その場圧縮負荷と骨歯根膜歯繊維状合同の相関的非侵襲的イメージングで
Summary
本研究では、繊維性関節生体力学するマイクロX線コンピュータ断層撮影法と結合され、その場ローディング装置においての使用が議論される。実験の関節バイオメカニクスでの全体的な変化との識別可能な読み出しが含まれます：変位対1）反力を、 すなわち歯の歯槽ソケット内の変位と荷重への反動応答、2）3次元（3D）空間配置および形態計測、 すなわち幾何学歯槽ソケット歯の関係、および3）により装填軸の変化に読み出し1,2の変化、 すなわち、同心または偏心荷重。
Abstract
この研究は、新規バイオメカニクス試験プロトコルを示しています。このプロトコルの利点は、このようにシミュレートされた生理的負荷および湿潤条件下で内部構造要素の可視化を可能にする高分解能X線顕微鏡に結合されたその場でのローディング装置の使用を含む。実験の試料は、無傷の骨 – 歯周靭帯（PDL）歯繊維状の関節が含まれます。変位対1）反力：歯の歯槽ソケット内での変位と荷重に対するその反動的応答、2）三次元（3D）空間配置の結果は、それらは、臓器レベル生体力学に適用することができるように、プロトコルの三つの重要な特徴を示すであろうおよび形態計測：幾何学的な肺胞のソケットと歯の関係に起因すなわち 、同心から偏心荷重に積載軸の変化への読み出し1及び2において3）の変更。提案されたプロトコルの有効性は、機械的なテを結合することによって評価される三次元形態計測と関節の全体的な生体力学に読み出しを刺す。また、この技術は、従来の繊維接合部の断層像を取得する実験条件、具体的に反動的負荷を平衡化する必要性を強調する。これは、提案されたプロトコルは、 エキソビボ条件下での試験片の試験に限定され、軟組織の機械的応答を可視化する造影剤の使用は、組織および器官レベルの生体力学に関する誤った結論を導くことができることに留意すべきである。
Introduction
いくつかの実験方法は、可動結合の繊維状関節の生体力学を調査するために使用され続けている。歯の器官に特異的な生体力学の方法は、歪みゲージ1-3、光弾性法4,5、モアレ干渉法6,7、電子スペックルパターン干渉8、およびデジタル画像相関（DIC）9-14の使用を含む。本研究では、革新的なアプローチは、繊維接合部の内部構造（石灰化した組織とそのインタフェース軟らかい区域からなる、このような靭帯などの組織とのインターフェース） インビボ条件に相当する負荷でを露出させるためにX線を用いた非侵襲的イメージングを含む。マイクロX線顕微鏡に結合されたその場での装填装置が使用される。ロード時および荷重 – 変位曲線は、新たに採取したラットヘミ下顎骨内の関心のモルロードされるように収集することができる。 M1）無負荷時にロードされ、2の場合）に同心と偏心してロードされたこの研究で提示アプローチのAINの目標は、3次元での条件を比較することにより、歯の骨の形態の効果を強調することである。カット標本の必要性を排除し、湿潤状態で、全体完全な臓器で実験を行うためには、3D応力状態の最大保存を可能にする。これは様々な荷重シナリオの下での複合体の動的プロセスを理解する上で、調査の新しい領域を開きます。
本研究では、スプラーグドーリーラットの無傷の線維関節内の試験PDLバイオメカニクスのための方法は、最適な生物工学モデル系として考え継手について詳細に説明する。彼らは臓器レベルのバイオメカニクスに関連する実験は、関節の三つの重要な特徴を強調するために、水和された条件の下で咀嚼負荷のシミュレーションが含まれます。 3点が含まれます：変位対1）反力を：歯の歯槽ソケット内の変位と荷重への反動応答、2）3次元（3D）空間構成と形態計測：歯槽ソケット歯の幾何学的関係、および原因の変化に読み出し1及び2において3）の変化すなわち 、同心から偏心荷重に積載軸。提案手法の3つの基本的な読み出しは、機能的需要の変化、および/または疾患に起因するいずれかの脊椎動物における関節の適応性を調査するために適用することができる。前述の読み出しの変化、異なる負荷率で特異的に変位に反動的負荷との間の相関関係、および反動ロード時および荷重 – 変位曲線を生じたが、関節の生体力学の全体的な変化を強調するために適用することができます。提案されたプロトコルの有効性は、三次元形態計測および関節の全体的な生体力学に機械試験読取値を結合することによって評価される。
Protocol
Representative Results
Discussion
このプロトコルを確立する最初のステップは、剛体を用いて装填フレームの剛性の評価に関連している。結果に基づいて、剛性が著しく低い剛性値を有する標本のさらなる試験のためのローディング装置の使用を可能に有意に高かった。第二段階は、剛体、異なる架橋密度のPDMS材料、及び繊維状ジョイントを用いて生成された搬入出曲線の2つの相を用いることにより、異なる剛性値を区別?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、資金援助、NIH / NIDCR R00DE018212（SPH）、NIH/NIDCR-R01DE022032（SPH）、NIH / NIDCR T32 DE07306（AJ、JDL）、NIH / NCRR S10RR026645、（SPH）と、予防と修復歯科学の部門を認め、口腔顔面科学、UCSF。また、著者は、Xradia大学院フェローシップ（AJ）、Xradia社、プレザントン、カリフォルニア州を認める。
博士、著者は、データの後処理との彼女の援助のために博士がキャサリンGrandfield、UCSFに感謝します。スティーブン·ワイナーとギリ者Naveh、科学、レホボト、イスラエルのワイツマン研究所、 中のその場での負荷装置に固有の彼らの洞察に満ちた議論のための博士ロンシャハー、エルサレムのヘブライ大学、イスラエル。著者はまた、マイクロXCT その場で装填装置を使用するためのUCSFの生体材料とバイオマイクロCTイメージング施設に感謝したいと思います。
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
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