Name: 3d imaging of pdl collagen fibers during orthodontic tooth movement in mandibular murine model
Uploaded: 2021-04-15T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about 3D Imaging of PDL Collagen Fibers during Orthodontic Tooth Movement in Mandibular Murine Model at JoVE.com

وقد دعمت هذه الدراسة من قبل المعاهد القومية للصحة (NIDCR R00- DE025053، PI:Naveh). نود أن نشكر مركز هارفارد للتصوير البيولوجي على البنية التحتية والدعم. يتم إنشاء جميع الأرقام مع biorender.com.

أجريت جميع التجارب على الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية للمعهد القومي للصحة لرعاية واستخدام المختبر والمبادئ التوجيهية الصادرة عن اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها في جامعة هارفارد (البروتوكول رقم 01840).
1. حركة الأسنان التقويمية
<ol><li>لتوليد سرير فأر، استخدم من?...

<ol>
	<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Orthodontic+tooth+movement:+The+biology+and+clinical+implications.">Orthodontic tooth movement: The biology and clinical implications.</a> The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 34 (4), 207-214 (2018).</li><li>Meikle, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tissue,+cellular,+and+molecular+regulation+of+orthodontic+tooth+movement:+100+years+after+Carl+Sandstedt.">The tissue, cellular, and molecular regulation of orthodontic tooth movement: 100 years after Carl Sandstedt.</a> European Journal of Orthodontics. 28, 221-240 (2006).</li><li>Krishnan, V., Davidovitch, Z., molecular, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular,+molecular,+and+tissue-level+reactions+to+orthodontic+force.">Cellular, molecular, and tissue-level reactions to orthodontic force.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 129 (4), 1-32 (2006).</li><li>Shoji-Matsunaga, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteocyte+regulation+of+orthodontic+force-mediated+tooth+movement+via+RANKL+expression.">Osteocyte regulation of orthodontic force-mediated tooth movement via RANKL expression.</a> Scientific Reports. 7 (1), 8753 (2017).</li><li>Oppenheim, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+changes,+particularly+of+the+bone,+incident+to+tooth+movement.">Tissue changes, particularly of the bone, incident to tooth movement.</a> European Journal of Orthodontics. 29, 2-15 (2007).</li><li>Unnam, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+Orthodontics-An+overview.">Accelerated Orthodontics-An overview.</a> Journal of Archives of Oral Biologyogy and Craniofacial Research. 3 (1), 4 (2018).</li><li>von Bohl, M., Kuijpers-Jagtman, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyalinization+during+orthodontic+tooth+movement+:+a+systematic+review+on+tissue+reactions.">Hyalinization during orthodontic tooth movement : a systematic review on tissue reactions.</a> European Journal of Orthodontics. 31 (1), 30-36 (2009).</li><li>Kirschneck, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+assessment+of+mouse+models+for+experimental+orthodontic+tooth+movement.">Comparative assessment of mouse models for experimental orthodontic tooth movement.</a> Scientific Reports. 10 (1), 1-12 (2020).</li><li>Naveh, G. R. S., Weiner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initial+orthodontic+tooth+movement+of+a+multirooted+tooth:+a+3D+study+of+a+rat+molar.">Initial orthodontic tooth movement of a multirooted tooth: a 3D study of a rat molar.</a> Orthodontics &amp; Craniofacial Research. 18 (3), 134-142 (2015).</li><li>Nakamura, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-lapse+observation+of+rat+periodontal+ligament+during+function+and+tooth+movement,+using+microcomputed+tomography.">Time-lapse observation of rat periodontal ligament during function and tooth movement, using microcomputed tomography.</a> European Journal of Orthodontics. 30 (3), 320-326 (2008).</li><li>Kawarizadeh, A., Bourauel, C., Jager, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+and+numerical+determination+of+initial+tooth+mobility+and+material+properties+of+the+periodontal+ligament+in+rat+molar+specimens.">Experimental and numerical determination of initial tooth mobility and material properties of the periodontal ligament in rat molar specimens.</a> European Journal of Orthodontics. 25 (6), 569-578 (2003).</li><li>J&#243;nsd&#243;ttir, S. H., Giesen, E. B. W., Maltha, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+behavior+of+the+periodontal+ligament+of+the+beagle+dog+during+the+first+5+hours+of+orthodontic+force+application.">Biomechanical behavior of the periodontal ligament of the beagle dog during the first 5 hours of orthodontic force application.</a> European Journal of Orthodontics. 28, 547 (2006).</li><li>Lindhe, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+breakdown+of+peri-implant+and+periodontal+tissues.+A+study+in+the+beagle+dog.">Experimental breakdown of peri-implant and periodontal tissues. A study in the beagle dog.</a> Clinical Oral Implants Research. 3 (1), 9-16 (1992).</li><li>Salamati, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+tooth+mobility+in+young+pigs.">Functional tooth mobility in young pigs.</a> Journal of Biomechanics. 104, 109716 (2020).</li><li>Maria, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+unusual+disordered+alveolar+bone+material+in+the+upper+furcation+region+of+minipig+mandibles:+A+3D+hierarchical+structural+study.">An unusual disordered alveolar bone material in the upper furcation region of minipig mandibles: A 3D hierarchical structural study.</a> Journal of Structural Biology. 206 (1), 128-137 (2019).</li><li>Wang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+miniature+pig:+a+useful+large+animal+model+for+dental+and+orofacial+research.">The miniature pig: a useful large animal model for dental and orofacial research.</a> Oral Diseases. 10, 1-7 (2007).</li><li>Melsen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+reaction+to+orthodontic+tooth+movement--a+new+paradigm.">Tissue reaction to orthodontic tooth movement--a new paradigm.</a> European Journal of Orthodontics. 23 (6), 671-681 (2001).</li><li>Naveh, G. R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+MicroCT+imaging+of+non-mineralized+connective+tissues+at+high+resolution.">Direct MicroCT imaging of non-mineralized connective tissues at high resolution.</a> Connective Tissue Research. 55 (1), 52-60 (2014).</li><li>Naveh, G. R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonuniformity+in+ligaments+is+a+structural+strategy+for+optimizing+functionality.">Nonuniformity in ligaments is a structural strategy for optimizing functionality.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 115 (36), 9008 (2018).</li><li>Naveh, G. R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tooth+periodontal+ligament:+Direct+3D+microCT+visualization+of+the+collagen+network+and+how+the+network+changes+when+the+tooth+is+loaded.">Tooth periodontal ligament: Direct 3D microCT visualization of the collagen network and how the network changes when the tooth is loaded.</a> Journal of Structural Biology. 181 (2), 108-115 (2013).</li><li>Naveh, G. R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Journal of Structural Biology. 17 (2), 477-483 (2012).</li><li>Naveh, G. R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tooth-PDL-bone+complex:+Response+to+compressive+loads+encountered+during+mastication+-A+review.">Tooth-PDL-bone complex: Response to compressive loads encountered during mastication -A review.</a> Archives of Oral Biology. 57 (12), 1575-1584 (2012).</li><li>Ben-Zvi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+the+tooth-periodontal+ligament-bone+complex+to+load:+A+microCT+study+of+the+minipig+molar.">Response of the tooth-periodontal ligament-bone complex to load: A microCT study of the minipig molar.</a> Journal of Structural Biology. 205 (2), 155-162 (2019).</li><li>Klingberg, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully+Automated+Evaluation+of+Total+Glomerular+Number+and+Capillary+Tuft+Size+in+Nephritic+Kidneys+Using+Lightsheet+Microscopy.">Fully Automated Evaluation of Total Glomerular Number and Capillary Tuft Size in Nephritic Kidneys Using Lightsheet Microscopy.</a> Journal of the American Society of Nephrology. 28 (2), 452 (2017).</li><li>Richardson, D. S., Lichtman, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clarifying+Tissue+Clearing.">Clarifying Tissue Clearing.</a> Cell. 162 (2), 246-257 (2015).</li><li>Taddei, S. R. d. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+model+of+tooth+movement+in+mice:+A+standardized+protocol+for+studying+bone+remodeling+under+compression+and+tensile+strains.">Experimental model of tooth movement in mice: A standardized protocol for studying bone remodeling under compression and tensile strains.</a> Journal of Biomechanics. 45 (16), 2729-2735 (2012).</li><li>Nakamura, K., Sahara, N., Deguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+changes+in+the+distribution+and+number+of+macrophage-lineage+cells+in+the+periodontal+membrane+of+the+rat+molar+in+response+to+experimental+tooth+movement.">Temporal changes in the distribution and number of macrophage-lineage cells in the periodontal membrane of the rat molar in response to experimental tooth movement.</a> Archives of Oral Biology. 46 (7), 593-607 (2001).</li><li>Rygh, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+the+vascular+system:+A+main+mediator+of+periodontal+fiber+remodeling+in+orthodontic+tooth+movement.">Activation of the vascular system: A main mediator of periodontal fiber remodeling in orthodontic tooth movement.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 89 (6), 453-468 (1986).</li><li>Nagao, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+endothelial+growth+factor+in+cartilage+development+and+osteoarthritis.">Vascular endothelial growth factor in cartilage development and osteoarthritis.</a> Scientific Reports. 7 (1), 13027 (2017).</li><li>Licht, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelium-specific+Cre+recombinase+activity+in+flk-1-Cre+transgenic+mice.">Endothelium-specific Cre recombinase activity in flk-1-Cre transgenic mice.</a> Developmental Dynamics. 229 (2), 312-318 (2004).</li><li>Connizzo, B. K., Naveh, G. R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+AFM-based+nanoscale+rheology+reveals+regional+non-uniformity+in+viscoporoelastic+mechanical+behavior+of+the+murine+periodontal+ligament.">In situ AFM-based nanoscale rheology reveals regional non-uniformity in viscoporoelastic mechanical behavior of the murine periodontal ligament.</a> Journal of Biomechanics. 111, 109996 (2020).</li><li>Connizzo, B. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonuniformity+in+Periodontal+Ligament:+Mechanics+and+Matrix+Composition.">Nonuniformity in Periodontal Ligament: Mechanics and Matrix Composition.</a> Journal of Dental Research. 2, 179-186 (2020).</li></ol>

توليد OTM في الفئران مرغوب فيه للغاية بسبب الحجم وعلم الوراثة ومزايا المناولة. استخدام الفك السفلي يوفر سهولة التعامل مع كل من حيث تشريح الأنسجة وكذلك إعداد العينة والتصوير. هنا قدمنا طريقة لتوليد OTM مع حركة تحويلية من الأسنان داخل العظام في غضون 7 أيام من OTM. باستخدام هذا البروتوكول ، يمكن ت?...

العملية البيولوجية الأساسية الكامنة في حركة الأسنان التقويمية (OTM) هي إعادة عرض العظام. ويعزى الزناد لعملية إعادة عرض هذه التغييرات في هيكل الرباط اللثة (PDL) مثل الإجهاد خارج الخلية (ECM) ، نخر وكذلك تدمير الأوعية الدموية وتشكيل1،2،3. ترتبط المحفزات المحتملة الأخرى لإعادة عرض العظام الحويصلات الشمسية باستشعار القوة بواسطة الخلايا العظمية في العظام ، وكذلك التشوه الميكانيكي للعظم الحويصلات الدموية نفسه ؛ لكن دورهم في OTM لا يزال غير توضيح كامل4,5.
على الرغم من العديد من الدراسات التي تهدف إلى الكشف عن العلاقات بين هيكل وظيفة من PDL خلال OTM، آلية وظيفية واضحة لم يتم تعريفهابعد 6،7. والسبب الرئيسي لذلك هو التحدي في استرجاع بيانات الأنسجة الرخوة (PDL) الموجودة بين اثنين من الأنسجة الصلبة (الاسمنت والعظام الحويصلات). عادة ما تتطلب الطرق المقبولة لجمع المعلومات الهيكلية التثبيت والقسمة التي تعطل وتعديل بنية PDL. وعلاوة على ذلك، فإن معظم هذه الطرق تسفر عن بيانات 2D التي حتى لو لم تكن مشوهة، تعطي معلومات جزئية ومترجمة فقط. وبما أن PDL ليست موحدة في هيكلها ووظيفتها ، فإن النهج الذي يعالج الهيكل ثلاثي الأبعاد السليم لمجمع الأسنان PDL-bone بأكمله له ما يبرره.
هذه الورقة سوف تصف طريقة لتوليد OTM في الفئران وطريقتين التي تمكن التصور 3D من ألياف الكولاجين في PDL دون أي تقسيم العينة.
وتستخدم نماذج مورين على نطاق واسع للتجارب في الجسم الحي في الطب والبيولوجيا التنموية وتسليم الأدوية والدراسات الهيكلية. ويمكن تعديلها وراثيا للقضاء على أو تعزيز بروتينات محددة وظيفة; أنها توفر سيطرة سريعة وقابلة للتكرار ويمكن التنبؤ بها التنمية; كما أنها سهلة الصورة نظرا لحجمها الصغير8. على الرغم من مزاياها العديدة ، لا تستخدم نماذج الماوس في أبحاث طب الأسنان بشكل متكرر ، خاصة عندما يكون هناك ما يبرر التلاعب السريري ، ويرجع ذلك في الغالب إلى الأسنان الصغيرة الحجم. نماذج حيوانية مثل الفئران9،10،11، ال12،13، الخنازير14،15،16 والقرود17 تستخدم في كثير من الأحيان من الفئران. مع التطور الأخير لتقنيات التصوير عالية الدقة ، فإن مزايا استخدام نموذج الماوس لفك رموز العمليات المعقدة في OTM عديدة. تقدم هذه الورقة طريقة لتوليد حركة ميسالية للسن الضرس في الفك السفلي مع مستويات القوة الثابتة التي تؤدي إلى إعادة عرض العظام. تتم معظم تجارب OTM في القوارض في الفك العلوي ، لأن حركة الفك السفلي ووجود اللسان يضيفان مستوى تعقيد آخر. ومع ذلك ، فإن الفك السفلي له العديد من المزايا عندما يكون المطلوب السلامة الهيكلية ثلاثية الأبعاد. يمكن تشريحه بسهولة كعظم كامل. في بعض الأنواع يمكن فصله إلى اثنين من الفك السفلي هيمي من خلال السمفونية الليفية; وهو مدمج، شقة ويحتوي فقط على الأسنان دون أي مساحات الجيوب الأنفية. في المقابل ، فإن الفك العلوي هو جزء من الجمجمة ويرتبط ارتباطا وثيقا بالأعضاء والهياكل الأخرى ، وبالتالي هناك حاجة إلى تقسيم واسع النطاق من أجل تشريح عظم السنفية مع الأسنان المرتبطة بها.
باستخدام غرفة الرطوبة في المنزل إلى جانب نظام التحميل داخل عالية الدقة الصغرى CT التي تمكن تعزيز المرحلة، وضعنا طريقة لتصور الأنسجة الليفية الطازجة في 3D كما هو موضح سابقا9،18،19،20،21،22،23. يتم مسح الأنسجة الطازجة مباشرة بعد التضحية بالحيوان دون أي تلطيخ أو تثبيت ، مما يقلل من قطع الأنسجة وكذلك تعديلات الخصائص الميكانيكية الحيوية. ويمكن استخدام هذه البيانات 3D للتوزيع وتحليل اتجاه الألياف كما هو موضح في مكان آخر19.
ويستند الثاني 3D طريقة تصوير الأنسجة الكاملة المعروضة هنا على المقاصة البصرية من الفك السفلي الذي يتيح التصوير من ألياف PDL من خلال العظام دون أي تقسيم. ومن المثير للاهتمام أنه يتيح أيضا تصور ألياف الكولاجين من العظام نفسها، ولكن هذا لن يناقش هنا. بشكل عام، هناك طريقتان لإزالة الأنسجة. الأول هو المقاصة المائية حيث يتم غمر العينة في محلول مائي مع مؤشر انكسار أكبر من 1.4 إما من خلال الغمر البسيط أو الإماهة المفرطة أو تضمين الهيدروجيل. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة محدودة في مستوى الشفافية وكذلك الحفاظ الهيكلي على الأنسجة ، وبالتالي تتطلب تثبيت الأنسجة. الطريقة الثانية التي تسفر عن عينات شفافة للغاية ولا تتطلب التثبيت هي طريقة المقاصة القائمة على المذيبات24،25. لقد قمنا بإنشاء طريقة مقاصة معدلة قائمة على المذيبات استنادا إلى الإيثيل-3-فينيلبروب-2-إينوات (إيثيل سينامات، ECi) للعينات الفكية. هذه الطريقة لديها مزايا استخدام غير سامة الغذاء الصف عامل المقاصة، والحد الأدنى من انكماش الأنسجة، والحفاظ على البروتينات الفلورية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1-mL BD Luer-Lok syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1X phosphate buffered saline</td>
			<td>VWR Life Sciences</td>
			<td>0780-10L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 proof ethanol</td>
			<td>VWR Life Sciences</td>
			<td>V1016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum alloy 5019 wire</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>GF15828813</td>
			<td>0.08 mm diameter wire, length 100th, temper hard. Used as wire ligature around molar.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avizo 9.7</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Used to analyze microCT scans</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Castroviejo Micro Needle Holders</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12060-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clr Plan-Apochromat 20x/1.0,CorrVIS-IR M27 85mm</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Used for second harmonic generation imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cone socket handle, single ended, hand-form</td>
			<td>G.Hartzell and son</td>
			<td>126-CSH3</td>
			<td>Handle of the inspection mirror</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EC Plan-Neofluar 5x/0.16</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>440321-9902</td>
			<td>Used for light-sheet imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elipar DeepCure-S LED curing light</td>
			<td>3M ESPE</td>
			<td>76985</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf safe-lock tubes, 1.5mL</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22363204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl cinnamate, &#62;= 98%</td>
			<td>Sigma-aldrich</td>
			<td>W243000-1KG-K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hypodermic Needle, 27G x 1/2&#39;&#39;</td>
			<td>BD</td>
			<td>305109</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketathesia 100mg/ml</td>
			<td>Henry Schein Animal Health</td>
			<td>NDC:11695-0702-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KIMWIPES delicate task wipers</td>
			<td>Kimberly-Clark</td>
			<td>21905-026 (VWR Catalog number)</td>
			<td>Purchased from VWR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LightSheet Z.1 dual illumination microscope system</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>LightSheet Z.1/LightSheet 7</td>
			<td>Used for lightsheet imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LSM 880 NLO multi-photon microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>LSM 880 NLO</td>
			<td>Used for two-photon imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEGAmicro, plane, 5mm dia, SS-Thread</td>
			<td>Hahnenkratt</td>
			<td>6220</td>
			<td>Front surface inspectrio mirror</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroCT machine, MicroXCT-200</td>
			<td>Xradia</td>
			<td>MICRO XCT-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini-Colibri</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>17000-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PermaFlo Flowable Composite</td>
			<td>Ultradent</td>
			<td>948</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Procedure platform</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Custom-made from lab materials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Routine stereo micscope M80</td>
			<td>Leica Micosystems</td>
			<td>M80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sentalloy NiTi open coil spring</td>
			<td>TOMY Inc.</td>
			<td></td>
			<td>A 0.15mm diameter closed NiTi coil with an inner coil diameter of 0.9mm delivers a force of 10g. Similar products can be purchased from Dentsply Sirona.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-304 stainless steel ligature wire, 0.009&#39;&#39; diameter</td>
			<td>Orthodontics</td>
			<td>SBLW109</td>
			<td>0.009&#39;&#39;(.23mm) diameter, Soft temper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>X-Ject E (Xylazine) 100mg/ml</td>
			<td>Henry Schein Animal Health</td>
			<td>NDC:11695-7085-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Z100 Restorative, A2 shade</td>
			<td>3M ESPE</td>
			<td>5904A2</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

3d imaging of pdl collagen fibers during orthodontic tooth movement in mandibular murine model

حركة الأسنان التقويمية هي عملية بيولوجية معقدة لتغيير الأنسجة الرخوة والثابتة نتيجة للقوى الخارجية. من أجل فهم عمليات إعادة العرض المعقدة هذه ، من المهم دراسة أنسجة الأسنان واللثة ضمن سياقها ثلاثي الأبعاد وبالتالي تقليل أي قطع أثرية من الأقسام والأنسجة. وغالبا ما تستخدم نماذج الماوس في علم الأحياء التنموية والهيكلية، وكذلك في الميكانيكا الحيوية نظرا لصغر حجمها، وارتفاع معدل الأيض، وعلم الوراثة وسهولة التعامل معها. من حيث المبدأ هذا أيضا يجعلها نماذج ممتازة للدراسات المتعلقة بالأسنان. ومع ذلك ، فإن العائق الرئيسي هو صغر حجم الأسنان ، والأضراس على وجه الخصوص. تهدف هذه الورقة إلى توفير بروتوكول خطوة بخطوة لتوليد حركة الأسنان التقويمية وطرقتين للتصوير ثلاثي الأبعاد للمكون الليفي للأربطة اللثة من ضرس الفك السفلي للفأرة. تعتمد الطريقة الأولى المقدمة على إعداد التصوير المقطعي الدقيق الذي يتيح تصوير المرحلة لتعزيز أنسجة الكولاجين الطازجة. الطريقة الثانية هي طريقة تطهير العظام باستخدام إيثيل سينامات التي تمكن التصوير من خلال العظام دون تقسيم ويحافظ على الفلورية الذاتية. الجمع بين هذه الطريقة المقاصة مع الفئران مراسل مثل Flk1-كري; قدمت TdTomato فرصة أولى من نوعها لتصوير الأوعية ثلاثية الأبعاد في PDL وعظم الحويصلات.

تقدم هذه الورقة طريقة لإنتاج OTM بالإضافة إلى طريقتين للتصوير ثلاثي الأبعاد لألياف الكولاجين داخل PDL دون أي تقسيم. لأغراض البحث الحيواني ، عندما لا تكون محاذاة الأسنان ضرورية ، تعتبر حركة الأسنان تقويم الأسنان إذا كانت تولد إعادة عرض عظم السنفية على جميع مستويات الجذر. مطلوب مستوى القوة ال?...

Watch this Scientific Journal Video about 3D Imaging of PDL Collagen Fibers during Orthodontic Tooth Movement in Mandibular Murine Model at JoVE.com

3D Imaging of PDL Collagen Fibers during Orthodontic Tooth Movement in Mandibular Murine Model

نقدم بروتوكولا لتوليد حركة الأسنان التقويمية في الفئران وطرق التصور ثلاثي الأبعاد لألياف الكولاجين والأوعية الدموية للأربطة اللثة دون تقسيم.

التصوير ثلاثي الأبعاد لألياف الكولاجين PDL أثناء حركة تقويم الأسنان في نموذج مورين الفك السفلي

Orthodontic tooth movement is a complex biological process of altered soft and hard tissue remodeling as a result of external forces. In order to ...

حركة الأسنان التقويمية هي عملية بيولوجية معقدة تنطوي على قوى خارجية وإعادة عرض الأنسجة الرخوة والثابتة على حد سواء. من أجل فهم هذه العمليات ، من المهم دراسة الأسنان وأنسجة اللثة داخل السياق ثلاثي الأبعاد. نموذج مورين هو مرشح جيد لمثل هذه الدراسات بسبب حجمها، وارتفاع معدل الأيض والمعلومات الوراثية واسعة لدينا.ومع ذلك ، فإن إنشاء حركة الأسنان التقويمية في الفئران ليس سهلا نظرا لصغر حجمها. بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما تنطوي طرق التحليل الهيكلي على تقسيم ، مما يعطل البنية ثلاثية الأبعاد وسياق الأنسجة. بالنسبة للأنسجة غير الموحدة ، مثل PDL ، فإن الحفاظ على الهيكل والسياق ثلاثي الأبعاد له أهمية حاسمة.لمعالجة هاتين العوائق، نقدم بروتوكولا لتوليد حركة الأسنان التقويمية المتوسطة لأول ضرس انسديلي في الفئران ووصف طريقتين تمكنان من التصور ثلاثي الأبعاد للأربطة اللثة دون تقسيم الأنسجة. لوضع الماوس تخدير لإدراج جهاز تقويم الأسنان، ربط القاطع العلوي على حلقة مشبك الورق. شل القواطع السفلية باستخدام سلسلة الطاقة وفتح الفم كذلك مع مصغرة القولونية الماوس المتراجع.ضعي قطرة صغيرة من المحلول الملحي على كل عين لمنع جفاف القرنية. هذه هي الأدوات المستخدمة في إدراج الجهاز. قطع قطعة من سلك الألومنيوم إلى سنتيمتر واحد في الطول.باستخدام حامل الإبرة المجهرية، قم بتمرير السلك من الجانب البوكال لغويا في المنطقة بين البروكسية أسفل نقطة الاتصال بين الأضراس الأولى والثانية. سحب السلك من الجانب اللغوي نحو الجانب الساذج من الضرس. تويست نهايات حرة من السلك مرتين إلى ثلاث مرات لتأمين.قطع قطعة من التيتانيوم النيكل أو NiTi لفائف الربيع حوالي سبعة إلى تسعة خيوط في الطول. إدراج لفائف بين أول الضرس السفلي والقواطع، وتمرير نهاية واحدة حرة من السلك من خلال اثنين من المواضيع من لفائف، ثم تحريف طرفي السلك بإحكام لإصلاح لفائف إلى الضرس. إزالة سلسلة الطاقة باستخدام زوج من ملاقط.حلقة اثنين إلى ثلاثة خيوط من لفائف على القاطع لترسيخ لفائف. ترك بالضبط ثلاثة خيوط نشطة بين أول الضرس والقاطع. الشريحة التهديدات وصولا الى هامش gingival الحرة القاطعة.وضع طبقة من الراتنج مركب قابلة للتدفق على الحدود القاطعة لللفائف وعلاجه مع ضوء علاج الأسنان. استبدال سلسلة الطاقة بعد علاج الراتنج. تقليم الأسلاك الزائدة حول الضرس لتجنب الإصابات.باستخدام نفس ضوء المعالجة، قم بتسخين لفائف NiTi لمدة 20 ثانية. هذا سوف تشديد الملف، والانتهاء من التنسيب ينبغي أن تبدو مثل هذا. يمكن إزالة الأنسجة الرخوة على الفك السفلي هيمي تشريح مع مسح خالية من الوبر.مع عينة بين إصبعين، وفرك الخارج في حركة دائرية حتى تتم إزالة معظم الأنسجة الرخوة. ويمكن قطع بقية باستخدام زوج من مقص. يظهر الفك السفلي النظيف هنا على اليمين.لتركيب تشريح هيمي الفك السفلي في غرفة العينة من الأشعة المقطعية الدقيقة، وتشكيل حبة الأرز الحجم راتنج الأسنان معبأة في سجل. ثم وضعه في فتحة عينة من المرحلة. ضع الفك السفلي الهيمي على المركب.ضبط الموقف حتى يتم توسيط الضرس الأول في الأخدود خط الوسط وسطح الانسداد الأفقي. علاج المركب عندما راض عن تحديد المواقع. هذا مثال على الفك السفلي في الوضع الصحيح.خذ كرة صغيرة من راتنج الأسنان القابل للحزم. يجب أن يكون قطرها حول عرض الضرس. ضع الراتنج على سطح الانسداد من الضرس الأول.ترطيب مسح خالية من الوبر مع الماء. ضع المسحة المثبطة داخل برك الرطوبة في مرحلة العينة. أغلق غرفة العينة وألصقها على المحوسبة الدقيقة بالمسامير.الآن التقاط صور 2D في حين خفض سندان عموديا حتى غيض من سندان محاطة المركب. قم بإيقاف تشغيل مصدر الأشعة السينية بأمان، وافتح غرفة التصوير المقطعي الدقيقة وعالج المركب من خلال نافذة الزجاج الزجاجي الواضحة. الآن يتم تحميل العينة بشكل صحيح ويمكن تصويرها حسب الحاجة.لتوليد عينة من الهيمي الفك السفلي مسح بصريا، وإعداد الحلول التالية في أنابيب الطرد المركزي 1.5 ميل. 4٪ بارافورمالديهايد، 50٪ و 70٪ إيثانول في المياه المؤينة. أنبوبين من الإيثانول 100٪ والإيثيل سينامات.مكان تشريح هيمي الفك السفلي في 4٪ بارافورمالديهايد. تغطية أنبوب مع رقائق الألومنيوم ووضع على الروك على إعداد لطيف لمدة ست ساعات في درجة حرارة الغرفة. بعد ست ساعات، نقل العينة إلى 50٪ الإيثانول.ضع العينة مرة أخرى على الروك لمدة 16 ساعة مغطاة من الضوء. كرر الخطوة السابقة مع عينة في الإيثانول 70٪ لمدة 16 ساعة تليها الإيثانول 100٪ مرتين لمدة 16 ساعة في كل مرة. أخيرا نقل العينة إلى إيثيل سينامات لمدة لا تقل عن 12 ساعة.يتم إنشاء حركة تقويم الأسنان موثوق بها من قبل جهاز لفائف NiTi في الضرس الأول المارد مورين. في الفئران الذكور البالغ من العمر تسعة أسابيع ، يبلغ متوسط المساحة بين الكواكب 40 ميكرون بعد سبعة أيام. مرحلة تعزيز الأشعة المقطعية الصغيرة يسمح التصور من PDL.بعد ثلاثة أيام من حركة تقويم الأسنان الوضيعة ، يتم تقليل كثافة PDL. واجهة PDL العظام هو أكثر خشونة بسبب تطور الحفر في سطح العظام، والتي تدل على النشاط العظمي وا ارتشاف العظام. ويمكن رؤية سطح خشن على جميع مستويات الجذور.وهذا يدل على أن الحركة هي ترجمة بدلا من حركة البقشيش. في اليوم السابع ، تكون مساحة PDL أضيق مما كانت عليه في اليوم الثالث وحدود PDL العظمية على سطح الجذر البعيدة أكثر سلاسة وهي علامات على معارضة العظام كما هو متوقع عند حدوث حركة الأسنان التقويمية. نظرا لوقت التصوير المقطعي الدقيق الطويل ودوران المرحلة ، فإن التركيب الآمن للعينة أمر ضروري.عينة غير مستقرة حيث يؤدي إلى مسح ضبابي حيث يمكن رؤية صورة ظلية حول التاج ولا ينظر إلى ألياف PDL. المقاصة البصرية باستخدام إيثيل سينامات يوفر طريقة أخرى لعرض PDL دون تقسيم. يمكن رؤية الركيزة من خلال راموس عينة مسح كافية تظهر هنا على اليمين.هذه الطريقة، يحافظ على الفلورة الذاتية ويمكن استخدامها دون تثبيت الكيميائية. يمكن استخدام المجهر ورقة الضوء على عينات مسح. مع الماوس المعدلة وراثيا، يمكن ملاحظة بطانات الأوعية الدموية الفلورية.إذا لم يتم مسح العظام بشكل صحيح ، فإن الأوعية الدموية في PDL غير مرئية كما هو موضح في لوحة F.This البروتوكول وصف كيفية التغلب على اثنين من التحديات الرئيسية في توليد وتحليل حركة الأسنان التقويمية في أسنان الضرس المانع الرجولي مورين. بمجرد إتقان تقنية حركة الأسنان التقويمية ، يمكن الانتهاء منها في 15 دقيقة. هذه العملية صعبة بسبب الأبعاد الصغيرة لأسنان الماوس ووجود اللسان.ومع ذلك، فإننا نقدم جميع الحلول اللازمة للتغلب على هذه التحديات. يتطلب التصوير المقطعي الدقيق قدرة على تحسين المرحلة. أظهرنا تقنيتنا باستخدام CT صغيرة على مقاعد البدلاء. ومع ذلك، أي إعداد يمكن إنشاء مرحلة تحسين سوف تفعل، على سبيل المثال، سينكروترون.تعتمد نتائج مسح ECi على عملية الجفاف. إذا كانت العينة غير شفافة بما فيه الكفاية، اقتراحنا هو زيادة الوقت من خطوات الجفاف. يمكن استخدام طريقة المقاصة الخاصة بنا على عينات غير مثبتة أيضا.يمكن مسح الأنسجة الواضحة في التصوير المقطعي الدقيق لأن عملية التطهير لا تؤثر على المحتوى المعدني للأنسجة. لذلك توفر طريقتنا نهجا مترابطا للمعلومات الفلورية والهيكلية لتوليد تحليل ثلاثي الأبعاد كامل.

Research

JoVE Journal

Medicine

Intracranial Implantation with Subsequent 3D In Vivo Bioluminescent Imaging of Murine Gliomas

Intracranial Implantation with Subsequent 3D In Vivo Bioluminescent Imaging of Murine Gliomas

زرع داخل القحف مع 3d اللاحقة في فيفو Bioluminescent التصوير الاورام الدبقية الفئران

The mouse glioma 261 (GL261) is recognized as an in vivo model system that recapitulates many of the features of human glioblastoma multiforme (GBM). The ...

Three-dimensional Imaging of Nociceptive Intraepidermal Nerve Fibers in Human Skin Biopsies

التصوير ثلاثي الأبعاد من مسبب الألياف العصبية داخل البشرة في خزعات الجلد البشري

A punch biopsy of the skin is commonly used to quantify intraepidermal nerve fiber densities (IENFD) for the diagnosis of peripheral polyneuropathy 1,2. ...

Quantitative Visualization of Leukocyte Infiltrate in a Murine Model of Fulminant Myocarditis by Light Sheet Microscopy

التصور الكمي من التسلل الكريات البيض في نموذج الفئران من التهاب عضلة القلب مداهم من قبل ورقة ضوء المجهري

Light-sheet fluorescence microscopy (LSFM), in combination with chemical clearing protocols, has become the gold standard for analyzing fluorescently ...

3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

التصوير بالموجات فوق الصوتية ثلاثية الأبعاد: مورفوميتري سريعة وفعالة من حيث التكلفة لانسجة العضلات والعظام

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS ...

Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion

تحديد ومراقبة خرج الطاقة الخارجية أثناء دفع كرسي متحرك منتظم

The use of a manual wheelchair is critical to 1% of the world&#39;s population. Human powered wheeled mobility research has considerably matured, which ...

Delayed Intramyocardial Delivery of Stem Cells after Ischemia Reperfusion Injury in a Murine Model

تأخر التسليم داخل القلب للخلايا الجذعية بعد إصابة إعادة ضخ الإقفاري في نموذج مورين

There is significant interest in the use of stem cells (SCs) for the recovery of cardiac function in individuals with myocardial injuries. Most commonly, ...

Multiphoton Intravital Imaging for Monitoring Leukocyte Recruitment during Arteriogenesis in a Murine Hindlimb Model

التصوير متعدد الفوتونات داخل الجسم لمراقبة تجنيد كريات الدم البيضاء أثناء تكوين الشرايين في نموذج الأطراف الخلفية للفأر

Arteriogenesis strongly depends on leukocyte and platelet recruitment to the perivascular space of growing collateral vessels. The standard approach for ...

3D Imaging of the Liver Extracellular Matrix in a Mouse Model of Non-Alcoholic Steatohepatitis

تصوير 3D لمصفوفة الكبد خارج الخلية في نموذج فأر لالتهاب الكبد الدهني غير الكحولي

Non-alcoholic steatohepatitis (NASH) is the most common chronic liver disease in the United States, affecting more than 70 million Americans. NASH can ...

Analyzing Alveolar Bone Remodeling to Explore Skeletal Mechanical Biology

Using Inducible Osteoblastic Lineage-Specific Stat3 Knockout Mice to Study Alveolar Bone Remodeling During Orthodontic Tooth Movement

Comparing Alveolar and Long Bone Remodeling to Explore OTM Model Potential (Video) | JoVE

استخدام الفئران بالضربة القاضية Stat3 الخاصة بالنسب العظمية لدراسة إعادة تشكيل العظام السنخية أثناء حركة الأسنان التقويمية

The alveolar bone, with a high turnover rate, is the most actively-remodeling bone in the body. Orthodontic tooth movement (OTM) is a common artificial ...

A Murine Maxillary Orthodontic Model Guide to Bone Remodeling Analysis

The Establishment of a Murine Maxillary Orthodontic Model

Author Spotlight: Insights into an Efficient Murine Maxillary Orthodontic Model Protocol

Due to the lack of reproducible protocols for establishing a murine maxillary orthodontic model, we present a reliable and reproducible protocol to ...