في الموقع تحميل ضاغطة والتصوير موسع الارتباطي من العظم اللثة الرباط الأسنان الليفية المشتركة
Summary
في هذه الدراسة، وستتم مناقشة استخدام جهاز التحميل الموضع إلى جانب التصوير المقطعي بالأشعة الجزئي X-الميكانيكا الحيوية المشتركة ليفية في. سوف قراءات تجريبية تحديدها مع التغيير الشامل في الميكانيكا الحيوية المشتركة ما يلي: 1) قوة الرجعية مقابل التشرد، أي الأسنان النزوح داخل مأخذ السنخية واستجابة رجعية لتحميل، 2) ثلاثي الأبعاد (3D) التكوين المكاني وmorphometrics، أي هندسية علاقة الأسنان مع مقبس السنخية، و 3) التغييرات في قراءات 1 و 2 بسبب تغيير في محور التحميل، أي الأحمال متحدة المركز أو غريب الأطوار.
Abstract
وتوضح هذه الدراسة بروتوكول الميكانيكا الحيوية رواية الاختبار. ميزة هذا البروتوكول يتضمن استخدام جهاز التحميل الموضع إلى جانب لمجهر الأشعة السينية عالية الدقة في، مما يمكن التصور من العناصر الهيكلية الداخلية تحت الأحمال الفسيولوجية ومحاكاة الظروف الرطبة. وسوف تشمل العينات التجريبية سليمة الرباط العظام اللثة (PDL) الأسنان المفاصل الليفية. وتوضح نتائج ثلاث سمات هامة للبروتوكول كما يمكن تطبيقها على مستوى الجهاز الميكانيكا الحيوية: 1) قوة الرجعية مقابل الإزاحة: النزوح الأسنان داخل مأخذ السنخية واستجابة رجعية لتحميل، 2) ثلاثي الأبعاد (3D) التكوين المكاني وmorphometrics: علاقة هندسية من الأسنان مع مقبس السنخية، و 3) التغييرات في قراءات 1 و 2 بسبب تغير في محور التحميل، أي من مركزية للأحمال غريب الأطوار. وسيتم تقييم فعالية البروتوكول المقترح من قبل الشركة المصرية للاتصالات اقتران الميكانيكيةقراءات لدغة morphometrics 3D والميكانيكا الحيوية الشاملة للمشترك. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه التقنية تؤكد على الحاجة للتوازن الظروف التجريبية، والأحمال الرجعية تحديدا قبل الحصول على tomograms المفاصل الليفية. تجدر الإشارة إلى أن البروتوكول المقترح يقتصر على اختبار العينات تحت ظروف خارج الحي، وأن استخدام عوامل التباين لتصور الأنسجة الرخوة استجابة ميكانيكية يمكن أن تؤدي إلى استنتاجات خاطئة حول الأنسجة وعلى مستوى الجهاز الميكانيكا الحيوية.
Introduction
يواصل العديد من الطرق التجريبية لاستخدامها للتحقيق في الميكانيكا الحيوية للمفاصل ومفصلي ليفية. أساليب محددة للالميكانيكا الحيوية الجهاز الأسنان تشمل استخدام أجهزة قياس الضغط 1-3، وأساليب المرونة الضوئية 4، 5، تموج في النسيج التداخل 6 و 7 و الإلكترونية نمط التداخل رقطة 8، وارتباط الصورة الرقمية (DIC) 9-14. في هذه الدراسة، يشمل النهج المبتكرة التصوير موسع باستخدام الأشعة السينية للكشف عن الهياكل الداخلية للمشترك ليفية (الأنسجة المعدنية والواجهات التي تتكون من مناطق ليونة، وتفاعل الأنسجة مثل الأربطة) في الأحمال يعادل في الجسم الحي الظروف. وسوف تستخدم لفي الجهاز التحميل الموضع إلى جانب لمجهر-X-راي الصغرى. وسيتم جمع للوقت التحميل ومنحنيات الحمل التشريد كما المولي من الفائدة ضمن المقطوع حديثا الفئران نصفي الفك السفلي يتم تحميل. مهدف العين النهج المقدمة في هذه الدراسة هو التأكيد على تأثير ثلاثي الأبعاد مورفولوجيا الأسنان والعظام من خلال مقارنة الأوضاع في: 1) عدم التحميل وعند تحميلها، وعندما 2) تحميل بتكثف وامركزي. سوف يلغي الحاجة لقطع العينات، وإجراء تجارب على أجهزة سليمة كلها تحت ظروف رطبة تسمح للحفاظ على الحد الأقصى من حالة التوتر 3D. هذا يفتح مجالا جديدا للتحقيق في فهم العمليات الديناميكية للمجمع في إطار مختلف سيناريوهات التحميل.
في هذه الدراسة، وأساليب لاختبار الميكانيكا الحيوية PDL داخل المشتركة ليفية سليمة من الفئران سبراغ داولي، مشترك يعتبر كنظام نموذج الهندسة الحيوية الأمثل سوف تكون مفصلة. وسوف تشمل تجارب المحاكاة للأحمال المضغ في ظل الظروف المائية من أجل تسليط الضوء على ثلاث ميزات هامة للمشترك من حيث صلتها الميكانيكا الحيوية مستوى الجهاز. وسوف تشمل ثلاث نقاط: 1) قوة الرجعية مقابل الإزاحة:النزوح الأسنان داخل مأخذ السنخية واستجابة رجعية لتحميل، 2) ثلاثي الأبعاد (3D) التكوين المكاني وmorphometrics: علاقة هندسية من الأسنان مع مقبس السنخية، و 3) التغييرات في قراءات 1 و 2 بسبب تغيير في محور التحميل، أي من مركزية للأحمال غريب الأطوار. وقراءات الأساسية الثلاثة للتقنية المقترح يمكن تطبيقه على التحقيق في طبيعة التكيفية من المفاصل في الفقاريات إما بسبب التغيرات في مطالب وظيفية، و / أو المرض. ويمكن تطبيق التغييرات في قراءات المذكورة آنفا، وتحديدا العلاقة بين الأحمال الرجعية مع التشرد، وما ينتج عنها من الحمل لمرة وتحميل التشريد منحنيات الرجعية في مختلف معدلات التحميل لتسليط الضوء على التغييرات الشاملة في الميكانيكا الحيوية المشتركة. وسيتم تقييم فعالية البروتوكول المقترح من قبل اقتران قراءات اختبار الميكانيكية لmorphometrics 3D والميكانيكا الحيوية الشاملة للمشترك.
Protocol
Representative Results
Discussion
الخطوة الأولى في إنشاء هذا البروتوكول تشارك تقييم صلابة من الإطار التحميل باستخدام هيئة جامدة. استنادا إلى النتائج، وصلابة أعلى بكثير مما يساعد على استخدام الجهاز لتحميل مزيد من التجارب من العينات مع القيم صلابة أقل من ذلك بكثير. سلط الضوء على الخطوة الثانية قدرة أد…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يعترف الكتاب دعم تمويل المعاهد الوطنية للصحة / NIDCR R00DE018212 (SPH)، NIH/NIDCR-R01DE022032 (SPH)، المعاهد الوطنية للصحة / NIDCR T32 DE07306 (AJ، رابطة الدفاع اليهودية)، المعاهد الوطنية للصحة / NCRR S10RR026645، (SPH) وأقسام علوم طب الأسنان الوقائي والتصالحية و العلوم فموي وجهي، سان فرانسيسكو. بالإضافة إلى ذلك، والكتاب يعترف Xradia زمالة الدراسات العليا (AJ)، Xradia شركة، بليسانتون، كاليفورنيا.
المؤلفين نشكر الدكتور كاثرين Grandfield، سان فرانسيسكو لتقديم المساعدة لها مع تجهيز آخر البيانات؛ الدكاترة. ستيفن وينر وجيلي نافيه، معهد وايزمان للعلوم في رحوفوت، وإسرائيل، والدكتور رون شاهار، الجامعة العبرية في القدس، إسرائيل لإجراء مناقشات الثاقبة الخاصة لفي الجهاز تحميل الموقع. فإن الكتاب أود أيضا أن أشكر الحيوية والهندسة الحيوية مرفق MicroCT التصوير في سان فرانسيسكو لاستخدام مايكرو XCT والجهاز في التحميل الموقع.
Materials
| Bard Parker Blade | BD | MEDC-001054 | |
| AFM metal disk | Ted Pella | 16218 | |
| Polymethyl methacrylate | GC America | N/A | |
| Uni-Etch | Bisco | E5502EBM | |
| Optibond Solo Plus | Kerr Corp | N/A | |
| Filtek Flow | 3M | N/A | |
| Hurculite Ultra | Kerr | 34346 | |
| Tris buffer | Mediatech Inc. | N/A | |
| Articulating paper | |||
| Phosphotungstic Acid | Sigma Aldrich | HT152 |
Referências
- Popowics, T. E., Rensberger, J. M., Herring, S. W. Enamel microstructure and microstrain in the fracture of human and pig molar cusps. Arch. Oral Biol. 49, 595-605 (2004).
- Jantarat, J., Palamara, J. E., Messer, H. H. An investigation of cuspal deformation and delayed recovery after occlusal loading. J. Dent. 29, 363-370 (2001).
- Jantarat, J., Panitvisai, P., Palamara, J. E., Messer, H. H. Comparison of methods for measuring cuspal deformation in teeth. J. Dent. 29, 75-82 (2001).
- Asundi, A., Kishen, A. A strain gauge and photoelastic analysis of in vivo strain and in vitro stress distribution in human dental supporting structures. Arch. Oral Biol. 45, 543-550 (2000).
- Asundi, A., Kishen, A. Advanced digital photoelastic investigations on the tooth-bone interface. J. Biomed. Opt. 6, 224-230 (2001).
- Wang, R. Z., Weiner, S. Strain-structure relations in human teeth using Moire fringes. J. Biomech. 31, 135-141 (1998).
- Wood, J. D., Wang, R., Weiner, S., Pashley, D. H. Mapping of tooth deformation caused by moisture change using moire interferometry. Dent. Mater. 19, 159-166 (2003).
- Dong-Xu, L., et al. Modulus of elasticity of human periodontal ligament by optical measurement and numerical simulation. Angle Orthod. 81, 229-236 (2011).
- Li, J., Li, H., Fok, A. S., Watts, D. C. Multiple correlations of material parameters of light-cured dental composites. 25, 829-836 (2009).
- Zhang, D., Arola, D. D. Applications of digital image correlation to biological tissues. J. Biomed. Opt. 9, 691-699 (2004).
- Zhang, D., Mao, S., Lu, C., Romberg, E., Arola, D. Dehydration and the dynamic dimensional changes within dentin and and enamel. Dent. Mater. 25, 937-945 (2009).
- Qian, L., Todo, M., Morita, Y., Matsushita, Y., Koyano, K. Deformation analysis of the periodontium considering the viscoelasticity of the periodontal. 25, 1285-1292 (2009).
- Lin, J. D., et al. Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint. J. Biomech. , (2012).
- Qian, L., Todo, M., Morita, Y., Matsushita, Y., Koyano, K. Deformation analysis of the periodontium considering the viscoelasticity of the periodontal. 25, 1285-1292 (2009).
- Huelke, D. F., Castelli, W. A. The blood supply of the rat mandible. Anat. Rec. 153, 335-341 (1965).
- Chiba, M., Komatsu, K. Mechanical responses of the periodontal ligament in the transverse section of the rat mandibular incisor at various velocities of loading in vitro. J. Biomech. 26, 561-570 (1993).
- Natali, A. N., et al. A visco-hyperelastic-damage constitutive model for the analysis of the biomechanical response of the periodontal ligament. J. Biomech. Eng. 130, (2008).
- Naveh, G. R., Shahar, R., Brumfeld, V., Weiner, S. 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. J. Struct. Biol. 177, 477-483 (2012).
- Lin, J. D., et al. Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint. J. Biomech. 46, 443-449 (2013).
- Metscher, B. D. MicroCT for comparative morphology: simple staining methods allow high-contrast 3D imaging of diverse non-mineralized animal tissues. BMC Physiol. 9, 11 (2009).
- Carrillo, F., et al. Nanoindentation of polydimethylsiloxane elastomers: Effect of crosslinking, work of adhesion, and fluid environment on elastic modulus (vol 20, pg 2820). J. Mater. Res. 21, 535-537 (2006).
- Hiiemae, K. M. Masticatory function in the mammals. J. Dent. Res. 46, 883-893 (1967).
- Hunt, H. R., Rosen, S., Hoppert, C. A. Morphology of molar teeth and occlusion in young rats. J. Dent. Res. 49, 508-514 (1970).
- Komatsu, K., Sanctuary, C., Shibata, T., Shimada, A., Botsis, J. Stress-relaxation and microscopic dynamics of rabbit periodontal ligament. J. Biomech. 40, 634-644 (2007).
- Lin, J. D., et al. Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint. J. Biomech. 46, 443-449 (2013).
- Quintarelli, G., Zito, R., Cifonelli, J. A. On phosphotungstic acid staining. I. J. Histochem. Cytochem. 19, 641-647 (1971).
- Quintarelli, G., Cifonelli, J. A., Zito, R. On phosphotungstic acid staining. II. J. Histochem. Cytochem. 19, 648-653 (1971).
- Quintarelli, G., Bellocci, M., Geremia, R. On phosphotungstic acid staining. IV. Selectivity of the staining reaction. J. Histochem. Cytochem. 21, 155-160 (1973).
- Crabtree, W. N., Murphy, W. M. The value of ethanol as a fixative in urinary cytology. Acta Cytol. 24, 452-455 (1980).
