Новаторский подход к мониторингу неоваскуляризация трансплантата в человеческой десны
Summary
Это исследование представляет протокол для измерения микроциркуляцию в человека слизистой лазерной спекл контраст изображения. Мониторинг заживление ран после того, как vestibuloplasty, в сочетании с ксеногенные коллаген трансплантата представлена на клинический случай.
Abstract
Лазерной спекл контрастность изображений (LSCI)-это новый метод для измерения перфузии поверхностные крови на больших площадях. Так как он является неинвазивным и избегает прямого контакта с измеряемой области, она подходит для мониторинга изменения кровотока во время заживления ран у больных людей. Vestibuloplasty является пародонтологической хирургии устные вестибюль, с целью восстановления вестибулярной глубины с одновременным расширением ороговевших десны. В этом специальный клинический случай лоскут толщина Сплит был возведен на первый премоляр верхней и ксеногенного коллагеновой матрицы был адаптирован в результате получателей кровать. LSCI был использован для контроля ре – и неоваскуляризации трансплантата и окружающие слизистой на один год. Для правильной настройки измерения микроциркуляции в слизистой, подчеркнув трудности и возможных сбоев вводится протокол.
Клинические исследования представлены продемонстрировал, что — после соответствующий протокол — LSCI является подходящим и надежным методом для итогам микроциркуляции в заживлении ран в человека слизистой и дает полезную информацию об интеграции трансплантата.
Introduction
Наблюдение за долгосрочные изменения микроциркуляции человеческой десны в клинической ситуации является горячей темой в устной и периодонтальной хирургии. Однако надежной оценки перфузии может быть трудно. Есть только несколько методов, которые не вмешательства измерить изменения в циркуляции крови человека слизистой оболочки. Два из этих использовать лазерный луч1,2,3,4, но другим способом. Лазерная доплеровская флоуметрия (LDF) позволяет использовать доплеровский сдвиг в лазерный луч5,6, во время лазерной спекл контрастность изображений (LSCI) метод опирается на шаблоне спекл рассеяния лазерного света для измерения скорости красной крови клетки7.
ФМР мер только в одной точке, и воспроизводимые стандартизация датчиков положения является желательным, но сложной задачей. Еще одной проблемой является небольшим в диаметре (1 мм2) зонд LDF. Измерения в заданных точках, прежде чем операция слишком конкретным и может быть слепым, послеоперационные изменения кровообращения, а отек, удаление ткани, ткани движения или имплантированные трансплантата вызывают значительные изменения в послеоперационном периоде геометрии пострадавших мягких тканей. Измеряя расстояние LDF-менее 1 мм, который запрещает использование зубной шину с заранее отверстием для зонда в случае объемные изменения ткани. LSCI не требует каких-либо специальных инструментов для локализации и можно измерить в области нескольких см2. В результате заживление может следовать на протяжении хирургической сайта. Кроме того LSCI может отображать перфузии крови в цветных изображений на долю секунды, с разрешением до 20 мкм.
LSCI устройство, представленных в настоящем документе используется главным образом для животных исследования приложений где пожелана высокого разрешения в районах небольших измерения. Однако поскольку структура и Гистология слизистой оболочки человека отличаются от области к области (прилагаемый десны, маргинальные десны, вестибулярные слизистой оболочки), является также гетерогенных8циркуляцию крови. Таким образом с высоким разрешением LSCI имеет большое преимущество над нормальный резолюции LSCI, который обычно используется в тестировании человека.
LSCI инструмент использует невидимый лазерный (волны 785 Нм). Луч разошлись освещать области измерения, создавая шаблон спекл. ПЗС-камеры изображения спекл шаблон в освещенной области. CCD камера используется в этой системе имеет активную изображений площадь 1386 x 1034 пикселей и его резолюции между 20-60 мкм/пиксель в зависимости от размера области измерения и настройки программного обеспечения (низкий, средний, высокий). Он может принимать изображения со скоростью до 16 кадров в секунду, или даже больше, до 100 кадров в секунду, если размер образа уменьшается. Перфузии крови рассчитывается путем встроенного программного обеспечения. Он анализирует изменения спекл и количественно контраст. Результирующий поток является цветом для создания изображения перфузии. По словам наших предыдущих результатов LSCI оценивает перфузии крови десны с хорошей повторяемости и воспроизводимости9. Это означает, что он является надежным инструментом для мониторинга изменений в микроциркуляции слизистой не только в краткосрочных экспериментов, но и во время долгосрочные исследования для отслеживания прогрессирования заболевания или ранение исцеления10.
В этой статье мы представляем клинический отчет продемонстрировать, что высокое пространственное разрешение LSCI делает возможным выявить неоваскуляризация шаблон ксеногенные коллаген трансплантата. Кроме того этот случай показывает, что LSCI, благодаря своей высокой надежности, чутко могли обнаружить индивидуальные вариации. Это имеет важное значение как значительные местные анатомические различия и другой системной фон между случаями делает его трудно стандартизировать хирургического вмешательства в клинических испытаниях пародонтологической хирургии.
Protocol
Representative Results
Discussion
Целью данного исследования было представить Роман технику для мониторинга неоваскуляризация трансплантата в человеческой десны. По словам наших предыдущих результатов LSCI оценивает перфузии крови десны с хорошей повторяемости и воспроизводимости9, когда строгого выполн…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была проведена в части поддержки, Венгерский фонд научных исследований под K112364 число грантов, венгерского министерства человеческого потенциала, программа высшего образования совершенства в Земмельвайса университете, терапии исследовательский модуль и Национальных исследований, разработок и инноваций управление KFI_16-1-2017-0409.
Materials
| PeriCam PSI-HR | Perimed AB, Stockholm, Sweden | The PeriCam PSI System is an imaging system based on LASCA technology (LAser Speckle Contrast Analysis). The system measures superficial blood perfusion over large areas at fast capture rates. This makes it ideal for investigations of both the spatial and temporal dynamics of microcirculation in almost any tissue. | |
| PIMSoft | Perimed AB, Stockholm, Sweden | PIMSoft is a data acquisition and analysis software, intended for use together with the PeriCam PSI System and the PeriScan PIM 3 System, for measurement and imaging of superficial blood perfusion. | |
| Geistlich Mucograft | Geistlich, Switzerland | It's a unique 3D collagne matrix designed specifically for soft tissue regeneration. It's indicated for the gain of keratinized tissue and recession coverage. | |
| Omron M4 | Omron Healthcare Inc., Kyoto, Japan | Blood pressure monitor, which gives accurate readings. | |
| Nikon D5200 | Nikon Corportation, Tokyo, Japan | Taking intra oral photos | |
| MS Excel | Microsoft Corporation, Redmond, Washington, USA | The software used for data management | |
| IBM SPSS Statistics 25 | IBM Corp., Armonk, NY, USA | The software used for statistical analysis |
References
- Nakamoto, T., et al. Two-Dimensional Real-Time Blood Flow and Temperature of Soft Tissue Around Maxillary Anterior Implants. Implant Dentistry. 21 (6), 522-527 (2012).
- Kajiwara, N., et al. Soft tissue biological response to zirconia and metal implant abutments compared with natural tooth: microcirculation monitoring as a novel bioindicator. Implant Dentistry. 24 (1), 37-41 (2015).
- Kemppainen, P., Forster, C., Handwerker, H. O. The importance of stimulus site and intensity in differences of pain-induced vascular reflexes in human orofacial regions. Pain. 91 (3), 331-338 (2001).
- Kemppainen, P., Avellan, N. L., Handwerker, H. O., Forster, C. Differences between tooth stimulation and capsaicin-induced neurogenic vasodilatation in human gingiva. Journal of Dental Research. 82 (4), 303-307 (2003).
- Riva, C., Ross, B., Benedek, G. B. Laser Doppler measurements of blood flow in capillary tubes and retinal arteries. Investigative ophthalmology. 11 (11), 936-944 (1972).
- Humeau, A., Steenbergen, W., Nilsson, H., Stromberg, T. Laser Doppler perfusion monitoring and imaging: novel approaches. Medical & Biological Engineering & Computing. 45 (5), 421-435 (2007).
- Briers, J. D., Webster, S. Laser speckle contrast analysis (LASCA): a nonscanning, full-field technique for monitoring capillary blood flow. Journal of Biomedical Optics. 1 (2), 174-179 (1996).
- Fazekas, R., et al. Functional characterization of collaterals in the human gingiva by laser speckle contrast imaging. Microcirculation. 25 (3), 12446 (2018).
- Molnar, E., Fazekas, R., Lohinai, Z., Toth, Z., Vag, J. Assessment of the test-retest reliability of human gingival blood flow measurements by Laser Speckle Contrast Imaging in a healthy cohort. Microcirculation. 25 (2), (2018).
- Molnar, E., et al. Evaluation of Laser Speckle Contrast Imaging for the Assessment of Oral Mucosal Blood Flow following Periodontal Plastic Surgery: An Exploratory Study. BioMed Research International. 2017, 4042902 (2017).
- Sanz, M., Lorenzo, R., Aranda, J. J., Martin, C., Orsini, M. Clinical evaluation of a new collagen matrix (Mucograft prototype) to enhance the width of keratinized tissue in patients with fixed prosthetic restorations: a randomized prospective clinical trial. Journal of Clinical Periodontology. 36 (10), 868-876 (2009).
- Nevins, M., Nevins, M. L., Kim, S. W., Schupbach, P., Kim, D. M. The use of mucograft collagen matrix to augment the zone of keratinized tissue around teeth: a pilot study. The International Journal of Periodontics and Restorative Dentistry. 31 (4), 367-373 (2011).
- Lorenzo, R., Garcia, V., Orsini, M., Martin, C., Sanz, M. Clinical efficacy of a xenogeneic collagen matrix in augmenting keratinized mucosa around implants: a randomized controlled prospective clinical trial. Clinical Oral Implants Research. 23 (3), 316-324 (2012).
- Perry, D. A., McDowell, J., Goodis, H. E. Gingival microcirculation response to tooth brushing measured by laser Doppler flowmetry. Journal of Periodontology. 68 (10), 990-995 (1997).
- Yamaguchi, K., Nanda, R. S., Kawata, T. Effect of orthodontic forces on blood flow in human gingiva. Angle Orthodontist. 61 (3), 193-203 (1991).
- Molnár, E., et al. Assessment of heat provocation tests on the human gingiva: the effect of periodontal disease and smoking. Acta Physiologica Hungarica. 102 (2), 176-188 (2015).
- Gleissner, C., Kempski, O., Peylo, S., Glatzel, J. H., Willershausen, B. Local gingival blood flow at healthy and inflamed sites measured by laser Doppler flowmetry. Journal of Periodontology. 77 (10), 1762-1771 (2006).
- Hinrichs, J. E., Jarzembinski, C., Hardie, N., Aeppli, D. Intrasulcular laser Doppler readings before and after root planing. Journal of Clinical Periodontology. 22 (11), 817-823 (1995).
- Svalestad, J., Hellem, S., Vaagbo, G., Irgens, A., Thorsen, E. Reproducibility of transcutaneous oximetry and laser Doppler flowmetry in facial skin and gingival tissue. Microvascular Research. 79 (1), 29-33 (2010).
- Sasano, T., Kuriwada, S., Sanjo, D. Arterial blood pressure regulation of pulpal blood flow as determined by laser Doppler. Journal of Dental Research. 68 (5), 791-795 (1989).
- Ikawa, M., Ikawa, K., Horiuchi, H. The effects of thermal and mechanical stimulation on blood flow in healthy and inflamed gingiva in man. Archives of Oral Biology. 43 (2), 127-132 (1998).
- Baab, D. A., Oberg, P. A., Holloway, G. A. Gingival blood flow measured with a laser Doppler flowmeter. Journal of Periodontal Research. 21 (1), 73-85 (1986).
- Fazekas, A., Csempesz, F., Csabai, Z., Vág, J. Effects of pre-soaked retraction cords on the microcirculation of the human gingival margin. Operative Dentistry. 27 (4), 343-348 (2002).
- Csillag, M., Nyiri, G., Vag, J., Fazekas, A. Dose-related effects of epinephrine on human gingival blood flow and crevicular fluid production used as a soaking solution for chemo-mechanical tissue retraction. Journal of Prosthetic Dentistry. 97 (1), 6-11 (2007).
- Tanaka, M., Hanioka, T., Kishimoto, M., Shizukuishi, S. Effect of mechanical toothbrush stimulation on gingival microcirculatory functions in inflamed gingiva of dogs. Journal of Clinical Periodontology. 25 (7), 561-565 (1998).
- Rothamel, D., et al. Biodegradation pattern and tissue integration of native and cross-linked porcine collagen soft tissue augmentation matrices – an experimental study in the rat. Head & Face Medicine. 10, 10 (2014).
- Schwarz, F., Rothamel, D., Herten, M., Sager, M., Becker, J. Angiogenesis pattern of native and cross-linked collagen membranes: an immunohistochemical study in the rat. Clinical Oral Implants Research. 17 (4), 403-409 (2006).
- Vergara, J. A., Quinones, C. R., Nasjleti, C. E., Caffesse, R. G. Vascular response to guided tissue regeneration procedures using nonresorbable and bioabsorbable membranes in dogs. Journal of Periodontology. 68 (3), 217-224 (1997).
- Oliver, R. C., Loe, H., Karring, T. Microscopic evaluation of the healing and revascularization of free gingival grafts. Journal of Periodontal Research. 3 (2), 84-95 (1968).
- Janson, W. A., Ruben, M. P., Kramer, G. M., Bloom, A. A., Turner, H. Development of the blood supply to split-thickness free ginival autografts. Journal of Periodontology. 40 (12), 707-716 (1969).
- Mormann, W., Bernimoulin, J. P., Schmid, M. O. Fluorescein angiography of free gingival autografts. Journal of Clinical Periodontology. 2 (4), 177-189 (1975).
- Busschop, J., de Boever, J., Schautteet, H. Revascularization of gingival autografts placed on different receptor beds. A fluoroangiographic study. Journal of Clinical Periodontology. 10 (3), 327-332 (1983).
- Fazekas, R., et al. A proposed method for assessing the appropriate timing of early implant placements: a case report. Journal of Oral Implantology. , (2018).
- Briers, J. D., Fercher, A. F. Retinal blood-flow visualization by means of laser speckle photography. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 22 (2), 255-259 (1982).
- Srienc, A. I., Kurth-Nelson, Z. L., Newman, E. A. Imaging retinal blood flow with laser speckle flowmetry. Front Neuroenergetics. 2, (2010).
- Choi, B., Kang, N. M., Nelson, J. S. Laser speckle imaging for monitoring blood flow dynamics in the in vivo rodent dorsal skin fold model. Microvascular Research. 68 (2), 143-146 (2004).
- Ayata, C., et al. Laser speckle flowmetry for the study of cerebrovascular physiology in normal and ischemic mouse cortex. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 24 (7), 744-755 (2004).
- Armitage, G. A., Todd, K. G., Shuaib, A., Winship, I. R. Laser speckle contrast imaging of collateral blood flow during acute ischemic stroke. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 30 (8), 1432-1436 (2010).
- Lindahl, F., Tesselaar, E., Sjoberg, F. Assessing paediatric scald injuries using Laser Speckle Contrast Imaging. Burns. 39 (4), 662-666 (2013).
- Mirdell, R., Iredahl, F., Sjoberg, F., Farnebo, S., Tesselaar, E. Microvascular blood flow in scalds in children and its relation to duration of wound healing: A study using laser speckle contrast imaging. Burns. , (2016).
- Zotterman, J., Bergkvist, M., Iredahl, F., Tesselaar, E., Farnebo, S. Monitoring of partial and full venous outflow obstruction in a porcine flap model using laser speckle contrast imaging. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 69 (7), 936-943 (2016).
- Hecht, N., Woitzik, J., Dreier, J. P., Vajkoczy, P. Intraoperative monitoring of cerebral blood flow by laser speckle contrast analysis. Neurosurgical Focus. 27 (4), E11 (2009).
