설치류 구강 질환 모델에서 치아 및 폐포골에 대한 미세 경도 측정

요약

미세경도는 기계적 특성이며 경질 조직 병태생리학을 평가하기 위한 정보 매개변수입니다. 여기에서는 설치류 구강 질환 모델에서 치아 및 치조골의 미세 경도 분석, 즉 치아 불소증 및 인자 유도 치주 골 흡수를 위한 표준화된 프로토콜(샘플 준비, 연마, 평평한 표면 및 압흔 부위)을 보여줍니다.

초록

기계적 특성인 미세 경도는 치아 불소증 및 치주염을 포함한 구강 질환 모델에서 치아 법랑질, 상아질 및 뼈에서 평가됩니다. Micro-CT(μCT)는 3D 이미징 정보(부피 및 미네랄 밀도)를 제공하고 주사전자현미경(SEM)은 미세구조 이미지(법랑질 프리즘 및 뼈 열공-수관)를 생성합니다. μCT 및 SEM에 의한 구조 분석을 보완하는 미세경도는 구조 변화가 기계적 특성을 어떻게 변화시키는지 평가하기 위한 정보 파라미터 중 하나입니다. 유용한 매개변수임에도 불구하고 구강 질환에서 치조골의 미세 경도에 대한 연구는 제한적입니다. 현재까지 다양한 미세경도 측정 방법이 보고되었습니다. 미세경도 값은 시료 전처리(연마 및 평평한 표면)와 압흔 부위에 따라 다르기 때문에 다양한 프로토콜로 인해 연구 간에 불일치가 발생할 수 있습니다. 미세경도 프로토콜의 표준화는 구강 질환 모델에서 일관되고 정확한 평가를 위해 필수적입니다. 본 연구에서는 치아 및 치조골의 미세경도 분석을 위한 표준화된 프로토콜을 보여줍니다. 사용된 표본은 다음과 같다: 치아 불소증 모델의 경우, 불소 함유 물을 6주 동안 처리하거나 사용하지 않은 마우스에서 앞니를 수집하였다; L-PBR(ligature-induced periodontal bone resorption) 모델의 경우, 치주골 흡수가 있는 치조골은 상악 2^번째 어금니에 결찰된 마우스에서 수집되었습니다. 결찰 후 2주에 상악골을 채취했습니다. 비커스 경도는 표준화된 프로토콜에 따라 이 시편에서 분석되었습니다. 이 프로토콜은 수지 매립, 연속 연마 및 앞니와 치조골의 압흔 부위에 대한 자세한 재료와 방법을 제공합니다. 우리가 아는 한, 이것은 설치류 구강 질환 모델에서 치아와 치조골의 기계적 특성을 평가하기 위한 최초의 표준화된 미세경도 프로토콜입니다.

서문

경도는 기계적 특성(예: 탄성, 경도, 점탄성 및 파괴 거동) 중 하나이며 일반적으로 재료의 국소 영역의 압축 변형 및 파괴에 저항하는 능력을 특성화하는 데 사용됩니다. 정적 압입 경도 시험은 비커스 경도 및 누프 경도¹을 포함하여 가장 많이 사용되는 방법입니다. 비커스 경도 시험은 고정 시험 하중 하에서 다이아몬드 압자를 표면으로 밀어 넣어서 구현됩니다. 압자는 피라미드 모양이며 바닥이 정사각형이고 반대쪽면 사이의 각도가 136°입니다. 시험 표면에 형성된 두 대각선의 길이를 측정하고 평균을 사용하여 경도를 계산하며, 이는 F/A 비율(여기서 F는 힘이고 A는 압흔의 표면적)에 의해 결정됩니다. 비커스 미세 경도 수 (HV = F / A)는 일반적으로 1 HV ≈ 0.1891 F / d² (N / mm²)와 함께 mm² 압흔 당 킬로그램 힘 (kgf)으로 표시됩니다. Knoop 경도는 또한 두 개의 불균등한 대각으로 형성된 다이아몬드 정사각형 피라미드 압자로 구성됩니다. 누프 경도 번호(HK)는 투영된 접촉 면적에 적용된 하중의 비율과 같습니다. 경도 시험은 시험 재료에 가해지는 힘에 따라 마이크로 압입(microhardness) 시험과 거시 압입 시험으로 분류됩니다. 마이크로 압흔 시험은....

프로토콜

이 프로토콜에 설명된 모든 절차는 Augusta University의 IACUC(Institutional Animal Care Use Committee)와 AAALAC(Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International)의 인증을 받은 Nova Southeastern University에서 승인한 척추동물 사용에 대한 지침 및 규정에 따라 수행되었습니다. 스즈키 박사는 마우스 치아 불소증 실험이 완료된 Augusta University에 고용되어 있었습니다.

1. 마우스 치아 불소증 모델에서 하악 앞니 추출

1. 불소 투여 1주일 전부터 불소 처리가 종료될 때까지 C57BL/6 마우스(5주령, 수컷)에게 불소가 없는 식단을 공급합니다.
2. 증류수에 NaF를 첨가한 후 0.2μm 필터를 사용하여 진공 여과하여 불소수를 제조합니다. 동물에게 불소를 NaF(0ppm 및 125ppm)로 제공하십시오. N=5/그룹) 6주 동안 애드리비텀 . 2일마다 불소를 갓 준비한 물로 교체하십시오.
3. 6주간의 불소 수처리 후_CO2 로 동물을 안락사시킨 후 목....

토론

미세경도는 치아 및 뼈와 같은 경질 조직의 기계적 특성을 평가하기 위해 수행됩니다. 현재까지 다양한 미세경도 측정 방법이 보고되었습니다. 대부분의 측정 정보, 특히 시료 전처리 및 압흔 부위는 불충분할 수 있습니다. 이 연구는 치과 불소증 및 치주 질환 모델에서 법랑질 및 폐포 뼈에 대한 미세 경도 프로토콜에 중점을 두었습니다. 일관되고 정확한 결과를 얻기 위해 이 프로토콜의 중요한 .......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Braided Silk Suture 6-0	Teleflex
Canica Small Animal Surgery System	Kent Scientific Corporation	SURGI 5001
CarbiMet PSA 120/P120	Buehler	30080120
CarbiMet PSA 60/P60	Buehler	36080060
CarbiMet PSA 600/P1200	Buehler	36080600
Castroviejo Micro Needle hilder	F.S.T	12060-01
Epofix cold setting embeding Resin	Electron Microscopey Science	CAT-1237
Fisherbrand 112xx Series Advanced Ultrasonic Cleaner	Fisher Brand	FB11201
Fluoride-free Rodent diet	Bio Serv	F1515	AIN-76A, 1/2" Pellets
in-vivo microCT Skyscan 1176	Bruker
Isomet 1000 Precison saw	Buehler	MA112180
Lapping film 0.3µm	Maruto instrument co, LTD. Japan	26-4203	Alternative  A3-0.3 SHT, 3M USA
Lapping film 1µm	Maruto instrument co, LTD. Japan	26-4206	Alternative A3-1 SHT, 3M USA
Lapping film 12µm	Maruto instrument co, LTD. Japan	26-4211	Alternative A3-12 SHT, 3M USA
Lapping film 3µm	Maruto instrument co, LTD. Japan	26-4204	Alternative A3-3 SHT, 3M USA
Lapping film 9µm	Maruto instrument co, LTD. Japan	26-4201	Alternative A3-9 SHT, 3M USA
Leica wild microscope	Leica	LEIC M690
Metaserv 2000 Variable speed Grinder polisher	Buehler	No: 557-MG1-1160
MicroCut PSA 1200/P2500	Buehler	36081200
MicroCut PSA P4000	Buehler	36084000
Microhardness tester, ALPHA-MHT-1000Z	PACE Technologies
SamplKups  1 inch	Buehler	No: 209178
Sodium Fluoride	Fisher Scientific	S299-100
West cott Stitch Scissor	JEDMED	Cat. #25-1180
ZooMed Repti Thern Undertank heater (U.T.H)	Zoo Med Laboratories, Inc.	RH-4