نموذج تجريبي لالتهاب ما حول الزرع الناجم عن الأربطة في الفئران
Summary
هذا تقرير عن نموذج تجريبي لالتهاب ما حول الزرع الناجم عن الأربطة في الفئران. نحن نصف جميع الخطوات الجراحية ، من الإدارة قبل وبعد الجراحة للحيوانات ، والخلع ، ووضع الزرع ، والتهاب ما حول الزرع الناجم عن الرباط.
Abstract
زراعة الأسنان لديها نسبة عالية من النجاح والبقاء على قيد الحياة. ومع ذلك ، فإن المضاعفات مثل التهاب ما حول الزرع (PI) يصعب علاجها للغاية. يتميز PI بالتهاب في الأنسجة حول زراعة الأسنان مع فقدان تدريجي للعظام الداعمة. لتحسين طول عمر زراعة الأسنان من حيث الصحة والوظائف ، من الأهمية بمكان فهم الفيزيولوجيا المرضية حول الزرع. في هذا الصدد ، أثبت استخدام نماذج الفئران في البحث فوائد واضحة في إعادة إنشاء الظروف السريرية. تهدف هذه الدراسة إلى وصف نموذج تجريبي لالتهاب ما حول الزرع الناجم عن الأربطة في الفئران وتحديد ما إذا كانت هناك فعالية في إحداث هذا المرض ، بالنظر إلى التغيرات الملحوظة في العظام والأنسجة. يستوعب الحث التجريبي حول الزرع الخطوات التالية: قلع الأسنان ، ووضع الزرع ، و PI المستحث بالأربطة. تم تقسيم عينة من ثمانية عشر فأرا من ذكور C57BL / 6J البالغة من العمر 3 أسابيع إلى مجموعتين ، الرباط (N = 9) والتحكم غير الرباطي (N = 9). تم إجراء تقييم العوامل السريرية والشعاعية والنسيجية. أظهرت مجموعة الأربطة فقدانا أعلى بكثير للعظام ، وزيادة وذمة الأنسجة الرخوة ، والهجرة الظهارية القمية مقارنة بالمجموعة غير الأربطة. وخلص إلى أن هذا النموذج قبل السريري يمكن أن يحفز بنجاح التهاب ما حول الزرع في الفئران.
Introduction
تنتشر زراعة الأسنان بشكل متزايد كخيار مرغوب فيه لاستبدال الأسنان المفقودة1. من المتوقع أن يزداد انتشار زراعة الأسنان بين السكان البالغين في الولايات المتحدة بنسبة تصل إلى 23٪ بحلول عام 20262. استنادا إلى تقرير تحليل السوق الصادر عن Grand View Research (2022) ، كان من المتوقع أن يصل حجم السوق العالمي لزراعة الأسنان إلى حوالي 4.6 مليار دولار أمريكي في عام 2022. علاوة على ذلك ، من المتوقع أن تظهر معدل نمو سنوي ثابت يبلغ حوالي 10٪ حتى عام 20303. لسوء الحظ ، يمكن أن يؤدي استخدام زراعة الأسنان إلى مضاعفات ، مثل التهاب ما حول الزرع. تم تعريف التهاب ما حول الزرع على أنه حالة يسببها الغشاء الحيوي تتميز بالتهاب في الغشاء المخاطي حول الزرع وفقدان تدريجي لاحق للعظام الداعمة4.
وجدت مراجعة منهجية أن متوسط انتشار التهاب ما حول الزرع كان 19.53٪ (فاصل الثقة 95٪ [CI] ، 12.87 إلى 26.19٪) على مستوى المريض و 12.53٪ (95٪ CI 11.67 إلى 13.39٪) على مستوىالزرع 5. يمثل التهاب ما حول الزرع صحة عامة متنامية ، بسبب زيادة فشل الزرع ، وبالتالي تكاليف العلاج الكبيرة6.
يعد فهم التسبب في التهاب ما حول الزرع أمرا بالغ الأهمية لتطوير نهج منظم لمنع ظهوره وتقدمه وزيادة طول عمر زراعة الأسنان من حيث الجماليات والوظيفة 7,8. بهذا المعنى ، أثبت استخدام نماذج الفئران في أبحاث طب الأسنان أنه مفيد ، بالنظر إلى أن الفئران تشترك في أكثر من 95٪ من جيناتها مع البشر 9,10 ، وعدد قواعد البيانات الجينية المتاحة على الإنترنت ، والقدرة على إعادة إنتاج السيناريوهات السريرية11. تسمح جميع المزايا الموصوفة بتشريح الآليات الجينية في الأمراض المختلفة12 ، والإقامة والإدارة التي يمكن الوصول إليها ، والأجسام المضادة المتاحة على نطاق واسع كألواح بشرية ، بما يتجاوز توافر التعديل الجيني (على سبيل المثال ، الضربة القاضية والإفراط في التعبير) لتقييم الأنسجة الالتهابية ورسم خرائط المرض13. على الرغم من أنه مفيد ، إلا أن هناك القليل من المنشورات التي تتناول التهاب ما حول الزرع في الفئران. ويرجع ذلك إلى التحديات المنهجية ، من بين أمور أخرى ، بما في ذلك صعوبة الحصول على غرسات صغيرة أو تركيبها.
لتطوير التهاب ما حول الزرع في الفئران ، تم وصف العديد من البروتوكولات ، مثل التهاب ما حول الزرع الناجم عن الرباط ، أو التهاب ما حول الزرع الناجم عن البكتيريا14 ، أو التهاب ما حول الزرع الناجم عن عديد السكاريد الشحمي (LPS)15 ، أو الجمع بين LPS + التهاب ما حول الزرع الناجم عن الرباط16. هنا ، سنركز على نموذج الرباط لأنه الطريقة الأكثر قبولا على نطاق واسع للحث على التهاب دواعم السن17،18،19 ، ومؤخرا ، التهاب ما حول الزرع20،21. يحفز الرباط الموجود حول الغرسات في وضع تحت المخاطية تراكم البلاك ، وبالتالي التهاب الأنسجة. لذلك ، يعتمد تطوير هذا النهج على الإشارة إلى تقنية التكلفة والفائدة القابلة للتطبيق للتحقيقات قبل السريرية على الأمراض المحيطة بالزرع. تهدف هذه الدراسة إلى وصف نموذج تجريبي لالتهاب ما حول الزرع الناجم عن الأربطة في الفئران وتحديد ما إذا كانت هناك فعالية في إحداث هذا المرض بالنظر إلى التغيرات الملحوظة في العظام والأنسجة.
الهدف العام من هذه المقالة هو الإبلاغ عن البروتوكول المطبق للحث على التهاب ما حول الزرع في الفئران عن طريق الرباط ومراقبة فعاليته من خلال تقييم الأنسجة وفقدان العظام حول الغرسات.
Protocol
Representative Results
Discussion
يقدم هذا البروتوكول تقريرا وصفيا عن الإجراءات الجراحية لتحريض التهاب ما حول الزرع باستخدام نموذج الرباط في الفئران. العمل مع الفئران له مزايا ، مثل كونه فعالا من حيث التكلفة ، وتوافر مجموعة وراثية واسعة بالنظر إلى العديد من الخلفيات23 من بين جوانب أخرى24,25<sup…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة / DE031431 NIDCR. نود أن نشكر المختبر الأساسي لعلم الأمراض الانتقالي في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس للمساعدة في إعداد الأقسام النسيجية منزوعة الكلس.
Materials
| #5 dental explorer | Hu-Friedy, Chicago, IL | 392-0911 | Dental luxation |
| 15c blade and surgical scalpel | Henry Schein Inc., Melville, NY | 1126186 | Tissue incision |
| 6-0 silk ligatures | Fisher Scientific, Hampton, NH | NC9201232 | Ligature |
| Amoxicillin 50μg/mL | Zoetis, San Diego, CA | TS/DRUGS/57/2003 | Oral suspension |
| Bacon Soft Diet | Bio Serve®, Frenchtown, NJ | 14-726-701 | – |
| C57BL/6J male mice | The Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME, USA | 000664 | Age: 3-week-old |
| CTAn software | V.1.16 Bruker, Billerica, MA | – | Volumetric analysis |
| Dolphin software | Navantis, Toronto, CA | – | Linear bone analysis |
| Implant carrier & Tip | D. P. Machining Inc., La Verne, CA | Unique product | Implant holder |
| Implant support | D. P. Machining Inc., La Verne, CA | Unique product | Implant capture |
| Isoflurane | Vet One, Boise, ID | NDC13985-528-60 | Inhalational anesthetic |
| Micro-CT scan 1172 | SkyScan, Kontich, Belgium | – | μCT scans |
| Nrecon Software | Bruker Corporation, Billerica, MA | – | Images reconstruction |
| Ø 0.3mm – L 2.5mm Micro Drills | Sphinx, Hoffman Estates, IL | ART. 50699 | Osteotomy |
| Ø 0.5mm – L 1.0mm Titanium implants | D. P. Machining Inc., La Verne, CA | Unique product | – |
| Ophthalmic lubricant | Apexa, Ontario, CA | NDC13985-600-03 | Artificial tears |
| Pin Vise | General Tools, Secaucus, NJ | 90 | Osteotomy |
| Rimadyl 50mg/ml | Zoetis, San Diego, CA | 4019449 | Anti-inflammatory |
| Sterile cotton tipped | Dynarex, Glendale, AZ | 4304-1 | Hemostasis |
| Tip forceps | Fine Science Tools, Foster City, CA | 11071-10 | Dental Extraction |
| Tying forceps | Fine Science Tools, Foster City, CA | 18025-10 | Ligature placement |
References
- Ho, K., et al. A cross-sectional survey of patient’s perception and knowledge of dental implants in japan. Int J Implant Dent. 8 (1), 14 (2022).
- Elani, H. W., Starr, J. R., Da Silva, J. D., Gallucci, G. O. Trends in dental implant use in the u.S., 1999-2016, and projections to 2026. J Dent Res. 97 (13), 1424-1430 (2018).
- . Available from: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/dental-implants-market (2022)
- Renvert, S., Persson, G. R., Pirih, F. Q., Camargo, P. M. Peri-implant health, peri-implant mucositis, and peri-implantitis: Case definitions and diagnostic considerations. J Clin Periodontol. 45 Suppl 20, S278-S285 (2018).
- Diaz, P., Gonzalo, E., Villagra, L. J. G., Miegimolle, B., Suarez, M. J. What is the prevalence of peri-implantitis? A systematic review and meta-analysis. BMC Oral Health. 22 (1), 449 (2022).
- Herrera, D., et al. Prevention and treatment of peri-implant diseases-the efp s3 level clinical practice guideline. J Clin Periodontol. 50 Suppl 26, 4-76 (2023).
- Graziani, F., Figuero, E., Herrera, D. Systematic review of quality of reporting, outcome measurements and methods to study efficacy of preventive and therapeutic approaches to peri-implant diseases. J Clin Periodontol. 39 Suppl 12, 224-244 (2012).
- Schwarz, F., Derks, J., Monje, A., Wang, H. L. Peri-implantitis. J Periodontol. 89 Suppl 1, S267-S290 (2018).
- Bryda, E. C. The mighty mouse: The impact of rodents on advances in biomedical research. Mo Med. 110 (3), 207-211 (2013).
- Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature. 420 (6915), 520-562 (2002).
- Pirih, F. Q., et al. Ligature-induced peri-implantitis in mice. J Periodontal Res. 50 (4), 519-524 (2015).
- Rau, C. D., et al. High-density genotypes of inbred mouse strains: Improved power and precision of association mapping. G3 (Bethesda). 5 (10), 2021-2026 (2015).
- Schwarz, F., Sculean, A., Engebretson, S. P., Becker, J., Sager, M. Animal models for peri-implant mucositis and peri-implantitis. Periodontol 2000. 68 (1), 168-181 (2015).
- Varon-Shahar, E., et al. Peri-implant alveolar bone resorption in an innovative peri-implantitis murine model: Effect of implant surface and onset of infection. Clin Implant Dent Relat Res. 21 (4), 723-733 (2019).
- Pirih, F. Q., et al. A murine model of lipopolysaccharide-induced peri-implant mucositis and peri-implantitis. J Oral Implantol. 41 (5), e158-e164 (2015).
- Schwarz, F., et al. Influence of antiresorptive/antiangiogenic therapy on the extension of experimentally induced peri-implantitis lesions. Clin Oral Investig. 27 (6), 3009-3019 (2023).
- Wong, R. L., et al. Comparing the healing potential of late-stage periodontitis and peri-implantitis. J Oral Implantol. 43 (6), 437-445 (2017).
- Wong, R. L., et al. Early intervention of peri-implantitis and periodontitis using a mouse model. J Periodontol. 89 (6), 669-679 (2018).
- Hiyari, S., et al. Ligature-induced peri-implantitis and periodontitis in mice. J Clin Periodontol. 45 (1), 89-99 (2018).
- Nguyen Vo, T. N., et al. Ligature induced peri-implantitis: Tissue destruction and inflammatory progression in a murine model. Clin Oral Implants Res. 28 (2), 129-136 (2017).
- Yuan, S., et al. Comparative transcriptome analysis of gingival immune-mediated inflammation in peri-implantitis and periodontitis within the same host environment. J Inflamm Res. 15, 3119-3133 (2022).
- Berglundh, T., et al. Peri-implant diseases and conditions: Consensus report of workgroup 4 of the 2017 world workshop on the classification of periodontal and peri-implant diseases and conditions. J Periodontol. 89 Suppl 1, S313-S318 (2018).
- Hiyari, S., et al. Genomewide association study identifies cxcl family members as partial mediators of lps-induced periodontitis. J Bone Miner Res. 33 (8), 1450-1463 (2018).
- Kantarci, A., Hasturk, H., Van Dyke, T. E. Animal models for periodontal regeneration and peri-implant responses. Periodontol 2000. 68 (1), 66-82 (2015).
- Struillou, X., Boutigny, H., Soueidan, A., Layrolle, P. Experimental animal models in periodontology: A review. Open Dent J. 4, 37-47 (2010).
- Erata, E., et al. Cnksr2 loss in mice leads to increased neural activity and behavioral phenotypes of epilepsy-aphasia syndrome. J Neurosci. 41 (46), 9633-9649 (2021).
- Fakih, D., Guerrero-Moreno, A., Baudouin, C., Reaux-Le Goazigo, A., Parsadaniantz, S. M. Capsazepine decreases corneal pain syndrome in severe dry eye disease. J Neuroinflammation. 18 (1), 111 (2021).
- Douam, F., Ploss, A. The use of humanized mice for studies of viral pathogenesis and immunity. Curr Opin Virol. 29, 62-71 (2018).
- Lin, P., et al. Application of ligature-induced periodontitis in mice to explore the molecular mechanism of periodontal disease. Int J Mol Sci. 22 (16), (2021).
- Marchesan, J., et al. An experimental murine model to study periodontitis. Nat Protoc. 13 (10), 2247-2267 (2018).
- Silva, D. N. A., et al. Probiotic lactobacillus rhamnosus em1107 prevents hyperglycemia, alveolar bone loss, and inflammation in a rat model of diabetes and periodontitis. J Periodontol. 94 (3), 376-388 (2023).
- Kim, Y. G., et al. 6-shogaol, an active ingredient of ginger, inhibits osteoclastogenesis and alveolar bone resorption in ligature-induced periodontitis in mice. J Periodontol. 91 (6), 809-818 (2020).
- Fine, N., et al. Periodontal inflammation primes the systemic innate immune response. J Dent Res. 100 (3), 318-325 (2021).
- Yu, X., et al. Role of toll-like receptor 2 in inflammation and alveolar bone loss in experimental peri-implantitis versus periodontitis. J Periodontal Res. 53 (1), 98-106 (2018).
- Reinedahl, D., Chrcanovic, B., Albrektsson, T., Tengvall, P., Wennerberg, A. Ligature-induced experimental peri-implantitis-a systematic review. J Clin Med. 7 (12), (2018).
