Name: the establishment of a murine mandibular molar extraction socket healing model
Uploaded: 2023-01-13T13:40:00
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Diese Arbeit wird von der National Natural Science Foundation of China 81825005 (L.Y.), 82201045 (F.Y.) und 82100982 (F.L.) sowie vom Sichuan Province Science and Technology Program 2021JDRC0144 (F.L.), 2022JDRC0130 (F.Y.) unterstützt.

Alle Tierverfahren in dieser Studie wurden von der Ethikkommission der West China School of Stomatology der Universität Sichuan geprüft und genehmigt (WCHSIRB-D-2017-041). Für die vorliegende Studie wurden adulte C57BL/6-Mäuse verwendet, die aus einer kommerziellen Quelle stammen (siehe Materialtabelle).
1. Präoperative Vorbereitung
<ol><li>Vorbereitung des Instruments<ol><li>Bereiten Sie verschiedene Nadeln von Einwegspritzen (26G, 25G, 23G; siehe <str...

<ol>
	<li>Mamoun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dry+socket+etiology,+diagnosis,+and+clinical+treatment+techniques.">Dry socket etiology, diagnosis, and clinical treatment techniques.</a> Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons. 44 (2), 52-58 (2018).</li><li>Laraki, M., Chbicheb, S., El Wady, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alveolitis:+review+of+the+literature.">Alveolitis: review of the literature.</a> Odonto-Stomatologie Tropicale = Tropical Dental Journal. 35 (139), 19-25 (2012).</li><li>Soundia, 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=Osteonecrosis+of+the+jaws+(ONJ)+in+mice+after+extraction+of+teeth+with+periradicular+disease.">Osteonecrosis of the jaws (ONJ) in mice after extraction of teeth with periradicular disease.</a> Bone. 90, 133-141 (2016).</li><li>Ara&#250;jo, M. G., Silva, C. O., Misawa, M., Sukekava, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alveolar+socket+healing:+what+can+we+learn.">Alveolar socket healing: what can we learn.</a> Periodontology 2000. 68 (1), 122-134 (2015).</li><li>Hojo, H., Ohba, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sp7+Action+in+the+skeleton:+its+mode+of+action,+functions,+and+relevance+to+skeletal+diseases.">Sp7 Action in the skeleton: its mode of action, functions, and relevance to skeletal diseases.</a> International Journal of Molecular Sciences. 23 (10), 5647 (2022).</li><li>Zhou, X., 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=Multiple+functions+of+Osterix+are+required+for+bone+growth+and+homeostasis+in+postnatal+mice.">Multiple functions of Osterix are required for bone growth and homeostasis in postnatal mice.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (29), 12919-12924 (2010).</li><li>Ito, 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=Pathological+differences+in+the+bone+healing+processes+between+tooth+extraction+socket+and+femoral+fracture.">Pathological differences in the bone healing processes between tooth extraction socket and femoral fracture.</a> Bone Reports. 16, 101522 (2022).</li><li>Vasak, 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=Early+bone+apposition+to+hydrophilic+and+hydrophobic+titanium+implant+surfaces:+a+histologic+and+histomorphometric+study+in+minipigs.">Early bone apposition to hydrophilic and hydrophobic titanium implant surfaces: a histologic and histomorphometric study in minipigs.</a> Clinical Oral Implants Research. 25 (12), 1378-1385 (2014).</li><li>Ara&#250;jo, M. G., Lindhe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dimensional+ridge+alterations+following+tooth+extraction.+An+experimental+study+in+the+dog.">Dimensional ridge alterations following tooth extraction. An experimental study in the dog.</a> Journal of Clinical Periodontology. 32 (2), 212-218 (2005).</li><li>Kim, I. -. S., Ki, H. -. C., Lee, W., Kim, H., Park, J. -. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+systemically+administered+bisphosphonates+on+bony+healing+after+tooth+extraction+and+osseointegration+of+dental+implants+in+the+rabbit+maxilla.">The effect of systemically administered bisphosphonates on bony healing after tooth extraction and osseointegration of dental implants in the rabbit maxilla.</a> The International Journal of Oral &amp; Maxillofacial Implants. 28 (5), 1194-1200 (2013).</li><li>Kanyama, 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=Connective+tissue+growth+factor+expressed+in+rat+alveolar+bone+regeneration+sites+after+tooth+extraction.">Connective tissue growth factor expressed in rat alveolar bone regeneration sites after tooth extraction.</a> Archives of Oral Biology. 48 (10), 723-730 (2003).</li><li>Zhou, 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+role+of+IFT140+in+early+bone+healing+of+tooth+extraction+sockets.">The role of IFT140 in early bone healing of tooth extraction sockets.</a> Oral Diseases. 28 (4), 1188-1197 (2022).</li><li>Apaza Alccayhuaman, K. 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=FasL+is+required+for+osseous+healing+in+extraction+sockets+in+mice.">FasL is required for osseous healing in extraction sockets in mice.</a> Frontiers in Immunology. 12, 678873 (2021).</li><li>Avivi-Arber, L., Avivi, D., Perez, M., Arber, N., Shapira, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+bone+healing+at+tooth+extraction+sites+in+CD24-deficient+mice:+A+pilot+study.">Impaired bone healing at tooth extraction sites in CD24-deficient mice: A pilot study.</a> PLoS One. 13 (2), 0191665 (2018).</li><li>Vieira, A. E., 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=Intramembranous+bone+healing+process+subsequent+to+tooth+extraction+in+mice:+micro-computed+tomography,+histomorphometric+and+molecular+characterization.">Intramembranous bone healing process subsequent to tooth extraction in mice: micro-computed tomography, histomorphometric and molecular characterization.</a> PLoS One. 10 (5), 0128021 (2015).</li><li>Min, K. -. 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=Effects+of+resveratrol+on+bone-healing+capacity+in+the+mouse+tooth+extraction+socket.">Effects of resveratrol on bone-healing capacity in the mouse tooth extraction socket.</a> Journal of Periodontal Research. 55 (2), 247-257 (2020).</li><li>Yu, F., Li, F., Zheng, L., Ye, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetic+controls+of+Sonic+hedgehog+guarantee+fidelity+of+epithelial+adult+stem+cells+trajectory+in+regeneration.">Epigenetic controls of Sonic hedgehog guarantee fidelity of epithelial adult stem cells trajectory in regeneration.</a> Science Advances. 8 (29), (2022).</li><li>Kuroshima, 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=Transplantation+of+noncultured+stromal+vascular+fraction+cells+of+adipose+tissue+ameliorates+osteonecrosis+of+the+jaw-like+lesions+in+mice.">Transplantation of noncultured stromal vascular fraction cells of adipose tissue ameliorates osteonecrosis of the jaw-like lesions in mice.</a> Journal of bone and Mineral Research. 33 (1), 154-166 (2018).</li><li>Ahel, V., 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=Forces+that+fracture+teeth+during+extraction+with+mandibular+premolar+and+maxillary+incisor+forceps.">Forces that fracture teeth during extraction with mandibular premolar and maxillary incisor forceps.</a> The British Journal of Oral &amp; Maxillofacial Surgery. 53 (10), 982-987 (2015).</li></ol>

Das Modell der Heilung der Mausalveole ist eine wichtige Methode, um die zugrunde liegenden Mechanismen der Knochenheilung und -regeneration zu entschlüsseln und letztendlich klinische Herausforderungen zu lösen. Bestehende Studien haben die Möglichkeit des Schneidezahnextraktionsmodells und des Oberkiefermolarenextraktionsmodells gezeigt, während Studien nicht das Unterkiefermodell des ersten Molaren verwendet haben13,17,18...

Die Heilung der Alveole nach einer Zahnextraktion ist ein häufiges klinisches Szenario, das bei unerwünschter Heilung zu unerwünschten Komplikationen wie Alveolenblutungen, trockener Alveole oder sogar Kieferosteomyelitis führen kann 1,2,3. Diese Komorbiditäten können die Lebensqualität der Patienten beeinträchtigen und, schlimmer noch, die prothetische Rehabilitation aufgrund des massiven Knochenschwunds erheblich erschweren4. Obwohl die Heilungsstadien der Alveole aufgeklärt wurden, sind sie nicht ausreichend, um die klinische Versorgung nach einer Zahnextraktionsoperation zu leiten, wenn sie auf verschiedene Prognoseherausforderungen stoßen4.
Es wurden mehrere Studien auf der Grundlage von Tiermodellen durchgeführt, um ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen im Heilungsprozess der Alveole zu erlangen und die oben genannten Situationen abzuwenden. Sp7 ist ein Hauptregulator bei der Differenzierung von Osteoblasten und spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung des Skeletts, der Knochenhämostase und der Knochenregeneration 5,6. Rationale Alveolenheilungsmodelle könnten die Redundanz von Sp7 posttraumatisch in der Knochenregeneration aufzeigen. Darüber hinaus umfasst im Unterschied zur Heilung von Röhrenknochenbrüchen nur ein einziger osteogener Prozess, die intramembranöse Ossifikation, den Heilungsprozess der Extraktionsalveole7. Dies macht das Tierzahnextraktionsmodell optimal für die Untersuchung implantatbasierter Therapien, da die Implantat-Osseointegration der gleichen osteogenen Regel8 gehorcht.
Jahrzehntelang wurde das Zahnextraktionsmodell bei Ratten, Kaninchen und Hunden durchgeführt, da diese Arten große Zähne haben, die bequem zu operieren sind 9,10,11. Angesichts der florierenden Nachfrage nach genetischer Modifikation und als anpassungsfähigerer genetischer Hintergrund für den Menschen werden Mäuse jedoch zunehmend verwendet, um ein Zahnextraktionsmodell zu etablieren. Von da an konnten die Forscher die Rolle einer bestimmten Zellpopulation im Heilungsprozess der Alveole anhand genommodifizierter Mäuse entschlüsseln, anstatt nur Phänotypen zu beobachten12. Unter den Maus-Zahnextraktionsalveolenmodellen haben frühere Studien die Etablierung und den Heilungsprozess von murinen Oberkieferzahn- und Schneidezahnextraktionsalveolengezeigt 13,14,15,16. Das Heilungsmuster der Prognose und die detektiven und beobachtenden Zeitpunkte können sich jedoch je nach Protokoll unterscheiden. Dies appelliert an ein universelles Kriterium für Wissenschaftler, um ein Modell für die Heilung von Mausfä�ollen zu etablieren.
Ziel dieser Studie war es, ein praktikables Modell für die Heilung der Mausalveole für die oben genannten Probleme zu entwickeln. Unterkiefermolaren bei Mäusen haben im Vergleich zu Oberkiefermolaren und Schneidezähnen unterschiedliche morphologische Merkmale, die einzigartige Vor- und Nachteile mit sich bringen. Da die Modelle, die sich auf den murinen Unterkiefer konzentrieren, derzeit vakuumbasiert sind, wurde mit diesem Protokoll versucht, eine gelungene Methode zur Extraktion des ersten Unterkieferbackenzahns bei Mäusen bereitzustellen. Wir hoffen, dass dieses Protokoll Grundlagenforscher mit neuen Ideen aufklären wird, um die zugrunde liegenden Mechanismen der Alveolenheilung aufzudecken und eine klinische Behandlung anzuzeigen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>23/25/26 G needle</td>
			<td>Chengdu Xinjin Shifeng Medical Apparatus &#38; Instruments Co. LTD.</td>
			<td>SB1-074(IV)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57/B6J&#160;</td>
			<td>Gempharmatech Experimental Animals Company, Chengdu, China</td>
			<td>C57/B6J</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI Staining Solution&#160;</td>
			<td>Beyotime&#160;</td>
			<td>Cat#C1005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Embedding Cassettes</td>
			<td>CITOTEST Scientific</td>
			<td>80106-1100-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin and Eosin Stain Kit</td>
			<td>Biosharp</td>
			<td>BL700B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>RWD Life Science Co.,Ltd</td>
			<td>R510-22-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masson&#8217;s Trichrome Stain Kit</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>G1340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtome&#160;</td>
			<td>Leica</td>
			<td>RM2235</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital Sodium</td>
			<td>Huaxia Chemical Reagent Co., Ltd</td>
			<td>2018042001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit polyclonal&#160;</td>
			<td>anti-Sp7&#160;</td>
			<td>Abcam Cat# ab22552</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>Chengdu Xinjin Shifeng Medical Apparatus &#38; Instruments Co. LTD.</td>
			<td>SB2-115</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the establishment of a murine mandibular molar extraction socket healing model

In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines molaren Extraktionsmodells im murinen Unterkiefer vorgestellt, um ein praktikables Modell für die Untersuchung der alveolären Knochenregeneration und der intramembranösen Ossifikation bereitzustellen. C57/J6-Mäuse wurden verwendet, um den ersten Backenzahn des Unterkiefers zu extrahieren, um dieses Modell zu etablieren. Sie wurden 1 Woche bzw. 4 Wochen nach der Operation euthanasiert und die beidseitigen Mandibeln entnommen. Anschließend wurden eine serielle stereoskopische Ernte, eine histologische Beurteilung und eine Immunfluoreszenzfärbung durchgeführt, um den Erfolg der Operation nachzuweisen. Unmittelbar nach der Operation zeigten die stereoskopischen Bilder eine leere Extraktionsalveole. Die Hämatoxylin- und Eosinfärbung (H&E) nach 1 Woche und die Masson-Färbung nach 4 Wochen nach der Operation zeigten, dass der Bereich der ursprünglichen Wurzel teilweise bzw. vollständig mit Knochentrabekeln gefüllt war. Die Immunfluoreszenzfärbung zeigte, dass die Sp7-Expression im Vergleich zur Homöostaseseite 1 Woche postoperativ zunahm, was auf eine starke Osteogenese in der Alveolargrube hindeutet. Alle diese Ergebnisse zeigten ein praktikables Modell für die Heilung der Zahnextraktionsalveole bei Mäusen. Kommende Studien, die die Mechanismen der Heilung von Kieferknochendefekten oder -pfannen aufdecken, könnten diese Methode übernehmen.

Um die praktische Anwendung dieser Methode zu verdeutlichen, wurde der rechte erste Backenzahn des Unterkiefers von zwei gesunden C57BL/6-Mäusen (3 Monate alt, beide weiblich) extrahiert und 1 Woche bzw. 4 Wochen lang beobachtet. Die unbeschädigten linken Mandibeln wurden als gesunde Kontrollen verwendet. Abbildung 1A zeigt die spezifischen Merkmale der chirurgischen Apparatur, einschließlich 26-23 G-Nadeln und einer gezahnten Augenpinzette. Die 26 g Nadel wird punktgenau entnommen und ge...

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The Establishment of a Murine Mandibular Molar Extraction Socket Healing Model

Dieses Protokoll zeigt Schritt für Schritt, wie der erste Backenzahn des Unterkiefers in der Maus extrahiert wird. Es bietet eine alternative Methode für Forscher, die sich auf die Heilung und Regeneration von Kieferknochen konzentrieren.

Die Etablierung eines murinen murinen molaren Extraktionsalveolen-Heilungsmodells

This study introduces the development of a molar extraction model in the murine mandible to provide a practicable model for studying alveolar bone ...

Dieses Protokoll stellt ein murines Modell zur Extraktion von Unterkiefermolaren dar, das in verfügbaren Knochenregenerationsstudien nur selten vorgestellt wird. Die Entwicklung eines murinen unterkieferförmigen Molarenextraktionsmodells ist notwendig, da ein Unterkiefer zwischen verschiedenen Interventionsgruppen vergleichbarer und konsistenter ist. Die Auswirkungen dieser Technik erstrecken sich nicht auf die Therapie einer Krankheit.Es kann jedoch langfristig zur klinischen Heilung und Regeneration des Kieferknochens beitragen, indem es hilft, die Mechanismen zu überprüfen, die diesem Prozess zugrunde liegen. Diese Technik wurde entwickelt, um die Studien zu unterstützen und die Mechanismen der verfügbaren Heilung und Regeneration aufzudecken. Leider kann diese Methode nicht auf andere Systeme angewendet werden.Beginnen Sie damit, den distalen Widerstand der anästhesierten Maus zu beseitigen, indem Sie den Backenzahn mit einer Pinzette medial halten. Stechen Sie dann eine 23-Gauge-Nadel in den bukkalen Alveolarknochen der distalen Wurzel und machen Sie ein Intervall. Wechseln Sie als Nächstes zu einer 25-Gauge-Nadel, um die Intervallerweiterung fortzusetzen.Gehen Sie vorsichtig in Richtung des periapikalen Bereichs, während Sie die Nadel langsam vorwärts und träge drehen, um die Wurzel aus der Alveolargrube zu drücken. Um den mesialen Widerstand zu beseitigen, führen Sie eine 23-Gauge-Nadel in die Wurzelgabel ein und heben Sie den Backenzahn okklusal an. Nachdem Sie den Backenzahn fest gehalten haben, nehmen Sie eine weitere 23-Gauge-Nadel und drücken Sie sie in die linguale mesiale Parodontalmembran, um ein Intervall zu schaffen.Verwenden Sie dann eine 25-Gauge-Nadel und drehen Sie sie langsam vorwärts und bukkal. Wenn einige darunter liegende Hindernisse die Luxation des Backenzahns behindern, verwenden Sie eine 26-Gauge-Nadel, um in die Wurzelspitze einzudringen, und wiederholen Sie die Operationen. Ziehen Sie bei der abschließenden Extraktion den Zahn heraus und achten Sie darauf, dass sich die Krone über die Okklusionsebene erhebt und zwei intakte Wurzeln deutlich zu sehen sind.Nachdem Sie den ersten Backenzahn des Unterkiefers erfolgreich extrahiert haben, tragen Sie trockene Watte auf, um die Blutung zu stoppen, positionieren Sie die Zunge neu, verabreichen Sie eine Analgesie und legen Sie die Maus auf ein Heizkissen mit konstanter Temperatur, bis sie sich von der Narkose erholt hat. Das Zahnfach wurde nach der Extraktion sofort mit Gerinnseln gefüllt. Der Heilungsprozess der Alveole wurde eine Woche lang beobachtet.Es bildeten sich einige schwammartige Trabekelknochen, aber das Gerinnsel blieb. Während des Heilungsprozesses wurde die Alveole nach zwei Wochen mit Schwammknochen gefüllt, was den Abschluss der Regeneration anzeigte. Sp7, ein Hauptregulator bei der Differenzierung von Osteoblasten, wurde in den Knochenmarkszellen am Rand, der knochenbildenden Front, exprimiert.Unter dem Homöostasezustand waren die trabekulären Knochen konsistent und konfluierten mit Knochenmarkszellblöcken, die wie Inseln verstreut waren. Eine Woche nach der Operation füllten zahlreiche Sp7-exprimierende Zellen die Extraktionsalveole mit neu gebildetem trabekulärem Knochen, der darüber verstreut war. Vier Wochen nach der Operation kehrte sich der Zustand um und ging weitgehend in den trabekulären Knochen über.Die Aktivität der Sp7-exprimierenden Zellen sank auf ein Niveau, das sich dem Homöostasezustand annäherte. Sie können auch durchgeführt werden, um den Regenerationsprozess des Neugeborenen zu demonstrieren. Diese Technik kann Forschern helfen, die zugrunde liegenden Mechanismen des verfügbaren Heilungs- und Regenerationsprozesses zu entschlüsseln, indem sie ein neues Mausmodell bereitstellt.

Research

JoVE Journal

Biology

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Forschung

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