In situ carga de compresión y de imágenes no invasiva correlativa del hueso-ligamento periodontal de dientes fibroso Conjunta
Summary
En este estudio, se discutirá el uso de un dispositivo de carga en situ junto con la tomografía de rayos micro-X calculado para la biomecánica conjuntos fibrosos. Lecturas experimentales identificables con un cambio general en la biomecánica articular serán los siguientes: 1) fuerza reaccionaria contra el desplazamiento, es decir, el desplazamiento del diente en el alveolo y su respuesta reaccionaria a la carga, 2) en tres dimensiones (3D) la configuración espacial y la morfometría, es decir geométrica relación de los dientes con el alvéolo, y 3) cambios en las lecturas 1 y 2 debido a un cambio en el eje de carga, es decir, las cargas concéntricas o excéntricas.
Abstract
Este estudio demuestra un protocolo de pruebas novedosas biomecánica. La ventaja de este protocolo incluye el uso de un dispositivo de carga en situ acoplada a un microscopio de rayos X de alta resolución, lo que permite la visualización de elementos estructurales internos bajo cargas fisiológicas simuladas y condiciones de humedad. Muestras experimentales incluirán ligamento-hueso periodontal intacta (PDL) de diente de articulaciones fibrosas. Los resultados se ilustran tres características importantes del protocolo, ya que se pueden aplicar a la biomecánica a nivel de órganos: 1) la fuerza reaccionaria contra el desplazamiento: desplazamiento del diente en el alveolo y su respuesta reaccionaria a la carga, 2) en tres dimensiones (3D) configuración espacial y morfometría geométrica: la relación del diente con el alveolo, y 3) cambios en las lecturas 1 y 2 debido a un cambio en el eje de carga, es decir, desde concéntrica a cargas excéntricas. La eficacia del protocolo propuesto será evaluado mediante el acoplamiento mecánico del telecturas picadura a la morfometría en 3D y la biomecánica globales de la empresa. Además, esta técnica se hará hincapié en la necesidad de equilibrar las condiciones experimentales, cargas específicamente reaccionarios antes de la adquisición de tomografías de articulaciones fibrosas. Debe tenerse en cuenta que el protocolo propuesto se limita a analizar muestras bajo condiciones ex vivo, y que el uso de agentes de contraste para visualizar la respuesta mecánica de los tejidos blandos puede llevar a conclusiones erróneas acerca del nivel de órganos tejidos y biomecánica.
Introduction
Varios métodos experimentales siguen siendo utilizados para investigar la biomecánica de las articulaciones diartrodiales y fibrosos. Métodos específicos para la biomecánica de órganos de dientes incluyen el uso de medidores de deformación 1-3, métodos fotoelasticidad 4, 5, interferometría moiré 6, 7, patrón de moteado electrónico interferometría 8, y la correlación de la imagen digital (DIC) 9-14. En este estudio, el enfoque innovador incluye imágenes no invasivo que usa rayos X para exponer las estructuras internas de la articulación fibrosa (tejidos mineralizados y sus interfaces consistentes en zonas más suaves, y la interconexión tejidos como ligamentos) con cargas equivalentes a las condiciones in vivo. Se realizará una dispositivo de carga in situ en acoplada a un microscopio de micro-radiografía. El tiempo de carga y las curvas de carga-desplazamiento se recogerán como el molar de interés dentro de una rata hemimandíbula recién cosechado se carga. La mmeta ain del enfoque presentado en este estudio es hacer hincapié en el efecto de la morfología tridimensional de dientes de hueso mediante la comparación de las condiciones en: 1) sin carga y una vez cargado, y cuando 2) cargado concéntrica y excéntrica. La eliminación de la necesidad de que los especímenes de corte, y para llevar a cabo experimentos en los órganos intactos enteras en condiciones de humedad permitirá la máxima preservación del estado de estrés en 3D. Esto abre una nueva área de investigación en la comprensión de los procesos dinámicos del complejo bajo varios escenarios de carga.
En este estudio, los métodos para las pruebas de biomecánica PDL dentro de una articulación fibrosa intacta de una rata Sprague Dawley, se detallarán una empresa considerada como un sistema óptimo modelo de la bioingeniería. Los experimentos incluyen la simulación de cargas de masticación en condiciones hidratadas con el fin de destacar tres características importantes de la articulación que se relacionan con la biomecánica a nivel de órganos. Los tres puntos serán los siguientes: 1) fuerza reaccionaria contra el desplazamiento:desplazamiento del diente en el alveolo y su respuesta reaccionaria a la carga, 2) en tres dimensiones (3D) la configuración espacial y morfometría: relación geométrica del diente con el alveolo, y 3) los cambios en las lecturas 1 y 2 debido a un cambio en la eje de carga, es decir, desde concéntrica a cargas excéntricas. Los tres lecturas fundamentales de la técnica propuesta se pueden aplicar para investigar la naturaleza adaptativa de las articulaciones en los vertebrados, ya sea debido a los cambios en las demandas funcionales, y / o enfermedad. Los cambios en las lecturas antes mencionadas, específicamente la correlación entre las cargas reaccionarios con el desplazamiento, y que resulta en tiempo de carga y de carga-desplazamiento curvas reaccionarios a diferentes tasas de carga se pueden aplicar para resaltar los cambios globales en la biomecánica articular. La eficacia del protocolo propuesto será evaluado mediante el acoplamiento de las lecturas de ensayos mecánicos para la morfometría en 3D y la biomecánica globales de la empresa.
Protocol
Representative Results
Discussion
El primer paso en el establecimiento de este protocolo implicó la evaluación de la rigidez del bastidor de carga mediante el uso de un cuerpo rígido. Basándose en los resultados, la rigidez fue significativamente mayor que permite el uso del dispositivo de carga para la prueba adicional de muestras con valores de rigidez significativamente más bajos. El segundo paso de relieve la capacidad del instrumento para distinguir diferentes valores de rigidez mediante el uso de dos fases de la curva de carga-descarga genera…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores reconocen el apoyo financiero del NIH / NIDCR R00DE018212 (SPH), NIH/NIDCR-R01DE022032 (SPH), NIH / NIDCR T32 DE07306 (AJ, JDL), NIH / CNRR S10RR026645, (SPH) y los Departamentos de Ciencias dentales preventivos y de restauración y Ciencias orofaciales, UCSF. Además, los autores reconocen Xradia Graduate Fellowship (AJ), Xradia Inc., Pleasanton, CA.
Los autores agradecen a la Dra. Kathryn Grandfield, UCSF por su ayuda en el procesamiento posterior de los datos, los Dres. Stephen Weiner y Gili Naveh, Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel, el Dr. Ron Shahar, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, Israel por sus profundas discusiones específicas para el dispositivo de carga en situ. Los autores también desean agradecer Biomateriales e Instalaciones Bioingeniería MicroCT Imaging en la UCSF para el uso de Micro XCT y el dispositivo de carga en situ.
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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