Summary

Modelo experimental de periimplantitis inducida por ligadura en ratones

Published: May 17, 2024
doi:

Summary

Este es un informe sobre un modelo experimental de periimplantitis inducida por ligadura en ratones. Describimos todos los pasos quirúrgicos, desde el manejo pre y postoperatorio de los animales, las extracciones, la colocación de implantes y la periimplantitis inducida por ligaduras.

Abstract

Los implantes dentales tienen una alta tasa de éxito y supervivencia. Sin embargo, las complicaciones como la periimplantitis (PI) son muy difíciles de tratar. La PI se caracteriza por la inflamación de los tejidos que rodean los implantes dentales con pérdida progresiva del hueso de soporte. Para optimizar la longevidad de los implantes dentales en términos de salud y funcionalidad, es crucial comprender la fisiopatología de la periimplantitis. En este sentido, el uso de modelos de ratón en la investigación ha demostrado claros beneficios en la recreación de circunstancias clínicas. El objetivo de este estudio fue describir un modelo experimental de periimplantitis inducida por ligaduras en ratones y determinar si existe efectividad en la inducción de esta enfermedad, dados los cambios óseos y tisulares observados. La inducción experimental de periimplantitis comprende los siguientes pasos: extracción de dientes, colocación de implantes e IP inducida por ligadura. Una muestra de dieciocho ratones machos C57BL/6J de 3 semanas de edad se dividió en dos grupos, ligadura (N = 9) y control sin ligadura (N = 9). Se realizó la evaluación de factores clínicos, radiográficos e histológicos. El grupo con ligadura mostró una pérdida ósea significativamente mayor, un aumento del edema de tejidos blandos y una migración epitelial apical que el grupo sin ligadura. Se concluyó que este modelo preclínico puede inducir con éxito periimplantitis en ratones.

Introduction

Los implantes dentales son cada vez más frecuentes como una opción deseable parareemplazar los dientes perdidos. Se prevé que la prevalencia de implantes dentales en la población adulta de EE. UU. aumente hasta un 23% para 20262. Según un informe de análisis de mercado de Grand View Research (2022), se proyectó que el tamaño del mercado global de implantes dentales alcanzaría aproximadamente US $ 4.6 mil millones en 2022. Además, se prevé que muestre una tasa de crecimiento anual constante de alrededor del 10% hasta el año 20303. Desafortunadamente, el uso de implantes dentales puede provocar complicaciones, como la periimplantitis. La periimplantitis se ha definido como una afección inducida por biofilm caracterizada por la inflamación de la mucosa periimplantaria y la consiguiente pérdida progresiva del hueso de soporte4.

Una revisión sistemática encontró que la prevalencia media de periimplantitis fue del 19,53% (intervalo de confianza [IC] del 95%, 12,87 a 26,19%) a nivel del paciente y del 12,53% (IC del 95%: 11,67 a 13,39%) a nivel del implante5. La periimplantitis representa un problema de salud pública creciente, debido al aumento del fracaso de los implantes y, en consecuencia, a los costes sustanciales del tratamiento6.

Comprender la patogénesis de la periimplantitis es crucial para desarrollar un enfoque sistemático que prevenga su aparición y progresión y maximice la longevidad de los implantes dentales en términos de estética y función 7,8. En este sentido, el uso de modelos murinos en la investigación odontológica ha demostrado ser ventajoso, dado que los ratones comparten más del 95% de sus genes con los humanos 9,10, el número de bases de datos genéticas disponibles en línea y la capacidad de reproducir escenarios clínicos11. Todas las ventajas descritas permiten la disección de los mecanismos genéticos en diferentes enfermedades12, el alojamiento y el manejo accesibles, y los anticuerpos ampliamente disponibles como paneles humanos, más allá de la disponibilidad de modificación genética (por ejemplo, knockout y sobreexpresión) para la evaluación del tejido inflamatorio y el mapeo de la enfermedad13. Aunque es ventajoso, hay pocas publicaciones que aborden la periimplantitis en ratones. Esto se debe, entre otros, a retos metodológicos, entre los que se encuentra la dificultad para obtener miniimplantes o instalarlos.

Para desarrollar periimplantitis en ratones, se han descrito muchos protocolos, como la periimplantitis inducida por ligaduras, la periimplantitis inducida por bacterias14, la periimplantitis15 inducida por lipopolisacáridos (LPS) o la combinación de LPS + periimplantitis inducida por ligaduras16. Aquí, nos centraremos en el modelo de ligadura porque es el método más aceptado para inducir periodontitis 17,18,19 y, más recientemente, periimplantitis20,21. La ligadura colocada alrededor de los implantes en posición submucosa estimula la acumulación de placa y, en consecuencia, la inflamación de los tejidos. Por lo tanto, el desarrollo de este enfoque se basa en la indicación de una técnica viable de costo-beneficio para investigaciones preclínicas en enfermedades periimplantarias. Este estudio tiene como objetivo describir un modelo experimental de periimplantitis inducida por ligaduras en ratones y determinar si existe efectividad en la inducción de esta enfermedad dados los cambios óseos y tisulares observados.

El objetivo general de este artículo es reportar el protocolo aplicado para inducir periimplantitis en ratones por ligadura y observar su efectividad a través de la evaluación de tejidos y pérdida ósea alrededor de los implantes.

Protocol

Los procedimientos que involucran a sujetos animales han sido aprobados por el Comité de Investigación Animal del Canciller de la Universidad de California, Los Ángeles (número de protocolo ARC 2002-125), y el Animal Research: Reporting In Vivo Experiments (ARRIVE)22. Para este método, se utilizaron dieciocho ratones machos C57BL/6J de 3 semanas de edad y se sometieron a extracciones dentales, colocación de implantes e inducción de periimplantitis. Todos los procedimientos odontológicos se…

Representative Results

Para este método, se utilizaron dieciocho ratones machos C57BL/6J de 3 semanas de edad y se sometieron a extracciones dentales, colocación de implantes e inducción de periimplantitis. Hubo nueve animales por grupo, lo cual fue estadísticamente significativo, considerando la pérdida ósea lineal alcanzando un 80% de potencia, un 15% de desviación estándar (σ) y un intervalo de confianza del 95% (α = 0,05). Los ratones fueron alimentados con una dieta blanda ad libitum durante el experimento. Nueve ratone…

Discussion

Este protocolo presenta un informe descriptivo sobre los procedimientos quirúrgicos para la inducción de periimplantitis utilizando un modelo de ligadura en ratones. Trabajar con ratones tiene ventajas, como ser costo-efectivo, la disponibilidad de un extenso conjunto genético dados los múltiples antecedentes23 entre otros aspectos24,25. A lo largo de los años, varios estudios han utilizado con éxito ratones en los campos médico y d…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado por el DE031431 NIH/NIDCR. Nos gustaría agradecer al Laboratorio Central de Patología Traslacional de UCLA por su ayuda en la preparación de las secciones histológicas descalcificadas.

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

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de Araújo Silva, D. N., Casarin, M., Monajemzadeh, S., Menezes da Silveira, T., Lubben, J., Bezerra, B., Pirih, F. Q. Experimental Model of Ligature-Induced Peri-Implantitis in Mice. J. Vis. Exp. (207), e66316, doi:10.3791/66316 (2024).

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