26 kwietnia 2024
Mikrotwardość jest właściwością mechaniczną i parametrem informacyjnym do oceny patofizjologii tkanek twardych. Tutaj demonstrujemy znormalizowany protokół (przygotowanie próbki, polerowanie, płaska powierzchnia i miejsca wgłębień) do analizy mikrotwardości kości zębów i wyrostka zębodołowego w modelach chorób jamy ustnej gryzoni, a mianowicie fluorozy zębów i resorpcji kości przyzębia wywołanej ligaturą.
W tym badaniu skupiliśmy się na ustaleniu dokładnych i spójnych testów mikrotwardości. Badanie mikrotwardości jest metodą tradycyjną. Na razie jednak metodologia ta nie jest wystarczająco opisana we wcześniejszych publikacjach.
Jak wykazaliśmy w wyniku, natychmiastowa redukcja mikrotwardości zależy od miejsc wgłębień w wewnętrznej, środkowej i zewnętrznej warstwie szkliwa. Nasze wyniki sugerują, że miejsce wgłębienia jest ważne, aby zachować dokładne i spójne wyniki. Luka naukowa polega na tym, że wcześniejsze badania nie były wystarczająco opisane w metodach badania mikrotwardości, zwłaszcza w miejscach zmienności.
Z tego powodu wyniki mikrotwardości nie są spójne między badaniami. Aby wypełnić tę lukę, opracowaliśmy ten protokół w celu dokładnej i skutecznej oceny. Nasz ustalony protokół przyczyni się do postępu w testowaniu zmineralizowanych tkanek w szkliwie, zębinie i kości wyrostka zębodołowego w chorobach przyzębia, resorpcji kości i wszystkich modelach inwazji kości nowotworowych.
Skupimy się na tym, jak czynniki środowiskowe wpływają na patologię zębowo-twarzową. Na przykład fluor i fluoroorganiczne PFAS. PFAS to wieczne chemikalia wytworzone przez człowieka.
Nasz protokół mikrotwardości przyczyni się do oceny, w jaki sposób PFAS wpływają na właściwości mechaniczne tkanek mineralnych w rozwoju zębów, resorpcji kości przyzębia i inwazji kości raka jamy ustnej. Na początek pokryj wewnętrzną powłokę miseczki montażowej cienką warstwą wazeliny. Wlej żywicę i utwardzacz do plastikowego kubka.
Użyj drewnianej szpatułki, aby ostrożnie wymieszać żywicę i utwardzacz przez co najmniej dwie minuty bez tworzenia się pęcherzyków. Następnie umieść próbki dentystyczne w orientacji poziomej równolegle do dolnej części miseczki montażowej. Wlej zmieszaną żywicę do kubka, aby przykryć próbkę.
Teraz umieść kubek montażowy zawierający próbkę na płycie grzejnej w temperaturze 50 stopni Celsjusza na co najmniej osiem godzin. Po utwardzeniu żywicy usuń żywicę wraz z próbką z kubka montażowego. Usuń zadziory.
Użyj zaawansowanej szlifierki i polerki z szorstkim, wodoodpornym papierem ściernym, aby ułożyć płaszczyznę próbki i przeciwną płaszczyznę boczną jako równoległą i płaską pod zalaniem wodą. Za pomocą precyzyjnej piły do cięcia przytnij zewnętrzny kształt bloku żywicy, aby uzyskać prostokąt z zaokrąglonymi rogami. Następnie użyj myjki ultradźwiękowej, aby usunąć zanieczyszczenia i cząstki z bloku.
Aby wypolerować blok, umieść szorstki wodoodporny papier ścierny na szlifierce. Przenieś blok na papier ścierny. Teraz przytrzymaj blok i zalej go wodą.
Jednocześnie wypoleruj powierzchnię oceny próbki na szlifierce polerskiej. Zmień papier ścierny na ziarnistość 800 P2400 i umieść na nim blok żywicy. Powtórz polerowanie pod wodą, zalewając ją.
Wyczyść blok myjką ultradźwiękową. Następnie użyj drobniejszych papierów ściernych, aby wykonać seryjne polerowanie w podanej kolejności. Następnie umieść folię docierającą na stole polerki szlifierki bez obracania.
Umieść blok żywicy na folii docierającej. Pod chłodzeniem wodnym ręcznie wypolerować powierzchnię ewaluacyjną próbki na folii docierającej. Przesuwaj blok próbki w pionie, poziomie i po przekątnej przez tę samą liczbę sekund pod wstrzyknięciem wody z ruchami od dwóch do trzech centymetrów.
Usuń zanieczyszczenia i cząstki za pomocą myjki ultradźwiękowej. Następnie zmień papier ścierny na następny rozmiar przed wypolerowaniem na nim bloku żywicy. Podczas prawidłowego polerowania próbka żywicy przykleja się do folii docierającej.
Po zakończeniu ostatecznego polerowania próbka powinna mieć powierzchnię o lustrzanym wykończeniu. Odtłuścić i odwodnić powierzchnię 100% etanolem. Ustaw siłę obciążenia testera mikrotwardości na siłę 25 gramów, a czas ładowania na 10 sekund.
Umieść wypolerowany blok żywicy zawierający wbudowaną próbkę siekacza myszy na stoliku instrumentu. Wykonaj sześć punktów wgłębień na każdej warstwie szkliwa i w każdym obszarze zębiny. Zmierz długość dwóch przekątnych, aby obliczyć wartość mikrotwardości Vickersa.
Następnie zastąp blok żywicy siekacza blokiem żywicy zawierającym kość wyrostka zębodołowego myszy. Teraz wykonaj od trzech do sześciu punktów wgłębień na każdej mezjalnej i dystalnej stronie kości od grzebienia wyrostka zębodołowego. Wciąć kości wyrostka zębodołowego między pierwszym i drugim zębem trzonowym oraz drugim i trzecim zębem trzonowym.
Mikrotwardość wszystkich warstw szkliwa myszy kontrolnych była niższa niż zębiny w okolicy szyjki macicy. W obszarze środkowym i końcowym mikrotwardość szkliwa każdej warstwy była znacznie wyższa niż zębiny. Spośród trzech warstw szkliwa mikrotwardość wzrosła od wewnętrznej do zewnętrznej szkliwa w każdym obszarze środkowym i końcowym.
Mikrotwardość szkliwa zębów poddanych fluoryzacji była mniejsza niż zębiny w środkowej części. Mikrotwardość zmniejszyła się znacznie od wewnętrznej do zewnętrznej warstwy szkliwa. Wartości mikrotwardości kości wyrostka zębodołowego dotkniętych chorobami przyzębia wykazywały mniejszą tendencję w stosunku do kości kontrolnych.
Niniejsze badanie ustanawia zestandaryzowany protokół analizy mikrotwardości zębów i kości jamowej, przyczyniając się do zrozumienia patofizjologii twardych tkanek w gryzoniach będących modelami chorób jamy ustnej, w szczególności fluorozy zębowej oraz resorpcji kości okresu wywołanej ligaturem.
Standaryzowany pomiar mikrotwardości w modelach chorób jamy ustnej u gryzoni pozwala wypełnić istotną lukę w ocenie integralności mechanicznej tkanek zęba i kości jamiecznej. Niniejszy protokół umożliwia spójną, ilościową ocenę zmian tkankowych wynikających z ekspozycji środowiskowej oraz chorób, co zwiększa pewność prognostyczną w walidacji celów na wczesnym etapie oraz w ograniczaniu ryzyka mechanistycznego. Wiarygodne dane dotyczące mikrotwardości stanowią podstawę dla decyzji skorygowanych o ryzyko w ramach portfolio badań i rozwoju (R&D) w obszarze stomatologicznym i kraniofacialnym.
Niniejszy protokół wpisuje się w kontinuum od etapu odkryć do badań przedklinicznych, zapewniając zestandaryzowaną metodę oceny właściwości mechanicznych w modelach chorób jamy ustnej u gryzoni.