De oprichting van een Murine Mandibular Molar Extraction Socket Healing Model
Summary
Dit protocol demonstreert stapsgewijze details over het extraheren van de mandibulaire eerste kies in de muis. Het biedt een alternatieve methode voor onderzoekers die zich richten op kaakbotgenezing en -regeneratie.
Abstract
Deze studie introduceert de ontwikkeling van een molair extractiemodel in de murine onderkaak om een praktisch model te bieden voor het bestuderen van alveolaire botregeneratie en intramembraneuze ossificatie. C57/J6 muizen werden gebruikt om de mandibulaire eerste kies te extraheren om dit model vast te stellen. Ze werden geëuthanaseerd en de bilaterale kaken werden geoogst, respectievelijk 1 week en 4 weken na de operatie. Daaropvolgende seriële stereoscopische oogst, histologische beoordeling en immunofluorescentiekleuring werden uitgevoerd om een succesvolle operatie aan te tonen. Direct na de operatie toonden de stereoscopische beelden een lege afzuigkap. De hematoxyline en eosine (H&E) na 1 week en Masson-kleuring 4 weken na de operatie toonden aan dat het gebied van de oorspronkelijke wortel gedeeltelijk en volledig gevuld was met respectievelijk bottrabeculae. De immunofluorescentiekleuring toonde aan dat, in vergelijking met de homeostasezijde, de Sp7-expressie 1 week na de operatie toenam, wat wijst op krachtige osteogenese in de alveolaire fossa. Al deze resultaten toonden een praktisch murine tandextractie socket healing model aan. Aankomende studies die de mechanismen van genezing van kaakbotdefecten of sockethealing onthullen, zouden deze methode kunnen overnemen.
Introduction
Socketgenezing na tandextractie is een veel voorkomend klinisch scenario, wat kan leiden tot ongepaste complicaties zoals socketbloeding, droge kom of zelfs kaakosteomyelitis bij ongewenste genezing 1,2,3. Deze comorbiditeiten kunnen de kwaliteit van leven van patiënten aantasten en, erger nog, de prothetische revalidatie van vitaal belang uitdagen als gevolg van massaal botverlies4. Hoewel de genezingsstadia van de socket zijn opgehelderd, zijn ze ontoereikend om klinische zorg na tandextractiechirurgie te sturen bij het tegenkomen van verschillende prognose-uitdagingen4.
Meerdere studies op basis van diermodellen zijn uitgevoerd om een beter begrip te krijgen van de onderliggende mechanismen in het socketgenezingsproces en de bovenstaande situaties te voorkomen. Sp7 is een meesterregulator in osteoblastdifferentiatie en speelt een vitale rol bij de ontwikkeling van skeletten, bothemostase en botregeneratie 5,6. Rationele socket healing modellen zouden de redundantie van Sp7 posttraumatisch in botregeneratie kunnen aantonen. Bovendien, anders dan de genezing van lange botbreuken, omvat slechts een enkel osteogeen proces, intramembraneuze ossificatie, het genezingsproces van de extractiesocket7. Dit maakt het dierlijke tandextractiemodel optimaal voor het bestuderen van op implantaten gebaseerde therapieën, omdat implantaat osseointegratie voldoet aan dezelfde osteogene regel8.
Al tientallen jaren wordt het tandextractiemodel uitgevoerd bij ratten, konijnen en honden, omdat deze soorten grote tanden hebben die handig te bedienen zijn op 9,10,11. Gezien de bloeiende vraag naar genetische modificatie en als een meer adaptieve genetische achtergrond voor mensen, worden muizen echter steeds vaker gebruikt om een tandextractiemodel op te zetten. Vanaf dat moment konden onderzoekers de rol van een specifieke celpopulatie in het socketgenezingsproces ontrafelen met behulp van genoomgemodificeerde muizen in plaats van fenotypen slechts12 te observeren. Onder murine tandextractiesocketmodellen hebben eerdere studies het vestigings- en genezingsproces van murine maxillaire tand- en snijtandextractiesocketsaangetoond 13,14,15,16. Het genezingspatroon van de prognose en de detective- en observatietijdstippen kunnen echter per protocol verschillen. Dit doet een beroep op een universeel criterium voor geleerden om een murine socket healing model vast te stellen.
Deze studie was gericht op het vormen van een praktisch murine socket healing model voor de bovenstaande problemen. Onderkaakkiezen bij muizen hebben onderscheidende morfologische eigenschappen in vergelijking met maxillaire kiezen en snijtanden, wat unieke voor- en nadelen met zich meebrengt. Omdat de modellen die zich richten op de muriene onderkaak momenteel vacuümgebaseerd zijn, probeerde dit protocol een succesvolle methode te bieden om de mandibulaire eerste kies bij muizen te extraheren. We hopen dat dit protocol basisonderzoekers zal verlichten met nieuwe ideeën om onderliggende mechanismen van sockethealing te ontdekken en klinische zorg aan te geven.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het murine socket healing model is een belangrijke methode voor het ontrafelen van de onderliggende mechanismen in botgenezing en regeneratie, waardoor uiteindelijk klinische uitdagingen worden opgelost. Bestaande studies hebben de mogelijkheid van het snijtandextractiemodel en het maxillaire molaire extractiemodel aangetoond, terwijl studies geen gebruik hebben gemaakt van het mandibulaire eerste molaire model13,17,18. Snijtand…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk wordt ondersteund door de National Natural Science Foundation of China 81825005 (L.Y.), 82201045 (F.Y.) en 82100982 (F.L.), en door het Sichuan Province Science and Technology Program 2021JDRC0144 (F.L.), 2022JDRC0130 (F.Y.).
Materials
| 23/25/26 G needle | Chengdu Xinjin Shifeng Medical Apparatus & Instruments Co. LTD. | SB1-074(IV) | |
| C57/B6J | Gempharmatech Experimental Animals Company, Chengdu, China | C57/B6J | |
| DAPI Staining Solution | Beyotime | Cat#C1005 | |
| Embedding Cassettes | CITOTEST Scientific | 80106-1100-16 | |
| Hematoxylin and Eosin Stain Kit | Biosharp | BL700B | |
| Isoflurane | RWD Life Science Co.,Ltd | R510-22-10 | |
| Masson’s Trichrome Stain Kit | Solarbio | G1340 | |
| Microtome | Leica | RM2235 | |
| Pentobarbital Sodium | Huaxia Chemical Reagent Co., Ltd | 2018042001 | |
| Rabbit polyclonal | anti-Sp7 | Abcam Cat# ab22552 | |
| Tweezers | Chengdu Xinjin Shifeng Medical Apparatus & Instruments Co. LTD. | SB2-115 |
References
- Mamoun, J. Dry socket etiology, diagnosis, and clinical treatment techniques. Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons. 44 (2), 52-58 (2018).
- Laraki, M., Chbicheb, S., El Wady, W. Alveolitis: review of the literature. Odonto-Stomatologie Tropicale = Tropical Dental Journal. 35 (139), 19-25 (2012).
- Soundia, A., et al. Osteonecrosis of the jaws (ONJ) in mice after extraction of teeth with periradicular disease. Bone. 90, 133-141 (2016).
- Araújo, M. G., Silva, C. O., Misawa, M., Sukekava, F. Alveolar socket healing: what can we learn. Periodontology 2000. 68 (1), 122-134 (2015).
- Hojo, H., Ohba, S. Sp7 Action in the skeleton: its mode of action, functions, and relevance to skeletal diseases. International Journal of Molecular Sciences. 23 (10), 5647 (2022).
- Zhou, X., et al. Multiple functions of Osterix are required for bone growth and homeostasis in postnatal mice. Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (29), 12919-12924 (2010).
- Ito, S., et al. Pathological differences in the bone healing processes between tooth extraction socket and femoral fracture. Bone Reports. 16, 101522 (2022).
- Vasak, C., et al. Early bone apposition to hydrophilic and hydrophobic titanium implant surfaces: a histologic and histomorphometric study in minipigs. Clinical Oral Implants Research. 25 (12), 1378-1385 (2014).
- Araújo, M. G., Lindhe, J. Dimensional ridge alterations following tooth extraction. An experimental study in the dog. Journal of Clinical Periodontology. 32 (2), 212-218 (2005).
- Kim, I. -. S., Ki, H. -. C., Lee, W., Kim, H., Park, J. -. B. The effect of systemically administered bisphosphonates on bony healing after tooth extraction and osseointegration of dental implants in the rabbit maxilla. The International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 28 (5), 1194-1200 (2013).
- Kanyama, M., et al. Connective tissue growth factor expressed in rat alveolar bone regeneration sites after tooth extraction. Archives of Oral Biology. 48 (10), 723-730 (2003).
- Zhou, S., et al. The role of IFT140 in early bone healing of tooth extraction sockets. Oral Diseases. 28 (4), 1188-1197 (2022).
- Apaza Alccayhuaman, K. A., et al. FasL is required for osseous healing in extraction sockets in mice. Frontiers in Immunology. 12, 678873 (2021).
- Avivi-Arber, L., Avivi, D., Perez, M., Arber, N., Shapira, S. Impaired bone healing at tooth extraction sites in CD24-deficient mice: A pilot study. PLoS One. 13 (2), 0191665 (2018).
- Vieira, A. E., et al. Intramembranous bone healing process subsequent to tooth extraction in mice: micro-computed tomography, histomorphometric and molecular characterization. PLoS One. 10 (5), 0128021 (2015).
- Min, K. -. K., et al. Effects of resveratrol on bone-healing capacity in the mouse tooth extraction socket. Journal of Periodontal Research. 55 (2), 247-257 (2020).
- Yu, F., Li, F., Zheng, L., Ye, L. Epigenetic controls of Sonic hedgehog guarantee fidelity of epithelial adult stem cells trajectory in regeneration. Science Advances. 8 (29), (2022).
- Kuroshima, S., et al. Transplantation of noncultured stromal vascular fraction cells of adipose tissue ameliorates osteonecrosis of the jaw-like lesions in mice. Journal of bone and Mineral Research. 33 (1), 154-166 (2018).
- Ahel, V., et al. Forces that fracture teeth during extraction with mandibular premolar and maxillary incisor forceps. The British Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 53 (10), 982-987 (2015).
