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

Bu çalışma NIH (NIDCR R00- DE025053, PI:Naveh) tarafından desteklenmiştir. Harvard Biyolojik Görüntüleme Merkezi'ne altyapı ve destek için teşekkür ederiz. Tüm rakamlar biorender.com ile oluşturulur.

Tüm hayvan deneyleri, NIH'nin Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımına ilişkin Yönergeleri ve Harvard Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi'nin yönergelerine uygun olarak gerçek gerçekleştirildi (Protokol no. 01840).
1. Ortodontik Diş Hareketi
<ol><li>Bir fare yatağı oluşturmak için, kama şeklinde, 45 ° açılı bir başlık ile düz bir plastik platform kullanın. Başlık plastik bir kutu kesilerek oluşturulabilir.<ol>
<li>Başlık ve masa d...

<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>

Farelerde OTM üretmek, boyut, genetik ve elleçleme avantajları nedeniyle çok arzu edilir. Mandibulanın kullanılması hem doku diseksiyonu hem de numune hazırlama ve görüntüleme açısından kolay bir kullanım sağlar. Burada OTM'den sonraki 7 gün içinde dişin kemik içindeki çevirisel hareketi ile OTM üretmek için bir yöntem sunduk. Bu protokol kullanılarak, diş hareketinin genel süresi uzatılabilir, çünkü aktif bobin yaklaşık 1 mm'ye kadar hareket için sabit bir kuvvet seviyesi sağlar. Bunun...

Ortodontik diş hareketinde (OTM) altta kalan temel biyolojik süreç kemik tadilatıdır. Bu tadilat işleminin tetikleyicisi, periodontal ligamentin (PDL) yapısındaki hücreler arası matris (ECM) stresi, nekroz, kan damarı yıkımı ve oluşumu 1 ,2,3gibideğişikliklereatfedilir. Alveolar kemik tadilatı için diğer olası tetikleyiciler, kemikteki osteositler tarafından zorla algılamanın yanı sıra alveolar kemiğin kendisinin mekanik deformasyonu ile ilgilidir; ancak OTM'deki rolleri hala tam olarak aydınlatılmamıştır4,5.
OTM sırasında PDL'nin yapı-işlev ilişkilerini ortaya çıkarmayı amaçlayan birçok çalışmaya rağmen, net bir fonksiyonel mekanizma henüz tanımlanmamıştır6,7. Bunun başlıca nedeni, iki sert doku (çimento ve alveolar kemik) arasında bulunan yumuşak bir dokunun (PDL) verilerinin alınarak ele geçirildir. Yapısal bilgi toplamak için kabul edilen yöntemler genellikle PDL yapısını bozan ve değiştiren sabitleme ve bölümleme gerektirir. Ayrıca, bu yöntemlerin çoğu, bozulmamış olsa bile, yalnızca kısmi ve yerelleştirilmiş bilgiler veren 2D veriler sağlar. PDL yapısında ve işlevinde tekdüze olmadığından, tüm diş-PDL-kemik kompleksinin sağlam 3D yapısını ele alan bir yaklaşım garanti edilir.
Bu makalede, farelerde bir OTM oluşturmak için bir yöntem ve pdl'deki kollajen liflerinin numunenin herhangi bir bölümü olmadan 3D görselleştirilmesini sağlayan iki yöntem açıklanmaktadır.
Murine modelleri tıp, gelişim biyolojisi, ilaç teslimi ve yapısal çalışmalarda in-vivo deneyler için yaygın olarak kullanılmaktadır. Belirli proteinleri ve fonksiyonları ortadan kaldırmak veya geliştirmek için genetik olarak değiştirilebilirler; hızlı, tekrarlanabilir ve öngörülebilir gelişimsel kontrol sağlarlar; ayrıca küçük boyutları nedeniyle görüntüleri kolaydır8. Birçok avantajlarına rağmen, diş araştırmalarındaki fare modelleri, özellikle klinik manipülasyonlar garanti edildiğinde, çoğunlukla küçük boyutlu dişler nedeniyle sık kullanılmaz. Sıçanlar9,10,11,köpekler12,13,domuzlar14 , 15,16ve maymunlar17 gibi hayvan modelleri farelerden daha sık kullanılır. Yüksek çözünürlüklü görüntüleme tekniklerinin son zamanlarda gelişmesiyle, OTM'deki dolambaçlı süreçleri çözmek için bir fare modeli kullanmanın avantajları çoktur. Bu makale, kemik tadilatını tetikleyen sabit kuvvet seviyelerine sahip mandibuladaki azı dişinin mesial hareketini oluşturmak için bir yöntem sunun. Kemirgenlerdeki OTM deneylerinin çoğu maksillada yapılır, çünkü mandibulanın hareketliliği ve dilin varlığı başka bir karmaşıklık seviyesi ekler. Bununla birlikte, 3D yapısal bütünlük istendiğinde mandibula birçok avantaja sahiptir. Bütün bir kemik olarak kolayca parçalanabilir; bazı türlerde lifli senfonik yoluyla iki hemi-mandibulaya ayrılabilir; kompakt, düzdür ve herhangi bir sinüs alanı olmayan sadece dişleri içerir. Buna karşılık, maksilla kafatasının bir parçasıdır ve diğer organlar ve yapılarla yakından ilgilidir, bu nedenle alveolar kemiği ilişkili dişlerle parçalamak için kapsamlı bir bölümleme gerekir.
Faz geliştirme sağlayan yüksek çözünürlüklü bir mikro BT içindeki bir yükleme sistemine bağlı bir ev içi nem odası kullanarak, daha önce açıklandığı gibi3Dtaze lifli dokuları görselleştirmek için bir yöntem geliştirdik 9 , 18,19,20,21,22,23. Taze dokular, hayvan herhangi bir lekelenme veya fiksasyon olmadan kurban edildikten hemen sonra taranır, bu da doku eserlerini ve biyomekanik özelliklerin değişikliklerini azaltır. Bu 3D veriler, başka bir yerde açıklandığı gibi liflerin dağıtım ve yön analizleri için kullanılabilir19.
Burada sunulan ikinci 3D tüm doku görüntüleme yöntemi, PDL liflerinin herhangi bir kesit olmadan kemik yoluyla görüntülenmesini sağlayan mandibulanın optik olarak temizlenmesine dayanmaktadır. İlginçtir ki, kemiğin kollajen liflerinin görselleştirilmesini de sağlar, ancak bu burada tartışılmaz. Genel olarak, doku temizleme için iki yöntem vardır. Birincisi, numunenin basit bir daldırma, hiperhidrasyon veya hidrojel gömme yoluyla 1,4'ten büyük bir kırılma indeksine sahip sulu bir çözeltiye batırıldığı sulu bazlı temizlemedir. Bununla birlikte, bu yöntem şeffaflık düzeyinde olduğu kadar dokunun yapısal korunmasında da sınırlıdır ve bu nedenle dokunun sabitlenerek yapılmasını gerektirir. Son derece şeffaf numuneler veren ve fiksasyon gerektirmeyen ikinci yöntem solvent bazlı temizleme yöntemi24,25. Mandibular numuneler için etil-3-fenilprop-2-enoate (etil cinnamat, ECi) bazlı modifiye solvent bazlı bir temizleme yöntemi oluşturduk. Bu yöntem toksik olmayan gıda sınıfı temizleme maddesi, minimum doku büzülmesi ve floresan proteinlerin korunması avantajlarına sahiptir.

<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

Ortodontik diş hareketi, dış kuvvetlerin bir sonucu olarak değiştirilmiş yumuşak ve sert doku tadilatının karmaşık bir biyolojik sürecidir. Bu karmaşık tadilat süreçlerini anlamak için diş ve periodontal dokuların 3D bağlamlarında incelenmesi ve bu nedenle herhangi bir kesit ve doku yapıtının en aza indirilmesi kritik öneme sahiptir. Fare modelleri genellikle gelişimsel ve yapısal biyolojinin yanı sıra küçük boyutları, yüksek metabolizma hızları, genetikleri ve kullanım kolaylığı nedeniyle biyomekanikte de kullanılır. Prensip olarak bu aynı zamanda onları dişle ilgili çalışmalar için mükemmel modeller yapar. Bununla birlikte, büyük bir engel, küçük diş boyutları, özellikle azı dişleridir. Bu makale, ortodontik diş hareketinin oluşturulması için adım adım bir protokol ve bir fare mandibular azı dişinin periodontal ligament fibrus bileşeninin 3D görüntülenmesi için iki yöntem sağlamayı amaçlamaktadır. Sunulan ilk yöntem, taze kollajen dokuların faz geliştirme görüntülemesini sağlayan bir mikro-BT kurulumuna dayanmaktadır. İkinci yöntem, kesit olmadan kemikten görüntülemeyi sağlayan ve endojen floresanları koruyan etil cinnamat kullanan bir kemik temizleme yöntemidir. Bu temizleme yöntemini Flk1-Cregibi muhabir farelerle birleştirmek; TdTomato, PDL ve alveolar kemikteki 3D vaskülatları görüntüleme fırsatı sağladı.

Bu makale, OTM üretmek için bir yöntemin yanı sıra PDL içindeki kollajen liflerinin herhangi bir bölümleme olmadan 3D görüntülenmesi için iki yöntem sürmektedir. Hayvansal araştırma amacıyla, dişlerin hizalanması gerekli olmadığında, alveolar kemiğin tüm kök seviyelerinde yeniden şekillendirilmesini sağlarsa, bir diş hareketi ortodontik olarak kabul edilir. Güvenilir bir OTM oluşturmak için dişlere uygulanan sabit kuvvet seviyesi gereklidir. Burada, etkinleştirilmiş bir şekil-bellek NiT...

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

Farelerde ortodontik diş hareketi oluşturmak için bir protokol ve periodontal ligamentin kollajen liflerinin ve kan damarlarının bölümlenmeden 3D görselleştirilmesi için yöntemler sunuyoruz.

Mandibular Murine Modelinde Ortodontik Diş Hareketi Sırasında PDL Kollajen Liflerinin 3D Görüntülenmesi

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

Ortodontik diş hareketi, dış kuvvetleri ve hem yumuşak hem de sert dokuların yeniden şekillendirini içeren karmaşık bir biyolojik süreçtir. Bu süreçleri anlamak için diş ve periodontal dokuların 3D bağlamda incelenmesi kritik öneme sahiptir. Murine modeli büyüklüğü, yüksek metabolizma hızı ve sahip olduğumuz geniş genetik bilgiler nedeniyle bu tür çalışmalar için iyi bir adaydır.Bununla birlikte, farelerde ortodontik diş hareketi oluşturmak küçük boyutları nedeniyle kolay değildir. Ek olarak, yapısal analiz yöntemleri genellikle dokunun 3D yapısını ve bağlamını bozan bölümleme içerir. PDL gibi tekdüze olmayan bir doku için, 3D yapıyı ve bağlamı korumak kritik bir öneme sahiptir.Bu iki engeli gidermek için, farelerde ilk mandibular azı dişinin mesial ortodontik diş hareketini oluşturmak için bir protokol sunuyoruz ve dokuya bölümlemeden periodontal ligamentin 3D görselleştirilmesini sağlayan iki yöntemi açıklıyoruz. Uyuşturulduğu fareyi ortodontik cihaz yerleştirme için konumlandırmak için üst kesici dişini ataş döngüsüne bağlayın. Güç zincirini kullanarak alt kesici dişleri hareketsiz hale getir ve mini-colibri fare retraktörü ile ağzı daha fazla açın.Kornea dehidrasyonunu önlemek için her göze küçük bir damla salin uygulayın. Bunlar aygıt eklemede kullanılan araçlardır. Bir parça alüminyum teli bir santimetre uzunluğa kesin.Mikrocerrahi iğne tutucu kullanarak, birinci ve ikinci azı dişleri arasındaki temas noktasının altındaki interproksimal alanda teli bukkal taraftan lingual olarak kaydırın. Teli dil tarafından azı dişinin mesial tarafına doğru çekin. Sabitlemek için telin serbest uçlarını iki ila üç kez çevirin.Bir parça nikel titanyum veya NiTi bobini yaklaşık yedi ila dokuz iplik uzunluğunda yay kesin. Bobini alt ilk azı dişi ve kesici diş arasına yerleştirin, telin bir serbest ucunun bobinin iki ipliğinden geçirin, ardından bobini azı dişine sabitlemek için telin her iki ucunun her iki ucunun sıkıca bükül. Bir çift cımbız kullanarak güç zincirini çıkarın.Bobini tutturmak için iki ila üç iş parçacığını kesici dişin üzerine döngün. İlk azı dişi ve kesici diş arasında tam olarak üç aktif diş bırakın. Tehditleri kesici diş kesme boşluğuna kaydırın.Bobinin insidans sınırına bir akışlı kompozit reçine tabakası yerleştirin ve diş kürleme ışığı ile kürleyin. Reçineyi iyileştirdikten sonra güç zincirini değiştirin. Yaralanmaları önlemek için azı dişinin etrafındaki fazla kabloyu kesin.Aynı kür ışığını kullanarak NiTi bobinini 20 saniye ısıtın. Bu bobini sıkılaştıracak, bitmiş yerleştirme böyle görünmelidir. Parçalanmış hemi-mandibula üzerindeki yumuşak doku tüy bırakmayan bir mendille çıkarılabilir.İki parmağın arasında bir örnekle, yumuşak dokunun çoğu çıkarılana kadar dış kısmı dairesel hareketle ovalayın. Gerisi bir makas kullanılarak kesilebilir. Temizlenmiş mandibula burada sağda gösterilmiştir.Mikro CT taramasından örnek hazneye parçalanmış hemmi mandibulayı monte etmek için pirinç tanesi büyüklüğünde paketlenebilir diş reçinesini bir kütüğe şekillendirin. Daha sonra sahnenin örnek yuvasına yerleştirin. Hemi-mandibulayı kompozitin üzerine yerleştirin.İlk azı dişi orta çizgi oluğuna ortalanana ve tıkanıklık yüzeyi yatay olana kadar konumu ayarlayın. Konumlandırmadan memnun kaldığında kompoziti iyileştirin. Bu, uygun konumdaki mandibulanın bir örneğidir.Küçük bir top paketlenebilir diş reçinesi alın. Çapı azı dişinin genişliği civarında olmalıdır. Reçineyi ilk azı dişinin oklüzal yüzeyine yerleştirin.Tüy bırakmayan silmeyi suyla nemlendirin. Sönümlenmiş silme işlemini numune aşamasındaki nem havuzlarının içine yerleştirin. Numune haznesini kapatın ve vidalarla mikro CT'ye yapıştırın.Şimdi örs ucu kompozitle çevrilinceye kadar örs dikey olarak indirirken 2D görüntüler alın. X-ışını kaynağını güvenli bir şekilde kapatın, mikro CT odasını açın ve kompoziti şeffaf pleksiglas pencereden iyileştirin. Şimdi örnek düzgün monte edilir ve gerektiğinde görüntülenebilir.Optik olarak temizlenmiş hemami mandibula numunesi üretmek için 1,5 milyon santrifüj tüpünde aşağıdaki çözümleri hazırlayın. Deiyonize suda %4 paraformaldehit, %50 ve %70 etanol. %100 etanol ve etil cinnamat iki tüp.%4 paraformaldehitte parçalanmış hemi-mandibula yerleştirin. Tüpü alüminyum folyo ile örtün ve oda sıcaklığında altı saat boyunca yumuşak ayarda bir rocker üzerine yerleştirin. Altı saat sonra, numuneyi% 50 etanol içine aktarın.Numuneyi ışıktan kaplı 16 saat boyunca rocker'a geri yerleştirin. Önceki adımı 16 saat boyunca% 70 etanolde bir örnekle tekrarlayın ve ardından her seferinde 16 saat boyunca iki kez% 100 etanol. Son olarak, numuneyi en az 12 saat boyunca etil cinnamat'a taşıyın.Güvenilir ortodontik hareket, NiTi bobin cihazı tarafından murine mandibular ilk azı dişinde üretilir. Dokuz haftalık erkek farelerde, ortalama interproksimal alan yedi gün sonra 40 mikrondur. Faz geliştirme mikro BT, PDL'nin görselleştirilmesine izin verir.Üç günlük mesial ortodontik hareketlerden sonra PDL yoğunluğu azalır. Kemik PDL arayüzü, kemik yüzeyinde osteoklastik aktivite ve kemik erimesinin göstergesi olan kraterlerin gelişmesi nedeniyle daha pürüzlüdür. Pürüzlü yüzey köklerin her seviyesinde görülebilir.Bu, hareketin bir devrilme hareketinin aksine çevirisel olduğunu gösterir. Yedinci günde PDL alanı üçüncü güne göre daha dardır ve distal kök yüzeyindeki kemik PDL kenarlığı, ortodontik diş hareketi gerçekleştiğinde beklendiği gibi kemik muhalefeti belirtileri olan daha pürüzsüzdür. Uzun mikro BT görüntüleme süresi ve aşamanın dönüşü nedeniyle, numunenin güvenli bir şekilde montesi esastır.Tacın etrafında bir siluet görülebilen ve PDL liflerinin görülmediği bulanık taramalarla sonuçlanan kararsız örnek. Etil cinnamat kullanılarak optik temizleme, PDL'yi bölümlemeden görüntülemek için başka bir yöntem sağlar. Substrat, burada sağda gösterilen yeterince temizlenmiş bir numunenin ramus'undan görülebilir.Bu yöntem, endojen floresan korur ve kimyasal fiksasyon olmadan kullanılabilir. Işık çizelgesi mikroskopisi temizlenmiş numunelerde kullanılabilir. Transgenik bir fare ile floresan kan damarı astarları gözlenebilir.Kemik düzgün bir şekilde temizlenmediyse, PDL'deki kan damarları panelde gösterildiği gibi görünmez F.Bu protokol, murine mandibular azı dişlerinde ortodontik diş hareketinin üretilmesinde ve analizinde iki büyük zorluğun nasıl üstesinden gelindiğini açıklamıştır. Ortodontik diş hareketi tekniğine hakim olduktan sonra 15 dakikada tamamlanabilir. Bu işlem, fare dişlerinin küçük boyutları ve dilin varlığı nedeniyle zordur.Ancak, bu zorlukların üstesinden gelmek için gerekli tüm çözümleri sunuyoruz. Mikro BT görüntüleme bir faz geliştirme yeteneği gerektirir. Tekniğimizi tezgah üstü mikro BT kullanarak gösterdik. Ancak, faz geliştirme oluşturabilecek herhangi bir kurulum, örneğin bir senkrotron yapacaktır.ECi temizleme sonuçları dehidrasyon işlemine bağlıdır. Örnek yeterince şeffaf değilse, önerimiz dehidrasyon adımlarının süresini artırmaktır. Temizleme yöntemimiz düzeltilmemiş numunelerde de kullanılabilir.Temizleme işlemi dokunun mineral içeriğini etkilemediği için şeffaf dokular mikro BT'de taranabilir. Bu nedenle yöntemimiz, floresan ve yapısal bilgilerin eksiksiz bir 3D analiz oluşturması için korelatif bir yaklaşım sağlar.

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

Müteakip 3D ile İntrakranial İmplantasyonu In Vivo Murin Gliomlar Bioluminescent Görüntüleme

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

İnsan Cilt Biyopsiler içinde Nosiseptif İntraepidermal Sinir Elyaf üç boyutlu görüntüleme

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

Bir Fulminan Miyokardit Modelinde Işık Yeri Mikroskopisi İle Lökosit İnfiltrasyonunun Nicel Görselleştirilmesi

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

3D ultrason görüntüleme: hızlı ve uygun maliyetli morfometri kas-iskelet dokusunun

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

Düzenli Handrim Tekerlekli Sandalye İtkisi Sırasında Harici Güç Çıkışının Belirlenmesi ve Kontrolü

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

Bir Murine Modelinde İskemi Reperfüzyon Yaralanması Sonrası Kök Hücrelerin Gecikmiş İntramiyokardiyal Teslimi

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

Bir Murin Arka Bacak Modelinde Arteriyogenez Sırasında Lökosit Alımını İzlemek için Multifoton İntravital Görüntüleme

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

Alkolsüz Steatohepatitin Bir Fare Modelinde Karaciğer Hücre Dışı Matriksin 3D Görüntülenmesi

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

Ortodontik Diş Hareketi Sırasında Alveolar Kemiğin Yeniden Şekillenmesini İncelemek için İndüklenebilir Osteoblastik Soya Özgü Stat3 Nakavt Farelerinin Kullanılması

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 ...