Ligatur Kaynaklı Periodontitis Fare Modelinin Preklinik Araştırmalar İçin Optimizasyonu
30 Nisan 2026
Ligatur kaynaklı periodontitis fare modeli, periodontal hastalığı incelemek için etkili ve giderek daha popüler bir araçtır. Laboratuvar çalışması tasarımı, 3D baskılı alveolar alet üretimi ve μCT analiziyle kemik nicelendirmesi dahil olmak üzere, interproksimal alveolar kemik imha odaklı basitleştirilmiş bir modelin uygulanması için ayrıntılı rehberler sunulmaktadır.
Laboratuvarımız, farklı gruplarda iltihapın diş eti ve kemik hasarına nasıl yol açtığını inceleyerek periodontal hastalığı araştırıyor. Gingivit ve periodontitis'i engellemeyi hedefleyerek yeni hastalık yollarını ve yeni kişileri hedeflemeyi hedefliyoruz. Basitleştirilmiş ligatürle indüklenen periodontitis fare modeli, dişlerin arasında çift düğümlü tek bir iplik kullanır; 3D baskılı araçlar, fare diş yatağı ve geleneksel modellerden daha az karmaşık olan ligatür tutucuyu kullanır.
Bu yaklaşım, anestezi soluma tekniğini kullanır; bu yöntem, farelerin iyileşmesini daha hızlı (10 dakikadan kısa sürer) sağlar; enjeksiyon anestezi kullanan geleneksel modellere kıyasla iyileşme süresi yaklaşık 30 dakika civarındadır. Fare diş yatağı montajını hazırlamak için, tüm diş yatağı parçalarını ve yapıştırıcıyı çalışma platformuna yerleştirin. Sonra, başlık stabilizasyon parçalarını yapıştırıcı kullanarak yerlerine sabitleyin.
15C bistil bıçak sapında üç numaralı bıçak kullanarak, bağlama tutucu kilidin dış kısmındaki keskin kenarları 45 derece açıyla eğimleyerek kilitleme veya açma sırasında rahatsızlığı azaltın. Ligatür tutucu kilidindeki iç kıvrılmış köşeleri kare olarak düzeltin. 3D baskının üst ve alt kenarlarından flaşı çıkarın ve bu kenarları 45 derece eğimle eğimleyin.
Yumuşak dokulara travmatik zarar oluşmasını önlemek için ligatür tutucunun her ucundan 45 derece açıyla bir dilim alın. Ligatür tutucundaki her ucda V şeklinde bir çentik olduğundan emin olun. Bu V şeklindeki çentik görünürse, 15C bistüri bıçağını çentikin tabanına nazikçe yerleştirin.
Şimdi, bıçağı dikkatlice ucunun dış yüzeyine doğru eğin ve dış kenardaki V şeklindeki çentikin tabanını inceleyin. V şeklindeki çentik görünmüyorsa, ligatür tutucu ucunun ortasına 15C bir bistüre bıçağı yerleştirin ve tek bir hareketle sığ bir kesim yaparak V şeklinde bir çentik oluşturun. Ligatürü oluklara geçirirken, ligatür tutucusunun önünden bakıldığında iki düğümün ortada ve düz olduğundan emin olun.
Diş kaşifi kullanarak, düğümler arasına hafif kuvvet uygulandığında ligatürün kaymadan yerine geri zıpladığını doğrulayın. Bağ yerleştirme için, anestezi altındaki fareyi sırtı yatağa yaslanacak şekilde ve burnu burun konisine yakın olacak şekilde fare diş yatağına yerleştirin. Lastik bantlarla farenin başını stabilize edin ve ağzını açın.
Bir ligatür sağ tarafa yerleştirmek için, sağ elde ligatür tutucunu, sol elde kaşifi tutun. Kaşifin ucunu damak tarafındaki birinci ve ikinci azı dişlerin interproksimal temasının altına nazikçe yerleştirin. Explorer ucunu kullanarak önce dişlere dokunun, sonra aşağı kaydırın ve yumuşak dokunun travmatize edilmesini önlemek için diş etine yaslayın.
Doğru konumlandırıldıktan sonra keşif sapını yatay bir alanda dinleyin. Ligatür yerleştirme için explorer ucunun doğru şekilde kullanıldığından emin olun. Kaşifi proksimal temas alanına bağlayın ve başı tepki kuvvetlerine karşı stabilize edin.
Yanağı ligatür tutucu kullanarak geri çekin ve ligatürü birinci ile ikinci azı dişler arasındaki interproksimal temasın üzerine yerleştirin. Sonra, ligatür tutucusunun sapını 45 dereceye kadar döndürün ve nazik sallama ile kayma kombinasyonuyla ligatürü temastan itin. İnce iğne forsepsleri kullanarak, sağ taraftaki düğüme bağlı fazla ipliği toklayın.
İpliği dişlerin üzerinden sola doğru çekin ve makası iplik boyunca yaklaşık 1,5 milimetre mesafeye kadar kaydırarak kesin. Mikro BT analizi için yazılımı açın ve Dosya'ya tıklayın, ardından Görüntüyü İtiştir. Açılır menüde Bak'a tıklayın.
Bir tarama için DICOM dosyalarının bulunduğu klasöre gidin ve ilk dosyayı seçin. Aynı taranmış örnek için klasördeki diğer dosyaları bulmak ve seçmek için Examine seçeneğine tıklayın. Sonra, OK tuşuna tıklayın. Görüntüler yüklenmeye başladığında, Visualize ve Isosurface seçeneklerine tıklayın.
Görüntü eşiğini 5.000'e ve yüzey kalite faktörünü yüzde 55'e değiştirin. Mevcut ROI ile Görüntü Düzgünleştirme ve Klip Yüzeyi ile işaretlenmiş kutuları işaretleyin ve Günle seçeneğine tıklayın. Seviye özelliklerini ayarlamak için, alttaki Window/Level'e sağ tıklayın ve Window Change/Level Properties'i Düzenle'ye tıklayın.
Kemik yoğunluğu değerini 2.000 olarak ayarlayın ve tüm ölçümler için sabit tutun. Uçakları manipüle etmek için, üç farklı düzlem için klavye kısayollarını kullanın. İmleci sağa tıklayıp yakınlaştırıp uzaklaştırmak için hareket ettirin.
Shift tuşuna basın ve sol tıklayın ve pan yapın. Sonra, düzlemleri hareket ettirmek ve döndürmek için Dilimle'e tıklayın. Sonra, düzlemi ileri veya geri hareket ettirmek için düzlemin merkezine tıklayın.
Alternatif olarak, imleci istenen düzlemin ortasına yerleştirin ve yukarı ve aşağı ok tuşlarını kullanarak düzlemi bir dilim olarak hareket ettirin. Düzlemin kenarına tıklayarak düzlemin ortasında bu kenara paralel bir çizgi etrafında döndürün. Bir düzlemin köşesine tıklayarak düzlemin etrafında döndürün.
Sonra, ekranın üst kısmında mavi renkte görünen Z dilimi yönü edin, böylece üç dişin yüzeyleri aynı anda veya mümkün olduğunca yakın görünür hale gelir. Sonra, aynı Z dilimi düzleminde birinci ve ikinci azı dişlerinin kökleri görünür hale gelene kadar kaydırın, böylece çevredeki anatomi ve kanallar iyi tanımlanır. X eksenini, her bir kök kanalının orta kısmı boyunca birinci ve ikinci azı dişi dişin bukkal kökleriyle hizala.
Alternatif olarak, birinci azı dişin bukkal kökü ve ikinci azı dişin distobukkal kökü üzerinden hizalanın. Sonra, X diliminin yönelimini Y diliminin hizalanması için referans olarak kullanın. Y dilimi X dilim panelindeki ilk azı dişinin kökünden dikey olarak paralel hizalayın.
Düzlemi döndürerek kökü dikey olarak yönlendirin ve mavi çizgilerin kökün ortasından geçtiğini gözlemleyin. Y dilim panelinde, çimento-mineel birleşiminden (CEJ) alveolar kemik tepesine (ABC) olan mesafeyi ölçmek için, imleci CEJ'deki oluğun en derin noktasına yerleştirin ve 1'e basın. Sonra imleci ABC'nin yakın noktasına yerleştirin ve 2'ye basın.
Mavi ok ilk noktayı, ikinci nokta ise yeşil bir okla belirtilir. Ölçüm noktalarını gösteren oklar hemen görünmezse, oku istenen alanların üzerine getirin ve klavyedeki sayı tuşlarına basın. CEJ belirlenmesi zorsa, yukarı ve aşağı ok tuşlarını kullanarak bitişik dilimlerde kaydırarak konumunu doğrulayın.
ABC'nin en yakın noktasını belirlemek zordursa, tutarlı ölçüm sağlamak için birden fazla noktayı ölçün. Protokol makalemizdeki başarımıza rağmen, yeni araştırmacılar 3D baskılı araçların, fare diş yatağının, ligatür tutucunun montajı ve kullanımında hâlâ zorluk buldu. Bunu ele almak için, araştırmacılara bu 3D baskılı araçların laboratuvar ortamında kullanılabilmeleri için montaj ve kullanım sürecini anlatan adım adım bir video oluşturduk.
Araştırma ekibimiz, inflammazom adı verilen bir protein grubunun iltihaplanma ve periodontitin gelişimini durdurmak için nasıl kullanılabileceğini ortaya çıkarmak için klinik çalışmaları ve basitleştirilmiş ligatür kaynaklı periodontit modelini kullanmıştır.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Overview
This article details a simplified ligature-induced periodontitis mouse model, designed to facilitate the study of periodontal disease mechanisms and therapeutic interventions. The protocol leverages 3D-printed tools for efficient and reproducible ligature placement, focusing on the interproximal region between two posterior teeth, which closely mimics the initial site of human periodontal disease. The model enables rapid, standardized induction of bone loss and supports quantitative analysis using micro-CT imaging.
Key Study Components
Area of Science
- Periodontal disease research
- Preclinical mouse models
- Dental and bone pathology
Background
- Ligature-induced periodontitis in mice is a widely used model for studying periodontal disease pathogenesis.
- Traditional models are technically challenging and time-consuming.
- The simplified model targets the interproximal region, reflecting common initiation sites in human disease.
- 3D-printed tools improve procedural efficiency and reproducibility.
Purpose of Study
- To provide a streamlined, reproducible protocol for inducing periodontitis in mice.
- To facilitate preclinical testing of periodontal therapeutics.
- To standardize bone loss quantification using micro-CT.
Methods Used
- Placement of a double-knotted ligature between the first and second molars using 3D-printed dental bed and ligature holder.
- Use of inhalation anesthesia for rapid recovery.
- Step-by-step assembly and preparation of 3D-printed tools.
- Micro-CT imaging and analysis for quantifying alveolar bone loss.
- Measurement of gene expression (Rank, Rankl, Opg) as indirect markers of osteoclastogenic activity.
Main Results
- The simplified model allows for ligature placement in 5–10 minutes per mouse.
- Osteoclastogenic signaling is detectable after 3 days; consistent bone destruction occurs by 9 days post-ligation.
- Micro-CT enables precise measurement of bone loss between the first and second molars.
- The protocol supports reproducible and efficient induction of periodontitis for preclinical studies.
Conclusions
- The simplified ligature-induced periodontitis model is efficient, reproducible, and cost-effective.
- 3D-printed tools enhance procedural standardization and accessibility.
- This model is well-suited for testing innovative periodontal therapies in preclinical settings.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
The simplified ligature-induced periodontitis mouse model provides a standardized, rapid, and reproducible platform for preclinical evaluation of periodontal disease mechanisms and therapeutic candidates. By leveraging 3D-printed tools and quantitative micro-CT analysis, this model enhances predictive confidence and translational continuity from discovery to preclinical research. Its focus on clinically relevant anatomical sites and quantifiable bone loss supports risk-adjusted portfolio decisions in dental and bone pathology pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of osteo-immunological pathways relevant to periodontal disease initiation and progression.
- Supports functional validation of therapeutic targets through quantifiable bone loss and gene expression outputs.
- Facilitates mechanistic de-risking by modeling human disease-relevant interproximal bone destruction.
Screening & Assay Development
- Provides a reproducible, standardized in vivo system for evaluating candidate therapeutics targeting bone and inflammatory pathways.
- Enables quantitative, micro-CT-based readouts for robust assay development and cross-study comparability.
- Streamlines workflow with 3D-printed tools, reducing procedural variability and supporting high-throughput screening readiness.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with human disease initiation sites, enhancing translational relevance of preclinical findings.
- Supports biomarker-driven evaluation via gene expression analysis of Rank, Rankl, and Opg.
- Enables continuity from mechanistic discovery to preclinical therapeutic assessment in a cost-effective model.
Pipeline & Workflow Integration
This model bridges early discovery and preclinical validation by providing a scalable, standardized workflow for hypothesis testing and therapeutic evaluation in periodontal disease research.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven investigation of inflammatory and osteoclastogenic mechanisms in vivo.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative bone loss measurements for candidate prioritization.
- Analytics: Integrates micro-CT and gene expression outputs for robust comparative analysis.
- Translational Research: Models disease-relevant anatomical sites and biomarkers for preclinical-to-clinical alignment.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, reusable platform for ongoing therapeutic and mechanistic studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in target validation.
- Operational Value: Enhances reproducibility, standardization, and procedural efficiency with 3D-printed tools.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making and capital allocation by providing robust, quantifiable endpoints.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted advancement and prioritization of periodontal therapeutic candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal handling, dental anatomy, and micro-CT imaging.
- Needs access to 3D-printing infrastructure for tool fabrication and maintenance.
- Demands rigorous procedural standardization and calibration for cross-study comparability.
- Adaptable to various genetic backgrounds and therapeutic modalities with protocol adjustments.
- Dependent on consistent training and quality control to minimize technical variability.
