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

이 연구는 NIH (NIDCR R00-DE025053, PI:Naveh)에 의해 지원되었다. 하버드 센터의 인프라 와 지원에 감사드립니다. 모든 수치는 biorender.com 함께 생성됩니다.

모든 동물 실험은 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 NIH의 지침과 하버드 대학 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (프로토콜 번호 01840)의 지침에 따라 수행되었습니다.
1. 치열 교정 치아 운동
<ol><li>마우스 침대를 생성하려면 쐐기 모양의 45° 각진 헤드레스트가 있는 플랫 플라스틱 플랫폼을 사용하십시오. 헤드레스트는 플라스틱 상자를 절단하여 생성할 수 있습니다.<ol>
<li>플...

<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>

마우스에서 OTM을 생성하는 것은 크기, 유전학 및 취급 이점으로 인해 매우 원합니다. 하악을 사용하면 조직 해부와 샘플 준비 및 이미징 측면에서 쉽게 취급할 수 있습니다. 여기서 우리는 OTM의 7 일 이내에 뼈 내부의 치아의 번역 운동으로 OTM을 생성하는 방법을 제시했습니다. 이 프로토콜을 사용하여, 활성화 된 코일은 약 1mm의 움직임에 대한 일정한 힘 수준을 제공하기 때문에, 치아 운동의 전체...

치열 교정 치아 운동 (OTM)의 기본 기본 생물학적 과정은 뼈 리모델링입니다. 이러한 리모델링 과정의 트리거는 세포외 매트릭스(ECM) 스트레스, 괴사 뿐만 아니라 혈관 파괴 및 형성1,2,3과같은 치주 인대(PDL)의 구조의 변화에 기인한다. 폐포 뼈 리모델링을 위한 다른 가능한 트리거는 골의 골세포에 의한 강제 감지뿐만 아니라 폐포 뼈 자체의 기계적 변형과 관련이 있습니다. 그러나 OTM에서의 역할은 여전히 완전히4,5를해명하지 는 않습니다.
OTM 동안 PDL의 구조 기능 관계를 밝히기 위한 많은 연구에도 불구하고 명확한 기능 적 메커니즘은 아직6,7로정의되지 않았습니다. 이에 대 한 주요 이유는 연조직 (PDL)의 데이터를 검색에 도전 이다 (시멘트와 폐포 뼈). 구조 정보를 수집하는 허용된 메서드는 일반적으로 PDL 구조를 방해하고 수정하는 고정 및 절위를 필요로 합니다. 또한 이러한 메서드의 대부분은 왜곡되지 않더라도 부분 및 지역화된 정보만 제공하는 2D 데이터를 생성합니다. PDL의 구조와 기능이 균일하지 않기 때문에 전체 치아 PDL-뼈 복합체의 그대로 3D 구조를 해결하는 접근 방식이 보증됩니다.
본 백서는 마우스에서 OTM을 생성하는 방법과 시료의 단면 없이 PDL에서 콜라겐 섬유의 3D 시각화를 가능하게 하는 두 가지 방법을 설명한다.
Murine 모델은 의학, 발달 생물학, 약물 전달 및 구조 연구에서 생체 내 실험에 널리 사용됩니다. 그(것)들은 특정 단백질 및 기능을 제거하거나 강화하기 위하여 유전으로 변형될 수 있습니다; 빠르고 반복 가능하며 예측 가능한 개발 제어를 제공합니다. 그들은 또한 때문에 작은 크기8이미지에 쉽게 8. 그들의 많은 장점에도 불구 하 고, 치과 연구에서 마우스 모델은 자주 사용 되지 않습니다., 임상 조작 보증 하는 경우에 특히, 주로 작은 크기의 치아 때문에. 쥐9,10,11,개12개,13개,돼지14개,15,16, 원숭이(17)와 같은 동물모델은 쥐보다 더 자주 사용된다. 최근 고해상도 이미징 기술이 개발되면서 OTM의 복잡한 프로세스를 해독하기 위해 마우스 모델을 활용하는 장점은 매우 많습니다. 이 논문은 뼈 리모델링을 유발하는 일정한 힘 수준으로 하악에서 어금니치아의 매혹적인 움직임을 생성하는 방법을 제시한다. 설치류에 있는 OTM 실험의 대부분은 하악의 이동성및 혀의 존재가 또 다른 복잡성 수준을 추가하기 때문에, 맥심증에서 행해지됩니다. 그러나 하악은 3D 구조적 무결성이 원할 때 많은 장점이 있습니다. 그것은 쉽게 전체 뼈로 해부 될 수있다; 일부 종에서는 섬유성 심기심을 통해 두 개의 헤미 하악으로 분리 될 수 있습니다. 컴팩트하고 평평하며 부비동 공간이 없는 치아만 들어 있습니다. 대조적으로, 맥슬아는 두개골의 일부이며 다른 장기 및 구조와 밀접하게 관련되어 있으므로 폐포 뼈를 관련 치아와 해부하기 위해 광범위한 단면이 필요합니다.
위상 향상을 가능하게 하는 고해상도 마이크로 CT 내부의 로딩 시스템에 결합된 집 습도 챔버를 사용하여, 앞서 설명한 바와 같이 3D로 신선한 섬유 조직을 시각화하는 방법을 개발하였다9,18,19,20,21,22, 23. 신선한 조직은 동물이 염색이나 고정없이 희생 된 직후 스캔되어 조직 유물과 생체 역학 적 특성의 변경을 줄입니다. 이러한 3D 데이터는 다른 곳에서 설명된 바와 같이 섬유의 분포 및 방향 분석에 활용될 수 있다19.
여기에 제시된 두 번째 3D 전체 조직 이미징 방법은 단면 없이 뼈를 통해 PDL 섬유의 이미징을 가능하게 하는 하악의 광학 클리어링을 기반으로 한다. 흥미롭게도 뼈 자체의 콜라겐 섬유의 시각화를 가능하게하지만, 이것은 여기에서 논의되지 않습니다. 일반적으로 조직 정리를 위한 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는 간단한 침지, 과수화 또는 하이드로겔 포함을 통해 1.4보다 큰 굴절률을 가진 수성 용액에 샘플을 침지하는 수성 기반 클리어링입니다. 그러나, 이 방법은 조직의 구조적 보존뿐만 아니라 투명성의 수준에서 제한되므로 조직의 고정이 필요하다. 고투명 샘플을 산출하고 고정이 필요하지 않은 두 번째 방법은 용매 기반 클리어링방법(24,25)이다. 우리는 하악 시료에 대한 에틸-3-페닐프로프-2-에노이트(ethyl cinnamate, ECi)를 기반으로 수정된 용매 계 청산 방법을 생성하였다. 이 방법은 비독성 식품 등급 클리어링 에이전트, 최소한의 조직 수축 및 형광 단백질보존을 사용하는 장점이 있습니다.

<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

치열 교정 치아 운동은 외부 힘의 결과로 연하고 단단한 조직 리모델링을 변경한 복잡한 생물학적 과정입니다. 이러한 복잡한 리모델링 과정을 이해하기 위해서는 3D 컨텍스트 내에서 치아 및 치주 조직을 연구하여 단면 및 조직 동맥을 최소화하는 것이 중요합니다. 마우스 모델은 종종 개발 및 구조 생물학뿐만 아니라 작은 크기, 높은 신진 대사 속도, 유전학 및 취급의 용이성으로 인해 생체 역학에서 활용됩니다. 원칙적으로 이것은 또한 치과 관련 연구를위한 훌륭한 모델을 만듭니다. 그러나, 주요 장애물은 그들의 작은 치아 크기, 특히 어금니입니다. 이 논문은 마우스 하악 형 어어의 치주인 섬유 구성 요소의 3D 이미징을위한 치열 교정 치아 운동을 생성하기위한 단계 프로토콜및 두 가지 방법을 제공하는 것을 목표로합니다. 제시된 첫번째 방법은 신선한 콜라겐 조직의 위상 향상 화상 진찰을 가능하게 하는 마이크로 CT 설치를 기반으로 합니다. 두 번째 방법은 절개없이 뼈를 통해 이미징을 가능하게하고 내인성 형광을 보존하는 에틸 신나메이트를 사용하는 뼈 청산 방법입니다. Flk1같은 기자 마우스와이 클리어링 방법을 결합 -Cre; TdTomato는 PDL과 폐포 뼈에서 3D 혈관을 이미지화 할 수있는 최초의 기회를 제공했습니다.

이 논문은 어떤 단면없이 PDL 내부의 콜라겐 섬유의 3D 이미징을위한 두 가지 방법뿐만 아니라 OTM을 생산하는 방법을 제시한다. 동물 연구 목적으로 치아의 정렬이 필요하지 않을 때, 모든 루트 수준에서 폐포 뼈의 리모델링을 생성하는 경우 치아 운동은 치열 교정으로 간주됩니다. 신뢰할 수 있는 OTM을 생성하기 위해서는 치아에 적용된 일정한 힘 레벨이 필요합니다. 여기서, 활성화된 형상 기억 Ni...

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

우리는 마우스에서 치열 교정 치아 운동을 생성하기위한 프로토콜과 교단없이 치주 인대의 콜라겐 섬유및 혈관의 3D 시각화방법을 제시한다.

만디큘러 뮤린 모델의 치열 교정 치아 운동 중 PDL 콜라겐 섬유의 3D 이미징

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

정형 난치 운동은 외부 힘과 연동 조직과 하드 조직의 리모델링을 포함하는 복잡한 생물학적 과정입니다. 이러한 프로세스를 이해하기 위해서는 3D 컨텍스트 내에서 치아및 치주 조직을 연구하는 것이 중요합니다. Murine 모델은 크기, 높은 신진 대사 속도 및 우리가 가지고있는 광대 한 유전 정보로 인해 이러한 연구를위한 좋은 후보입니다.그러나, 마우스에서 치열 교정 치아 운동을 만드는 것은 그들의 작은 크기 때문에 쉽지 않다. 추가적으로, 구조 분석 방법은 일반적으로 조직의 3D 구조 및 맥락을 방해하는 단면을 관련시킵니다. PDL과 같은 균일하지 않은 조직의 경우 3D 구조와 컨텍스트를 유지하는 것이 매우 중요합니다.이 두 장애물을 해결하기 위해, 우리는 마우스에서 첫 번째 하골 형 어금니의 메소알 치열 교정 치아 운동을 생성하고 조직을 단면화하지 않고 치주 인대의 3D 시각화를 가능하게하는 두 가지 방법을 설명하는 프로토콜을 제공합니다. 교정 장치 삽입을 위해 마취 된 마우스를 배치하려면 상단 절개를 종이 클립 루프에 연결합니다. 전원 체인을 사용하여 하부 절개를 고정하고 미니 대장균 마우스 리트랙터로 입을 더 엽니다.각막 탈수를 방지하기 위해 각 눈에 작은 식염수를 적용합니다. 이들은 장치 삽입에 사용되는 도구입니다. 알루미늄 와이어 조각을 길이1센티미터로 자른다.미세 수술 바늘 홀더를 사용하여, 첫 번째와 두 번째 어금니 사이의 접점 아래의 상호 영역에서 구형 측에서 와이어를 슬링합니다. 언어 측에서 어금니의 매혹적인 쪽으로 와이어를 당깁니다. 와이어의 자유 끝을 2~3회 비틀어 고정합니다.니켈 티타늄 또는 NiTi 코일 스프링의 조각을 길이7~9개의 스레드를 잘라냅니다. 하부 첫 번째 어어와 절개 사이에 코일을 삽입하고 코일의 두 스레드를 통해 와이어의 자유 끝을 통과한 다음 와이어의 양쪽 끝을 단단히 비틀어 코일을 어금니로 고정시합니다. 핀셋 한 쌍을 사용하여 전원 체인을 제거합니다.코일을 절개하기 위해 코일의 2~3개의 스레드를 절개시 위에 반복합니다. 첫 번째 어금니와 절개 사이에 정확히 세 개의 활성 스레드를 둡니다. 위협을 절개 없는 치지발 마진으로 밀어 내십시오.코일의 절개 테두리에 흐르는 복합 수지층을 놓고 치과 경화 빛으로 치료하십시오. 수지를 경화한 후 전원 체인을 교체합니다. 부상을 피하기 위해 어금니 와이어 주위에 과도한 와이어를 다듬습니다.동일한 경화 광을 사용하여 NiTi 코일을 20초 동안 가열합니다. 이것은 코일을 조여, 완성 된 배치는 다음과 같아야합니다. 해부 된 헤미 하악의 연약한 조직은 보풀이없는 닦아 제거 할 수 있습니다.두 손가락 사이에 샘플을 사용하여 대부분의 연조직이 제거될 때까지 외부를 원형 운동으로 문지릅니다. 나머지는 한 쌍의 가위를 사용하여 잘라 낼 수 있습니다. 청소 된 하악골은 오른쪽에 표시됩니다.마이크로 CT 스캔에서 샘플 챔버에 해부 된 헤미 하악을 장착하려면 쌀 곡물 크기의 포장 가능한 치과 수지를 로그에 형성합니다. 그런 다음 스테이지의 샘플 슬롯에 배치합니다. 헤미 하악을 복합재료에 놓습니다.첫 번째 어금니가 미드라인 홈을 중심으로 하 고 오클루물 표면이 수평될 때까지 위치를 조정합니다. 포지셔닝에 만족하면 복합체를 치료합니다. 이것은 적절한 위치에 있는 하악의 예입니다.포장 가능한 치과 수지의 작은 공을 가져 가라. 직경은 어금니의 폭 주위에 있어야합니다. 수지를 첫 번째 어금니의 폐색 표면에 놓습니다.물로 보풀이없는 닦아. 감쇠된 닦은 닦기를 샘플 스테이지에 습도 풀 내부에 놓습니다. 샘플 챔버를 닫고 나사로 마이크로 CT에 부착합니다.이제 모루 끝이 합성으로 둘러싸여 될 때까지 모루를 수직으로 낮추면서 2D 이미지를 가져 가라. X선 소스를 안전하게 끄고 마이크로 CT 챔버를 열고 투명 플렉시 유리 창을 통해 복합체를 치료합니다. 이제 샘플이 제대로 장착되고 필요에 따라 이미지를 이미지화할 수 있습니다.광학적으로 지워진 헤미 하악샘플을 생성하려면 1.5mil 원심분리기 튜브에서 다음 솔루션을 준비하십시오. 4%파라포름알데히드, 50%와 70%에탄올을 산화된 물에 담는다. 100 % 에탄올과 에틸 신나메이트의 두 튜브.4%의 파라포름알데히드에 해부 된 헤미 하악을 배치하십시오. 알루미늄 호일로 튜브를 덮고 실온에서 6 시간 동안 부드러운 설정에 로커에 배치합니다. 6시간 후 샘플을 50%에탄올로 옮길 수 있습니다.샘플은 빛에서 덮인 16시간 동안 로커에 다시 놓습니다. 16시간 동안 70%에탄올로 샘플로 이전 단계를 반복한 다음 매번 16시간 동안 100% 에탄올이 두 번 반복됩니다. 마지막으로 샘플을 최소 12시간 동안 에틸 신나메이트로 이동합니다.신뢰할 수 있는 치열 교정 운동은 Murine 하악 제1 어어에서 NiTi 코일 장치에 의해 생성됩니다. 9주 된 수컷 마우스에서, 평균 상호 근간 공간은 7 일 후에 40 미크론입니다. 위상 향상 마이크로 CT는 PDL의 시각화를 허용합니다.3일간의 치열 교정 운동 후 PDL 밀도가 감소합니다. 뼈 PDL 인터페이스는 골 세포 활성 및 뼈 흡수를 나타내는 뼈 표면에 분화구의 개발로 인해 거칠다. 거친 표면은 뿌리의 모든 수준에서 볼 수 있습니다.이는 운동이 티핑 모션과는 달리 번역적임을 보여줍니다. 7일째에 PDL 공간은 3일째보다 좁고, 말단 뿌리 표면의 뼈 PDL 테두리는 치열 교정 치아 운동이 발생할 때 예상대로 뼈 반대의 징후인 것이 더 부드럽다. 긴 마이크로 CT 이미징 시간과 단계의 회전으로 인해 시료의 안전한 장착이 필수적입니다.크라운 주위에서 실루엣을 볼 수 있는 흐릿한 스캔을 초래하는 불안정한 샘플과 PDL 섬유는 보이지 않습니다. 에틸 신나메이트를 이용한 광학 클리어링은 단면화 없이 PDL을 보는 또 다른 방법을 제공한다. 기판은 오른쪽에 표시된 적절하게 지워진 샘플의 ramus를 통해 볼 수 있습니다.이 방법은 내인성 형광을 보존하고 화학적 고정없이 사용할 수 있습니다. 라이트시트 현미경 검사는 지워진 시료에 사용할 수 있습니다. 형질전환 마우스를 사용하면 형광 혈관 안대기를 관찰 할 수 있습니다.뼈가 제대로 지워지지 않은 경우 PDL의 혈관은 패널 F.이 프로토콜에 표시된 바와 같이 보이지 않으며 뮤린 하변 어과 치아에서 치열 교정 치아 의 움직임을 생성하고 분석하는 데 있어 두 가지 주요 과제를 극복하는 방법을 설명했습니다. 치열 교정 치아 운동 기술이 마스터되면 15 분 안에 완료 할 수 있습니다. 이 과정은 마우스 치아의 작은 치수와 혀의 존재로 인해 도전적입니다.그러나 이러한 과제를 극복하기 위해 필요한 모든 솔루션을 제공합니다. 마이크로 CT 이미징에는 위상 향상 기능이 필요합니다. 우리는 벤치탑 마이크로 CT를 사용하여 우리의 기술을 시연했다. 그러나 위상 향상을 생성할 수 있는 모든 설정은 예를 들어 싱크로트론과 같은 작업을 수행합니다.ECi 클리어링 결과는 탈수 과정에 따라 달라집니다. 샘플이 충분히 투명하지 않은 경우, 우리의 제안은 탈수 단계의 시간을 증가하는 것입니다. 당사의 클리어링 방법은 고정되지 않은 샘플에서도 사용할 수 있습니다.명확한 조직은 클리어링 프로세스가 조직의 광물 함량에 영향을 미치지 않기 때문에 마이크로 CT에서 스캔 될 수 있습니다. 따라서 당사의 방법은 완전한 3D 분석을 생성하기 위해 형광 및 구조 정보에 대한 상관 관계 접근 방식을 제공합니다.

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

이후 3D로 Intracranial 주입 VIVO에서</emMurine Gliomas의> 발광 생물 이미징

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 ...

연구

의학

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

인간의 피부 생검에서 통각 Intraepidermal 신경 섬유의 3 차원 영상

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

Light Sheet Microscopy에 의한 심근 성 심근염의 Murine 모델에서의 백혈구 침윤의 정량적 시각화

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

3 차원 초음파 영상: 골격 조직의 신속 하 고 비용 효율적인 Morphometry

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

정기적인 핸림 휠체어 추진 중 외부 전력 출력 결정 및 제어

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

뮤린 모델에서 허혈혈 재관류 부상 후 줄기 세포의 지연 된 자궁 내 납품

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

쥐 뒷다리 모델에서 동맥 형성 중 백혈구 모집을 모니터링하기 위한 다광자 생체 내 이미징

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

비알코올성 지방간염 마우스 모델에서 간 세포외 기질의 3D 이미징

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

유도 가능한 조골 계통 특이적 Stat3 녹아웃 마우스를 사용하여 교정 치아 운동 중 치조골 리모델링 연구

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 ...