저자는 자금 지원 NIH / NIDCR R00DE018212 (SPH), NIH/NIDCR-R01DE022032 (SPH), NIH / NIDCR T32 DE07306 (AJ, JDL), NIH / NCRR S10RR026645 (SPH) 및 예방과 원기를 회복시키는 치과 과학의 부서를 인정하고 구강 안면 과학, UCSF. 또한, 저자는 Xradia 친목 대학원 (AJ), Xradia 주식, 플레 즌튼, 캘리포니아를 인정합니다. 저자는 데이터의 사후 처리와 그녀의 도움 박사 캐서린 Grandfield, UCSF 감사, 박사 부부를. 스티븐 와이너와 길리 Naveh, 과학, 레호 보트 이스라엘의 Weizmann 연구소;의 현장 로딩 장치에 특정 그들의 통찰력있는 논의 박사 론 샤 하르, 예루살렘의 히브리 대학, 이스라엘. 저자는 또한 마이크로 XCT의 사용과에서 현장 로딩 장치 UCSF에서 생체 재료 및 생체 공학 MicroCT 이미징 시설을 감사드립니다.

축사와 안락사 :이 데모에 사용 된 모든 동물이 기관 동물 케어 및 사용위원회 (IACUC)와 국립 보건 연구소 (NIH)의 지침에 따라 무균 조건 하에서 보관 하였다. 표준 하드 펠렛 쥐 차우와 물 광고 리브 동물을 제공합니다. IACUC 승인 한 UCSF의 표준 프로토콜에 따라 이산화탄소 질식, 양자 개흉술의 2 단계 방법을 통해 동물을 안락사. 조직의 저하를 방지하기 위해 동물의 희생을 24 시간 이내에 생체 역학 테스트를 수행합니다. 1. 준비 및 쥐 하악골이나 상악골의 해부 <ol><li> 척골 구상 과정과 과두 과정 (그림 1) (15)를 포함하여 전체 하악골을 유지하면서 부드럽게 막 조직과 근육 조직 첨부 파일을 단절하여 쥐의 턱을 제거합니다. </li><li> 자동차로 구분 hemimandiblesefully 메스 블레이드 하악 치골의 섬유 조직을 절단. 참고 : 물리적으로 2 차 몰의 생체 역학 테스트를 방해하는 경우 관상 동맥과 과두 프로세스, 하악 하악 (그림 1)를 제거해야합니다. </li><li> 몰의 로딩을 방해하지로 펄프 챔버를 노출하지 않고 앞니를 잘라. </li></ol> 2. 현장 압축 하중에 대한 표본 준비 (그림 2) <ol><li> 이전에 현장 로딩 장치 (그림 2A)에서에 넣기로 실험 표본보다 훨씬 더 뻣뻣 재료를 사용하여 스틸 스텁에 시편을 고정시킨다. 주 : 폴리 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA)가있는 경우, 치과 탐색기를 사용하여 제거하고, 본 연구와 과량의 시료를 고정화 하였다. </li><li> 모두 직선을​​ 사용하여 AFM 금속 시편 디스크와 관심 평행의 몰 (들)의 교합면을 맞 춥니 다면 (즉, 근심-말단과 구강 - 언어). </li><li> 어금니 주변 둔기로 저점을 만듭니다. 참고 :이 공간은 여분의 액체를 포함하고 현장 로딩하는 동안 조직의 수분을 유지하기 위해 &quot;해자&quot;의 역할을해야한다. </li><li> 치과 합성을 사용하여 동심 (그림 2B) 또는 편심 (그림 2C) 로딩 구축 치아 표면을 준비합니다. 15 초 동안 교합면에 35 % 인산 젤로 또한 치아의 표면을 에칭. </li><li> 탈 이온수로 철저하게 에칭을 씻어​​ 공기 / 물 주사기 또는 압축 공기 용기를 사용하여 표면을 건조. 탐험가로, 얇은 층에 열려있는 교두에 접착제 한 방울을 확산. 치과 치료 빛과 복합 치료. 참고 : 복합 재료를 포함한 모든 단계는 램프에서 직접 빛없이 수행해야합니다. 이러한 조건은 바람직하지 않게 중합 공정을 가속화하고 coul 것D 합성의 적절한 배치를 방지합니다. 실내 조명이 허용됩니다. </li><li> 미세한 메스 또는 면도날 인접 치아에서 과잉 접착제를 제거합니다. </li><li> 표면의 준비 다음 표면에 유동성 치과 합성을 놓고 치과 탐색기를 사용하여 관심의 몰 (들)의 홈에 확산. </li><li> 30 초 동안 치과 치료 빛에 복합 노출. </li><li> 그 몰 (들)과 30 초 동안 빛 치료의 교합면에서, 치과 수지 조성물을 사용하여 3 ~ 4 ㎜의 교합 형성을 금형. </li><li> 직선 및 고속 핸드 피스를 사용하여 모든 표본 일관된 로딩 방식을 사용하도록 평평한 표면에 평행으로 복합 상승의 상단을 줄일 수 있습니다. 주 : 생체 역학 테스트하는 동안 다른 시료 50 ㎎ / ㎖ 페니실린과 트리스 - 인산염 완충 용액 (TBS)에 저장하고, 스트렙토 마이신 (15)되어야한다. </li></ol> 3. 로딩 장치 드리프트강성, 소재 부동산의 차별화 된 기능, 섬유 공동의 현장 로딩 중 <ol><li> 그림 (b)에 나타낸 바와 같이, 균일 한 동안의로드 단계의 모루의 복합 상승과 시편, 테스트를 고정합니다. </li><li> 동심 또는 편심 하중 (그림 2B 및 2C)를 확인하기 위해 유한 부하에 시료를로드하여 다음 복합체의 표면에 관절 용지를 넣습니다. </li><li> 표본의 수분을 보장하기 위해 표본 주위에 TBS에 젖은 킴 와이프를 놓습니다. 시편 주위에 저점을 확인하고 촬영하는 동안 수화 기관을 유지하기 위해 TBS로 채 웁니다. </li><li> hemimandible의 고정 다음 변위 속도로 원하는 피크 부하에 몰을 압축하는 데벤 (Deben) 소프트웨어에 입력 피크 하중과 변위 속도. 참고 : 재료가 부하 센서 감도 = 0.1 (시간이 지남에 압축 전형적인 판독은 반동적 부하를 포함해야N). 로드 시간과 변위 시간에서, 압축 된 자료에 대한 하중 - 변위 곡선은 16-18를 얻을 수 있어야합니다. 로드 사이클로부터 수집 된 데이터를 사용하여, 공동의 여러가지 특성도 결정될 수있다. 조인트의 강성은 선형 부 변위 곡선 19 대 부하의 적재 단계 (데이터의 마지막 약 30 %)의 기울기를 고려하여 계산되어야한다. </li></ol> 4. 포스 포 산 (PTA)와 연조직, PDL의 염색, 참고 : X-선 감쇠 대비를 강화하기 위해, PDL은 5 % PTA 솔루션 (20)으로 염색해야한다. <ol><li> 백필 PTA 염색 깨끗한 1.8 ㎖의 유리 carpule에 솔루션 및 주사기에로드 carpule를 놓습니다. </li><li> 그 몰 주변 치주 조직에 구조적 손상을 방지하기 위해 인접 치아의 PDL 공간에 솔루션 천천히 (5 분 / carpule)를 주입. 참고 : 위의 단계 ㄱ한다용액의 약 5 완전 carpules (15 ㎖)까지 반복 전자가 주입되고 주변 조직에 흐르게된다. 수험 공부를 표본은 나머지 PTA 솔루션 (8 시간)에 하룻밤 담가 할 수 있습니다. </li></ol> 5. 추천 μ-XCT 스캔 설정 다음 스캔 설정 M-XCT를 수행 <table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> 목표 확대 </td><td> 4X, 10X </td></tr><tr><td></td><td> 1800 이미지 </td></tr><tr><td> X 선관 전압 </td><td> 75 KVP (PTA 스테인드 샘플 50 KVP) </td></tr><tr><td></td><td> 8 W </td></tr><tr><td> 노출 시간 </td><td> ~ 8-25 초 * </td></tr><tr><td></td><td> ~ 4 μm의 (4X 목적), 1 ~ 2 μm의 (10X 목적) ** </td></tr></tbody></table> * 노광 시간은 기하학과 시험편과 X-선관 VO의 광학 밀도에 기초하여 변화 할 수있다ltage. * 실제 픽셀 해상도가 다소 소스, 시험편 및 검출기의 구성에 따라 다를 것이다.

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	<li>Popowics, T. E., Rensberger, J. M., Herring, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enamel+microstructure+and+microstrain+in+the+fracture+of+human+and+pig+molar+cusps.">Enamel microstructure and microstrain in the fracture of human and pig molar cusps.</a> Arch. Oral Biol. 49, 595-605 (2004).</li><li>Jantarat, J., Palamara, J. E., Messer, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+cuspal+deformation+and+delayed+recovery+after+occlusal+loading.">An investigation of cuspal deformation and delayed recovery after occlusal loading.</a> J. Dent. 29, 363-370 (2001).</li><li>Jantarat, J., Panitvisai, P., Palamara, J. E., Messer, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+methods+for+measuring+cuspal+deformation+in+teeth.">Comparison of methods for measuring cuspal deformation in teeth.</a> J. Dent. 29, 75-82 (2001).</li><li>Asundi, A., Kishen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+strain+gauge+and+photoelastic+analysis+of+in+vivo+strain+and+in+vitro+stress+distribution+in+human+dental+supporting+structures.">A strain gauge and photoelastic analysis of in vivo strain and in vitro stress distribution in human dental supporting structures.</a> Arch. Oral Biol. 45, 543-550 (2000).</li><li>Asundi, A., Kishen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+digital+photoelastic+investigations+on+the+tooth-bone+interface.">Advanced digital photoelastic investigations on the tooth-bone interface.</a> J. Biomed. Opt. 6, 224-230 (2001).</li><li>Wang, R. Z., Weiner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain-structure+relations+in+human+teeth+using+Moire+fringes.">Strain-structure relations in human teeth using Moire fringes.</a> J. Biomech. 31, 135-141 (1998).</li><li>Wood, J. D., Wang, R., Weiner, S., Pashley, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+of+tooth+deformation+caused+by+moisture+change+using+moire+interferometry.">Mapping of tooth deformation caused by moisture change using moire interferometry.</a> Dent. Mater. 19, 159-166 (2003).</li><li>Dong-Xu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulus+of+elasticity+of+human+periodontal+ligament+by+optical+measurement+and+numerical+simulation.">Modulus of elasticity of human periodontal ligament by optical measurement and numerical simulation.</a> Angle Orthod. 81, 229-236 (2011).</li><li>Li, J., Li, H., Fok, A. S., Watts, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+correlations+of+material+parameters+of+light-cured+dental+composites.">Multiple correlations of material parameters of light-cured dental composites.</a> 25, 829-836 (2009).</li><li>Zhang, D., Arola, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+digital+image+correlation+to+biological+tissues.">Applications of digital image correlation to biological tissues.</a> J. Biomed. Opt. 9, 691-699 (2004).</li><li>Zhang, D., Mao, S., Lu, C., Romberg, E., Arola, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dehydration+and+the+dynamic+dimensional+changes+within+dentin+and+and+enamel.">Dehydration and the dynamic dimensional changes within dentin and and enamel.</a> Dent. Mater. 25, 937-945 (2009).</li><li>Qian, L., Todo, M., Morita, Y., Matsushita, Y., Koyano, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformation+analysis+of+the+periodontium+considering+the+viscoelasticity+of+the+periodontal.">Deformation analysis of the periodontium considering the viscoelasticity of the periodontal.</a> 25, 1285-1292 (2009).</li><li>Lin, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanics+of+a+bone-periodontal+ligament-tooth+fibrous+joint.">Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint.</a> J. Biomech. , (2012).</li><li>Qian, L., Todo, M., Morita, Y., Matsushita, Y., Koyano, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformation+analysis+of+the+periodontium+considering+the+viscoelasticity+of+the+periodontal.">Deformation analysis of the periodontium considering the viscoelasticity of the periodontal.</a> 25, 1285-1292 (2009).</li><li>Huelke, D. F., Castelli, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+blood+supply+of+the+rat+mandible.">The blood supply of the rat mandible.</a> Anat. Rec. 153, 335-341 (1965).</li><li>Chiba, M., Komatsu, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+responses+of+the+periodontal+ligament+in+the+transverse+section+of+the+rat+mandibular+incisor+at+various+velocities+of+loading+in+vitro.">Mechanical responses of the periodontal ligament in the transverse section of the rat mandibular incisor at various velocities of loading in vitro.</a> J. Biomech. 26, 561-570 (1993).</li><li>Natali, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+visco-hyperelastic-damage+constitutive+model+for+the+analysis+of+the+biomechanical+response+of+the+periodontal+ligament.">A visco-hyperelastic-damage constitutive model for the analysis of the biomechanical response of the periodontal ligament.</a> J. Biomech. Eng. 130, (2008).</li><li>Naveh, G. R., Shahar, R., Brumfeld, V., Weiner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> J. Struct. Biol. 177, 477-483 (2012).</li><li>Lin, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanics+of+a+bone-periodontal+ligament-tooth+fibrous+joint.">Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint.</a> J. Biomech. 46, 443-449 (2013).</li><li>Metscher, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroCT+for+comparative+morphology:+simple+staining+methods+allow+high-contrast+3D+imaging+of+diverse+non-mineralized+animal+tissues.">MicroCT for comparative morphology: simple staining methods allow high-contrast 3D imaging of diverse non-mineralized animal tissues.</a> BMC Physiol. 9, 11 (2009).</li><li>Carrillo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoindentation+of+polydimethylsiloxane+elastomers:+Effect+of+crosslinking,+work+of+adhesion,+and+fluid+environment+on+elastic+modulus+(vol+20,+pg+2820).">Nanoindentation of polydimethylsiloxane elastomers: Effect of crosslinking, work of adhesion, and fluid environment on elastic modulus (vol 20, pg 2820).</a> J. Mater. Res. 21, 535-537 (2006).</li><li>Hiiemae, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Masticatory+function+in+the+mammals.">Masticatory function in the mammals.</a> J. Dent. Res. 46, 883-893 (1967).</li><li>Hunt, H. R., Rosen, S., Hoppert, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+of+molar+teeth+and+occlusion+in+young+rats.">Morphology of molar teeth and occlusion in young rats.</a> J. Dent. Res. 49, 508-514 (1970).</li><li>Komatsu, K., Sanctuary, C., Shibata, T., Shimada, A., Botsis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress-relaxation+and+microscopic+dynamics+of+rabbit+periodontal+ligament.">Stress-relaxation and microscopic dynamics of rabbit periodontal ligament.</a> J. Biomech. 40, 634-644 (2007).</li><li>Lin, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanics+of+a+bone-periodontal+ligament-tooth+fibrous+joint.">Biomechanics of a bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint.</a> J. Biomech. 46, 443-449 (2013).</li><li>Quintarelli, G., Zito, R., Cifonelli, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+phosphotungstic+acid+staining.">On phosphotungstic acid staining.</a> I. J. Histochem. Cytochem. 19, 641-647 (1971).</li><li>Quintarelli, G., Cifonelli, J. A., Zito, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+phosphotungstic+acid+staining.">On phosphotungstic acid staining.</a> II. J. Histochem. Cytochem. 19, 648-653 (1971).</li><li>Quintarelli, G., Bellocci, M., Geremia, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+phosphotungstic+acid+staining.+IV.+Selectivity+of+the+staining+reaction.">On phosphotungstic acid staining. IV. Selectivity of the staining reaction.</a> J. Histochem. Cytochem. 21, 155-160 (1973).</li><li>Crabtree, W. N., Murphy, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+value+of+ethanol+as+a+fixative+in+urinary+cytology.">The value of ethanol as a fixative in urinary cytology.</a> Acta Cytol. 24, 452-455 (1980).</li></ol>

저자가 공개하는 게 없다.

이 프로토콜을 수립하는 첫번째 단계는 강체를 사용하여로드 프레임의 강성을 평가 참여. 결과에 따라, 강성이 상당히 낮은 강성 값과 시험편의 추가 테스트를위한 장착 장치의 사용을 가능하게 높았다. 두 번째 단계는 강체 다른 가교 밀도 PDMS 재료 및 섬유상 조인트를 사용하여 생성 된 하역 곡선의 두 단계를 이용하여 서로 다른 강성 값을 구별하는 기기의 능력을 강조했다. 백래쉬 단계 동안?...

여러 가지 실험 방법은 diarthrodial 및 섬유 관절의 생체 역학 조사를 계속 사용. 치아 기관의 역학에 대한 구체적인 방법은 스트레인 게이지 1-3, 광탄성 방법 4, 5, 모아레 간섭 6, 7, 전자 스페 클 간섭 8, 디지털 이미지의 상관 관계 (DIC) 9-14의 사용을 포함한다. 이 연구에서 혁신적인 접근 방식은 섬유 관절의 내부 구조를 노출하는 X-선을 사용하여 (부드러운 영역으로 구성된 광물 조직과 자신의 인터페이스를하고 인대 등의 조직을 인터페이스) 생체 내 조건에 해당하는 부하에서 비 침습적 영상이 포함되어 있습니다. 마이크로 X-선 현미경에 결합 시츄 장착 장치가 사용될 것이다. 로드 시간과 하중 - 변위 곡선은 갓 수확 쥐 헤미 - 하악 내 관심의 몰로드로 수집됩니다. M1) 무부하 때로드 때 2)과 동심으로 편심로드 : 본 연구에서 제시된 방법의 아인 목표로 조건을 비교하여 치아 뼈의 3 차원 형태의 효과를 강조하고있다. 잘라 시험편에 대한 필요성을 제거하고, 습식 조건 하에서 전체 그대로 기관에 실험을 수행하여 3D 응력 상태의 최대 보존을 허용한다. 이것은 다양한로드 시나리오에서 복잡한 동적 프로세스를 이해하는 연구의 새로운 영역을 엽니 다. 본 연구에서는, 스프 라그 돌리 쥐의 손상되지 않은 섬유 관절 내에서 테스트 PDL의 생체 역학에 대한 방법은 최적의 생체 공학 모델 시스템으로 간주 관절 상세히 설명한다. 실험들은 기관 수준의 생체 역학 관련으로 관절의 세 가지 중요한 기능을 강조하기 위해 수화 된 상태에서 저작 부하의 시뮬레이션이 포함됩니다. 3 점 포함됩니다 변위 대 1) 반동을 :치아 치조 소켓 내에서 변위 및 하중에의 반동 반응, 2) 3 차원 (3D) 공간 구성 및 morphometrics : 폐포 소켓과 치아의 기하학적 관계와 수의 변동으로 인해 판독 1, 2, 3) 변경 동심의 편심 하중, 즉로드 축. 제안 된 기술의 세 가지 기본 판독 인해 기능적 요구의 변화 및 ​​/ 또는 질병의 하나 척추 관절의 적응 특성을 조사하기 위해 적용될 수있다. 상기 판독 값의 변화, 다른 로딩 속도에서 구체적으로 변위 반동 부하 사이의 상관 관계, 그리고 반동로드 시간과 하중 - 변위 곡선의 결과는 공동 역학의 전반적인 변화를 강조하기 위해 적용 할 수 있습니다. 제안 된 프로토콜의 효능은 3D morphometrics과 관절의 전반적인 생체 역학에 기계적 시험 판독 결합에 의해 평가됩니다.

<table><tbody><tr><td>Bard Parker Blade</td><td>BD</td><td>MEDC-001054</td><td></td></tr><tr><td>AFM metal disk</td><td>Ted Pella</td><td>16218</td><td></td></tr><tr><td>Polymethyl methacrylate&amp;nbsp;</td><td>GC America</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Uni-Etch</td><td>Bisco</td><td>E5502EBM</td><td></td></tr><tr><td>Optibond Solo Plus</td><td>Kerr Corp</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Filtek Flow</td><td>3M</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Hurculite Ultra</td><td>Kerr</td><td>34346</td><td></td></tr><tr><td>Tris buffer</td><td>Mediatech Inc.</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Articulating paper</td><td>Parkell Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Phosphotungstic Acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>HT152</td><td></td></tr></tbody></table>

in situ compressive loading and correlative noninvasive imaging of the bone-periodontal ligament-tooth fibrous joint

이 연구는 소설의 역학 시험 프로토콜을 보여줍니다. 이 프로토콜의 장점은 따라서 모의 생리적 하중 및 습식 조건 하에서 내부 구조 요소의 시각화를 가능하게 고해상 X-레이 현미경에 결합 시츄 장착 장치에서의 사용을 포함한다. 실험 표본은 그대로 뼈, 치주 인대 (PDL) - 치아 섬유 관절을 포함 할 것이다. 1) 변위 대 반동 : 치아 변위 폐포 소켓 사이 및 로딩, 2) 3 차원 (3D) 공간적 구성보기에 그 반동 응답 결과들은 장기 레벨 생체 역학에 적용 할 수있는 프로토콜의 세 가지 중요한 기능을 설명 할 것이다 및 morphometrics : 기하학적 인 폐포 소켓과 치아의 관계, 인한, 즉 편심 하중에 동심에서로드 축 변화에 판독 1, 2, 3)으로 변경됩니다. 제안 된 프로토콜의 효능 기계 테 커플 링에 의해 평가 될 것입니다3D morphometrics과 관절의 전반적인 생체 역학에 따끔 판독. 또한,이 기술은 특히 반동로드 전에 섬유상 관절 단층 촬영 취득에, 실험 조건을 평형화 필요성을 강조한다. 그것은 제안 된 프로토콜은 생체 조건에서 표본을 테스트로 제한하고, 부드러운 조직 기계적인 반응을 시각화하는 조영제의 사용은 조직과 기관 수준의 생체 역학에 대한 잘못된 결론으로 이어질 수 있음을 유의해야한다.

로딩 장치 &quot;반발&quot;일정한 부하가 &quot;푸시&quot;, 강성 및 시스템 드리프트 추정 백래쉬 : 사이클의 로딩 및 언 로딩 부분 사이에 진정한 하역 표본 멀리 가기 턱 (그림 3)에서 끌어 즉로, 개시하기 전에 모터에서 역 기어하는 동안 3 초 일시 정지가 존재한다. 이 기간은 시스템이 턱의 개구를 폐쇄로 전환하려고 할 때 시간 세그...

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In situ Compressive Loading and Correlative Noninvasive Imaging of the Bone-periodontal Ligament-tooth Fibrous Joint

본 연구에서는, 섬유 관절 생체 역학에 대한 마이크로 X-선 계산 tomography 결합 시츄 장착 장치에서의 사용이 논의 될 것이다. 관절 생체 역학의 전반적인 변화에 식별 실험 판독이 포함됩니다 : 1) 반동 변위 대 힘, 폐포 소켓 내에서, 즉 치아의 변위 및 하중에의 반동 반응을, 2) 3 차원 (3D) 공간 구성 및 morphometrics, 즉 기하학적 로딩이 축, 즉 동심 또는 편심 하중의 변화에 폐포 소켓 치아 및 판독 1, 2, 3) 변화의 관계.

현장 압축 하중과 뼈, 치주 인대 치아 섬유 공동의 상관적인 비 침습 이미징

This study demonstrates a novel biomechanics testing protocol. The advantage of this protocol includes the use of an in situ loading device coupled to a ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

In situ Compressive Loading and Correlative Noninvasive Imaging of the Bone-periodontal Ligament-tooth Fibrous Joint

13.3K 조회수.  University of California San Francisco.  본 연구에서는, 섬유 관절 생체 역학에 대한 마이크로 X-선 계산 tomography 결합 시츄 장착 장치에서의 사용이 논의 될 것이다. 관절 생체 역학의 전반적인 변화에 식별 실험 판독이 포함됩니다 : 1) 반동 변위 대 힘, 폐포 소켓 내에서, 즉 치아의 변위 및 하중에의 반동 반응을, 2) 3 차원 (3D) 공간 구성 및 morphometrics, 즉 기하학적 로딩이 축, ?...

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An Improved Mechanical Testing Method to Assess Bone-implant Anchorage

Recent advances in material science have led to a substantial increase in the topographical complexity of implant surfaces, both on a micro- and a nano-scale. As such, traditional methods of describing implant surfaces -&#160;namely numerical determinants of surface roughness -&#160;are inadequate for predicting in vivo performance. Biomechanical testing provides an accurate and comparative platform to analyze the performance of biomaterial surfaces. An improved mechanical testing method to test the anchorage of bone to candidate implant surfaces is presented. The method is applicable to both early and later stages of healing and can be employed for any range of chemically or mechanically modified surfaces -&#160;but not smooth surfaces. Custom rectangular implants are placed bilaterally in the distal femora of male Wistar rats and collected with the surrounding bone. Test specimens are prepared and potted using a novel breakaway mold and the disruption test is conducted using a mechanical testing machine. This method allows for alignment of the disruption force exactly perpendicular, or parallel, to the plane of the implant surface, and provides an accurate and reproducible means for isolating an exact peri-implant region for testing.

An improved method to mechanically test bone anchorage to candidate implant surfaces is presented. This method allows for alignment of the disruption force exactly perpendicular, or parallel, to the plane of the implant surface, and provides an accurate means to direct the disruption forces to an exact peri-implant region.

뼈 이식 앵커리지 평가하는 향상된 기계적 시험 방법

Recent advances in material science have led to a substantial increase in the topographical complexity of implant surfaces, both on a micro- and a ...

연구

생체공학

Robust Ligature-Induced Model of Murine Periodontitis for the Evaluation of Oral Neutrophils

The main advantages of studying the pathophysiology of periodontal disease utilizing murine models are the reduced cost of animals, array of genetically modified strains, the vast number of analyses that can be performed on harvested soft and hard tissues. However, many of these systems are subject to procedural criticisms. As an alternative, the ligature-induced model of periodontal disease, driven by the localized development and retention of a dysbiotic oral microbiome, can be employed, which is rapidly induced and relatively reliable. Unfortunately, the variants of ligature-induced murine periodontitis protocol are isolated to focal regions of the periodontium and subject to premature avulsion of the installed ligature. This minimizes the amount of tissue available for subsequent analyses and increases the number of animals required for study. This protocol describes the precise manipulations required to place extended molar ligatures with improved retention and usage of a novel rinse technique to recover oral neutrophils in mice with an alternative approach that mitigates the aforementioned technical challenges.

This article presents a protocol for establishing a ligature-induced model of murine periodontitis involving multiple maxillary molars, resulting in larger areas of the involved gingival tissue and bone for subsequent analysis as well as reduced animal usage. A technique to assess oral neutrophils in a manner analogous to human subjects is also described.

구강 호중구의 평가를 위한 뮤린 치주염의 강력한 합자 유도 모형

The main advantages of studying the pathophysiology of periodontal disease utilizing murine models are the reduced cost of animals, array of genetically ...

면역학 및 감염병학

A Fluorescent Intravital Imaging Approach to Study Load-Induced Calcium Signaling Dynamics in Mouse Osteocytes

Bone tissue is exquisitely sensitive to differences in mechanical load magnitude. Osteocytes, dendritic cells that form a syncytium throughout the bone, are responsible for the mechanosensory function of bone tissue. Studies employing histology, mathematical modeling, cell culture, and ex vivo bone organ cultures have greatly advanced the understanding of osteocyte mechanobiology. However, the fundamental question of how osteocytes respond to and encode mechanical information at the molecular level in vivo is not well understood. Intracellular calcium concentration fluctuations in osteocytes offer a useful target for learning more about acute bone mechanotransduction mechanisms. Here, we report a method for studying osteocyte mechanobiology in vivo, combining a mouse strain with a fluorescently genetically encoded calcium indicator expressed in osteocytes with an in vivo loading and imaging system to directly detect osteocyte calcium levels during loading. This is achieved with a three-point bending device that can deliver well-defined mechanical loads to the third metatarsal of living mice while simultaneously monitoring fluorescently indicated calcium responses of osteocytes using two-photon microscopy. This technique allows for direct in vivo observation of osteocyte calcium signaling events in response to whole bone loading and is useful in the endeavor to reveal mechanisms in osteocyte mechanobiology.

The current article describes performing an intravital imaging approach to observe mechanically induced calcium signaling of embedded osteocytes in vivo in real-time in response to tissue-level mechanical loading of the mouse third metatarsal.

Bone tissue is exquisitely sensitive to differences in mechanical load magnitude. Osteocytes, dendritic cells that form a syncytium throughout the bone, ...

Induction of Periodontitis via a Combination of Ligature and Lipopolysaccharide Injection in a Rat Model

Periodontitis (PD) is a highly prevalent, chronic immune-inflammatory disease of the periodontium, that results in a loss of gingival soft tissue, periodontal ligament, cementum, and alveolar bone. In this study, a simple method of PD induction in rats is described. We provide detailed instructions for placement of the ligature model around the first maxillary molars (M1) and a combination of injections of lipopolysaccharide (LPS), derived from Porphyromonas gingivalis at the mesio-palatal side of the M1. The induction of periodontitis was maintained for 14 days, promoting the accumulation of bacteria biofilm and inflammation. To validate the animal model, IL-1&#946;, a key inflammatory mediator, was determined by an immunoassay in the gingival crevicular fluid (GCF), and alveolar bone loss was calculated using cone beam computed tomography (CBCT). This technique was effective in promoting gingiva recession, alveolar bone loss, and an increase in IL-1&#946; levels in the GCF at the end of the experimental procedure after 14 days. This method was effective in inducing PD, thus being able to be used in studies on disease progression mechanisms and future possible treatments.

Induction of Periodontitis via a Combination of Ligature and Lipopolysaccharide Injection in a Rat Model

In this study, a rat model of induction of periodontitis is presented via a combination of retentive ligature and repetitive injections of lipopolysaccharide derived from Porphyromonas gingivalis, over 14 days around the first maxillary molars. The ligation and LPS injection techniques were effective in inducing peridontitis, resulting in alveolar bone loss and inflammation.

쥐 모델에서 합자와 지질다당류 주입의 조합을 통한 치주염 유도

Periodontitis (PD) is a highly prevalent, chronic immune-inflammatory disease of the periodontium, that results in a loss of gingival soft tissue, ...

Experimental Model of Ligature-Induced Peri-Implantitis in Mice

Dental implants have a high success and survival rate. However, complications such as peri-implantitis (PI) are highly challenging to treat. PI is characterized by inflammation in the tissues around dental implants with progressive loss of supporting bone. To optimize dental implants' longevity in terms of health and functionality, it is crucial to understand the peri-implantitis pathophysiology. In this regard, using mouse models in research has proven clear benefits in recreating clinical circumstances. This study aimed to describe an experimental model of ligature-induced peri-implantitis in mice and determine whether there is effectiveness in inducing this disease, given the observed bone and tissue changes. The experimental peri-implantitis induction comprehends the following steps: teeth extraction, implant placement, and ligature-inducted PI. A sample of eighteen 3-week-old C57BL/6J male mice was divided into two groups, ligature (N=9) and control non-ligature (N=9). The evaluation of clinical, radiographical, and histological factors was performed. The ligature group showed significantly higher bone loss, increased soft tissue edema, and apical epithelial migration than the non-ligature group. It was concluded that this pre-clinical model can successfully induce peri-implantitis in mice.

This is a report on an experimental model of ligature-induced peri-implantitis in mice. We describe all surgical steps, from pre- and post-operative management of the animals, extractions, implant placement, and ligature-induced peri-implantitis.

마우스의 인대 유도 임플란트 주위염의 실험 모델

Dental implants have a high success and survival rate. However, complications such as peri-implantitis (PI) are highly challenging to treat. PI is ...

3D Imaging of PDL Collagen Fibers during Orthodontic Tooth Movement in Mandibular Murine Model

Orthodontic tooth movement is a complex biological process of altered soft and hard tissue remodeling as a result of external forces. In order to understand these complex remodeling processes, it is critical to study the tooth and periodontal tissues within their 3D context and therefore minimize any sectioning and tissue artefacts. Mouse models are often utilized in developmental and structural biology, as well as in biomechanics due to their small size, high metabolic rate, genetics and ease of handling. In principle this also makes them excellent models for dental related studies. However, a major impediment is their small tooth size, the molars in particular. This paper is aimed at providing a step by step protocol for generating orthodontic tooth movement and two methods for 3D imaging of the periodontal ligament fibrous component of a mouse mandibular molar. The first method presented is based on a micro-CT setup enabling phase enhancement&#160;imaging of fresh collagen tissues. The second method is a bone clearing method using ethyl cinnamate that enables imaging through the bone without sectioning and preserves endogenous fluorescence. Combining this clearing method with reporter mice like Flk1-Cre;TdTomato provided a first of its kind opportunity to image the 3D vasculature in the PDL and alveolar bone.

We present a protocol for generating orthodontic tooth movement in mice and methods for 3D visualization of the collagen fibers and blood vessels of periodontal ligament without sectioning.

만디큘러 뮤린 모델의 치열 교정 치아 운동 중 PDL 콜라겐 섬유의 3D 이미징

Orthodontic tooth movement is a complex biological process of altered soft and hard tissue remodeling as a result of external forces. In order to ...

의학

A Morphometric and Cellular Analysis Method for the Murine Mandibular Condyle

The temporomandibular joint (TMJ) has the capacity to adapt to external stimuli, and loading changes can affect the position of condyles, as well as the structural and cellular components of the mandibular condylar cartilage (MCC). This manuscript describes methods for analyzing these changes and a method for altering the loading of the TMJ in mice (i.e., compressive static TMJ loading). The structural evaluation illustrated here is a simple morphometric approach that uses the Digimizer software and is performed in radiographs of small bones. In addition, the analysis of cellular changes leading to alterations in collagen expression, bone remodeling, cell division, and proteoglycan distribution in the MCC is described. The quantification of these changes in histological sections - by counting the positive fluorescent pixels using image software and measuring the distance mapping and stained area with Digimizer - is also demonstrated. The methods shown here are not limited to the murine TMJ, but could be used on additional bones of small experimental animals and in other regions of endochondral ossification.

This manuscript presents methods for analyzing morphometric and cellular changes within the mandibular condyle of rodents.

형태학 및 Murine 악의 관절 돌기 세포 분석 방법

The temporomandibular joint (TMJ) has the capacity to adapt to external stimuli, and loading changes can affect the position of condyles, as well as the ...

생물학

비침습적 전방십자인대 손상 및 수술이 생쥐의 프로테아제 활성에 미치는 영향

Non-Invasive Compression-Induced Anterior Cruciate Ligament (ACL) Injury and In Vivo Imaging of Protease Activity in Mice

Traumatic joint injuries such as anterior cruciate ligament (ACL) rupture or meniscus tears commonly lead to post-traumatic osteoarthritis (PTOA) within 10-20 years following injury. Understanding the early biological processes initiated by joint injuries (e.g., inflammation, matrix metalloproteinases (MMPs), cathepsin proteases, bone resorption) is crucial for understanding the etiology of PTOA. However, there are few options for in vivo measurement of these biological processes, and the early biological responses may be confounded if invasive surgical techniques or injections are used to initiate OA. In our studies of PTOA, we have used commercially available near-infrared protease activatable probes combined with fluorescence reflectance imaging (FRI) to quantify protease activity in vivo following non-invasive compression-induced ACL injury in mice. This non-invasive ACL injury method closely recapitulates clinically relevant injury conditions and is completely aseptic since it does not involve disrupting the skin or the joint capsule. The combination of these injury and imaging methods allows us to study the time course of protease activity at multiple time points following a traumatic joint injury.

저자 스포트라이트: 골관절염 진행에 대한 전방십자인대 손상의 초기 사건 및 장기 효과 조사

Non-invasive ACL injury is a reliable and clinically relevant method for initiating post-traumatic osteoarthritis (PTOA) in mice. This injury method also allows for in vivo quantification of protease activity in the joint at early time points post-injury using protease-activatable near infrared probes and fluorescence reflectance imaging.

비침습적 압박 유도 전방 십자인대(ACL) 손상 및 생쥐의 프로테아제 활성에 대한 생체 내 이미징

Traumatic joint injuries such as anterior cruciate ligament (ACL) rupture or meniscus tears commonly lead to post-traumatic osteoarthritis (PTOA) within ...

현장 압축 하중과 뼈, 치주 인대 치아 섬유 공동의 상관적인 비 침습 이미징

요약

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이 비디오의 챕터

뼈 이식 앵커리지 평가하는 향상된 기계적 시험 방법

구강 호중구의 평가를 위한 뮤린 치주염의 강력한 합자 유도 모형

A Fluorescent Intravital Imaging Approach to Study Load-Induced Calcium Signaling Dynamics in Mouse Osteocytes

쥐 모델에서 합자와 지질다당류 주입의 조합을 통한 치주염 유도

마우스의 인대 유도 임플란트 주위염의 실험 모델

만디큘러 뮤린 모델의 치열 교정 치아 운동 중 PDL 콜라겐 섬유의 3D 이미징

형태학 및 Murine 악의 관절 돌기 세포 분석 방법

비침습적 압박 유도 전방 십자인대(ACL) 손상 및 생쥐의 프로테아제 활성에 대한 생체 내 이미징

비침습적 압박 유도 전방 십자인대(ACL) 손상 및 생쥐의 프로테아제 활성에 대한 생체 내 이미징

비침습적 압박 유도 전방 십자인대(ACL) 손상 및 생쥐의 프로테아제 활성에 대한 생체 내 이미징