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

Este estudio fue apoyado por el NIH (NIDCR R00- DE025053, PI:Naveh). Nos gustaría agradecer al Centro de Imágenes Biológicas de Harvard por su infraestructura y apoyo. Todas las cifras se generan con biorender.com.

Todos los experimentos con animales se realizaron de conformidad con las Directrices de los NIH para el cuidado y uso de animales de laboratorio y las directrices del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Harvard (Protocolo nº 01840).
1. Movimiento dental ortodóncico
<ol><li>Para generar una cama de ratón, utilice una plataforma de plástico plana con un reposacabezas en forma de cuña, 45 ° en ángulo. El reposacabezas se puede generar cortando una caja...

<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>

La generación de OTM en ratones es muy deseada debido al tamaño, la genética y las ventajas de manejo. El uso de la mandíbula proporciona un fácil manejo tanto en términos de disección de tejidos como de preparación de muestras e imágenes. Aquí presentamos un método para generar OTM con el movimiento de traslación del diente dentro del hueso en el plazo de 7 días de OTM. Usando este protocolo, la duración total del movimiento del diente se puede extender, ya que la bobina activada entrega un nivel de fuerza...

El proceso biológico subyacente básico en el movimiento ortodóntico del diente (OTM) es el remodelado del hueso. El desencadenante de este proceso de remodelación se atribuye a los cambios en la estructura del ligamento periodontal (PDL) como el estrés de la matriz extracelular (MEC), la necrosis, así como la destrucción y formación de los vasos sanguíneos1,2,3. Otros posibles desencadenantes de la remodelación ósea alveolar están relacionados con la detección de fuerza por los osteocitos en el hueso, así como la deformación mecánica del propio hueso alveolar; sin embargo, su papel en OTM todavía no está completamente dilucidado4,5.
A pesar de muchos estudios dirigidos a revelar las relaciones estructura-función de la PDL durante la OTM, aún no se ha definido un mecanismo funcional claro6,7. La razón principal de esto es el desafío en la recuperación de datos de un tejido suave (PDL) situado entre dos tejidos duros (cemento y hueso alveolar). Los métodos aceptados para recopilar información estructural generalmente requieren fijación y seccionamiento que interrumpen y modifican la estructura de PDL. Además, la mayoría de estos métodos producen datos 2D que, incluso si no están distorsionados, solo dan información parcial y localizada. Puesto que el PDL no es uniforme en su estructura y función, un acercamiento que aborde la estructura intacta 3D del complejo entero del diente-PDL-hueso se autoriza.
Este trabajo describirá un método para generar un OTM en ratones y dos métodos que permiten la visualización 3D de las fibras de colágeno en la PDL sin ningún seccionamiento de la muestra.
Los modelos murinos son ampliamente utilizados para experimentos in vivo en medicina, biología del desarrollo, administración de fármacos y estudios estructurales. Pueden ser modificados genéticamente para eliminar o mejorar proteínas y funciones específicas; proporcionan un control del desarrollo rápido, repetible y predecible; también son fáciles de imagen debido a su pequeño tamaño8. A pesar de sus muchas ventajas, los modelos de ratón en la investigación dental no se utilizan con frecuencia, especialmente cuando se justifican manipulaciones clínicas, sobre todo debido a los dientes de pequeño tamaño. Los modelos animales como ratas9,10,11,perros12,13,cerdos14,15,16 y monos17 se utilizan con más frecuencia que los ratones. Con el reciente desarrollo de técnicas de imagen de alta resolución, las ventajas de utilizar un modelo de ratón para descifrar los procesos enrevesados en OTM son numerosas. Este papel presenta un método para generar un movimiento mesial del diente molar en la mandíbula con los niveles constantes de la fuerza que accionan el remodelado del hueso. La mayoría de los experimentos OTM en roedores se realizan en el maxilar, ya que la movilidad de la mandíbula y la presencia de la lengua añaden otro nivel de complejidad. Sin embargo, la mandíbula tiene muchas ventajas cuando se desea la integridad estructural 3D. Se puede diseccionar fácilmente como un hueso entero; en algunas especies se puede separar en dos hemi-mandíbulas a través de la sínfisis fibrosa; es compacto, plano y contiene sólo los dientes sin espacios sinusales. En cambio, el maxilar es una parte del cráneo y estrechamente relacionado con otros órganos y estructuras, por lo que se necesita un seccionamiento extenso para diseccionar el hueso alveolar con los dientes asociados.
Utilizando una cámara de humedad en la casa acoplada a un sistema de carga dentro de un micro-CT de alta resolución que permite la mejora de fase, desarrollamos un método para visualizar tejidos fibrosos frescos en 3D como se describió anteriormente9,18, 19,20,21,22,23. Los tejidos frescos se escanean inmediatamente después de que el animal es sacrificado sin ninguna mancha o fijación, lo que reduce los artefactos tisulares, así como las alteraciones de las propiedades biomecánicas. Estos datos 3D pueden ser utilizados para análisis de distribución y dirección de las fibras como se describe en otra parte19.
El segundo método 3D entero de la proyección de imagen del tejido presentado aquí se basa en el claro óptico de la mandíbula que permite la proyección de imagen de las fibras de PDL a través del hueso sin ninguna seccionamiento. Curiosamente también permite la visualización de las fibras de colágeno del hueso en sí, sin embargo, esto no se discutirá aquí. En general, hay dos métodos para la limpieza de tejidos. El primero es el claro a base acuosa donde la muestra se sumerge en una solución acuosa con un índice de refracción superior a 1,4 ya sea mediante una simple inmersión, hiperhidratación o incrustación de hidrogel. Sin embargo, este método está limitado en el nivel de transparencia, así como la preservación estructural del tejido y por lo tanto requiere la fijación del tejido. El segundo método que produce muestras altamente transparentes y no requiere fijación es el método de limpieza a base dedisolventes 24,25. Se generó un método modificado de compensación a base de solventes basado en etil-3-fenilprop-2-enoato (cinamato de etilo, ECi) para las muestras de la mandíbula. Este método tiene las ventajas de usar el agente de claro no tóxico del alimento-grado, la contracción mínima del tejido, y la preservación de proteínas fluorescentes.

<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

El movimiento ortodóncico de los dientes es un proceso biológico complejo de remodelación de tejidos blandos y duros alterados como resultado de fuerzas externas. Con el fin de entender estos complejos procesos de remodelación, es fundamental estudiar los tejidos dentales y periodontales dentro de su contexto 3D y, por lo tanto, minimizar cualquier seccionamiento y artefactos tisulares. Los modelos de ratón se utilizan a menudo en biología estructural y del desarrollo, así como en biomecánica debido a su pequeño tamaño, alta tasa metabólica, genética y facilidad de manejo. En principio esto también los convierte en excelentes modelos para estudios relacionados con la odontología. Sin embargo, un impedimento importante es su pequeño tamaño de diente, los molares en particular. Este papel se dirige proporcionando un protocolo paso a paso para generar el movimiento ortodóntico del diente y dos métodos para la proyección de imagen 3D del componente fibroso del ligamento periodontal de una muela de la mandíbula del ratón. El primer método presentado se basa en una configuración del micro-CT que permite la proyección de imagen del realce de la fase de los tejidos frescos del colágeno. El segundo método es un método del claro del hueso usando el cinnamato de etilo que permite la proyección de imagen a través del hueso sin seccionar y preserva fluorescencia endógena. Combinando este método de limpieza con ratones reporteros como Flk1-Cre; TdTomato proporcionó una primera oportunidad de su tipo para obtener imágenes de la vasculatura 3D en la PDL y el hueso alveolar.

Este papel presenta un método para producir OTM así como dos métodos para la proyección de imagen 3D de las fibras del colágeno dentro del PDL sin ninguna seccionamiento. Para fines de investigación animal, cuando la alineación de los dientes no es necesaria, un movimiento dental se considera ortodoncia si genera la remodelación del hueso alveolar en todos los niveles de la raíz. Se requiere un nivel de fuerza constante aplicado en los dientes para generar un OTM confiable. Aquí, una bobina de NiTi de memoria d...

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

Presentamos un protocolo para generar movimiento dental ortodóncico en ratones y métodos para la visualización 3D de las fibras de colágeno y vasos sanguíneos del ligamento periodontal sin seccionamiento.

Imágenes 3D De Fibras De Colágeno PDL Durante El Movimiento Dental Ortodoncia En El Modelo Murino Mandibular

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

El movimiento dental ortodóncico es un proceso biológico complejo que implica fuerzas externas y remodelación de tejidos blandos y duros. Para entender estos procesos, es fundamental estudiar el diente y los tejidos periodontales dentro del contexto 3D. El modelo murino es un buen candidato para este tipo de estudios debido a su tamaño, alta tasa metabólica y la vasta información genética que tenemos.Sin embargo, crear movimiento dental de ortodoncia en ratones no es fácil debido a su pequeño tamaño. Además, los métodos de análisis estructural generalmente implican seccionamiento, lo que interrumpe la estructura 3D y el contexto del tejido. Para un tejido no uniforme, como la PDL, preservar la estructura y el contexto 3D es de una importancia crítica.Para abordar estos dos obstáculos, proporcionamos un protocolo para generar el movimiento ortodóncico mesial del diente de la primera muela mandibular en ratones y describimos dos métodos que permiten la visualización 3D del ligamento periodontal sin sececcionar el tejido. Para colocar el ratón anestesiado para la inserción del dispositivo de ortodoncia, enganche el incisivo superior al bucle de clip de papel. Inmovilizar los incisivos inferiores utilizando la cadena de alimentación Y abrir la boca aún más con retractor de ratón mini-colibri.Aplique una pequeña gota de solución salina en cada ojo para prevenir la deshidratación corneal. Estas son las herramientas utilizadas en la inserción de dispositivos. Corte un pedazo de alambre de aluminio a un centímetro de longitud.Usando el porta agujas microquirúrgicas, deslice el alambre desde el lado bucal lingualmente en el área interproximal debajo del punto de contacto entre el primer y segundo molar. Tire del alambre desde el lado lingual hacia el lado mesial del molar. Gire los extremos libres del cable de dos a tres veces para asegurar.Corte un pedazo de titanio de níquel o resorte helicoidal NiTi alrededor de siete a nueve hilos de longitud. Inserte la bobina entre el primer molar inferior y el incisivo, pase un extremo libre del alambre a través de dos hilos de la bobina, luego gire ambos extremos del alambre firmemente para fijar la bobina al molar. Retire la cadena de alimentación con un par de pinzas.Coloque de dos a tres hilos de la bobina sobre el incisivo para anclar la bobina. Deje exactamente tres hilos activos entre el primer molar y el incisivo. Deslice las amenazas hacia abajo hasta el margen gingival libre de incisivos.Coloque una capa de resina compuesta fluible en el borde incisal de la bobina y cúrtela con luz de curado dental. Substituya la cadena de alimentación después de curar la resina. Recorte el exceso de alambre alrededor del molar para evitar lesiones.Usando la misma luz de curado, caliente la bobina de NiTi durante 20 segundos. Esto apretará la bobina, la colocación terminada debería verse así. El tejido blando en la mandíbula hemi diseccionada se puede eliminar con una toallita sin pelusas.Con una muestra entre dos dedos, frote el exterior en movimiento circular hasta que se elimine la mayor parte del tejido blando. El resto se puede cortar con un par de tijeras. La mandíbula limpia se muestra aquí a la derecha.Para montar la mandíbula hemi diseccionada en la cámara de muestra de la tomografía computarizada micro, dé forma a una resina dental empacanable del tamaño de un grano de arroz en un tronco. A continuación, colócelo en la ranura de muestra del escenario. Coloque la hemi-mandíbula sobre el compuesto.Ajuste la posición hasta que el primer molar esté centrado en la ranura de la línea media y la superficie oclusal sea horizontal. Cure el compuesto cuando esté satisfecho con el posicionamiento. Este es un ejemplo de la mandíbula en la posición adecuada.Tome una pequeña bola de resina dental empacable. Su diámetro debe estar alrededor de la anchura del molar. Coloque la resina sobre la superficie oclusal del primer molar.Humede la toallita sin pelusas con agua. Coloque la toallita humedeceda dentro de las piscinas de humedad en la etapa de muestra. Cierre la cámara de muestra y consívela a la micro TC con tornillos.Ahora tome imágenes 2D mientras baja el yunque verticalmente hasta que la punta del yunque esté rodeada por el compuesto. Apague de forma segura la fuente de rayos X, abra la cámara de micro TC y cure el compuesto a través de la ventana de plexiglás transparente. Ahora la muestra está montada correctamente y se puede obtener una imagen según sea necesario.Para generar una muestra de hemi-mandíbula ópticamente despejada, prepare las siguientes soluciones en tubos centrífugos de 1,5 mil. 4%paraformadehído, 50% y 70% etanol en agua desionizada. Dos tubos de etanol al 100% y cinamato etílico.Coloque la hemi-mandíbula disecada en paraformadehído al 4%. Cubra el tubo con papel de aluminio y colóquelo en un balancín en un ajuste suave durante seis horas a temperatura ambiente. Después de seis horas, transfiera la muestra al 50% de etanol.Coloque la muestra de nuevo en el balancín durante 16 horas cubierto de luz. Repita el paso anterior con una muestra en etanol al 70% durante 16 horas seguida de etanol al 100% dos veces durante 16 horas cada vez. Finalmente mover la muestra a cinamato etílico durante un mínimo de 12 horas.El movimiento ortodóntico confiable es generado por el dispositivo de la bobina de NiTi en la primera muela de la mandíbula murine. En ratones machos de nueve semanas de edad, el espacio interproximal promedio es de 40 micras después de siete días. La mejora de fase micro CT permite la visualización de la PDL.Después de tres días de movimiento ortodóncico mesial, la densidad de PDL se reduce. La interfaz pdl ósea es más áspera debido al desarrollo de cráteres en la superficie ósea, que son indicativos de la actividad osteoclástica y la resorción ósea. La superficie rugosa se puede ver en todos los niveles de las raíces.Esto muestra que el movimiento es traslacional en oposición a un movimiento de inclinación. En el día siete, el espacio de PDL es más estrecho que en el día tres y la frontera del hueso PDL en la superficie distal de la raíz es más lisa que son muestras de la oposición del hueso como se esperaba cuando ocurre el movimiento ortodóntico del diente. Debido al largo tiempo de imagen micro CT y la rotación de la etapa, el montaje seguro de la muestra es esencial.Muestra inestable donde se produce escaneos borrosos donde se puede ver una silueta alrededor de la corona y no se ven las fibras PDL. El claro óptico con cinnamato de etilo proporciona otro método para ver la PDL sin seccionamiento. El sustrato se puede ver a través del ramus de una muestra adecuadamente despejada que se muestra aquí a la derecha.Este método, preserva la fluorescencia endógena y se puede utilizar sin fijación química. La microscopía de hoja de luz se puede utilizar en muestras despejadas. Con un ratón transgénico, se pueden observar los revestimientos de los vasos sanguíneos fluorescentes.Si el hueso no fue despejado correctamente, los vasos sanguíneos en el PDL no son visibles como se muestra en el panel F.This protocolo describió cómo superar dos desafíos importantes en la generación y el análisis del movimiento ortodóntico del diente en dientes molares de la mandíbula murine. Una vez dominada la técnica de movimiento dental de ortodoncia, se puede completar en 15 minutos. Este proceso es un reto debido a las pequeñas dimensiones de los dientes de ratón y la presencia de la lengua.Sin embargo, proporcionamos todas las soluciones necesarias para superar estos desafíos. La proyección de imagen micro del CT requiere una capacidad del realce de la fase. Demostramos nuestra técnica usando un CT micro del banco. Sin embargo, cualquier configuración que pueda generar una mejora de fase hará, por ejemplo, un sincrotrón.Los resultados de la limpieza de ECi dependen del proceso de deshidratación. Si la muestra no es lo suficientemente transparente, nuestra sugerencia es aumentar el tiempo de los pasos de deshidratación. Nuestro método de limpieza también se puede utilizar en muestras no fijadas.Los tejidos claros se pueden escanear en la micro TC ya que el proceso de limpieza no afecta el contenido mineral del tejido. Por lo tanto, nuestro método proporciona un enfoque correlativo para la fluorescencia y la información estructural para generar un análisis 3D completo.

Research

JoVE Journal

Medicine

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Medicina

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

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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 ...