Modello sperimentale di perimplantite indotta da legatura nei topi

Summary

Questo è un rapporto su un modello sperimentale di perimplantite indotta da legatura nei topi. Descriviamo tutte le fasi chirurgiche, dalla gestione pre e post-operatoria degli animali, alle estrazioni, al posizionamento dell’impianto e alla perimplantite indotta dalla legatura.

Abstract

Gli impianti dentali hanno un alto tasso di successo e sopravvivenza. Tuttavia, complicanze come la perimplantite (PI) sono molto difficili da trattare. La PI è caratterizzata da un’infiammazione dei tessuti intorno agli impianti dentali con progressiva perdita dell’osso di supporto. Per ottimizzare la longevità degli impianti dentali in termini di salute e funzionalità, è fondamentale comprendere la fisiopatologia della perimplantite. A questo proposito, l’utilizzo di modelli murini nella ricerca ha dimostrato chiari benefici nel ricreare le circostanze cliniche. Questo studio mirava a descrivere un modello sperimentale di perimplantite indotta da legatura nei topi e determinare se esiste un’efficacia nell’indurre questa malattia, dati i cambiamenti ossei e tissutali osservati. L’induzione sperimentale della perimplantite comprende le seguenti fasi: estrazione dei denti, posizionamento dell’impianto e PI indotta dalla legatura. Un campione di diciotto topi maschi C57BL/6J di 3 settimane è stato diviso in due gruppi, legatura (N=9) e controllo non legatura (N=9). È stata eseguita la valutazione dei fattori clinici, radiografici e istologici. Il gruppo legato ha mostrato una perdita ossea significativamente più elevata, un aumento dell’edema dei tessuti molli e una migrazione epiteliale apicale rispetto al gruppo senza legatura. Si è concluso che questo modello preclinico può indurre con successo la perimplantite nei topi.

Introduction

Gli impianti dentali sono sempre più diffusi come scelta desiderabile per sostituire i denti mancanti¹. Si prevede che la prevalenza degli impianti dentali nella popolazione adulta degli Stati Uniti aumenterà fino al 23% entro il 2026². Sulla base di un rapporto di analisi di mercato di Grand View Research (2022), si prevede che le dimensioni del mercato globale degli impianti dentali raggiungeranno circa 4.6 miliardi di dollari nel 2022. Inoltre, si prevede che mostrerà un tasso di crescita annuo costante di circa il 10% fino all’anno 2030³. Sfortunatamente, l’uso di impianti dentali può portare a complicazioni, come la perimplantite. La perimplantite è stata definita come una condizione indotta da biofilm caratterizzata da infiammazione della mucosa perimplantare e conseguente perdita progressiva dell’osso di supporto⁴.

Una revisione sistematica ha rilevato che la prevalenza media della perimplantite era del 19,53% (intervallo di confidenza al 95% [CI], da 12,87 a 26,19%) a livello di paziente e del 12,53% (IC 95% da 11,67 a 13,39%) a livello di impianto⁵. La perimplantite rappresenta una salute pubblica in crescita, a causa di un aumento del fallimento implantare e, di conseguenza, di costi di trattamento sostanziali⁶.

Comprendere la patogenesi della perimplantite è fondamentale per sviluppare un approccio sistematico per prevenirne l’insorgenza e la progressione e massimizzare la longevità degli impianti dentali in termini di estetica e funzione ^7,8. In questo senso, l’utilizzo di modelli murini nella ricerca odontoiatrica si è dimostrato vantaggioso, dato che i topi condividono oltre il 95% dei loro geni con gli esseri umani ^9,10, il numero di database genetici online disponibili e la capacità di riprodurre scenari clinici¹¹. Tutti i vantaggi descritti consentono la dissezione dei meccanismi genetici in diverse malattie¹², l’accomodazione e la gestione accessibili, e gli anticorpi ampiamente disponibili come pannelli umani, oltre alla disponibilità di modificazioni genetiche (ad esempio, knockout e sovraespressione) per la valutazione dei tessuti infiammatori e la mappatura^{delle malattie 13}. Sebbene vantaggioso, ci sono poche pubblicazioni che affrontano la perimplantite nei topi. Ciò è dovuto, tra l’altro, a sfide metodologiche, tra cui la difficoltà di ottenere mini-impianti o di installarli.

Per sviluppare la perimplantite nei topi, sono stati descritti molti protocolli, come la perimplantite indotta dalla legatura, la perimplantite indotta da batteri¹⁴, la perimplantite indotta da lipopolisaccaridi (LPS)¹⁵ o la combinazione LPS + perimplantite indotta dalla legatura¹⁶. In questa sede ci concentreremo sul modello di legatura perché è il metodo più ampiamente accettato per indurre la parodontite 17,18,19 e, più recentemente, la perimplantite ^20,21. La legatura posta intorno agli impianti in posizione sottomucosa stimola l’accumulo di placca e, di conseguenza, l’infiammazione dei tessuti. Quindi, lo sviluppo di questo approccio si basa sull’indicazione di una valida tecnica costi-benefici per indagini pre-cliniche sulle malattie perimplantari. Questo studio ha lo scopo di descrivere un modello sperimentale di perimplantite indotta dalla legatura nei topi e determinare se vi è efficacia nell’indurre questa malattia date le alterazioni ossee e tissutali osservate.

L’obiettivo generale di questo articolo è quello di riportare il protocollo applicato per indurre la perimplantite nei topi mediante legatura e di osservarne l’efficacia attraverso la valutazione dei tessuti e la perdita ossea intorno agli impianti.

Protocol

Le procedure che coinvolgono soggetti animali sono state approvate dal Chancellor’s Animal Research Committee dell’Università della California, Los Angeles (numero di protocollo ARC 2002-125) e dall’Animal Research: Reporting In Vivo Experiments (ARRIVE)22. Per questo metodo, sono stati utilizzati diciotto topi maschi C57BL/6J di 3 settimane che sono stati sottoposti a estrazioni dentali, posizionamento di impianti e induzione di perimplantite. Tutte le procedure odontoiatriche sono state eseguit…

Representative Results

Per questo metodo, sono stati utilizzati diciotto topi maschi C57BL/6J di 3 settimane che sono stati sottoposti a estrazioni dentali, posizionamento di impianti e induzione di perimplantite. C’erano nove animali per gruppo, il che era statisticamente significativo, considerando la perdita ossea lineare che raggiungeva l’80% di potenza, il 15% di deviazione standard (σ) e l’intervallo di confidenza del 95% (α = 0,05). I topi sono stati nutriti con una dieta morbida ad libitum durante l’esperimento. Nove topi ha…

Discussion

Questo protocollo presenta un rapporto descrittivo sulle procedure chirurgiche per l’induzione della perimplantite utilizzando un modello di legatura nei topi. Lavorare con i topi ha dei vantaggi, come l’economicità, la disponibilità di un ampio array genetico dato il grande background²³ tra gli altri aspetti^24,25. Nel corso degli anni, diversi studi hanno utilizzato con successo i topi in campo medico e odontoiatrico,^<…

Materials

#5 dental explorer	Hu-Friedy, Chicago, IL	392-0911	Dental luxation
15c blade and surgical scalpel	Henry Schein Inc., Melville, NY	1126186	Tissue incision
6-0 silk ligatures	Fisher Scientific, Hampton, NH	NC9201232	Ligature
Amoxicillin 50μg/mL	Zoetis, San Diego, CA	TS/DRUGS/57/2003	Oral suspension
Bacon Soft Diet	Bio Serve®, Frenchtown, NJ	14-726-701	–
C57BL/6J male mice	The Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME, USA	000664	Age: 3-week-old
CTAn software	V.1.16 Bruker, Billerica, MA	–	Volumetric analysis
Dolphin software	Navantis, Toronto, CA	–	Linear bone analysis
Implant carrier & Tip	D. P. Machining Inc., La Verne, CA	Unique product	Implant holder
Implant support	D. P. Machining Inc., La Verne, CA	Unique product	Implant capture
Isoflurane	Vet One, Boise, ID	NDC13985-528-60	Inhalational anesthetic
Micro-CT scan 1172	SkyScan, Kontich, Belgium	–	μCT scans
Nrecon Software	Bruker Corporation, Billerica, MA	–	Images reconstruction
Ø 0.3mm – L 2.5mm Micro Drills	Sphinx, Hoffman Estates, IL	ART. 50699	Osteotomy
Ø 0.5mm – L 1.0mm Titanium implants	D. P. Machining Inc., La Verne, CA	Unique product	–
Ophthalmic lubricant	Apexa, Ontario, CA	NDC13985-600-03	Artificial tears
Pin Vise	General Tools, Secaucus, NJ	90	Osteotomy
Rimadyl 50mg/ml	Zoetis, San Diego, CA	4019449	Anti-inflammatory
Sterile cotton tipped	Dynarex, Glendale, AZ	4304-1	Hemostasis
Tip forceps	Fine Science Tools, Foster City, CA	11071-10	Dental Extraction
Tying forceps	Fine Science Tools, Foster City, CA	18025-10	Ligature placement