कृंतक मौखिक रोग मॉडल में दांत और वायुकोशीय हड्डी पर माइक्रोहार्डनेस माप
Summary
माइक्रोहार्डनेस एक यांत्रिक संपत्ति है और हार्ड टिशू पैथोफिज़ियोलॉजी के मूल्यांकन के लिए एक सूचनात्मक पैरामीटर है। यहां, हम कृंतक मौखिक रोग मॉडल, अर्थात् दंत फ्लोरोसिस, और संयुक्ताक्षर-प्रेरित पीरियडोंटल हड्डी पुनरुत्थान में दांत और वायुकोशीय हड्डी में माइक्रोहार्डनेस विश्लेषण के लिए एक मानकीकृत प्रोटोकॉल (नमूना तैयार करना, चमकाने, सपाट सतह और इंडेंटेशन साइट्स) प्रदर्शित करते हैं।
Abstract
यांत्रिक संपत्ति, माइक्रोहार्डनेस, का मूल्यांकन दंत तामचीनी, डेंटिन और हड्डी में मौखिक रोग मॉडल में किया जाता है, जिसमें दंत फ्लोरोसिस और पीरियोडोंटाइटिस शामिल हैं। माइक्रो-सीटी (μCT) 3 डी इमेजिंग जानकारी (मात्रा और खनिज घनत्व) प्रदान करता है और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) माइक्रोस्ट्रक्चर छवियों (तामचीनी प्रिज्म और हड्डी लैकुना-कैनालिकुलर) का उत्पादन करता है। μCT और SEM द्वारा संरचनात्मक विश्लेषण के पूरक, माइक्रोहार्डनेस यह मूल्यांकन करने के लिए सूचनात्मक मापदंडों में से एक है कि संरचनात्मक परिवर्तन यांत्रिक गुणों को कैसे बदलते हैं। एक उपयोगी पैरामीटर होने के बावजूद, मौखिक रोगों में वायुकोशीय हड्डी के माइक्रोहार्डनेस पर अध्ययन सीमित हैं। आज तक, अलग-अलग माइक्रोहार्डनेस माप विधियों की सूचना दी गई है। चूंकि माइक्रोहार्डनेस मान नमूना तैयार करने (पॉलिशिंग और फ्लैट सतह) और इंडेंटेशन साइटों के आधार पर भिन्न होते हैं, इसलिए विविध प्रोटोकॉल अध्ययनों के बीच विसंगतियां पैदा कर सकते हैं। मौखिक रोग मॉडल में लगातार और सटीक मूल्यांकन के लिए माइक्रोहार्डनेस प्रोटोकॉल का मानकीकरण आवश्यक है। वर्तमान अध्ययन में, हम दांत और वायुकोशीय हड्डी में माइक्रोहार्डनेस विश्लेषण के लिए एक मानकीकृत प्रोटोकॉल प्रदर्शित करते हैं। उपयोग किए गए नमूने इस प्रकार हैं: दंत फ्लोरोसिस मॉडल के लिए, 6 सप्ताह के लिए फ्लोराइड युक्त पानी के साथ/बिना इलाज किए गए चूहों से incisors एकत्र किए गए थे; संयुक्ताक्षर प्रेरित periodontal हड्डी पुनर्जीवन (एल PBR) मॉडल के लिए, periodontal हड्डी पुनर्जीवन के साथ वायुकोशीय हड्डियों मैक्सिलरी 2दाढ़ पर ligated चूहों से एकत्र किए गए थे. बंधाव के 2 सप्ताह बाद, मैक्सिला एकत्र किया गया था। मानकीकृत प्रोटोकॉल के अनुसार इन नमूनों में विकर्स कठोरता का विश्लेषण किया गया था। प्रोटोकॉल राल एम्बेडिंग, सीरियल पॉलिशिंग, और incisors और वायुकोशीय के लिए इंडेंटेशन साइटों के लिए विस्तृत सामग्री और तरीके प्रदान करता है। हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए, यह कृंतक मौखिक रोग मॉडल में दांत और वायुकोशीय हड्डी के यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन करने के लिए पहला मानकीकृत माइक्रोहार्डनेस प्रोटोकॉल है।
Introduction
कठोरता यांत्रिक गुणों में से एक है (जैसे, लोच, कठोरता, चिपचिपाहट, और फ्रैक्चर व्यवहार) और आमतौर पर एक सामग्री के स्थानीय क्षेत्र के संपीड़न विरूपण और फ्रैक्चर का विरोध करने की क्षमता को चिह्नित करने के लिए उपयोग किया जाता है। स्थैतिक इंडेंटेशन कठोरता परीक्षण सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है, जिसमें विकर्स कठोरता और नूप कठोरता1 शामिल है। विकर्स कठोरता परीक्षण एक निश्चित परीक्षण भार के तहत सतह में एक हीरे के इंडेंटर को दबाकर लागू किया जाता है। इंडेंटर पिरामिड के आकार का होता है, जिसका वर्गाकार आधार और विपरीत फलकों के बीच 136° का कोण होता है। परीक्षण सतह पर गठित दोनों विकर्णों की लंबाई को मापा जाता है, और औसत का उपयोग कठोरता की गणना करने के लिए किया जाता है, जो अनुपात F/A (जहां F बल है और A इंडेंटेशन का सतह क्षेत्र है) द्वारा निर्धारित किया जाता है। विकर्स माइक्रोहार्डनेस नंबर (एचवी = एफ / ए) आमतौर पर किलोग्राम-बल (केजीएफ) प्रति मिमी2 इंडेंटेशन में व्यक्त किया जाता है, जिसमें 1 एचवी ≈ 0.1891 एफ/डी2 (एन/एमएम2) होता है। नूप कठोरता में एक हीरा वर्ग पिरामिड इंडेंटर भी होता है जो दो असमान विपरीत कोणों द्वारा बनता है। नूप कठोरता संख्या (एचके) अनुमानित संपर्क क्षेत्र में लागू भार के अनुपात के बराबर होती है। कठोरता परीक्षणों को माइक्रो-इंडेंटेशन (माइक्रोहार्डनेस) परीक्षणों और मैक्रो-इंडेंटेशन परीक्षणों में वर्गीकृत किया जाता है, जो परीक्षण सामग्री पर लागू बल पर निर्भर करता है। माइक्रो-इंडेंटेशन परीक्षण आमतौर पर 0.01-2 एन (लगभग 1-203 जीएफ) की सीमा में भार का उपयोग करते हैं; इस बीच, मैक्रो-इंडेंटेशन परीक्षण 10 एन (10119 जीएफ)1 से अधिक का उपयोग करते हैं।
दांत और वायुकोशीय हड्डी सहित मौखिक रोगों में दंत कठोर ऊतकों की विशेषताओं का मूल्यांकन करने के लिए, संरचनात्मक विश्लेषण के लिए माइक्रो-सीटी (μCT) और स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM) का उपयोग किया जाता है। μCT 3 डी इमेजिंग जानकारी (मात्रा और खनिज घनत्व)2प्रदान करता है, और एसईएम माइक्रोस्ट्रक्चर छवियों (तामचीनी प्रिज्म और हड्डी लैकुना-कैनालिकुलर)3का उत्पादन करता है। μCT और SEM द्वारा संरचनात्मक विश्लेषण के पूरक, माइक्रोहार्डनेस यह मूल्यांकन करने के लिए सूचनात्मक मापदंडों में से एक है कि कैसे संरचनात्मक परिवर्तन मौखिक रोगों में दांत और वायुकोशीय हड्डी के यांत्रिक गुणों को बदलते हैं, उदाहरण के लिए, तामचीनी विकृति और पीरियडोंटल हड्डी पुनरुत्थान। मानव तामचीनी (एचवी = 283-374) का विकर्स माइक्रोहार्डनेस मूल्य डेंटिन (एचवी = 53-63)4,5की तुलना में लगभग 4 से 5 गुना अधिक है। कृंतक दंत फ्लोरोसिस मॉडल में, तामचीनी माइक्रोहार्डनेस नियंत्रण तामचीनी (एचवी = 334)6,7की तुलना में फ्लोराइड (एचवी = 136) के साथ इलाज किए गए माउस इंसुलेटर में काफी कम हो जाती है। इससे पता चलता है कि फ्लोरोस्ड तामचीनी गैर-फ्लोरोस्ड तामचीनी में पाए जाने वाले कम खनिज सामग्री और उच्च प्रोटीन सामग्री के साथ नरम और कमजोर है। माइक्रोहार्डनेस का उपयोग हड्डी यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। पिछले कई अध्ययनों लंबी हड्डीmicrohardness 8,9,10 सहित विभिन्न शारीरिक साइटों से मानव हड्डी के यांत्रिक व्यवहार की जांच की है. मानव फ्लोरोस्ड फीमर की औसत माइक्रोहार्डनेस ने गैर-फ्लोरोस्ड फीमर (एचवी = 294.4)11की तुलना में एक महत्वपूर्ण कमी (एचवी = 222.4) दिखाई। एक उपयोगी पैरामीटर होने के बावजूद, मौखिक रोगों में वायुकोशीय हड्डी के माइक्रोहार्डनेस (या तो विकर्स12 या नूप 13,14) का वर्णन करने वाले साहित्य की कमी है।
आज तक, अलग-अलग माइक्रोहार्डनेस माप विधियों की सूचना दी गई है। चूंकि नमूना तैयार करने (चमकाने और सपाट सतह) और इंडेंटेशन साइट के आधार पर माइक्रोहार्डनेस मान15 भिन्न होते हैं, इसलिए विविध प्रोटोकॉल अध्ययनों के बीच विसंगतियां पैदा कर सकते हैं। मौखिक रोग मॉडल में लगातार और सटीक मूल्यांकन के लिए माइक्रोहार्डनेस परीक्षण प्रोटोकॉल का मानकीकरण आवश्यक है। वर्तमान अध्ययन में, हम माउस दंत फ्लोरोसिस मॉडल और पीरियडोंटल हड्डी पुनर्जीवन मॉडल में दांत और वायुकोशीय हड्डी में माइक्रोहार्डनेस विश्लेषण के लिए एक मानकीकृत प्रोटोकॉल प्रदर्शित करते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
दांत और हड्डी जैसे कठोर ऊतकों के यांत्रिक गुणों का मूल्यांकन करने के लिए माइक्रोहार्डनेस किया जाता है। आज तक, अलग-अलग माइक्रोहार्डनेस माप विधियों की सूचना दी गई है। अधिकांश माप जानकारी, विशेष रूप से न?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस प्रकाशन में रिपोर्ट किए गए शोध को JSPS KAKENHI JP21K09915 (MO) और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ जनरल मेडिकल साइंसेज द्वारा समर्थित किया गया था; T34GM145509 (एमएम) और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ डेंटल एंड क्रैनियोफेशियल रिसर्च; R01DE025255 और R21DE032156 (एक्सएच); R01DE029709, R21DE028715 और R15DE027851 (टीके); R01DE027648 और K02DE029531 (एमएस)।
Materials
| Braided Silk Suture 6-0 | Teleflex | ||
| Canica Small Animal Surgery System | Kent Scientific Corporation | SURGI 5001 | |
| CarbiMet PSA 120/P120 | Buehler | 30080120 | |
| CarbiMet PSA 60/P60 | Buehler | 36080060 | |
| CarbiMet PSA 600/P1200 | Buehler | 36080600 | |
| Castroviejo Micro Needle hilder | F.S.T | 12060-01 | |
| Epofix cold setting embeding Resin | Electron Microscopey Science | CAT-1237 | |
| Fisherbrand 112xx Series Advanced Ultrasonic Cleaner | Fisher Brand | FB11201 | |
| Fluoride-free Rodent diet | Bio Serv | F1515 | AIN-76A, 1/2" Pellets |
| in-vivo microCT Skyscan 1176 | Bruker | ||
| Isomet 1000 Precison saw | Buehler | MA112180 | |
| Lapping film 0.3µm | Maruto instrument co, LTD. Japan | 26-4203 | Alternative A3-0.3 SHT, 3M USA |
| Lapping film 1µm | Maruto instrument co, LTD. Japan | 26-4206 | Alternative A3-1 SHT, 3M USA |
| Lapping film 12µm | Maruto instrument co, LTD. Japan | 26-4211 | Alternative A3-12 SHT, 3M USA |
| Lapping film 3µm | Maruto instrument co, LTD. Japan | 26-4204 | Alternative A3-3 SHT, 3M USA |
| Lapping film 9µm | Maruto instrument co, LTD. Japan | 26-4201 | Alternative A3-9 SHT, 3M USA |
| Leica wild microscope | Leica | LEIC M690 | |
| Metaserv 2000 Variable speed Grinder polisher | Buehler | No: 557-MG1-1160 | |
| MicroCut PSA 1200/P2500 | Buehler | 36081200 | |
| MicroCut PSA P4000 | Buehler | 36084000 | |
| Microhardness tester, ALPHA-MHT-1000Z | PACE Technologies | ||
| SamplKups 1 inch | Buehler | No: 209178 | |
| Sodium Fluoride | Fisher Scientific | S299-100 | |
| West cott Stitch Scissor | JEDMED | Cat. #25-1180 | |
| ZooMed Repti Thern Undertank heater (U.T.H) | Zoo Med Laboratories, Inc. | RH-4 |
References
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