JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

تصف هذه الدراسة طريقة ربط نايلون معدلة 6-0 لإحداث التهاب دواعم السن في الفئران ، وهي قابلة للتكاثر بدرجة كبيرة وتمثل بديلا للباحثين لدراسة أمراض اللثة من تطورها إلى عواقبها المرضية.

Abstract

أمراض اللثة (PD) هي اضطراب التهابي يصيب الأنسجة الداعمة للأسنان وهي واحدة من أكثر الأمراض انتشارا في جميع أنحاء العالم. يؤدي شكله الحاد ، التهاب دواعم السن ، إلى تدمير الأنسجة الرخوة والأسنان والعظام. تم تطوير نماذج حيوانية لالتهاب دواعم السن باستخدام الرئيسيات والخنازير المصغرة والفئران. من بين هذه ، يوفر نموذج الفأر الناجم عن الرباط مزايا مثل التقدم السريع للمرض ، وقابلية التكاثر ، والقدرة على التنبؤ ، والتكلفة المنخفضة مع تكرار الجوانب الرئيسية لالتهاب دواعم السن البشري بشكل فعال. قدمت نماذج الفئران التي تستخدم الأربطة رؤى قيمة حول البيئات الدقيقة الميكروبيولوجية والمناعية لأنسجة اللثة ، مما يسلط الضوء على الدور الحاسم للأغشية الحيوية في الاستجابات المناعية وارتباطها بالأمراض الجهازية. تقدم هذه الدراسة طريقة ربط نايلون معدلة لإحداث التهاب دواعم السن في الفئران. يتضمن التعديل استخدام خياطة من النايلون بدلا من خياطة الحرير ووضعها أسفل منطقة التلامس بين الأطراف بدلا من تمريرها عبر نقطة الاتصال. يبسط هذا النهج هذه التقنية مع إحداث التهاب دواعم السن بشكل فعال. يتم توضيح المنهجية التفصيلية لوضع الخيط بيانيا ، ويتم توضيح تطور التهاب دواعم السن من خلال التحليلات النسيجية والنسيجية.

Introduction

أمراض اللثة (PD) هي اضطراب التهابي يصيب الأنسجة الداعمة للأسنان وهي من بين أكثر الأمراض انتشارا في العالم1; تم الإبلاغ عن حدوث مرض باركنسون ليتراوح بين 20٪ -50٪ في جميع أنحاءالعالم 2. مرض باركنسون لديه درجات مختلفة من التقدم. يؤثر شكله الخفيف ، المسمى التهاب اللثة ، على الأنسجة الرخوة فقط ، ويؤثر شكله الحاد ، المسمى التهاب دواعم السن (PT) ، على الأنسجة الصلبة مثل العظام3. نظرا لأن PT مرض التهابي ، يجب اعتباره استجابة مناعية معقدة يمكن تعديلها من خلال العديد من عوامل الخطر التي يمكن أن تغير عملية المرض4 ، مثل داء السكري5 ، وأمراض القلب والأوعية الدموية6 ، والتفاعلات الهرمونية مثل نتائج الحمل السلبية7 أو تسمم الحمل8 ، والأمراض الالتهابية9 ، وحتى تغيرات العين10 أو الخرف11.

لذلك ، لفهم المسببات المرتبطة بتطور أو انتشار PT ، لاختبار استراتيجيات علاجية جديدة أو أكثر فعالية ، أو لتحديد أي علاقة بين الأمراض الجهازية و PT أو الجراثيم اللثوية ، هناك حاجة إلى نماذج حيوانية12.

يعد اختيار طريقة بحث فعالة أمرا بالغ الأهمية لفهم تطور PT والإجابة بشكل مناسب على أسئلة البحث13. على مر السنين ، تم تطوير نماذج حيوانية مختلفة لدراسة PT. ومع ذلك ، فإن نماذج مثل الرئيسيات والأرانب والخنازير المصغرة باهظة الثمن ومعقدة لاستخدامها14،15،16. تتميز نماذج الفئران من PT ، وخاصة نموذج PT الناجم عن الربط ، بالعديد من المزايا ، بما في ذلك التطور السريع ، والاستنساخ ، والقدرة على التنبؤ ، والتكلفة المنخفضة17،18،19.

على الرغم من استخدام عدة طرق للحث على PT ، مثل التلقيح البكتيري عن طريق الفم ، وحقن عديدات السكاريد الدهنية ، وتحريض الرباط10،20 ، ولكل منها مزايا وعيوب17 ، فإن نموذج الفئران ل PT الناجم عن ربط النايلون يشبه الآلية البشرية لتطويره20،21،22،23. يحدث PT من خلال الاحتفاظ بالميكروبات المقيمة ، مما يسبب الالتهاب ويؤدي إلى فقدان الأنسجة. علاوة على ذلك ، يمكن تعديل الفئران وراثيا لدراسة مجموعات الخلايا المختلفة أو الجزيئات ذات الأهمية لدراسة PT.

يمكن إجراء ربط الأسنان باستخدام مواد مختلفة ، مثل أسلاك تقويم الأسنان أو خيوط الحرير24،25 أو خيوط النايلون26. المادة الأكثر شيوعا لتحفيز PT عن طريق الربط في الفئران هي الحرير. تم شرح هذه المنهجية من قبل مؤلفين مختلفين ، مثل Marchesan et al.18 و Abe et al.27 و Chadwick et al.22 ، ولكل منها تعديلاته الخاصة ، وقد تم استخدام كل هذه الأساليب بنجاح من قبل العديد من الباحثين28. ومع ذلك ، فإن وضع خياطة حريرية حول الأضراس العلوية في الفئران يمكن أن يكون معقدا. اقترح Marchesan et al. استخدام "حامل الرباط". وضع Abe et al. و Chadwick et al. الخيط من خلال نقطة الاتصال ، على الرغم من أن تشادويك وآخرون وضعوه حول الأضراس M1 و M2.

تم استخدام خيوط النايلون بسماكات مختلفة لتطوير PT في نماذج حيوانية مختلفة29،30،31. استخدم ليما وآخرون 31 5-0 خيوط نايلون. في الدراسات السابقة ، استخدمنا 6-0 خيوط نايلون بنتائج مماثلة28.

بالمقارنة مع الغرز متعددة الشعيرات ، فإن خيوط النايلون عبارة عن خيوط أحادية غير قابلة للامتصاص وتظهر استجابة أقل للأنسجةالالتهابية 32. بالإضافة إلى ذلك ، تسمح خيوط النايلون أيضا بالتراكم الميكروبي33،34 ، وهناك دليل على التصاق Fusobacterium nucleatum و Porphyromona intermedia35،36 ، جنبا إلى جنب مع البكتيريا اللاهوائية الاختيارية في خيوط النايلون12،14،17،19،24،27،35،37(الجدول 1).

قد تسمح هذه الخصائص بتركيز الاستجابة الالتهابية في الغالب على تراكم البكتيريا بدلا من تراكم المواد. بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع النايلون بخصائص ميكانيكية أفضل ، مثل قوة الشد ، من الحرير38.

لذلك ، في هذه الدراسة ، أدت خياطة النايلون 6-0 الموضوعة حول M2 تحت منطقة التلامس بين القربة إلى تطور التهاب دواعم السن في المرحلة المتقدمة في الفأر. يسمح هذا النهج بوضع الأربطة باستخدام ملاقط منتظمة ، وتكون النتائج متسقة. بعد 30 يوما ، يمكن تأكيد تطور PT عن طريق التحليل النسيجي والنسيجي.

Protocol

تم إجراء جميع الإجراءات التي تنطوي على التجارب في امتثال صارم ل "الإطار الأخلاقي للبحوث الطبية الحيوية على المختبر" ، وفقا للمعيار المكسيكي الرسمي NOM-062-ZOO-1999. تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات التابعة لكلية الدراسات العليا في Iztacala (FES-Iztacala) بموجب البروتوكول CE / FESI / 072024/1765. تم إيواء الفئران في غرف حيوانية مع حرية الوصول إلى الطعام والماء في بيئة خالية من مسببات الأمراض في منشأة FES-Iztacala. هذا البروتوكول هو تعديل للطريقة الموصوفة سابقا من قبل آبي وآخرون.27. تم تقسيم إناث الفئران BALB / c التي تتراوح أعمارها بين ستة إلى ثمانية أسابيع (تزن 16 جم) إلى مجموعات التحكم (CTL) والتهاب دواعم السن (PT). تم إحداث التهاب دواعم السن عن طريق وضع خياطة نايلون 6-0 في اليوم 0 لتعزيز الالتصاق البكتيري المستمر وتحفيز تطور المرض المزمن الشديد. بعد 30 يوما ، تم القتل الرحيم لجميع الفئران (باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا) لتقييم تلف الأنسجة وفقدان التعلق (AL) من خلال التحليل النسيجي (الشكل 1). تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة مدرجة في جدول المواد.

1. تحضير التخدير

  1. تحضير مخفف من الزيلازين والكيتامين (1:10) بالماء عن طريق الحقن (المرق). يحفظ في درجة حرارة 4 درجات مئوية ويستخدم في غضون 4 أسابيع.
  2. تحديد ووزن كل فأر. تحضير جرعة على أساس الوزن من الزيلازين (1 ملغ/كغ) والكيتامين (2 ملغ/كغ) للتطبيق العضلي باستخدام حقنة الأنسولين.
  3. حقن 50٪ من الجرعة الإجمالية لمحلول التخدير في الجزء الخلفي. كرر الإجراء على الجانب الآخر.
  4. ضع الفئران في صندوق عميق (10 سم مكعب) واتركها تغفو ، والتي تستغرق حوالي 3-5 دقائق.
  5. منع جفاف العين وتلف القرنية بسبب التخدير عن طريق وضع قطرة هيبروميلوز على كل عين كل 15 دقيقة حتى تستيقظ الفئران تماما ويمكن أن ترمش بشكل طبيعي.
    ملاحظة: يجب إبقاء الفئران تحت الملاحظة لمدة 45 دقيقة ، وهي المدة التقريبية للتخدير. إذا استيقظ الماوس قبل اكتمال الإجراء ، فيجب تعليق الإجراء واستبدال الماوس.

2. تحديد المواقع الحيوانية

  1. بمجرد أن يصبح الماوس نائما ، ضعه على طاولة عمل متجهة لأعلى ورأسه باتجاه المشغل. اسحب كل ساق برفق دون توتر وقم بتثبيتها بشريط صغير لمنع الحركات اللاإرادية المفاجئة. قم بتغطية الماوس ببطانية أو شاش للحفاظ على حرارة الجسم.
  2. للحفاظ على الخطم مفتوحا ، ضع أحد طرفي تقويم الأسنان المرن حول القواطع العلوية وقم بتأمين الطرف الآخر بالحامل العلوي دون شد. ضع مرونة تقويم الأسنان الثانية حول القواطع السفلية وثبتها على حامل سفلي بشريط مطاطي.
  3. ضع فواصل الخد وحرك اللسان بحذر إلى جانب واحد لتحسين الرؤية.
  4. ضع المجهر للسماح بالتصور الكافي للأضراس العلوية، بدءا من هدف التكبير الأدنى. بمجرد تحديد موقعه، اضبط التكبير لضمان الراحة والتركيز الأمثل للمشغل.

3. وضع الرباط

  1. بمجرد أن تصبح الصورة واضحة ، حدد الأضراس الثلاثة العلوية: الضرس الأكبر والقريب (M1) ، الضرس التالي (M2) ، والضرس الأصغر والبعيد (M3). ضع خياطة نايلون 6-0 ، حيث يسهل قطرها وضع الرباط ويسبب أضرارا ميكانيكية أقل للأنسجة من الغرز الأوسع.
    1. حدد موقع الجانب البعيد من M2 ، وأمسك طرف خياطة النايلون 6-0 بالملاقط ، وضع الطرف في قاعدة الحليمة من الحنك. قم بتطبيق ضغط خفيف من خلال قاعدة الفضاء الحنكي بين الأطراف باتجاه سطح الخد (الشكل 2 أ).
    2. بمجرد عبور خياطة النايلون 6-0 ، اسحبها عبر الفراغ القريب باتجاه الجانب الشدقي (الشكل 2 ب).
  2. ضع طرف خياطة النايلون 6-0 في قاعدة المنطقة القريبة على السطح المتوسط ل M2 من الجانب الشدقي. ادفع طرف الخيط برفق لعبوره تحت الفراغ القريب وقم بتمريره عبر الفضاء الشدقي مرة أخرى إلى الحنك (الشكل 2 ج).
  3. اسحب خياطة النايلون 6-0 برفق ، وأمسك الحافة بالملاقط ، واضبطها حول M2 ، وثب الخيط بثلاث عقدة بسيطة.
  4. قص خياطة النايلون 6-0 بمقص ناعم (الشكل 2 د).

4. استعادة

  1. لتحرير الماوس ، قم بإزالة فواصل الخد وشريط المسام الدقيقة من الساقين وأشرطة تقويم الأسنان. أولا ، قم بإزالة الشريط المطاطي حول القواطع السفلية ، ثم قم بإزالة الشريط المطاطي حول القواطع العلوية.
    1. أخرج الماوس من طاولة العمل ، ولفه بشاش أو قطعة قماش ، وضعه ووجهه لأعلى. حافظ على اللسان على الجانب لإبقاء مجرى الهواء مفتوحا ومنع الانسداد.
  2. حافظ على دفء ، مغطى بقطعة قماش أو شاش ، وتحت الملاحظة حتى يستيقظ تماما. ثم ضعهم في أقفاصهم العادية.
  3. ضع قطرة هيبروميلوز في كل عين حتى يتمكن الماوس من يومض بشكل طبيعي.
  4. احتفظ بالحيوان في ظل الظروف القياسية.

5. فحص الرباط

  1. تحقق من ثبات رباط النايلون كل أسبوع (الشكل 3 أ ، ب).
  2. خذ الماوس ، وامسك الرأس والجسم بإحكام ، واستخدم الملقط لفتح الخطم. راقب خياطة النايلون 6-0 حول M2 تحت ضوء المصباح.
  3. إنشاء تطور أمراض اللثة على أساس تراكم الأغشية الحيوية والتهيج الميكانيكي. تحقق من ذلك من خلال التحليل النسيجي.

6. علم الأنسجة

  1. بعد 30 يوما ، قتل الفئران في غرفة ثاني أكسيد الكربون2 (باتباع البروتوكولات المعتمدة مؤسسيا). احصد الفك العلوي كما ورد سابقا39. اغسل الأنسجة المحصودة في محلول كلوريد الصوديوم بنسبة 0.9٪ وضعها في أنابيب طرد مركزي دقيقة جديدة تحمل علامة تجارية.
  2. ثبت العينات في محلول بارافورمالدهيد 4٪ لمدة 2 ساعة مع التحريض.
  3. اغسل العينات بماء الصنبور لمدة 2 ساعة.
  4. لإزالة المعادن من العظام وإعداد أقسام البارافين عالية الجودة ، قم بإزالة الكلس من العينات في عشرين مجلدا من محلول 4٪ EDTA (درجة الحموضة 7.3) لمدة 20 يوما في أنابيب الطرد المركزي الدقيقة ، قم بتغيير EDTA كل 4 أيام40.
  5. قم بتضمين العينات في البارافين. قم بقص أقسام 5 ميكرومتر من منطقة M2 ولطخها بالهيماتوكسيلين والإيوسين (H & E) 41.

7. تحليل البيانات

  1. راقب الأقسام النسيجية الملطخة تحت المجهر البصري لإجراء تحليل وصفي للتغيرات في تكوين ظهارة التلم ، وألياف اللثة ، وألياف اللثة ، والارتفاع ، وسلامة القمة السنخية.
  2. حدد فقدان التعلق (AL) عن طريق قياس المسافة بين تقاطع المينا الأسمنتية (CEJ) وأعلى نقطة في قمة العظام. ارسم خطا بين هاتين النقطتين باستخدام برنامج التحرير الرقمي. قم بإجراء تحليل القياس النسيجي على الأسطح الشدقية والحنكية وفقا للمنهجية التي وصفها Semenoff et al.42 (الشكل 4).

8. التحليل الإحصائي

  1. تحليل البيانات التي تم الحصول عليها من مجموعات CTL و PT باستخدام اختبار Mann-Whitney U. ضع في اعتبارك أن p < 0.05 ذات دلالة إحصائية. استخدم برامج الإحصائيات والرسوم البيانية للتحليل.

النتائج

تسمح هذه المنهجية للفئران المستحثة بتطوير التهاب دواعم السن (PT) من الأسبوع الثاني فصاعدا. تمت مراقبة الفئران أسبوعيا للتحقق من وجود الرباط. تم إجراء القتل الرحيم في اليوم 30. تم تقييم الخصائص السريرية لجميع المجموعات. حافظت المجموعة الضابطة على الخصائص الطبيعية ، مثل اللون وبنية اللثة الهامشية ، بمرور الوقت. بالمقارنة مع تلك الموجودة في مجموعة CTL ، أظهرت أنسجة مجموعة PT التهابا ونزيفا وتكوين جيب اللثة ، والتي لوحظت عند هامش اللثة في الفئران المستحثة (الشكل 5).

تم تأكيد تطور المرض من خلال إجراء تحليل نسيجي ونسجي ل AL لأنسجة اللثة ل M2 في كلتا المجموعتين. قدمت مجموعة CTL خصائص نسيجية تشبه تلك الخاصة بالأنسجة السليمة: ظهارة اللثة الهامشية والتلذيذية ، وألياف اللثة (الشكل 6 أ ، السهم الأزرق CTL) ، والظهارة الوصلية ، والقمة السنخية (الشكل 6 أ ، السهم الأخضر CTL). كانت ألياف النسيج الضام في وضع وارتفاع طبيعيين. كانت ألياف شاربي سليمة عند إدخالها في العظم السنخي وسمنت الجذر. ولوحظ سمك متماثل حول الجذر (الشكل 6 أ ، السهم البرتقالي CTL) ، لا سيما عند المرفق في كل من وجهات النظر الشدقية والحنكية. كانت نوى الخلية في ألياف الرباط اللثوي (PDL) والنسيج الضام والخلايا العظمية للعظم السنخي مرئية بوضوح (40x). في مجموعة PT ، تسببت أنسجة اللثة في أضرار جسيمة ، مع وجود جيوب اللثة ، تتميز بفقدان القمة السنخية (الشكل 6 أ ، PT ، السهم الأخضر) ، والهجرة القمية للظهارة وانفصال ألياف شاربي على سطح الجذر (الشكل 6 أ ، PT ، السهم البرتقالي). في النسيج الضام ، تفتقر اللثة والعظام في الجانبين الشدقي والحنكي إلى نوى الخلايا (الشكل 6 أ ، PT ، السهم الأزرق) ، وكلها سمة من سمات أمراض اللثة.

كشف التحليل النسيجي أنه بالنسبة لمجموعة CTL ، كان موضع قمة العظام ثابتا على كلا الجانبين: الشدق والحنك. علاوة على ذلك ، بالمقارنة مع مجموعة CTL ، قدمت مجموعة PT زيادة كبيرة في عمق AL لسطح الخد (p = 0.0001 ، 117.5 نانومتر ± 6 مقابل 209.17 نانومتر ± 10) بسبب فقدان الأنسجة. بالمقارنة مع مجموعة CTL ، كانت مساحة سطح الحنك لمجموعة PT أكبر بشكل ملحوظ (p = 0.03 ، 175.25 نانومتر ± 8 مقابل 254.03 نانومتر ± 50). على الرغم من أن كلا الجانبين قدموا تدمير الأنسجة ، إلا أنه كان أكثر وضوحا على سطح الحنك ، مع عمق أكبر وفقدان أكبر للتعلق ، مقارنة بسطح الخد (الشكل 6 ب ، ج). تتوافق هذه النتائج مع نتائجنا المنشورة سابقا والتي أظهرت سلوكامشابها 28.

figure-results-2621
الشكل 1: التصميم التجريبي. تم إحداث التهاب دواعم السن (PT) في الفئران BALB / c التي تتراوح أعمارها بين ستة إلى ثمانية أسابيع (16 جم) باستخدام نموذج رباط النايلون 6-0 (اليوم 0). بعد ثلاثين يوما من التحريض ، تم القتل الرحيم للفئران السليمة والفئران السليمة (CTL) لتقييم أنسجة اللثة. تم إجراء ثلاث تجارب مستقلة. كان العدد الإجمالي للفئران في كل من مجموعات CTL و PT n = 9. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3334
الشكل 2: إجراء خطوة بخطوة لوضع الرباط للحث على التهاب دواعم السن. صور تمثيلية لتسلسل الخطوات المستخدمة للحث على التهاب دواعم السن في الضرس العلوي الثاني للفأر: (أ) يوضح كيف يتم إدخال خياطة النايلون 6-0 بعيدا إلى M2 ، من الحنك إلى الشدق. (ب) يوضح كيف ينبغي الضغط بلطف تحت منطقة التلامس ؛ (ج) يوضح كيف يجب أن تمر خياطة النايلون عبر الجزء المتوسط من M2 ، من الحنك إلى الشدق ؛ و (د) يوضح كيف يتم ضبط خياطة النايلون حول M2 وتثبيتها بعقدة ثلاثية لتكون بمثابة رباط. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4205
الشكل 3: نموذج أمراض اللثة في رباط النايلون. (أ) رسم توضيحي لموضع الرباط في الضرس العلوي الثاني. (ب) صورة لربط النايلون الموضوعة في نموذج الماوس. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4729
الشكل 4: التحليل النسيجي. تم تحديد فقدان التعلق (AL) مع الأخذ في الاعتبار المسافة بين تقاطع المينا الأسمنتي (CEJ) وأقرب نقطة من القمة السنخية ، ورسم خط بين كلتا النقطتين على الأسطح الشدقية والحنكية. كمرجع: V (B): شدقي ، P حنكي. التكبير: 10x ؛ شريط المقياس = 100 ميكرومتر. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

figure-results-5345
الشكل 5: تطور العلامات السريرية لالتهاب دواعم السن في الفئران WT. صورة سريرية تمثيلية لأنسجة اللثة ، التحكم في CTL. PT ، أمراض اللثة اليوم 1 بعد وضع خياطة النايلون 6-0 ؛ اليوم 30 بعد إزالة الخيط. تم إجراء صور تمثيلية لثلاث تجارب مستقلة. كان العدد الإجمالي للفئران في كل من مجموعات CTL و PT n = 9. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-5986
الشكل 6: أظهرت أنسجة اللثة فقدان التعلق وتلف الأنسجة في النموذج الناجم عن النايلون لالتهاب دواعم السن. (أ) صور نسيجية تمثيلية مع تلطيخ H & E لأنسجة اللثة ، التحكم (CTL) ؛ التهاب دواعم السن (PT) ، اللوحة اليسرى 10x ، يظهر التحليل النسيجي ، مع خط من تقاطع المينا الأسمنتي (CEJ) إلى حافة القمة السنخية ، الشدق (B) ، الحنك (P) ، المشار إليه في الصندوق الأزرق الشدقي الأحمر الحنكي الحنكي. الألواح اليمنى الشدق والحنك عند التكبير القريب عند 40x. السهم الأزرق ، النسيج الضام ؛ السهم البرتقالي ، إدخال الرباط اللثوي في الأسمنت الجذري ؛ السهم الأخضر ، قمة العظام. أشرطة المقياس = 100 ميكرومتر. (B ، C) التحليل النسيجي ل CEJ وأعلى نقطة في القمة السنخية. تم إجراء صورة تمثيلية لثلاث تجارب مستقلة. كان العدد الإجمالي للفئران في كل من مجموعات CTL و PT n = 9. يتم التعبير عن البيانات كوسيلة ± SEMs ، واعتبرت قيم * p < 0.05 و ****p < 0.0001 ذات دلالة إحصائية وفقا لاختبار Mann-Whitney U. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

ماديالتعريفيمزايامساوئ
حريرالمرور عبر الفضاء بين القربالتصاق بكتيري عالييتطلب مهارة لإدراجها
خياطة متعددة الشعيراتتمزق بسهولة
أصل طبيعيفقدان الرباط
سلك تقويم الأسنانالإدخال في المنطقة بين الأسنانأسهل في وضعتحتاج إلى إدخال دقيق لتجنب تلف الأنسجة
مقاوم
النايلونالإدراج تحت نقطة الاتصالأسهل في وضعيتطلب التكبير
لا يوجد تلف في الأنسجة من المواديمكن إزاحة العقدة
مقاومة ومرنة
التصاق بكتيريا اللثة

الجدول 1: مواد مختلفة تستخدم للحث على أمراض اللثة عن طريق الرباط في الفئران.

Discussion

تم استخدام العديد من النماذج الحيوانية لالتهاب دواعم السن لتقييم جوانب مختلفة ، مثل الاستجابات الميكروبيولوجية والمناعية ، ولها بعض أوجه التشابه مع الأمراض البشرية43. تقدم هذه النتائج دليلا على إطار أمراض اللثة ، مثل دور الأغشية الحيوية ، والاستجابة المناعية ، والتفاعلات مع الحالات الجهازية44،45.

النماذج الحيوانية لالتهاب دواعم السن لها تعقيدات وأوجه تشابه مختلفة. على سبيل المثال ، تعتبر الرئيسيات أو أو الخنازير المصغرة غير البشرية أكثر تشابها مع أمراض اللثة البشرية19 ، على الرغم من أن النفقات ومتطلبات التعامل معها وصيانتها تجعل هذه النماذج غير عملية. علاوة على ذلك ، فإن نماذج الفئران من التهاب دواعم السن أقل تكلفة وأسهل في التعامل معها. علاوة على ذلك ، يمكن تعديل الفئران وراثيا لتوليد جزيء أو خلية معينة ذات أهمية46 ، والمنهجية راسخة47.

على الرغم من أن الفئران لا تصاب بشكل طبيعي بمرض ما بعد ، إلا أنه يمكن أن يحدث بمنهجيات مختلفة. النموذج الأكثر استخداما هو النموذج المستحث عن الرباط ، وهو قابل للتكراربدرجة كبيرة 22،23 ، حيث تم استخدام العديد من المواد ، مثل سلك تقويم الأسنان أو الحرير أو النايلون ، من بين أمور أخرى.

على وجه الخصوص ، قد يكون النايلون خيارا قابلا للتطبيق للحث على PT. نظرا لبعض خصائصه ، كخيوط أحادية اصطناعية ، فإنه يحتوي على الحد الأدنى من استجابة الأنسجة ويسمح بالتصاق بكتيريا اللثة مثل Fusobacterium nucleatum و Porphyromona intermedia35،36. هذا يسمح للاستجابة الالتهابية بتؤدي إلى تراكم بكتيري "طبيعي".

تقترح هذه الدراسة بديلا لتطوير PT من خلال استخدام خياطة نايلون 6-0 كنموذج تحريضي ، وقمنا بتحليل البيانات السريرية والنسيجية لفئران CTL و PT. حددنا خصائص هوامش اللثة الموجودة في مجموعة PT ، مثل النزيف والالتهاب وتكوين جيب اللثة. تم تأكيد هذه الملاحظات من خلال التحليل التكراري. على وجه الخصوص ، كانت درجة فقدان PT مختلفة بشكل كبير. على الرغم من أن كلا من الأسطح الشدقية والحنكية أظهرت تدميرا للأنسجة ، إلا أنها كانت أكبر على سطح الحنك. ربما يرجع ذلك إلى أن جدار الخد أوسع في الفئران منه في البشر.

أفاد Lima et al.31 أن أربطة النايلون تسببت في PT. على الرغم من أنهم استخدموا خياطة 5-0 ، إلا أنهم وضعوا العقدة على سطح الخد وقاموا بقياس فقدان العظام الخطي 6 ميكرو CT بعد 15 يوما. بينما تم استخدام 6-0 خيوط نايلون ، تم وضع العقدة على سطح الحنك ، وتم إجراء تحليل القياس النسيجي بعد 30 يوما للحث على PT الشديد. كشفت النتائج أن 6-0 خيوط نايلون حول M2 أدت إلى PT. ليبرمان وآخرون لم يبلغ عن أي اختلافات بين الطرق المستخدمة لتقييم فقدانالعظام 48.

تظهر هذه النتائج أن النموذج المقترح قابل للتكرار وله العديد من المزايا. أولا ، إنه أسهل في الاستخدام لأنه مشابه لاستخدام أداة الخياط. وبالتالي ، فإنه لا يدفع بالضرورة الخيط نحو الفضاء بين القرب ، مما يزيد من خطر إصابة تجويف فم الفأر بسبب المساحة المحدودة. ثانيا ، يسمح هذا النموذج بتطوير PT من خلال تراكم الأغشية الحيوية بطريقة طبيعية ويسبب التهابا مزمنا في أنسجة اللثة.

يحتوي هذا النموذج على العديد من القيود ، بما في ذلك منحنى التعلم ، وضرورة الوسائل البصرية ، والتحديات المرتبطة باستخدام المجاهر أو النظارات المكبرة. بالإضافة إلى ذلك ، توجد إمكانية فقدان العقد والأربطة ، مما يجعل من الضروري التحقق من ديمومة الرباط لضمان استمرار وجود المنبه المزعج.

باختصار ، يصف هذا البروتوكول الخطوات المطلوبة لإنشاء نموذج قوي من PT المتقدم الناجم عن خياطة نايلون 6-0 ، مما يسهل وضع الرباط. كما يوضح بالتفصيل منهجية إعطاء التخدير والتكبير وتقييم فقدان المرفقات. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام هذا النموذج للتحقيق في الآليات الخاصة بالمضيف المشاركة في فقدان العظام الالتهابي بسبب PT ، بالإضافة إلى دور PT في تطور الأمراض أو الاضطرابات المعدية أو الورمية أو المناعة الذاتية أو الهرمونية. لذلك ، فإن استخدام هذا النموذج لدراسة PT الناجم عن تراكم الأغشية الحيوية والالتهابات لديه القدرة على توليد المعرفة الأساسية ذات الآثار العلاجية وتحسين التشخيص.

Disclosures

يعلن المؤلفون أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بنشر هذه الورقة.

Acknowledgements

تم تمويل هذا العمل جزئيا من قبل مجلس العلوم والتكنولوجيا في ولاية المكسيك (COMECYT) رقم المنحة [FICDTEM-2021-072] وبرنامج دعم المشاريع البحثية والابتكار التكنولوجي (PAPIIT) - UNAM ، رقم المنحة [IN-217021]. نحن نقدر برنامج التخصص في Endoperiodontología و FES Iztacala و UNAM للمرافق المقدمة لصنع هذا الفيديو و Rosalba Yañez Ortiz ، DDS ، لدعمها في صنع هذا الفيديو. تم إنشاء بعض الأشكال باستخدام برنامج Biorender (رقم الاتفاقية ME282NWCI1).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
0.9% NaCl solution PiSARinse maxillae 
6-0 nylon sutureAtramat, Internacional FarmacéuticaPE1946-NLigature placement
Amscope 3.7 program for digital cameraAmscope x64, 4.11.21973.20230107Data colection
EDTA solution Sigma–AldrichE5134Decalcification 
Fine scissorsgenericTo cut the 6-0 nylon suture
Fine tweezersgeneric6-0 nylon suture
Gauze padgenericTo keep corporal tempature 
GraphPad Prism GraphPad Prism Version 8.3.0Data analysis 
Hypromellosegeneric Eye lubricant
Injectable waterPisaDilution of anesthetic solution
KetamineAnesket, PisaAnesthetic
Micro centrifuge tubes Cellpro801501To contain tissues durin decalcification 
Micropore3M 1533To fix mouse
Microscope digital cameraAmscope MU1603Histology 
MicrotubesAxygenMCT-150-CStore anesthetic dilution
Optical microscope UNICOSerie G380Histology 
Orhodontic elasticsTP Orthodintics, Inc blueTo keep the snout open 
Paraformaldehyde solutionSigma–Aldrich158127Tissue Fixation 
Paraplast Leica39601006Histology 
Surgical microscope Carl Zeiss GmbH Berlin6-0 nylon suture
Ultra Fine Insulin Syringes 6mm U-100, 0.3 mLBD326385To inject the anesthetic solution 
Universal rubber bands genericTo keep the snout open 
WorktableGeneric Wooden base to support mice 
XylazinePorcin, PisaPreanesthetic

References

  1. Nazir, M., et al. Global prevalence of periodontal disease and lack of its surveillance. Sci World J. 2020 (1), 2146160(2020).
  2. Tonetti, M. S., Jepsen, S., Jin, L., Otomo-Corgel, J. Impact of the global burden of periodontal diseases on health, nutrition and wellbeing of mankind: A call for global action. J Clin Periodontol. 44 (5), 456-462 (2017).
  3. Caton, J. G., et al. A new classification scheme for periodontal and peri-implant diseases and conditions - introduction and key changes from the 1999 classification. J Clin Periodontol. 45 (Suppl 20), S1-S8 (2018).
  4. Harrel, S. K., Cobb, C. M., Sottosanti, J. S., Sheldon, L. N., Rethman, M. P. Clinical decisions based on the 2018 classification of periodontal diseases. Compend Contin Educ Dent. 43 (1), 52-56 (2022).
  5. Stöhr, J., Barbaresko, J., Neuenschwander, M., Schlesinger, S. Bidirectional association between periodontal disease and diabetes mellitus: A systematic review and meta-analysis of cohort studies. Sci Rep. 11 (1), 13686(2021).
  6. Sanz, M., et al. Periodontitis and cardiovascular diseases: Consensus report. J Clin Periodontol. 47 (3), 268-288 (2020).
  7. Figuero, E., Han, Y. W., Furuichi, Y. Periodontal diseases and adverse pregnancy outcomes: Mechanisms. Periodontol 2000. 83 (1), 175-188 (2000).
  8. Jung, E., et al. The etiology of preeclampsia. Am J Obstet Gynecol. 226 (2s), S844-S866 (2022).
  9. Hajishengallis, G., Chavakis, T. Local and systemic mechanisms linking periodontal disease and inflammatory comorbidities. Nat Rev Immunol. 21 (7), 426-440 (2021).
  10. Arjunan, P., et al. Exacerbation of AMD phenotype in lasered CNV murine model by dysbiotic oral pathogens. Antioxidants. 10 (2), 309(2021).
  11. Ma, K. S., et al. Dementia and the risk of periodontitis: A population-based cohort study. J Dent Res. 101 (3), 270-277 (2022).
  12. Hajishengallis, G. Illuminating the oral microbiome and its host interactions: Animal models of disease. FEMS Microbiol Rev. 47 (3), fuad018(2023).
  13. Hajishengallis, G., Lamont, R. J., Graves, D. T. The enduring importance of animal models in understanding periodontal disease. Virulence. 6 (3), 229-235 (2015).
  14. Weinberg, M. A., Bral, M. Laboratory animal models in periodontology. J Clin Periodontol. 26 (6), 335-340 (1999).
  15. Shanbhag, S., et al. Peri-implant bone regeneration in pigs. Int J Implant Dent. 10 (1), 55(2024).
  16. Do, M. J., et al. Development of animal experimental periodontitis models. J Periodontal Implant Sci. 43 (4), 147-152 (2013).
  17. Khuda, F., Baharin, B., Anuar, N. N. M., Satimin, B. S. F., Nasruddin, N. S. Effective modalities of periodontitis induction in rat model. J Vet Dent. 41 (1), 49-57 (2024).
  18. Marchesan, J., et al. An experimental murine model to study periodontitis. Nat Protoc. 13 (10), 2247-2267 (2018).
  19. Martuscelli, G., Fiorellini, J. P., Crohin, C. C., Howell, T. H. The effect of interleukin-11 on the progression of ligature-induced periodontal disease in the beagle dog. J Periodontol. 71 (4), 573-578 (2000).
  20. Lin, P., et al. Application of ligature-induced periodontitis in mice to explore the molecular mechanism of periodontal disease. Int J Mol Sci. 22 (16), 8900(2021).
  21. Wong, R. L., et al. Comparing the healing potential of late-stage periodontitis and peri-implantitis. J Oral Implantol. 43 (6), 437-445 (2017).
  22. Chadwick, J. W., Glogauer, M. Robust ligature-induced model of murine periodontitis for the evaluation of oral neutrophils. J Vis Exp. (155), e59667(2020).
  23. De Almeida, K., et al. Identification of microRNAs expressed in an animal model of periodontal disease and their impact on pathological processes. Tissue Cell. 90, 102525(2024).
  24. Yoon, H., et al. Temporal changes of periodontal tissue pathology in a periodontitis animal model. J Periodontal Implant Sci. 53 (4), 248-258 (2023).
  25. Benzen, B. H., et al. A comparison of two models of experimental periodontitis in rats. Scand J Lab Anim Sci. 32 (2), 73-80 (2005).
  26. Franca, L. F. C., et al. Periodontitis changes renal structures by oxidative stress and lipid peroxidation. J Clin Periodontol. 44 (6), 568-576 (2017).
  27. Abe, T., Hajishengallis, G. Optimization of the ligature-induced periodontitis model in mice. J Immunol Methods. 394 (1-2), 49-54 (2013).
  28. Ortiz-Sánchez, B. J., et al. Periodontitis exacerbation during pregnancy in mice: Role of macrophage migration inhibitory factor as a key inductor. J Periodontal Res. 59 (2), 267-279 (2023).
  29. Lu, H., et al. Chronic stress accelerates ligature-induced periodontitis by suppressing glucocorticoid receptor-α signaling. Exp Mol Med. 48 (3), e223(2016).
  30. França, A. L. Q., et al. Molecular docking study and antireabsorptive activity of a semi-synthetic coumarin derivative from Platymiscium floribundum in the ligature-induced periodontitis in rats: The involvement of heme oxygenase-1. Clin Oral Investig. 26 (2), 1701-1711 (2022).
  31. Lima, M. L. S., et al. The receptor at1 appears to be important for the maintenance of bone mass, and at2 receptor function in periodontal bone loss appears to be regulated by at1 receptor. Int J Mol Sci. 22 (23), 12849(2021).
  32. Faris, A., et al. Characteristics of suture materials used in oral surgery: Systematic review. Int Dent J. 72 (3), 278-287 (2022).
  33. Nadafpour, N., Montazeri, M., Moradi, M., Ahmadzadeh, S., Etemadi, A. Bacterial colonization on different suture materials used in oral implantology: A randomized clinical trial. Front Dent. 18, 25(2021).
  34. Naghsh, N., Yaghini, J., Arab, A., Soltani, S. Comparison of the number of bacterial colonies among four types of suture threads using simple loop method following periodontal surgery in patients with periodontitis: A single-blind randomized clinical trial. Dent Res J (Isfahan). 20, 71(2023).
  35. De Castro Costa Neto, O., et al. Oral bacteria adherence to suture threads: An in vitro study. Oral Maxillofac Surg. 19 (3), 275-280 (2015).
  36. Asher, R., Chacartchi, T., Tandlich, M., Shapira, L., Polak, D. Microbial accumulation on different suture materials following oral surgery: A randomized controlled study. Clin Oral Investig. 23 (2), 559-565 (2019).
  37. Banche, G., et al. Microbial adherence on various intraoral suture materials in patients undergoing dental surgery. J Oral Maxillofac Surg. 65 (8), 1503-1507 (2007).
  38. Kaur Randhawa, R., et al. Assessment of the mechanical properties of different suture materials for oral surgery: An in vitro tensile strength study. Cureus. 16 (8), e65952(2024).
  39. Liu, Y., et al. Using inducible osteoblastic lineage-specific stat3 knockout mice to study alveolar bone remodeling during orthodontic tooth movement. J Vis Exp. (197), e65613(2023).
  40. Wang, S. K., et al. Itgb6 loss-of-function mutations cause autosomal recessive amelogenesis imperfecta. Hum Mol Genet. 23 (8), 2157-2163 (2014).
  41. Sadeghipour, A., Babaheidarian, P. Making formalin-fixed, paraffin-embedded blocks. Methods Mol Biol. 1897, 253-268 (2019).
  42. Semenoff, T. A., et al. Histometric analysis of ligature-induced periodontitis in rats: A comparison of histological section planes. J Appl Oral Sci. 16 (4), 251-256 (2008).
  43. Oz, H. S., Puleo, D. A. Animal models for periodontal disease. J Biomed Biotechnol. 2011, 754857(2011).
  44. Zhao, P., Xu, A., Leung, W. K. Obesity, bone loss, and periodontitis: The interlink. Biomolecules. 12 (7), 865(2022).
  45. Graves, D. T., Corrêa, J. D., Silva, T. A. The oral microbiota is modified by systemic diseases. J Dent Res. 98 (2), 148-156 (2019).
  46. Yoshimi, K., Mashimo, T. Application of genome editing technologies in rats for human disease models. J Hum Genet. 63 (2), 115-123 (2018).
  47. Vandamme, T. F. Rodent models for human diseases. Eur J Pharmacol. 759, 84-89 (2015).
  48. Liberman, D. N., Pilau, R. M., Orlandini, L. F., Gaio, E. J., Rösing, C. K. Comparison of two methods for alveolar bone loss measurement in an experimental periodontal disease model in rats. Braz Oral Res. 25 (1), 80-84 (2011).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

JoVE 219

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved