytology.</a> Acta Cytol. 24, 452-455 (1980).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De eerste stap bij het vaststellen van dit protocol betrokken evaluatie van de stijfheid van de laadbrug door een star lichaam. Op basis van de resultaten, de stijfheid significant hoger waardoor het gebruik van de laadinrichting voor het verdere testen van specimens met aanzienlijk lagere stijfheid waarden. De tweede stap gewezen op de mogelijkheid van het instrument om verschillende stijfheid waarden onderscheiden door twee fasen van de laad-lossen kromme gegenereerd door een star lichaam, PDMS materialen van verschil...

Verschillende experimentele methoden verder worden gebruikt om de biomechanica van diarthrodial en vezelig gewrichten onderzoeken. Methoden voor de tand orgel biomechanica omvatten het gebruik van rekstrookjes 1-3, Photoelasticity methoden 4, 5, Moire interferometrie 6, 7, elektronische spikkelpatroon interferometrie 8, en digital image correlation (DIC) 9-14. In deze studie, de innovatieve aanpak omvat invasieve beeldvorming met röntgenstraling om de interne structuur van een vezelig gezamenlijke bloot (gemineraliseerde weefsels en hun interfaces bestaan ​​uit zachter zones en interfacing weefsels zoals gewrichtsbanden) tegen belasting gelijk aan de in vivo omstandigheden. Een in situ laadinrichting gekoppeld met een micro-röntgenmicroscoop wordt gebruikt. De belasting-tijd en de belasting-verplaatsing curves worden verzameld als de molaire van belang in een vers geoogste rat hemi-onderkaak wordt geladen. De main doel van de in deze studie benadering is het effect van driedimensionale morfologie van tand-been benadrukken door aandoeningen vergelijking op: 1) nullast en bij belasting, en wanneer 2) concentrisch en excentrisch geplaatst. Waardoor de noodzaak voor gesneden exemplaren, en experimenten uit te voeren op geheel intacte organen onder natte omstandigheden zal zorgen voor maximaal behoud van de 3D spanningstoestand. Dit opent een nieuw gebied van onderzoek in het begrijpen van onder verschillende laad-scenario dynamische processen van het complex. In deze studie, de methoden voor het testen van PDL biomechanica binnen een intacte vezelachtige gewricht van een Sprague Dawley rat, een gezamenlijk beschouwd als een optimale biotechniek modelsysteem, zal worden opgenomen. Experimenten zal simulatie van kauwen lasten onder gehydrateerd voorwaarden om tot drie belangrijke kenmerken van het gewricht te benadrukken als ze betrekking hebben op orgel niveau biomechanica. De drie punten zijn onder andere: 1) reactionaire kracht versus verplaatsing:tand verplaatsing binnen de alveolaire stopcontact en de reactionaire reactie op belasting, 2) drie-dimensionale (3D) ruimtelijke configuratie en morfometrie: geometrische relatie van de tand met de alveolaire aansluiting en 3) veranderingen in uitlezingen 1 en 2 door een verandering in laden as, dwz van concentrische naar excentrische belastingen. De drie fundamentele uitlezingen van de voorgestelde techniek kan worden toegepast op de adaptieve aard verbindingen in vertebraten ofwel te wijten aan veranderingen in functionele eisen en / of ziekte. Veranderingen in bovengenoemde uitlezingen bijzonder de correlatie tussen reactionaire belastingen met verplaatsing en verkregen reactionaire load-tijd en load-verplaatsingscurven bij verschillende beladingsgraad kan op algemene wijzigingen in joint biomechanica markeren. Werkzaamheid van het voorgestelde protocol zal geëvalueerd worden door het koppelen van mechanische testen aanwijzingen naar 3D morfometrie en de algehele biomechanica van het gewricht.

<table><tbody><tr><td>Bard Parker Blade</td><td>BD</td><td>MEDC-001054</td><td></td></tr><tr><td>AFM metal disk</td><td>Ted Pella</td><td>16218</td><td></td></tr><tr><td>Polymethyl methacrylate&nbsp;</td><td>GC America</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Uni-Etch</td><td>Bisco</td><td>E5502EBM</td><td></td></tr><tr><td>Optibond Solo Plus</td><td>Kerr Corp</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Filtek Flow</td><td>3M</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Hurculite Ultra</td><td>Kerr</td><td>34346</td><td></td></tr><tr><td>Tris buffer</td><td>Mediatech Inc.</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Articulating paper</td><td>Parkell Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Phosphotungstic Acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>HT152</td><td></td></tr></tbody></table>

in situ drukbelasting en correlatieve niet-invasieve beeldvorming van de bone-parodontale ligament-tooth stapel joint

In situ Compressive Loading and Correlative Noninvasive Imaging of the Bone-periodontal Ligament-tooth Fibrous Joint

Deze studie toont een roman biomechanica testprotocol. Het voordeel van dit protocol omvat het gebruik van een in situ laadinrichting gekoppeld met een hoge resolutie röntgenmicroscoop, waardoor visualisatie van inwendige constructiedelen onder gesimuleerde fysiologische belastingen en natte omstandigheden. Experimentele exemplaren zal intact bot-parodontale ligament (PDL)-tand vezelige gewrichten. De resultaten zullen illustreren drie belangrijke eigenschappen van het protocol als ze kunnen worden toegepast op orgel niveau biomechanica: 1) reactionaire kracht versus verplaatsing: tand verplaatsing binnen de alveolaire stopcontact en haar reactionaire reactie op het laden, 2) drie-dimensionale (3D) ruimtelijke configuratie en morfometrie: geometrische relatie van de tand met de alveolaire aansluiting en 3) veranderingen in uitlezingen 1 en 2 door een verandering in lading as, namelijk van concentrisch met excentrische belastingen. Werkzaamheid van het voorgestelde protocol zal geëvalueerd worden door het koppelen van mechanisch testing aanwijzingen naar 3D morfometrie en de algehele biomechanica van het gewricht. Daarnaast zal deze techniek de nadruk leggen op de noodzaak om de experimentele condities in evenwicht, met name reactionaire lasten vóór het verwerven tomograms van vezelig gewrichten. Opgemerkt wordt dat de voorgestelde protocol beperkt tot testen monsters onder ex vivo omstandigheden en dat het gebruik van contrastmiddelen zachte weefsel mechanische respons visualiseren kan leiden tot verkeerde conclusies weefsel en orgaan-niveau biomechanica.

Schatting van het laden apparaat &quot;terugslag&quot;, &quot;pushback&quot;, stijfheid, en het systeem drift onder een constante belasting Backlash: Tussen laden en lossen delen van de cyclus bestaat er een pauze van 3 seconden gedurende welke versnellingen achteruit in de motor voordat ware lossen begint, dwz als het monster trekt weg van de bovenkaak (figuur 3). Deze periode wordt aangeduid als een speling in het systeem, dat een...

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 relatie van de tand met de alveolaire aansluiting en 3) veranderingen in uitlezingen 1 en 2 door een verandering in lading as, dwz concentrische of excentrische belastingen.

In situ drukbelasting en Correlatieve Niet-invasieve beeldvorming van de Bone-parodontale ligament-tooth Stapel Joint

This study demonstrates a novel biomechanics testing protocol. The advantage of this protocol includes the use of an in situ loading device coupled to a ...

Het algemene doel van deze procedure is het meten van de biomechanische respons van het dento-alveolaire complex. Dit wordt bereikt door eerst het dier te dissekeren om een intacte hemi-mandibula of maxilla te verwijderen. De tweede stap van de procedure is het monteren van het specimen en het voorbereiden van het tandoppervlak met een composiet-opbouw voor mechanische tests.De laatste stappen omvatten het meten van de biomechanische toestand van het monster met behulp van een load cell in C twee, gevolgd door het scannen van het specimen met een röntgenmicroscoop. Uiteindelijk kunnen de resultaten veranderingen in de biomechanische respons van een vezelig gewricht laten zien, bijvoorbeeld als gevolg van ziekte of hypofunctie, in combinatie met hoge-resolutie tomogrammen bij verschillende belastingscondities. De belangrijkste voordelen van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zijn dat het orgaan intact blijft en dat de scanmethoden niet-invasief zijn.Hierdoor blijft het natuurlijke spanningsveld van het ligament behouden en kunnen de biomechanische eigenschappen nauwkeurig worden gemeten. Verkrijg eerst een gedissecteerde maxilla of mandibula zoals beschreven in het pr

in-situ-compressive-loading-correlative-noninvasive-imaging-bone

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Gecombineerde optische en μCT beeldvorming in een muismodel van orthopedische implantaten infectie, gebruik van een bioluminescent gemanipuleerde stam van Staphylococcus aureus, die het vermogen om de dynamiek van de bacteriële infectie, evenals de overeenkomstige ontstekingsreactie en anatomische veranderingen in de noninvasively longitudinaal bewaken bone.

Gecombineerd<em&gt; In vivo</em&gt; Optisch en μCT Imaging aan Infectie, Ontsteking, en Bone Anatomie Monitor in een orthopedisch implantaat Infectie in Muizen

Dit artikel presenteert een protocol voor de vaststelling van een ligatuur-geïnduceerde model van de parodontitis Murine met meerdere maxillaire Molars, resulterend in grotere gebieden van de betrokken gingivale weefsel en bot voor latere analyse, alsmede verminderde dierlijke gebruik. Een techniek om orale neutrofielen te beoordelen op een manier die analoog is aan menselijke proefpersonen wordt ook beschreven.

Robuust, ligatuur-geïnduceerde model van lymfklier-periodontitis voor de evaluatie van orale neutrofielen

We presenteren een protocol voor het genereren van orthodontische tandbeweging bij muizen en methoden voor 3D-visualisatie van de collageenvezels en bloedvaten van parodontale ligament zonder sectioning.

3D Beeldvorming van PDL Collageenvezels tijdens Orthodontische Tandbeweging in Mandibular Murine Model

Het huidige artikel beschrijft het uitvoeren van een intravitale beeldvormingsbenadering om mechanisch geïnduceerde calciumsignalering van ingebedde osteocyten in vivo in realtime te observeren als reactie op mechanische belasting op weefselniveau van het derde middenvoetsbeentje van de muis.

Een fluorescerende intravitale beeldvormingsbenadering om door belasting geïnduceerde calciumsignaleringsdynamiek in osteocyten van muizen te bestuderen

In deze studie wordt een rattenmodel van inductie van parodontitis gepresenteerd via een combinatie van retentieve ligatuur en repetitieve injecties van lipopolysaccharide afgeleid van Porphyromonas gingivalis, gedurende 14 dagen rond de eerste maxillaire kiezen. De ligatie- en LPS-injectietechnieken waren effectief in het induceren van peridontitis, resulterend in alveolair botverlies en ontsteking.

Inductie van parodontitis via een combinatie van ligatuur en lipopolysaccharide-injectie in een rattenmodel

Niet-invasief ACL-letsel is een betrouwbare en klinisch relevante methode voor het initiëren van posttraumatische artrose (PTOA) bij muizen. Deze letselmethode maakt het ook mogelijk om in vivo kwantificering van protease-activiteit in het gewricht op vroege tijdstippen na het letsel met behulp van protease-activeerbare nabij-infraroodsondes en fluorescentiereflectiebeeldvorming.

Niet-invasief compressie-geïnduceerd letsel aan de voorste kruisband (VKB) en in vivo beeldvorming van protease-activiteit bij muizen

Hier demonstreren we stap voor stap een hanteerbaar, orthodontisch tandbewegingsprotocol dat wordt uitgevoerd op een maxillair model van muizen. Met de expliciete uitleg van elke stap en visuele demonstratie kunnen onderzoekers dit model onder de knie krijgen en met een paar aanpassingen toepassen op hun experimentele behoeften.

Het opstellen van een maxillair orthodontisch model bij muizen

Dit is een rapport over een experimenteel model van ligatuur-geïnduceerde peri-implantitis bij muizen. We beschrijven alle chirurgische stappen, van pre- en postoperatieve behandeling van de dieren, extracties, plaatsing van implantaten en ligatuurgeïnduceerde peri-implantitis.

Experimenteel model van ligatuur-geïnduceerde peri-implantitis bij muizen

Microhardheid is een mechanische eigenschap en een informatieve parameter voor het evalueren van de pathofysiologie van hard weefsel. Hier demonstreren we een gestandaardiseerd protocol (monstervoorbereiding, polijsten, plat oppervlak en indrukplaatsen) voor microhardheidsanalyse in tand- en alveolair bot in mondziektemodellen van knaagdieren, namelijk tandfluorose en ligatuur-geïnduceerde parodontale botresorptie.

Microhardheidsmetingen op tand en alveolair bot in modellen voor mondziekten bij knaagdieren

In veel biologische en klinische situaties is het voordelig om cellulaire processen te bestuderen als ze zich ontwikkelen in hun eigen micro-omgeving. Hier beschrijven we de montage en het gebruik van een low-cost fiber-optische microscoop, die real-time beeldvorming kan bieden in celkweek, dierproeven en klinische studies de patiënt.

Hoge-resolutie Fiber-optic Microendoscopy voor In situ Cellular Imaging

Leer de biomechanische respons van het tand-alveolaire complex meten via in situ belasting en micro-CT-scanning. Deze niet-invasieve methode houdt het orgaan intact voor nauwkeurige analyse van gewrichtsmechanica.

In situ drukbelasting en Correlatieve Niet-invasieve beeldvorming van de Bone-parodontale ligament-tooth Stapel Joint

Meer video's verkennen