Name: Autor destacado: Mejora de la investigación de la pulpa dental con modelos de ratón mejorados
Uploaded: 2023-10-27T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Establishment of a Murine Pulp Exposure Model with a Novel Mouth-Gag for Pulpitis Research at JoVE.com

Este estudio fue financiado por subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China U21A20368 (L. Y.), 82101000 (H. W.) y 82100982 (F. L.), y por el Programa de Ciencia y Tecnología de Sichuan 2023NSFSC1499 (H. W.). Todos los datos e imágenes originales están incluidos en este documento.

Los procedimientos experimentales de este estudio fueron aprobados por el comité de ética de la Escuela de Estomatología de China Occidental de la Universidad de Sichuan (WCHSIRB-D-2021-125). Se obtuvieron ratones adultos C57BL/6 de Gempharmatech Experimental Animals Company, Chengdu, China. Toda la corona del primer molar maxilar erupciona 21 días después del nacimiento. Los ratones para cirugía deben tener más de 21 días de edad con una vitalidad normalde 11. Aquí, se utilizaron ratones...

Creación de un modelo de ratón de inflamación de la pulpa utilizando una novedosa mordaza bucal 

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F., Zhao, Y. B., Zhang, F. M., Han, P. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+of+gene+expression+during+tooth+eruption+and+orthodontic+tooth+movement+in+mice.">Comparative study of gene expression during tooth eruption and orthodontic tooth movement in mice.</a> Oral Dis. 15 (8), 573-579 (2009).</li><li>Kwon, S. 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=Thermal+irritation+of+teeth+during+dental+treatment+procedures.">Thermal irritation of teeth during dental treatment procedures.</a> Restor Dent Endod. 38 (3), 105-112 (2013).</li><li>He, 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=Pulpal+tissue+inflammatory+reactions+after+experimental+pulpal+exposure+in+mice.">Pulpal tissue inflammatory reactions after experimental pulpal exposure in mice.</a> J Endod. 43 (1), 90-95 (2017).</li><li>Karrar, R. N., 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=Molecular+biomarkers+for+objective+assessment+of+symptomatic+pulpitis:+A+systematic+review+and+meta-analysis.">Molecular biomarkers for objective assessment of symptomatic pulpitis: A systematic review and meta-analysis.</a> Int Endod J. 56 (10), 1160-1177 (2023).</li><li>Goldman, E., Reich, E., Abramovitz, I., Klutstein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inducing+apical+periodontitis+in+mice.">Inducing apical periodontitis in mice.</a> J Vis Exp. (150), e59521 (2019).</li><li>Duncan, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Present+status+and+future+directions-Vital+pulp+treatment+and+pulp+preservation+strategies.">Present status and future directions-Vital pulp treatment and pulp preservation strategies.</a> Int Endod J. 55 (Suppl 3), 497-511 (2022).</li><li>Shi, X., Li, Z., He, Y., Jiang, Q., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+different+dental+burs+for+experimental+induction+of+pulpitis+in+mice.">Effect of different dental burs for experimental induction of pulpitis in mice.</a> Arch Oral Biol. 83, 252-257 (2017).</li><li>Du, W., 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=Indigenous+microbiota+protects+development+of+medication-related+osteonecrosis+induced+by+periapical+disease+in+mice.">Indigenous microbiota protects development of medication-related osteonecrosis induced by periapical disease in mice.</a> Int J Oral Sci. 14 (1), 16 (2022).</li></ol>

Como tejido blando solitario dentro de los dientes, la pulpa dental cumple un papel crucial en el mantenimiento de la bioactividad del diente, pero sigue siendo muy sensible. La preservación de esta pulpa vital se ha convertido en el enfoque inicial preferido en los tratamientos endodónticos recientes, lo que requiere una comprensión integral de los mecanismos inflamatorios de la pulpa dental16. La fluctuación espacio-temporal del microambiente inflamatorio y las interacciones entre los tipos ...

La pulpa dental, una parte integral del diente, es responsable de múltiples funciones esenciales, como el suministro de nutrientes, la formación de dentina, la función sensorialy las reacciones de defensa. Sin embargo, la pulpa dental, rodeada de tejido duro, es susceptible a lesiones y daños por caries profundas, pulpitis, traumatismos o terapias posteriores 2,3. La ausencia de pulpa dental funcional aumenta el riesgo de fragilidad dental4. Además, la pérdida de vitalidad de la pulpa en los dientes permanentes jóvenes puede afectar negativamente a la maduración de los dientes, y las técnicas actuales de dentaduras postizas no logran restaurar la retroalimentación neuronal que ofrece una pulpa sana4. Esta situación ha llevado a los investigadores a explorar soluciones alternativas para el manejo de la pulpa inflamada más allá de la mera eliminación.
En 2007, Murray et al. iniciaron la aplicación de la ingeniería de tejidos en la endodoncia regenerativa, lo que despertó un mayor interés en la conservación y regeneración de la pulpa5. Sin embargo, el tejido pulpar inflamado presenta un desafío ya que las células liberan factores inflamatorios como la IL-6, que reclutan células inflamatorias y dan lugar a necrosis celular, pérdida de vitalidad pulpar y complicaciones en la recuperación funcional 6,7. Por lo tanto, comprender la inflamación y la muerte celular asociada es crucial para los avances en la preservación de la pulpa vital. Hay una serie de experimentos que se han llevado a cabo para explorar la biología molecular de la pulpa inflamada in vivo o in vitro 8,9. Aunque los experimentos in vitro como los cultivos celulares 2D o 3D se han desarrollado durante años y se están volviendo maduros y ampliamente utilizados para probar las reacciones de las células pulpares a los factores inflamatorios, estos experimentos no pueden reflejar la interacción entre el tejido pulpar y el sistema inmune sistémico10. Si el fenómeno que se estudia se deriva de células de otros tejidos como el sistema inmunológico, vascular y nervioso, entonces el cultivo de células de pulpa pura conducirá a un callejón sin salida. Por lo tanto, los experimentos in vivo son muy necesarios y referenciales.
Los ratones se han convertido cada vez más en una opción común en la investigación de la inflamación in vivo debido a su rentabilidad, alta fertilidad y vitalidad. Sin embargo, actualmente no existe un modelo de protocolo completo para la pulpitis en ratones, que pueda servir de referencia. El pequeño tamaño de los ratones y su sensibilidad a la estimulación plantean desafíos significativos durante los procedimientos experimentales. La observación de los minúsculos dientes ocultos en lo profundo de la boca del ratón a menudo requiere el uso de un microscopio en voladizo, a pesar de la presencia más común de microscopios de escritorio en los laboratorios. La ausencia de un abridor de boca requiere la ayuda de otras personas. Para hacer frente a esto, el grupo ha ideado una mordaza bucal utilizando materiales fácilmente disponibles que tiene como objetivo proporcionar un protocolo estandarizado y reproducible para construir el modelo de pulpitis de ratones. Este artículo detalla el procedimiento, cubriendo la preparación preoperatoria, la inmovilización, la cirugía de exposición pulpar y la recolección de muestras en ratones C57. Este protocolo recomienda el uso de la mordaza bucal, proporcionando información sobre su estructura, producción y aplicación para facilitar a otros investigadores la replicación del procedimiento.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Animal</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57/B6J mice</td>
			<td>Gempharmatech Experimental Animals Company</td>
			<td>C57/B6J</td>
			<td>For the establishment of pulp exposure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mL syringe</td>
			<td>Chengdu Xinjin Shifeng Medical Apparatus &#38; Instruments Co. LTD.</td>
			<td>SB1-074(IV)</td>
			<td>Apply in drug injection.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8# C+ file</td>
			<td>Readysteel</td>
			<td>0010047</td>
			<td>Apply in exposing the roof of pulp chamber.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia Mix solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>10% ketamine hydrochloride+ 5% xylazine + 85% sterile isotonic saline.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI Staining Solution</td>
			<td>Beyotime</td>
			<td>C1005</td>
			<td>Apply in immunofluorescence staining for counter-staining of nucleus.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental high-speed dental handpiece</td>
			<td>Jing yuan electronic commerce technology</td>
			<td>WJ-422</td>
			<td>Apply in pulp exposure.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heavy wire cutter</td>
			<td>Jirui Medical Instrument Co., Ltd.</td>
			<td>none</td>
			<td>Apply inarc cutting.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin and Eosin Stain kit</td>
			<td>Biosharp</td>
			<td>BL700B</td>
			<td>For the histological analysis of the slides.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IL-6 antibody</td>
			<td>Novus</td>
			<td>NBP2-89149</td>
			<td>Apply in immunofluorescence staining to detect the inflammation of the dental pulp.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine(Ketamine hydrochloride)</td>
			<td>Vet One, Boise, Idaho, USA</td>
			<td>C3N VT1</td>
			<td>100mg/kg, IP. Apply in nesthetization.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical tap</td>
			<td>3M</td>
			<td>1530</td>
			<td>Apply in mice immobilization.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orthodontic arch wire&#160;</td>
			<td>Shanghai Wei Rong Medical Apparatus Co. LTD.</td>
			<td>K417</td>
			<td>Diameter of 8&#181;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round dental burr (0.6 mm)</td>
			<td>Shofu global</td>
			<td>072208</td>
			<td>Apply in removing enamel and shallow layer of dentin.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Young loop bending plier</td>
			<td>Jirui Medical Instrument Co., Ltd.</td>
			<td>none</td>
			<td>Apply in arc bending.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

establishment of a murine pulp exposure model with a novel mouth-gag for pulpitis research

La pulpitis, una causa común de pérdida de dientes naturales, conduce a la necrosis y a la pérdida de bioactividad en la pulpa dental inflamada. Desentrañar los mecanismos subyacentes a la pulpitis y su tratamiento eficiente es un enfoque continuo de la investigación endodóntica. Por lo tanto, comprender el proceso inflamatorio dentro de la pulpa dental es vital para mejorar la conservación de la pulpa. En comparación con otros experimentos in vitro , un modelo de pulpitis murina ofrece un contexto más auténtico y genéticamente diverso para observar la progresión patológica de la pulpitis. Sin embargo, el uso de ratones, a pesar de su rentabilidad y accesibilidad, plantea dificultades debido a su pequeño tamaño, mala coordinación y baja tolerancia, lo que complica los procedimientos intraorales y dentales. Este protocolo introduce un diseño novedoso y la aplicación de una mordaza bucal para exponer la pulpa del ratón, lo que facilita procedimientos intraorales más eficientes. La mordaza bucal, compuesta por un arco dental fácilmente disponible para la mayoría de los dentistas y puede acelerar significativamente la preparación quirúrgica, incluso para los procedimientos por primera vez. Se utilizaron micro-TC, tinción con hematoxilina-eosina (HE) y tinción con inmunofluorescencia para identificar cambios en la morfología y la expresión celular. El objetivo de este artículo es ayudar a los investigadores a establecer un procedimiento más reproducible y menos exigente para crear un modelo de inflamación pulpar utilizando esta novedosa mordaza bucal.

The dental pulp, an integral part of the tooth, is responsible for multiple essential functions such as nutrient supply, dentin formation, sensory function, and defense reactions1. Nevertheless, the dental pulp, surrounded by hard tissue, is susceptible to injuries and damages from deep caries, pulpitis, trauma, or subsequent therapies2,3. The absence of functional dental pulp increases the risk of tooth fragility4. Moreover, the loss of pulp vitality in young permanent teeth can adversely affect tooth maturation, and current denture techniques fail to restore the neural feedback offered by healthy pulp4. This situation has led researchers to explore alternative solutions for managing inflamed pulp beyond mere removal.
In 2007, Murray et al. initiated the application of tissue engineering in regenerative endodontics, thereby sparking increased interest in pulp preservation and regeneration5. However, inflamed pulp tissue poses a challenge as cells release inflammatory factors such as IL-6, which recruit inflammatory cells and results in cell necrosis, loss of pulp vitality, and complications in functional recovery6,7. Understanding inflammation and the associated cell death is, therefore, crucial for advancements in the preservation of vital pulp. There are a number of experiments that have been conducted to explore the molecular biology of the inflame pulp in vivo or in vitro8,9. Though in vitro&#160;experiments like 2D or 3D cell cultures have been developed for years and are becoming mature and widely used to test reactions of pulp cells to inflammatory factors, these experiments cannot reflect the interaction between pulp tissue and the systemic immune system10. If the phenomenon being studied is derived from cells of other tissue origin like immune, vascular and nervous system, then pure pulp cell culture will lead to a dead end. Therefore, in vivo experiments are very necessary and referential.
Mice have increasingly become a common choice in inflammation research in vivo&#160;due to their cost-effectiveness, high fertility, and vitality. However, a comprehensive protocol for mice pulpitis model is currently absent, which can serve as a reference. The small size of mice and their sensitivity to stimulation pose significant challenges during experimental procedures. Observing the minuscule teeth concealed deep within the mouse mouth often necessitates the use of a cantilever microscope, notwithstanding the more common presence of desktop microscopes in laboratories. The absence of a mouth opener requires assistance from others. To address this, the group has devised a mouth-gag using readily available materials which aims to provide a standardized and reproducible protocol for constructing the mice pulpitis model. This article details the procedure, covering preoperative preparation, immobilization, pulp exposure surgery, and sample collection on C57 mice. This protocol recommends the use of the mouth-gag, providing information on its structure, production, and application to facilitate other researchers in replicating the procedure.

Autor destacado: Mejora de la investigación de la pulpa dental con modelos de ratón mejorados

Establecimiento de un modelo de exposición a la pulpa murina con una mordaza bucal novedosa para la investigación de la pulpitis

Individual experiments like 2D or 3D cell cultures have been widely used to test the reactions of dental pulp cells. These experiments cannot reflect the interaction between pulp tissue and the systemic immune system. Therefore, in vivo experiments are becoming increasingly popular in endodontic research.C57 mice have increasingly become a common choice in inflammation research on dental pulp due to their cost effectiveness, high fertility and vitality. However, the small size of mice and lack of coordination posed significant challenges during experimental procedures. The fixation process is an important factor that higher the technical threshold.We devised a novel mouth gag using readily available materials and simple assemblies to assist researchers in pulp exposure surgery. According to our research, this mouth gag can significantly shorten the time required for beginners to immobilize the mouth and expose the maxillary first molar of mice.

El procedimiento descrito anteriormente se realizó en el primer molar maxilar derecho de 3 ratones C57BL/6 de 6-8 semanas de edad, mientras que los primeros molares del maxilar izquierdo se conservaron como control. Para la demostración se utilizaron los resultados histológicos y de inmunofluorescencia del control en blanco, las muestras de pulpitis de 12 h y de pulpitis de 24 h.
Siguiendo el protocolo de análisis de TC de Goldman et al.15, la exposición pulpar se ...

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En este artículo se presenta un protocolo simplificado para establecer un modelo de pulpitis en ratones utilizando una mordaza bucal innovadora, seguido de un análisis histológico posterior.

Pulpitis, a common cause of natural tooth loss, leads to necrosis and loss of bioactivity in the inflamed dental pulp. Unraveling the mechanisms ...

Los experimentos individuales, como los cultivos celulares en 2D o 3D, se han utilizado ampliamente para probar las reacciones de las células de la pulpa dental. Estos experimentos no pueden reflejar la interacción entre el tejido pulpar y el sistema inmunitario sistémico. Por lo tanto, los experimentos in vivo son cada vez más populares en la investigación endodóntica.Los ratones C57 se han convertido cada vez más en una opción común en la investigación de la inflamación de la pulpa dental debido a su rentabilidad, alta fertilidad y vitalidad. Sin embargo, el pequeño tamaño de los ratones y la falta de coordinación plantearon desafíos significativos durante los procedimientos experimentales. El proceso de fijación es un factor importante que eleva el umbral técnico.Ideamos una mordaza bucal novedosa utilizando materiales fácilmente disponibles y ensamblajes simples para ayudar a los investigadores en la cirugía de exposición pulpar. Según nuestra investigación, esta mordaza bucal puede acortar significativamente el tiempo necesario para que los principiantes inmovilicen la boca y expongan el primer molar maxilar de los ratones.

establishment-murine-pulp-exposure-model-with-novel-mouth-gag-for

Research

JoVE Journal

Medicine

Establishment of a Murine Pulp Exposure Model with a Novel Mouth-Gag for Pulpitis Research

Pulpitis, a common cause of natural tooth loss, leads to necrosis and loss of bioactivity in the inflamed dental pulp. Unraveling the mechanisms underlying pulpitis and its efficient treatment is an ongoing focus of endodontic research. Therefore, understanding the inflammatory process within the dental pulp is vital for improving pulp preservation. Compared to other in vitro experiments, a murine pulpitis model offers a more authentic and genetically diverse context to observe the pathological progression of pulpitis. However, using mice, despite their cost-effectiveness and accessibility, poses difficulties due to their small size, poor coordination, and low tolerance, complicating intraoral and dental procedures. This protocol introduces a novel design and application of a mouth-gag to expose mouse pulp, facilitating more efficient intraoral procedures. The mouth-gag, comprised of a dental arch readily available to most dentists and can significantly expedite surgical preparation, even for first-time procedures. Micro-CT, hematoxylin-eosin (HE) staining, and immunofluorescence staining were used to identify changes in morphology and cell expression. The aim of this article is to help researchers establish a more reproducible and less demanding procedure for creating a pulp inflammation model using this novel mouth-gag.

This article presents a streamlined protocol for establishing a pulpitis model in mice using an innovative mouth-gag, followed by subsequent histological analysis.

Investigación

Medicina

Preparation of the Mouth Gag for a Mouse Pulpitis Model

To begin, straighten an 8 micron thick orthodontic arch wire with your left hand while keeping the right hand slightly bent against the wire arc. Use a Young loop bending plier to bend the top edge of the trapezoid about eight millimeters at the midpoint of the bow wire. Ensure that point A is on the edge of the plier beak.Now hold the plier with the left hand. Clamp the free end of the bow wire with the right thumb and forefinger, then bend the bow wire from point A to make a 120-degree angle. Place the arch wire on a horizontal table to check if it is on a single plane.Leave about nine millimeters on each side of the wire and use pliers to bend the free end to a 75-degree angle. Now locate point C which is about five millimeters from point B.Bend the wire at point C to make a 105-degree angle. Similarly, bend the wire at points D and E.Clamp the IK and KJ parts simultaneously.Duplicate the A, B, C bending at points L, J, and K, then bend the free end at point J to make it vertical to the IKJ plane. Bend an extra tongue depressor for the mandibular part. Clamp point I five millimeters from point J and bend the free end to make it parallel to both the IKJ plane and the CD part.Next, leave a five millimeter gap from point I and at point H, bend the arch vertically to the IH and JIH planes. Locate point G five millimeters from H and clamp the JIHG lane. Then bend the arch at point G.Now bend the free end symmetrical to the KJ plane.The free end after point F should be symmetrical to the free end at point E.Finally, place rubber caps on the free ends.

Preparación de la mordaza bucal para un modelo de pulpitis de ratón

Using A Mouth Gag for Pulpitis Assessment in Mice

To begin, fix an anesthetized mouse in a supine position on a fixation plate. Secure the limbs with skin tape. Compress the free ends of a prepared mouth gag with the thumb and the index finger.Fix the mouse's front incisors in the trapezoidal groove between the two arms of the mouth gag. Ensure the arm with the tongue depressor is placed on the mandibula. Check the maxillary first molar to ensure it is free of dental caries, trauma, and odontogenesis.Assess the surrounding gingiva to ensure absence of redness, swelling, or fistula. Then, check the health of the opposite teeth. Next, with a dental burr, drill the occlusal side of the maxillary first molar at 20, 000 RPM.Remove the enamel. With a syringe, drop normal saline every three minutes over the tooth to prevent overheating. Put a number 8 C+file on the lowest position of the drilled pit and pierce the last dentine to expose the pulp chamber.Clean the fragments around the tooth, then remove the mouth gag. The time taken to fix the mouth with the mouth gag and to find the maxillary first molar was significantly shortened relative to the traditional method. The pulp exposure was confirmed through micro CT and reconstruction modeling.At 24 hours post-surgery, most of the pulp tissue retained its morphology.