सीटू Compressive लोड हो रहा है और हड्डी periodontal बंधन टूथ तंतु संधि के correlative noninvasive इमेजिंग में

1Division of Biomaterials and Bioengineering, Department of Preventive and Restorative Dental Sciences, University of California San Francisco, 2Department of Radiology and Biomedical Imaging, University of California San Francisco, 3Xradia Inc.
Published 3/07/2014
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Bioengineering

You must be subscribed to JoVE to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit," you agree to our policies.

 

Summary

इस अध्ययन में, रेशेदार संयुक्त बायोमैकेनिक्स के लिए माइक्रो एक्स - रे गणना टोमोग्राफी के साथ मिलकर सीटू लोड हो रहा है डिवाइस में एक के उपयोग पर चर्चा की जाएगी. संयुक्त बायोमैकेनिक्स में एक समग्र परिवर्तन के साथ पहचान योग्य प्रायोगिक readouts शामिल होंगे: 1) प्रतिक्रियावादी विस्थापन बनाम बल, वायुकोशीय सॉकेट भीतर यानी दांत विस्थापन और लदान के लिए अपनी प्रतिक्रियावादी प्रतिक्रिया, 2) तीन आयामी (3 डी) स्थानिक विन्यास और मौरफोमैटरिक्स, यानी ज्यामितीय कारण लोडिंग अक्ष, यानी गाढ़ा या सनकी भार में बदलाव के लिए वायुकोशीय सॉकेट के साथ दांत, और readouts 1 और 2 में 3) में परिवर्तन के संबंध.

Cite this Article

Copy Citation

Jang, A. T., Lin, J. D., Seo, Y., Etchin, S., Merkle, A., Fahey, K., et al. In situ Compressive Loading and Correlative Noninvasive Imaging of the Bone-periodontal Ligament-tooth Fibrous Joint. J. Vis. Exp. (85), e51147, doi:10.3791/51147 (2014).

Please note that all translations are automatically generated through Google Translate.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

इस अध्ययन से एक उपन्यास बायोमैकेनिक्स परीक्षण प्रोटोकॉल को दर्शाता है. इस प्रोटोकॉल का लाभ इस प्रकार नकली शारीरिक भार और गीला शर्तों के तहत आंतरिक संरचनात्मक तत्वों के दृश्य को सक्षम करने, एक उच्च संकल्प एक्स - रे सूक्ष्मदर्शी के लिए युग्मित सीटू लोड हो रहा है डिवाइस में एक का उपयोग भी शामिल है. प्रायोगिक नमूनों बरकरार बोन periodontal बंधन (पीडीएल) दांत रेशेदार जोड़ों शामिल होंगे. 1) विस्थापन बनाम प्रतिक्रियावादी बल: दांत विस्थापन वायुकोशीय सॉकेट भीतर और लदान, 2) तीन आयामी (3 डी) स्थानिक विन्यास को अपने प्रतिक्रियावादी प्रतिक्रिया का परिणाम है कि वे अंग स्तर बायोमैकेनिक्स के लिए लागू किया जा सकता है के रूप में प्रोटोकॉल के तीन महत्वपूर्ण सुविधाओं समझाना होगा और मौरफोमैटरिक्स: ज्यामितीय वायुकोशीय सॉकेट से दांत का रिश्ता, और कारण यानी विलक्षण भार को गाढ़ा से लदान अक्ष में बदलाव करने के लिए readouts 1 और 2 में 3) में परिवर्तन. प्रस्तावित प्रोटोकॉल की प्रभावकारिता यांत्रिक ते युग्मन द्वारा मूल्यांकन किया जाएगा3 डी मौरफोमैटरिक्स और संयुक्त के समग्र बायोमैकेनिक्स के लिए स्टिंग readouts. इसके अलावा, इस तकनीक को विशेष रूप से प्रतिक्रियावादी भार पूर्व रेशेदार जोड़ों की tomograms प्राप्त करने के लिए, प्रयोगात्मक शर्तों संतुलित करने की जरूरत पर जोर देना होगा. यह प्रस्तावित प्रोटोकॉल पूर्व vivo परिस्थितियों में नमूनों के परीक्षण के लिए सीमित है, और कोमल ऊतक यांत्रिक प्रतिक्रिया कल्पना करने के लिए एजेंटों के विपरीत है कि उपयोग ऊतक और अंग स्तर बायोमैकेनिक्स के बारे में गलत निष्कर्ष तक ले जा सकता है कि ध्यान दिया जाना चाहिए.

Introduction

कई प्रयोगात्मक विधियों चलसन्धि की प्रकृति वाला और रेशेदार जोड़ों के बायोमैकेनिक्स जांच करने के लिए इस्तेमाल हो रहे हैं. दांत अंग बायोमैकेनिक्स के लिए विशिष्ट तरीके तनाव गेज 1-3, photoelasticity तरीकों 4, 5, मौआ इंटरफेरोमेट्री 6, 7, इलेक्ट्रॉनिक धब्बा पैटर्न इंटरफेरोमेट्री 8, और डिजिटल छवि सहसंबंध (डीआईसी) 9-14 का उपयोग शामिल है. इस अध्ययन में, नवीन दृष्टिकोण एक रेशेदार संयुक्त की आंतरिक संरचना को बेनकाब करने के लिए एक्स - रे का उपयोग (नरम क्षेत्रों से मिलकर mineralized ऊतकों और उनके इंटरफेस है, और इस तरह के स्नायुबंधन के रूप में ऊतकों interfacing) में vivo परिस्थितियों के बराबर भार में noninvasive इमेजिंग शामिल हैं. एक माइक्रो एक्स - रे सूक्ष्मदर्शी को मिलकर एक में सीटू लोड हो रहा है डिवाइस का उपयोग किया जाएगा. लोड समय और लोड विस्थापन घटता एक हौसले से काटा चूहा Hemi-जबड़ा भीतर ब्याज की दाढ़ भरी हुई है के रूप में एकत्र किया जाएगा. एम1) कोई बोझ और जब भरी हुई है, और जब 2) समकेंद्रिकतापूर्वक और बहकते भरी हुई: इस अध्ययन में प्रस्तुत दृष्टिकोण से ऐन लक्ष्य पर स्थितियों की तुलना द्वारा दांत हड्डी के तीन आयामी आकारिकी के प्रभाव पर जोर देना है. कटौती नमूनों की आवश्यकता को समाप्त और गीला शर्तों के तहत पूरे बरकरार अंगों पर प्रयोगों प्रदर्शन करने के लिए 3 डी तनाव राज्य का अधिकतम संरक्षण के लिए अनुमति देगा. यह विभिन्न लोडिंग परिदृश्यों के तहत परिसर के गतिशील प्रक्रियाओं को समझने में जांच का एक नया क्षेत्र खुल जाता है.

इस अध्ययन में, एक Sprague Dawley चूहे की एक अक्षुण्ण रेशेदार संयुक्त भीतर परीक्षण पीडीएल बायोमैकेनिक्स के लिए विधियों, एक इष्टतम जैव अभियांत्रिकी मॉडल प्रणाली के रूप में माना जाता है एक संयुक्त वर्णन दिया जाएगा. प्रयोगों वे अंग स्तर बायोमैकेनिक्स के लिए संबंधित के रूप में संयुक्त के तीन महत्वपूर्ण सुविधाओं को उजागर करने के क्रम में हाइड्रेटेड परिस्थितियों में चर्वण भार का अनुकरण शामिल होंगे. तीन अंक शामिल होंगे: विस्थापन बनाम 1) प्रतिक्रियावादी बल:दांत वायुकोशीय सॉकेट भीतर विस्थापन और लदान के लिए अपनी प्रतिक्रियावादी प्रतिक्रिया, 2) तीन आयामी (3 डी) स्थानिक विन्यास और मौरफोमैटरिक्स: वायुकोशीय सॉकेट से दांत की ज्यामितीय संबंध, और कारण में बदलाव के लिए readouts 1 और 2 में 3) में परिवर्तन गाढ़ा से विलक्षण भार यानी लोडिंग अक्ष,. प्रस्तावित तकनीक की तीन मूलभूत readouts कारण कार्यात्मक मांगों में परिवर्तन, और / या रोग के लिए रीढ़ या तो में जोड़ों के अनुकूली प्रकृति की जांच के लिए लागू किया जा सकता है. Aforementioned readouts में परिवर्तन, विभिन्न लदान दरों पर विशेष रूप से विस्थापन के साथ प्रतिक्रियावादी भार के बीच संबंध, और प्रतिक्रियावादी लोड समय और लोड विस्थापन घटता जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त बायोमैकेनिक्स में समग्र परिवर्तन को उजागर करने के लिए लागू किया जा सकता है. प्रस्तावित प्रोटोकॉल की प्रभावकारिता 3D मौरफोमैटरिक्स और संयुक्त के समग्र बायोमैकेनिक्स के लिए यांत्रिक परीक्षण readouts युग्मन द्वारा मूल्यांकन किया जाएगा.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

पशु आवास और इच्छामृत्यु: इस प्रदर्शन में इस्तेमाल सभी जानवरों संस्थागत पशु की देखभाल और उपयोग समिति (IACUC) और राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (एनआईएच) के दिशा निर्देशों के अनुसार रोगज़नक़ मुक्त परिस्थितियों में रखे थे.

मानक हार्ड गोली चूहे चाउ और पानी विज्ञापन उदारीकरण के साथ जानवरों प्रदान करें. IACUC द्वारा अनुमोदित के रूप में UCSF के मानक प्रोटोकॉल के अनुसार कार्बन डाइऑक्साइड asphyxiation, द्विपक्षीय thoracotomy के एक दो कदम विधि के माध्यम से जानवरों euthanize. ऊतक गिरावट से बचने के लिए पशु बलि के 24 घंटे के भीतर बायोमैकेनिकल परीक्षण करते हैं.

1. तैयारी और एक चूहा जबड़ा या जबडा के विच्छेदन

  1. कौए की चोंच की समान मुड़ा हुआ प्रक्रिया और वाहकनलिका प्रक्रिया (चित्रा 1) के 15 सहित पूरे जबड़ा, जबकि संरक्षण धीरे झिल्लीदार ऊतक और मांसपेशियों के ऊतकों संलग्नक विच्छेद द्वारा चूहे mandibles निकालें.
  2. गाड़ी से अलग hemimandiblesefully एक स्केलपेल ब्लेड के साथ जबड़े सहवर्धन की रेशेदार ऊतक में कटौती.
    नोट: वे शारीरिक रूप से 2 एन डी दाढ़ के biomechanical परीक्षण में बाधा डालती यदि कोरोनरी और वाहकनलिका प्रक्रियाओं, और जबड़ा के Ramus (चित्रा 1) हटा दिया जाना चाहिए.
  3. दाढ़ की लोडिंग में बाधा के रूप में नहीं गूदा कक्ष को प्रकाश में लाने के बिना कृन्तक काटें.

2. सीटू Compressive लोड में के लिए नमूना तैयार करना (चित्रा 2)

  1. पूर्व सीटू लोड हो रहा है डिवाइस (2A चित्रा) में एक में इसे लोड करने के लिए प्रयोगात्मक नमूना तुलना में काफी कठोर है कि एक सामग्री का उपयोग करके एक इस्पात ठूंठ पर नमूना स्थिर.
    नोट: polymethylmethacrylate (PMMA) यदि कोई हो, एक दंत एक्सप्लोरर का उपयोग कर हटा दिया गया था, इस अध्ययन और अधिक नमूना स्थिर करने के लिए इस्तेमाल किया गया था.
  2. दोनों में एक सीधे धार का प्रयोग AFM धातु नमूना डिस्क के साथ ब्याज समानांतर की दाढ़ (एस) के occlusal सतह संरेखितविमानों (यानी बीच का-बाहर का और मुख भाषी).
  3. दाढ़ आसपास के एक कुंद साधन के साथ एक गर्त बनाएँ.
    नोट: यह अंतरिक्ष अतिरिक्त तरल होते हैं और सीटू लदान में दौरान ऊतक हाइड्रेशन बनाए रखने के लिए एक "खाई" के रूप में सेवा करनी चाहिए.
  4. एक समग्र दंत उपयोग कर गाढ़ा (चित्रा 2 बी) या सनकी (चित्रा -2) लोड करने के लिए का निर्माण करने के दांत की सतह तैयार करें. 15 सेकंड के लिए occlusal सतह पर 35% फॉस्फोरिक एसिड जेल के साथ ब्याज के दांत की सतह खोदना.
  5. विआयनीकृत पानी से अच्छी तरह एचेंट कुल्ला और एक हवा / पानी सिरिंज या एक संपीड़ित हवा कनस्तर का उपयोग कर सतह सूखी. एक एक्सप्लोरर के साथ, एक पतली परत में खुले cusps में संबंध एजेंट की एक बूंद फैल गया. एक चिकित्सकीय इलाज लाइट के साथ समग्र इलाज.
    नोट: कंपोजिट शामिल सभी चरणों का एक दीपक से प्रत्यक्ष प्रकाश के बिना किया जाना चाहिए. ऐसी स्थिति undesirably polymerization की प्रक्रिया में तेजी लाने, और coul होगाडी समग्र के उचित स्थान को रोकने के. कमरे में प्रकाश व्यवस्था स्वीकार्य है.
  6. ठीक एक स्केलपेल या रेजर ब्लेड के साथ आसन्न दांत से अतिरिक्त संबंध एजेंट निकालें.
  7. सतह की तैयारी निम्नलिखित सतह पर flowable समग्र दंत प्लेस और एक दंत एक्सप्लोरर का उपयोग ब्याज की दाढ़ (एस) के खांचे में यह फैल गया.
  8. 30 सेकंड के लिए चिकित्सकीय इलाज लाइट के लिए समग्र बेनकाब.
  9. ब्याज की दाढ़ (एस) और 30 सेकंड के लिए प्रकाश इलाज के occlusal विमान से, एक दंत राल मिश्रित उपयोग के बारे में 3-4 मिमी की एक occlusal buildup को ढालना.
  10. एक सीधे बढ़त और एक उच्च गति हाथ टुकड़ा का उपयोग करके सभी नमूनों में एकरूप लदान योजना सक्षम करने के लिए एक फ्लैट सतह समानांतर करने के लिए समग्र buildup के ऊपर कम करें.
    नोट: बायोमैकेनिकल परीक्षण के दौरान, अन्य नमूनों 50 मिलीग्राम / एमएल पेनिसिलिन के साथ Tris फॉस्फेट बफर समाधान (टीबीएस) में संग्रहीत है, और स्ट्रेप्टोमाइसिन 15 होना चाहिए.

3. लोड हो रहा है डिवाइस बहाव औरजकड़न, सामग्री संपत्ति फर्क क्षमता, रेशेदार संयुक्त सीटू लोड में

  1. चित्रा 2 बी के रूप में दिखाया वर्दी लोड करने के लिए लोड हो रहा है मंच के विचाराधीन समग्र buildup के साथ नमूना, और परीक्षण सुरक्षित.
  2. गाढ़ा या सनकी लोड हो रहा है (आंकड़े 2 बी और 2 सी) के लिए जाँच करने के लिए एक परिमित लोड करने के लिए नमूना लोड करके पीछा मिश्रित की सतह पर एक articulating कागज रखें.
  3. नमूना जलयोजन सुनिश्चित करने के लिए नमूना चारों ओर टीबीएस से लथपथ Kimwipe रखें. नमूना के चारों ओर एक गर्त बनाओ और इमेजिंग के दौरान हाइड्रेटेड अंग रखने के लिए टीबीएस के साथ भरें.
  4. Hemimandible के स्थिरीकरण के बाद एक विस्थापन दर पर एक वांछित पीक लोड करने दाढ़ सेक करने के लिए DEBEN सॉफ्टवेयर में निवेश पीक लोड और विस्थापन दर.
    नोट: सामग्री लोड ट्रांसड्यूसर संवेदनशीलता = 0.1 (समय के साथ संकुचित है के रूप में विशिष्ट readouts एक प्रतिक्रियावादी भार को शामिल करना चाहिएएन). लोड समय और विस्थापन के समय से, संकुचित सामग्री के लिए एक लोड विस्थापन की अवस्था 16-18 प्राप्त किया जाना चाहिए. लोड हो रहा है चक्र से एकत्र आंकड़ों का प्रयोग, संयुक्त के विभिन्न गुण भी निर्धारित किया जा सकता है. संयुक्त कठोरता रैखिक भाग विस्थापन वक्र 19 बनाम लोड की लोडिंग चरण की (डेटा का लगभग पिछले 30%) की ढाल लेने से गणना की जानी चाहिए.

4. Phosphotungstic एसिड (पीटीए) के साथ नरम ऊतक, पीडीएल का धुंधला,

नोट: एक्स - रे क्षीणन विपरीत बढ़ाने के लिए, पीडीएल 5% पीटीए समाधान 20 के साथ दाग होना चाहिए.

  1. बैकफ़िल पीटीए धुंधला हो जाना एक साफ 1.8 एमएल ग्लास carpule में समाधान और सिरिंज में लोड carpule जगह है.
  2. ब्याज की दाढ़ आसपास के periodontal ऊतकों को संरचनात्मक क्षति को रोकने के लिए आसन्न दांत के पीडीएल अंतरिक्ष में समाधान धीरे धीरे (5 मिनट / carpule) इंजेक्षन.
    नोट: ऊपर कदम चाहिए खसमाधान के बारे में 5 पूर्ण carpules (9 मिलीलीटर) जब तक दोहराया ई इंजेक्शन और आसपास के ऊतकों में प्रवाह करने की अनुमति दी जाती है. तैयार नमूनों भी शेष पीटीए समाधान (8 घंटा) में रात भर भिगो जा सकता है.

5. अनुशंसित μ-XCT स्कैन सेटिंग्स

निम्नलिखित स्कैनिंग सेटिंग्स के साथ एम XCT कार्य करें:

उद्देश्य बढ़ाई 4X, 10X
1,800 छवियों
एक्स - रे ट्यूब वोल्टेज 75 केवीपी (पीटीए दाग नमूने के लिए 50 केवीपी)
8 डब्ल्यू
समय जोखिम ~ 8-25 सेकंड *
~ 4 माइक्रोन (4X उद्देश्य), ~ 2 माइक्रोन (10X उद्देश्य) **

* जोखिम समय ज्यामिति और नमूना और एक्स - रे ट्यूब Vo के ऑप्टिकल घनत्व के आधार पर भिन्न हो सकते हैंltage.
** वास्तविक पिक्सेल संकल्प थोड़ा स्रोत, नमूना, और डिटेक्टर के विन्यास के आधार पर अलग होगा.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

लोड हो रहा है डिवाइस "प्रतिक्रिया" एक निरंतर लोड के तहत, "pushback", कठोरता, और सिस्टम बहाव का आकलन

बैकलैश: चक्र की लोडिंग और अनलोडिंग भागों के बीच, सच उतारने नमूना दूर शीर्ष जबड़े (चित्रा 3) से खींचतान यानी के रूप में, शुरू होने से पहले मोटर भीतर रिवर्स गियर के दौरान जो 3 सेकंड के एक ठहराव मौजूद है. इस अवधि प्रणाली जबड़े का उद्घाटन करने के लिए बंद करने से स्विच करने के लिए प्रयास कर रहा है, जब समय के एक खंड का प्रतिनिधित्व करता है जो सिस्टम में एक प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है. यह सब भार चक्र की परवाह किए बिना नमूना या लदान की स्थिति की एक ऐसी ही प्रतिक्रिया प्रतिक्रिया (चित्रा 4) में शामिल होंगे कि ध्यान दिया जाना चाहिए. एक कठोर शरीर का उपयोग कर प्राप्त समय वक्र बनाम एक सामान्य भार दो अलग एल पर लोडिंग, उतराई, और जवाबी क्षेत्रों पर प्रकाश डाला आंकड़े 3 ए और 3 बी में दिखाया गया है6 और एन 16 एन के oads इसी तीन क्षेत्रों पर प्रकाश डाला विस्थापन वक्र बनाम एक सामान्य भार चित्रा -3 सी में दिखाया गया है.

Pushback: सभी प्रतिक्रिया अवधि में एक ही 3 सेकंड समय सीमा, प्रतिक्रियावादी प्रतिक्रिया भीतर और जवाबी क्षेत्र का आकार नमूना के आधार पर बदल सकता है एक परिणाम के रूप में होते हैं. बोन पीडीएल टूथ जटिल और polydimethlysiloxane (PDMS) की तुलना में जब एक कठोर शरीर (चित्रा 3) का उपयोग कर प्रणाली का परीक्षण करके, प्रतिक्रियावादी भार में steepest और उच्चतम बूंद मनाया गया. हालांकि, रेशेदार संयुक्त PDMS की तुलना में प्रतिक्रिया चरण के दौरान प्रतिक्रियावादी भार में उल्लेखनीय गिरावट सचित्र. PDMS (चित्रा 4) के नमूनों से कम ड्रॉप (- चित्रा -4 ए 1:05 और 1:25 crosslinker घनत्व के बीच कोई अंतर नहीं है) नहीं दिखाई दिया.

: अकड़न लोड हो रहा है डिवाइस की कठोरता परीक्षण किया जब एजीainst कठोर शरीर जटिल और PDMS नमूनों की तुलना में काफी अधिक था. इन आंकड़ों बोन पीडीएल टूथ जटिल और नरम सामग्री (चित्रा 4 बी) के बायोमैकेनिक्स में परिवर्तन को उजागर करने के लिए लोड हो रहा है डिवाइस की प्रभावशीलता को मान्य.

Μ-XCT का उपयोग बरकरार बोन पीडीएल टूथ परिसर के भीतर कोमल और कठोर ऊतक संरचनाओं Visualizing: एक बेदाग, लेकिन हाइड्रेटेड रेशेदार संयुक्त में, वायुकोशीय हड्डी, दन्त, मीना, और डेंटिन सहित कठोर ऊतक सुविधाओं की क्षीणन पर प्रकाश डाला गया (आंकड़े 5A और 5 ब). हालांकि, मुख्य रूप से नरम जैविक ऊतकों निहित है कि रिक्त स्थान (काला) अपेक्षाकृत "खाली" पीडीएल अंतरिक्ष छोड़ने, एक्स - रे के लिए पारदर्शी थे. पीटीए के साथ इलाज के नमूने इस प्रकार पीडीएल और मसूड़ों के ऊतकों (आंकड़े 5C एफ) की सुविधाओं प्रतिनिधि प्रकाश डाला, पीडीएल अंतरिक्ष के भीतर विपरीत वृद्धि देखी गई. एक उच्च magnific में स्कैनिंगसमझना दांत और हड्डी के बीच एक रेशेदार नेटवर्क के रूप में पीडीएल का पता चला.

विस्थापन बनाम प्रतिक्रियावादी बल: सीटू लदान में दौरान रेशेदार संयुक्त के biomechanical प्रतिक्रिया: गाढ़ा लदान के साथ तुलना में, एक समान नमूना पर सनकी लोड हो रहा है पैटर्न एक दिया प्रतिक्रियावादी लोड (चित्रा 6A) के लिए संयुक्त भीतर दांत की वृद्धि की विस्थापन दिखाया. हालांकि, पीटीए के साथ इलाज रेशेदार जोड़ों के लिए समग्र बायोमैकेनिक्स में कोई महत्वपूर्ण अंतर की परवाह किए बिना लोड हो रहा है हालत (चित्रा 6B) के मनाया गया. अनुपचारित लेकिन बहकते भरी हुई प्रणाली में, वायुकोशीय सॉकेट में जड़ की वृद्धि की विस्थापन लोड विस्थापन घटता (चित्रा 6C) के रूप में देखा कम कठोरता के लिए सहसंबद्ध किया जा सकता है. नियंत्रण समूहों के भीतर काटा रेशेदार जोड़ों के biomechanical प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के लिए अग्रणी एक प्राकृतिक विचरण वहाँ हो सकता है, रेशेदार पीटीए का इलाजजोड़ों वृद्धि की कठोरता का प्रदर्शन किया और कम सॉकेट भीतर एक दिया प्रतिक्रियावादी पीक लोड के लिए अनुपचारित समकक्षों की तुलना में विस्थापित. हालांकि, इलाज और पीटीए इलाज नमूनों के बीच लोड चक्र की प्रतिक्रिया चरण के आकार या अवधि में कोई detectable परिवर्तन किया गया था.

तीन आयामी स्थानिक विन्यास और मौरफोमैटरिक्स: μ-XCT का उपयोग कर भरी हुई परिस्थितियों में हड्डी दांत विन्यास का मिलान: tomograms से लिया आभासी स्लाइस सॉकेट भीतर 1) दांत आंदोलन को वर्णन करने के लिए तुलना में थे, 2) दांत हड्डी एसोसिएशन 2 डी और 3 डी दोनों , 3) के कारण सनकी करने के लिए आंदोलन की हद गाढ़ा लोड हो रहा है की तुलना में. टूथ आंदोलन नहीं लोड पर और भार और सृजन gif फिल्मों पर भी इसी तरह का आभासी स्लाइस की superimposition द्वारा डाला गया था. दोनों लदान योजनाओं दांत, संयुक्त भीतर खड़ी एक विलक्षण लोड हो रहा है विन्यास (आंकड़े 7B और 7C) सी विस्थापित करने के कारण एक ओर जहांजड़ों गाढ़ा लोड हो रहा है स्कैन (आंकड़े 7 और 8) के साथ तुलना में जड़ों के बाहर का पक्ष के साथ की कमी हुई पीडीएल अंतरिक्ष में जिसके परिणामस्वरूप distally घूर्णन के साथ दांत का एक अतिरिक्त घूर्णी प्रभाव aused. पीटीए से सना हुआ पीडीएल अधिक attenuating (चित्रा 5), पीटीए इलाज जोड़ों में वायुकोशीय सॉकेट भीतर दांत के आंदोलन (आंकड़े 6B और 6C) कम स्पष्ट और biomechanical डेटा के साथ सहसंबद्ध था था.

चित्रा 1
चित्रा 1. Biomechanical परीक्षण के लिए hemimandible तैयारी जब प्रमुख स्थानों के एक अनुकूलित 15 चित्रण. इनसेट भीतर दिखाया hemimandible है.


चित्रा 2. माइक्रो एक्स - रे गणना टोमोग्राफी (μ-XCT) इकाई के भीतर एक कस्टम धारक पर एक सीटू लदान में डिवाइस के सीटू लदान इकाई और μ-XCT प्रणाली में एक का विन्यास. (ए) एक छवि. गाढ़ा (बी) और निहाई और समग्र सतह के बीच संपर्क के प्रकार से निर्धारित सनकी (सी) लदान की स्थिति schematics के रूप में सचित्र, और इसी प्रयोगात्मक setups (क्षेत्र (ए में सफेद बॉक्स से प्रकाश डाला है कि करने के लिए संगत कर रहे हैं ) क्रमशः. मार्क्स कागज निहाई और समग्र दंत बीच प्रारंभिक संपर्क क्षेत्र पुष्टि articulating से. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें. </ A>

चित्रा 3
चित्रा 3. एक कठोर शरीर का उपयोग कर समय बनाम प्रतिनिधि लोड समय वक्र प्रणाली "प्रतिक्रिया" illustrating. लोड समापन और anvils के उद्घाटन के बीच एक घटना के रूप में प्रतिक्रिया अवधि दिखाता है. हरी क्षेत्र anvils 15 एन (ए) और 5 एन (बी, इनसेट) के लिए एक कठोर शरीर को लोड करने के लिए (हरा क्षेत्र) आ रहे हैं, जहां लोड हो रहा है अवधि इंगित करता है. नीले क्षेत्र anvils एक दूसरे से retracting कर रहे हैं, जहां एक उतराई अवधि इंगित करता है. हालांकि कारण गियर पलटने से लगने वाले समय को तात्कालिक मोटर प्रतिक्रिया की कमी के कारण, ~ 3 सेकंड की एक पीठ चाबुक अवधि वहाँ निहित है. सच उतारने से पहले होता है इस समय के दौरान लोड 2 एन से लगभग कम हो जाती है. लदान और उतराई घटनाओं विस्थापन ग्राफ बनाम लोड करने के लिए संबंधित हो सकता हैप्रतिक्रिया की अवधि के दौरान कम से कम विस्थापन जो दिखाता है (सी). बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें.

चित्रा 4
चित्रा 4. प्रतिनिधि लोड विस्थापन घटता है और "pushback" प्रभाव PDMS का उपयोग निचला घटता:. Crosslinker अनुपात को मोनोमर घटने के PDMS के बीच लोड समय रिश्तों सामग्री के गुणों में अंतर का पता लगाने के लिए सीटू लदान इकाई में की क्षमता का पता चलता है. शीर्ष घटता है, छोड़ दिया और सही कारण सामग्री वसूली के लिए प्रणाली की प्रतिक्रिया में परिवर्तन को दर्शाता है. जब तुलना बाएँ और दाएँ 1:25 और 1:05 PDMS के बीच वसूली अंतर बहुत कम है या भीतर नहीं है यह दर्शाता है कि एक ही प्रभाव को वर्णनलोड हो रहा है डिवाइस की सीमा का पता लगाने. बी) कठोर शरीर एल्यूमीनियम, प्रयोगात्मक नमूना, और 3 PDMS नमूनों सहित अलग सामग्री के लिए लोड विस्थापन घटता. यह सामग्री की कठोरता की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया गया था कि लदान की अवस्था के 30% रैखिक भाग का ढाल है. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें.

चित्रा 5
चित्रा 5. पीडीएल संरचना को बढ़ाने के लिए दाग जबड़े दूसरी दाढ़ की एक्स - रे आभासी वर्गों. अनुपचारित दाढ़ के भीतर (ए, बी) ग्रे पैमाने मूल्यों परिसर के भीतर नरम क्षेत्रों सहित विभिन्न ऊतकों की एक्स - रे क्षीणन संकेत मिलता है. हालांकि, इस तरह के पीडीएल के रूप nonmineralized ऊतकों के कारण इसकी एम को हाइलाइट नहीं किया गयाinimal 75 केवीपी पर एक्स - रे ऊर्जा की विशेषताओं attenuating. नरम पीडीएल के attenuating विशेषताओं धुंधला (सीएफ) के बाद पीटीए बढ़ाया गया और पीडीएल के भीतर विवरण एक एक्स - रे माइक्रोस्कोपी का उपयोग कल्पना थे. इस प्रकार, 2 डी आभासी बाण के समान (सी-4X बढ़ाई, 10x बढ़ाई) और अनुप्रस्थ (डी 4X बढ़ाई, एफ 10x बढ़ाई) वर्गों पीडीएल फाइबर अभिविन्यास (पीले तीर) का पता चला. pulpal अंतरिक्ष अस्थिर बनी हुई है, जबकि endosteal रिक्त स्थान (नारंगी तीर) और पीडीएल (सफेद तीर) के भीतर रक्त वाहिकाओं के लुमेन, के रूप में अंधेरे परिपत्र संरचनाओं दिखाई देते हैं. धुंधला प्रक्रिया के दौरान बनाया कलाकृतियों को भी (डी, लाल तारक) नोट कर रहे हैं. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें.

चित्रा 6 के लिए: src = "/ files/ftp_upload/51147/51147fig6highres.jpg" src = "/ files/ftp_upload/51147/51147fig6.jpg" />
चित्रा 6. समकेंद्रिकतापूर्वक और बहकते भरी हुई नमूनों. शीर्ष (ए) और नीचे पैनलों (बी) नहीं लोड पर दांत हड्डी रिश्ते की जल्दी समय फिल्में वर्णन और क्रमशः समकेंद्रिकतापूर्वक और बहकते 15 एन, भरी हुई है. ऊपर और नीचे के पैनल जब अनुपचारित (ए) और दाग (बी) की स्थिति हड्डी टूथ एसोसिएशन वर्णन. केंद्र पैनल (सी) (बाएं से घटता) भरी हुई परिसरों, और दाग और बेदाग (सही घटता) परिसरों बहकते और समकेंद्रिकतापूर्वक के बीच विभिन्न लोड विस्थापन व्यवहार को दिखाता है. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें.

147/51147fig7highres.jpg "src =" / files/ftp_upload/51147/51147fig7.jpg "/>
(ए) समकेंद्रिकतापूर्वक भरी हुई है और बहकते (बी) संपीड़न की है. अधिकांश interradicular (तीर सिर) और शिखर (तीर) क्षेत्रों के भीतर देखा गया था जब 2 एन डी दाढ़ की चित्रा 7. बाण के समान अनुभाग वायुकोशीय सॉकेट से दांत की एसोसिएशन को दिखाता है. सनकी लोड हो रहा है (बी) में दांत की आभासी वर्गों की तुलना में, दांत गति कारणों में से अतिरिक्त घूर्णी घटक बीच का रूट के बाहर का पक्ष संपीड़न वृद्धि हुई है. मढ़ा अनुप्रस्थ वर्गों (ग्रे) एक समकेंद्रिकतापूर्वक भरा हुआ दांत को बाहर का अनुवाद और दांत की दक्षिणावर्त घूर्णी आंदोलन (हरा जड़ों) रिश्तेदार का पता चला. बड़ी छवि को देखने के लिए यहां क्लिक करें.

8 चित्रा चित्रा 8. खंगाला 3 डी फिल्में (ई) बहकते भरी हुई एक समकेंद्रिकतापूर्वक भरी हुई जटिल (डी) की तुलना में जब जड़ के बाहर का पक्ष भीतर एक कम पीडीएल अंतरिक्ष प्रकट करते हैं. क्लिक करें यहाँ सनकी लोड हो रहा है देखने के लिए क्लिक करें और यहाँ गाढ़ा लोड हो रहा है देखने के लिए.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

इस प्रोटोकॉल स्थापित करने में पहला कदम एक कठोर शरीर का उपयोग करके लोड हो रहा है फ्रेम की कठोरता का मूल्यांकन शामिल किया गया. परिणामों के आधार पर, कठोरता काफी कम कठोरता मूल्यों के साथ नमूनों की आगे की जांच के लिए लोड हो रहा है डिवाइस का उपयोग को सक्षम करने में काफी अधिक था. दूसरे चरण के लिए एक कठोर शरीर, अलग Crosslink घनत्व के PDMS सामग्री, और रेशेदार जोड़ों का उपयोग करके उत्पन्न लदाई - उतराई वक्र के दो चरणों का उपयोग करके अलग कठोरता मूल्यों भेद करने के लिए साधन की क्षमता पर प्रकाश डाला. प्रतिक्रिया चरण के दौरान लोड चरण और pushback से कठोरता उतारने निम्नलिखित लोड हो रहा है और माल की बरामदगी के लिए सामग्री का प्रतिरोध की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया (आंकड़े 3 और 4) थे. प्रोटोकॉल के तीसरे और चौथे चरणों टी के साथ किया में सीटू इमेजिंग के लिए लोड हो रहा है डिवाइस से प्राप्त लोड विस्थापन घटता में परिवर्तन सहसंबंधी थेवह एक्स - रे (चित्रा 5) का उपयोग करें. यह जोड़ों लोड हो रहा है और क्रमश गाढ़ा और सनकी शर्तों के तहत, कोई लोड और लोड पर tomograms प्राप्त शामिल किया गया. प्रोटोकॉल पीडीएल संपीड़न के स्तर में लदान अक्ष मतभेद बदलकर (आंकड़े 6 और 7) प्रकाश डाला जा सकता है कि प्रदर्शन किया. इस चर्चा के बारे में हम पहले साधन सुविधाओं और पर्याप्त रूप से समझा और पूर्व बोन पीडीएल टूथ परिसर के biomechanical परीक्षण करने के लिए मुलाकात की जानी चाहिए कि चुनौतियों पर प्रकाश डाला जाएगा.

प्रयोगात्मक सेटअप की चुनौतियां

समग्र buildup: प्रोटोकॉल ही अपेक्षाकृत सरल है, बड़ी सावधानी से किया जाना चाहिए कि कई कदम उठाए हैं. सबसे बड़ी चुनौतियों में से एक तो यंत्रवत् कई दांत लिंक होगा जो आसन्न दांत, करने के लिए कि अतिरिक्त मिश्रित सामग्री अतिप्रवाह नहीं किया था सुनिश्चित करने और संयुक्त mechan गलत ढंग से पेश करने के लिए थाएक भी दांत के आईसीएस. चिकित्सकीय उपकरणों का महत्वपूर्ण मैनुअल कौशल और ज्ञान के लिए इस प्रक्रिया के लिए उपयोगी साबित हुई के बाद से, लोडिंग के लिए नमूनों की तैयारी में मुख्य रूप से ऑप्टिकल बढ़ाई की सहायता से दंत छात्रों और दंत चिकित्सकों द्वारा किया गया था.

लगातार लोड हो रहा है योजना: बायोमैकेनिकल परीक्षण के लिए एक अन्य महत्वपूर्ण विस्तार एक सुसंगत लदान योजना सुनिश्चित करना था. में सीटू लोड हो रहा है डिवाइस का जबड़ा और समग्र का विरोध सतह के बीच संपर्क क्षेत्र प्रयोग करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण साबित हुई. रेशेदार संयुक्त यांत्रिकी गाढ़ा और सनकी (असंतुलित) भार का उपयोग कर इस अध्ययन में नकली था जो संपर्क के क्षेत्र का एक परिणाम के रूप में बदल सकते हैं, क्योंकि यह है. इस अध्ययन में प्रस्तुत परिदृश्य वायुकोशीय सॉकेट भीतर दांत आंदोलन में एक परिवर्तन (चित्रा 5) में हो सकता है, जो स्तनधारी दांत की आड़ में संभव परिवर्तनों mimics. यह था समझा जाता है जबकिटी प्रस्तावित परीक्षण तंत्र यह एक मानक परीक्षण विधि के रूप में खुद को प्रस्तुत करता है, शारीरिक चबाना चक्र की नकल नहीं करता. लोड हो रहा है मंच के जबड़े को एक सतह समानांतर के साथ एक समग्र buildup बनाकर, हम एक सुसंगत लोड हो रहा है पैटर्न उत्पन्न करने में सक्षम थे. इस मानक परीक्षण विधि विभिन्न प्रयोगात्मक समूहों से बोन पीडीएल टूथ परिसरों की बायोमैकेनिक्स में परिवर्तन की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

में सीटू लोड हो रहा है डिवाइस की संवेदनशीलता: प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल की सीमा का पता लगाने के लिए मान्य विधियों का वर्णन दो मानक सामग्री के रूप में माना जा सकता है, जिनमें से तीन अलग नमूनों का उपयोग करते हुए सीटू लोड हो रहा है डिवाइस में. एल्यूमीनियम के साथ परीक्षण किया जब लोडिंग फ्रेम की कठोरता विभिन्न PDMS नमूनों की मनाया यांत्रिक व्यवहार, और एक रेशेदार संयुक्त के biomechanical प्रतिक्रिया के लिए नगण्य योगदान के साथ काफी अधिक था. सभी परीक्षण नमूनों एक प्रतिक्रिया अवधि की थी~ 3 सेकंड, थोड़ा नमूना के प्रकार के साथ (चित्रा -4 ए) विविध प्रतिक्रिया हिस्से का आकार. नरम नमूनों तेजी से कमी (चित्रा -4 ए) प्रदर्शन नहीं किया था, जबकि ठोस नमूनों प्रतिक्रियावादी भार में तेजी से कमी (आंकड़े 3 ए और 4 ए) का प्रदर्शन किया. यह प्रतिक्रिया व्यवहार में अंतर गियर उत्क्रमण के दौरान गियर पर वापस पुश करने के लिए नमूना की क्षमता को जिम्मेदार ठहराया है कि तर्क दिया जा सकता है. जबड़े दूर नमूना से स्थानांतरित करने के लिए शुरू होता है के रूप में गियर पर धक्का वापस प्रभाव सामग्री के शिखर प्रतिक्रियावादी प्रतिक्रिया में एक कम ड्रॉप में प्रकट कर सकता है. इस प्रकार, प्रतिक्रिया खंड सामग्री संपत्ति के लिए अंतर्दृष्टि हासिल करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता. लोड विस्थापन घटता से गणना PDMS की कठोरता मूल्यों साहित्य 22 मूल्यों के साथ समझौते में थे, और Crosslinked PDMS के लिए कठोरता की सीमा बोन पीडीएल टूथ परिसर की सीमा के भीतर थी. इसलिए, सीटू लोड हो रहा है घ मेंevice यह वायुकोशीय सॉकेट में संकुचित है के रूप में दांत के विस्थापन और प्रतिक्रियावादी प्रतिक्रिया को मापने के लिए उपयुक्त है. प्रतिक्रियावादी प्रतिक्रिया नरम और / या कठिन घटक से किया जा सकता है. कठिन से अधिक नरम घटक के प्रभुत्व डिजिटली बोन पीडीएल टूथ जटिल 13 भीतर तनाव बहुल क्षेत्रों की पहचान करने के लिए भरी हुई परिस्थितियों के लिए कोई बोझ correlating द्वारा पीछा किया, संवर्द्धित और इमेजिंग लोड करके पहचाना जा सकता है.

चबाना के प्रमुख घटक अक्षीय दिशा में है: मनुष्य के लिए भी इसी तरह, चूहों की चबाना चक्र खाद्य 23, 24 जुगल को जबड़ा के मुक्त प्रस्ताव शामिल है. इस प्रस्ताव ऐसे पार्श्व आंदोलनों के रूप में कई अलग अलग दिशाओं में शामिल करने के लिए मैप किया गया है, लोड के प्रमुख घटक अक्षीय दिशा 23 में माना जाता है. इसलिए, अक्षीय दिशा में सीटू भार में नकली concentrical या तो रखा गयाly या बहकते (चित्रा 2).

अंग स्तर बायोमैकेनिक्स से संबंधित परिणामों को प्रभावित कर सकता है कि प्रायोगिक कारकों: सीटू लदान में साथ एक्स - रे माइक्रोस्कोपी युग्मन का लाभ लोड विस्थापन की अवस्था वायुकोशीय सॉकेट, रूट के फार्म के साथ दांत के स्थानिक एसोसिएशन के लिए सहसंबद्ध किया जा सकता है और वायुकोशीय सतह, और लोड के तहत पीडीएल अंतरिक्ष के संकुचन और चौड़ा. सहसंबंध और पूरक मूल्यांकन अंग बायोमैकेनिक्स निर्धारित करने के लिए एक समग्र दृष्टिकोण प्रदान करता है. अतीत में, यह केवल एक अंग और / या ऊतकों की यांत्रिकी लोड विस्थापन व्यवहार संकेत दे सकते हैं कि माने था. इस प्रोटोकॉल जब लोड के तहत आगे बढ़ सदस्यों की एसोसिएशन भी मनाया कठोरता की एक विशेषता परिभाषित किया जा सकता है कि सचित्र. पहले 5-8 एन भीतर मनाया कोई भी परिवर्तन पीडीएल की गुणवत्ता के भीतर एक प्रारंभिक गठनात्मक परिवर्तन द्वारा योगदान माना जाता हैकोलेजन और लोड करने के लिए न्यूनतम प्रतिरोध के साथ मध्य द्रव विनिमय, इस क्षेत्र "uncrimping" क्षेत्र 26 के रूप में भेजा गया है. 7 एन से अधिक भार दांत, हड्डी, periodontal बंधन का तनाव सख्त प्रभाव, और ऊतकों संलग्न इंटरफेस द्वारा योगदान किया जा सकता है. पीडीएल अंतरिक्ष और कम से कम पीडीएल तनाव सख्त से होकर गुजरती है, के रूप में दांत और बोनी सॉकेट के बीच मुश्किल ऊतक बातचीत ढलान विस्थापन के लिए एक steeper भार में जिसके परिणामस्वरूप interradicular क्षेत्र में पैदा होने के बाद. सामग्री वसूली के अलावा, लोड हो रहा है डिवाइस की प्रतिक्रिया अन्य अध्ययनों से 16, 25 में किया गया था के रूप में संयुक्त बदलने के बिना पीडीएल के viscoelastic प्रकृति की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

लोड विस्थापन घटता भीतर सामान्य क्षेत्रों संयुक्त भीतर कुछ घटनाओं से संबद्ध हों. उपरोक्त घटनाओं में दो लोडिंग योजनाओं के बीच आम denominators कर रहे हैं. हालांकि, मतभेदगाढ़ा और सनकी लोड विस्थापन प्रोफाइल और इसी tomograms के बीच समग्र अंग बायोमैकेनिक्स पर लोड दिशा का प्रभाव पर प्रकाश डाला. इन मतभेदों के मुख्य स्रोत यह विशिष्ट क्षेत्रों में पीडीएल रिक्त स्थान के संपीड़न के कारण, संयुक्त भीतर विस्थापित के रूप में एक दांत रोटेशन का परिचय था. यह सामान्य शारीरिक भार घूर्णी दांत आंदोलन परिचय कि उन सहित कई दिशाओं में दाँत पर लागू कर रहे हैं कि समझा जाता है. हालांकि, यह एक गाढ़ा लोडिंग योजना सभी नमूनों भर में एक 'मानक' सनकी लोड लगाने की कठिनाई की वजह से एक मानक लोड हो रहा है योजना के रूप में इस्तेमाल किया जा सिफारिश की है. ऐसे में इस प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल अनुकूलित और nonadapted प्रणालियों के बीच biomechanical मतभेद अंतर करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

उच्च ऊर्जा एक्स - रे का उपयोग की कमियां की है कि वे न्यूनतम नरम ऊतकों द्वारा अवशोषित और अपर्याप्त विपरीत उत्पादन किया जाता है. पीडीएल transpare हैNT एक्स - रे करने के लिए और के रूप में एक परिणाम विपरीत एजेंटों का उपयोग जरूरी है. पीटीए सीधे 27-29 धुंधला और एक्स - रे का उपयोग करके दृश्य के लिए अनुमति देकर नरम ऊतकों के विरोधाभासों को बढ़ाता है. इसलिए, भरी हुई है और उतार tomographies के बीच सना हुआ नरम ऊतक क्षेत्रों के भीतर विपरीत एजेंटों, दिखाई विरूपण का उपयोग करके मनाया गया, लेकिन उच्च वृद्धि (कम से कम 10X) विश्लेषण (नहीं दिखाया डेटा) के लिए सिफारिश की है. धुंधला प्रोटोकॉल की एक सीमा है कि इथेनॉल के उपयोग, पीडीएल और गलत निष्कर्ष करने के लिए अग्रणी समग्र संयुक्त यांत्रिकी के कठोरता बदल हो सकता था जो एक हल्के लगानेवाला 29 शामिल थे.

निष्कर्ष

यह अध्ययन एक अक्षुण्ण बोन पीडीएल टूथ रेशेदार संयुक्त के biomechanical प्रतिक्रिया का विश्लेषण करने के लिए एक उपन्यास परीक्षण प्रोटोकॉल पर प्रकाश डाला गया, लेकिन पूर्व vivo परिस्थितियों में. डेटा के पद विश्लेषण सहित वर्णित प्रयोगात्मक विधि अनुभव के प्रभाव को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हैimental चर (यानी रोग, वृद्धि कारक है, उम्र, और चिकित्सीय अणु) हड्डी पीडीएल टूथ रेशेदार संयुक्त के यांत्रिकी पर. इसके अतिरिक्त, इन प्रयोगों से परिणाम macroscale अंग स्तर पर विविधताओं के बीच संबंधों के ऊतकों और सेलुलर स्तर पर विशिष्ट परिवर्तन से संबंधित हो सकता है, जिसके लिए एक आधार रेखा के रूप में काम करेगा. प्रोटोकॉल की सीमाओं, पूर्व vivo परिस्थितियों में इमेजिंग, विपरीत एजेंटों के उपयोग, और रण पीढ़ी के लिए आवश्यक अब अधिग्रहण के समय के दौरान की वजह से ऊतक विश्राम करने के लिए दांत और वायुकोशीय सॉकेट की सतहों के बीच स्थानिक सटीकता में कमी शामिल है.

पूरक सामग्री

ऊर्ध्वहन्वस्थि भीतर दाढ़ के biomechanical परीक्षण के लिए प्रोटोकॉल:

1. ऊर्ध्वहन्वस्थि परीक्षण किया जा रहे थे, तो ऊपर की ओर का सामना करना पड़ उदर पहलू (मुँह की छत) के साथ एक चूहे खोपड़ी से जबडा हटा दें. मांसपेशियों और बंधन संयोजी ऊतक से तोड़बरोठा (मसूड़ों और गाल के बीच जेब) के माध्यम से काटने से खोपड़ी के पार्श्व पहलू.

2. टटोलना और खोपड़ी की दाढ़ की हड्डी की गाल की हड्डी का प्रक्रिया फ्रैक्चर और दाढ़ की हड्डी से गण्डचाप तोड़.

3. सीधे नीचे कोमल तालू से शुरू मस्तिष्क के माध्यम से थोक विच्छेदन कैंची की एक जोड़ी के साथ खोपड़ी काटें. खोपड़ी के पूर्वकाल पहलू को अलग और दूर खोपड़ी के पृष्ठीय पहलू (शीर्ष) से ​​खोपड़ी छील.

4. ठीक विच्छेदन कैंची की एक जोड़ी के साथ, हार्ड तालु के केंद्र के माध्यम से और कृन्तक के बीच interproximal क्षेत्र के लिए एक सीधी रेखा इस प्रकार है कि एक चीरा द्वारा सही और बाएँ hemimaxillae अलग. कटौती की गहराई उथली है कि सुनिश्चित करें - केवल गहरे काफी मुश्किल तालू पंचर.

5. चीरों (खोपड़ी की लंबी अक्ष के लिए) सीधा करके hemimaxillae पृथकतीसरी दाढ़ के लिए सबसे पहले दाढ़ और पीछे करने के लिए पूर्वकाल. 1) इस जड़ संरचना को बाधित कर सकता है के लिए पहली और तीसरी दाढ़ को भी बारीकी से कटौती न करें, 2) सभी तीन दाढ़ आसपास के मसूड़ों के ऊतकों को दूर चीर न करें. प्रत्येक hemimaxilla को बेहतर पतली दाढ़ की हड्डी काटने से खोपड़ी से hemimaxillae अलग करें. किसी भी अतिरिक्त ऊतक और बोनी spicules निकालें.

यांत्रिक परीक्षण उपकरण की मान्यता:

लोड हो रहा है फ्रेम की कठोरता और लोड / विस्थापन transducers के बहाव का निर्धारण करने के लिए, प्रयोगात्मक नमूना की तुलना में कहीं अधिक द्वारा इस तरह के एक लोचदार मापांक साथ एल्यूमीनियम के रूप में एक कठोर शरीर का उपयोग करें.

साधन नरम तत्वों के विभिन्न कठोरता मूल्यों प्रतिनिधि फर्क करने में सक्षम है, यह निर्धारित करने के लिए, विभिन्न Crosslink घनत्व (1:5, 1:10, वजन से बेस को 01:25 crosslinker) के साथ PDMS ब्लॉक बनाना और उसी का उपयोग कर इन लोडसीटू लोड हो रहा है डिवाइस में.

नरम तत्वों के विपरीत वृद्धि के लिए चरण कंट्रास्ट मोड: पीडीएल के विपरीत वृद्धि स्कैनर के चरण विपरीत मोड द्वारा शोषण किया जा सकता है. मूलरूप में, चरण विपरीत ऊतकों के किनारों पर चरण में बदलाव का स्कैनर का पता लगाने क्षमताओं कारनामे, और बढ़ाया संरचनात्मक विस्तार प्रदान करता है. नतीजतन, इस अध्ययन में, cementocyte-खामियों और osteocyte-खामियों की खामियों संबंधित mineralized ऊतकों के भीतर porosities के रूप में दिखाई दिया. इन संरचनाओं पहले से अवशोषण मोड के तहत एक मानक स्कैन में नहीं चल पाता थे. Tomograms नकारात्मक अंतरिक्ष, अर्थात् पीडीएल अंतरिक्ष और Haversian नहर प्रणाली (3 डी मॉडल के लिए चित्रा S1 देखें) सहित endosteal रिक्त स्थान के भीतर संरचनाओं के दृश्य के लिए अनुमति दी प्रसारण विधा के तहत हासिल कर ली. पीडीएल अंतरिक्ष के भीतर अतिरिक्त संरचनाओं ऐसी है कि मैं के साथ सतत है कि वाहिका संरचना के रूप में, साथ ही कल्पना की जा सकती हैn हड्डी.

रण अधिग्रहण और सिस्टम बहाव के लिए equilibrated भार:. यह खंड सबसे अच्छा पूरक चित्रा 2 का हवाला देते हुए समझाया जा सकता है चित्रा S2A पूर्व tomograms प्राप्त करने के लिए पीक लोड संतुलित करने की आवश्यकता को दर्शाता है. पीक लोड सदा ही एक कम परिमाण को क्षय और एक 6-8 घंटे के रण का अधिग्रहण करने से पहले सिस्टम एक घंटे के लिए कम से कम equilibrated किया जाना चाहिए. इसे हासिल रण पीक लोड में हड्डी टूथ एसोसिएशन के प्रतिनिधि नहीं है, लेकिन उस पर ध्यान दिया जाना चाहिए पीक लोड से 2-3 एन कम एक लोड पर. इसके अतिरिक्त, एक कठोर एल्यूमीनियम ठूंठ का उपयोग पहचान मापा प्रणाली बहाव विस्थापन दर और / या पीक लोड (चित्रा S2B और S2C) के साथ बदलने के लिए पाया गया था. Approximated बहाव मूल्यों + 1 से एन / घंटा बताया गया.

यांत्रिक परीक्षण के बाद, रेशेदार संयुक्त की एक रण कोई लोड पर ले लिया गया था, और एक वांछित विस्थापन दर पर पीक लोड करने के लिए. पिछले भरी हुई परिस्थितियों में एक रण प्राप्त करने के लिए, देखभाल प्रणाली स्कैनिंग आगे बढ़ना चाहिए जो एक संतुलन (स्थिरता) निम्नलिखित के लिए आने की अनुमति देने के लिए लिया जाना चाहिए. इसी तरह की स्थिति बहकते भरी हुई है और पीटीए दाग परिसरों के लिए दोहराया गया. Tomograms से, आभासी स्लाइस दो और तीन आयामों में दोनों दांत हड्डी एसोसिएशन की पहचान करने के क्रम में भरी हुई परिस्थितियों के लिए कोई बोझ में तुलना की गई.

पूरक चित्रा 1. चरण विपरीत बढ़ाया एक्स - रे माइक्रोस्कोपी का उपयोग नकारात्मक अंतरिक्ष के 3D पुनर्निर्माण. चरण विपरीत वृद्धि मोड के तहत ऊतकों के किनारों पर होता है कि चरण बदलाव पीडीएल के भीतर रक्त वाहिकाओं को उजागर करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. प्रसारण विधा (दाएं) endosteal रिक्त स्थान के रूप में अच्छी तरह से पीडीएल अंतरिक्ष के भीतर रक्त वाहिकाओं पर प्रकाश डाला, जबकि विशेष रूप से अवशोषण मोड (बाएं), देखने के क्षेत्र के भीतर mineralized ऊतकों पर प्रकाश डाला.

तम्बू "> पूर्व सीटी स्कैनिंग के लिए एक संतुलन राज्य के लिए पूरक चित्रा 2 शिखर प्रतिक्रियावादी ताकतों की. क्षय. घटता एक रेशेदार संयुक्त (शीर्ष पैनल) की प्रतिक्रियावादी प्रतिक्रिया के विभिन्न क्षय दरों से संकेत मिलता है, और एक कठोर शरीर (नीचे पैनल).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgements

लेखकों धन का समर्थन एनआईएच / NIDCR R00DE018212 (SPH), NIH/NIDCR-R01DE022032 (SPH), एनआईएच / NIDCR T32 DE07306 (ए जे, JDL), एनआईएच / NCRR S10RR026645, (SPH) और निवारक और दृढ दंत विज्ञान के विभागों को स्वीकार करते हैं और orofacial विज्ञान, UCSF. इसके अलावा, लेखक Xradia ग्रेजुएट फेलोशिप (ए जे), Xradia इंक, Pleasanton, सीए को स्वीकार करते हैं.

लेखकों डेटा के पद प्रसंस्करण के साथ उसकी सहायता के लिए डॉ. कैथरीन Grandfield, UCSF धन्यवाद, डीआरएस. स्टीफन वेनर और जिली नावेह, विज्ञान, Rehovot, इसराइल के Weizmann संस्थान, में सीटू लोड हो रहा है डिवाइस के लिए विशिष्ट उनके व्यावहारिक विचार विमर्श के लिए डॉ. रॉन शहर, जेरूसलम के हिब्रू विश्वविद्यालय, इसराइल. लेखकों को भी माइक्रो XCT के उपयोग और में सीटू लोड हो रहा है डिवाइस के लिए UCSF में बायोमैटिरियल्स और जैव अभियांत्रिकी microCT इमेजिंग सुविधा को धन्यवाद देना चाहूंगा.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bard Parker Blade BD MEDC-001054
AFM metal disk Ted Pella 16218
Polymethyl methacrylate  GC America N/A
Uni-Etch Bisco E5502EBM
Optibond Solo Plus Kerr Corp N/A
Filtek Flow 3M N/A
Hurculite Ultra Kerr 34346
Tris buffer Mediatech Inc. N/A
Articulating paper Parkell Inc.
Phosphotungstic Acid Sigma Aldrich HT152

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats