Farelerde Ligatür ile İndüklenen Peri-İmplantitisin Deneysel Modeli
Summary
Bu, farelerde ligatür kaynaklı peri-implantitisin deneysel bir modeli hakkında bir rapordur. Hayvanların ameliyat öncesi ve sonrası yönetiminden, ekstraksiyonlardan, implant yerleştirmeden ve ligatüre bağlı peri-implantitisten tüm cerrahi adımları açıklıyoruz.
Abstract
Diş implantları yüksek başarı ve hayatta kalma oranına sahiptir. Bununla birlikte, peri-implantitis (PI) gibi komplikasyonların tedavisi oldukça zordur. PI, diş implantlarının etrafındaki dokularda ilerleyici destekleyici kemik kaybı ile iltihaplanma ile karakterizedir. Dental implantların sağlık ve işlevsellik açısından uzun ömürlülüğünü optimize etmek için peri-implantitis patofizyolojisini anlamak çok önemlidir. Bu bağlamda, araştırmalarda fare modellerinin kullanılması, klinik koşulların yeniden yaratılmasında açık faydalar sağlamıştır. Bu çalışma, farelerde ligatür kaynaklı peri-implantitisin deneysel bir modelini tanımlamayı ve gözlenen kemik ve doku değişiklikleri göz önüne alındığında bu hastalığı indüklemede etkinlik olup olmadığını belirlemeyi amaçladı. Deneysel peri-implantitis indüksiyonu aşağıdaki adımları kavrar: diş çekimi, implant yerleştirme ve ligatür indüklü PI. On sekiz adet 3 haftalık C57BL / 6J erkek fareden oluşan bir örneklem, ligatür (N = 9) ve kontrol ligatür olmayan (N = 9) olmak üzere iki gruba ayrıldı. Klinik, radyografik ve histolojik faktörlerin değerlendirilmesi yapıldı. Ligatür grubu, ligatür olmayan gruba göre anlamlı olarak daha yüksek kemik kaybı, artmış yumuşak doku ödemi ve apikal epitelyal migrasyon gösterdi. Bu klinik öncesi modelin farelerde peri-implantitisi başarılı bir şekilde indükleyebileceği sonucuna varıldı.
Introduction
Diş implantları, eksik dişlerin yerine konması için arzu edilen bir seçenek olarak giderek daha yaygın hale gelmektedir1. ABD’deki yetişkin nüfusta diş implantlarının yaygınlığının 2026 yılına kadar %23’e kadar artacağı tahmin edilmektedir2. Grand View Research (2022) tarafından hazırlanan bir pazar analizi raporuna göre, diş implantlarının küresel pazar büyüklüğünün 2022’de yaklaşık 4,6 milyar ABD dolarına ulaşacağı tahmin ediliyor. Ayrıca, 2030 yılına kadar yıllık %10 civarında istikrarlı bir büyüme oranı sergilemesi beklenmektedir3. Ne yazık ki, diş implantlarının kullanımı peri-implantitis gibi komplikasyonlara yol açabilir. Peri-implantitis, peri-implant mukozada inflamasyon ve ardından destekleyici kemiğin ilerleyici kaybı ile karakterize biyofilm kaynaklı bir durum olarak tanımlanmıştır4.
Sistematik bir inceleme, peri-implantitisin ortalama prevalansının hasta seviyesinde% 19.53 (% 95 Güven aralığı [CI], 12.87 ila% 26.19) ve implant seviyesinde% 12.53 (% 95 CI 11.67 ila% 13.39)olduğunu buldu 5. Peri-implantitis, implant başarısızlığındaki artış ve sonuç olarak önemli tedavi maliyetleri nedeniyle büyüyen bir halk sağlığını temsil eder6.
Peri-implantitisin patogenezini anlamak, başlangıcını ve ilerlemesini önlemek ve dental implantların estetik ve fonksiyon açısından ömrünü en üst düzeye çıkarmak için sistematik bir yaklaşım geliştirmek için çok önemlidir 7,8. Bu anlamda, farelerin genlerinin %95’inden fazlasını insanlarla paylaştığı göz önüne alındığında, diş araştırmalarında fare modellerinin kullanılmasınınavantajlı olduğu kanıtlanmıştır 9,10, mevcut çevrimiçi genetik veri tabanlarının sayısı ve klinik senaryoları yeniden üretme yeteneği11. Açıklanan tüm avantajlar, farklı hastalıklarda genetik mekanizmaların diseksiyonunaizin verir 12, erişilebilir konaklama ve yönetim ve insan panelleri olarak yaygın olarak bulunan antikorlar, enflamatuar doku değerlendirmesi ve hastalık haritalaması için genetik modifikasyon mevcudiyetinin (örneğin, nakavt ve aşırı ekspresyon)ötesinde 13. Avantajlı olmasına rağmen, farelerde peri-implantitisi ele alan az sayıda yayın vardır. Bunun nedeni, diğerlerinin yanı sıra, mini implantların elde edilmesinin veya kurulmasının zorluğu da dahil olmak üzere metodolojik zorluklardır.
Farelerde peri-implantitis geliştirmek için, ligatür kaynaklı peri-implantitis, bakteri kaynaklı peri-implantitis14, Lipopolisakkarit (LPS) kaynaklı peri-implantitis15 veya LPS + ligatür kaynaklı peri-implantitis16 kombinasyonu gibi birçok protokol tanımlanmıştır. Burada, periodontitis17,18,19 ve daha yakın zamanda peri-implantitis 20,21’i indüklemek için en yaygın kabul gören yöntem olduğu için ligatür modeline odaklanacağız. İmplantların etrafına submukozal pozisyonda yerleştirilen bağ, plak birikimini ve dolayısıyla doku iltihabını uyarır. Bu nedenle, bu yaklaşımın geliştirilmesi, peri-implant hastalıklar üzerinde klinik öncesi araştırmalar için uygulanabilir bir maliyet-fayda tekniğinin göstergesine dayanmaktadır. Bu çalışma, farelerde ligatür kaynaklı peri-implantitisin deneysel bir modelini tanımlamayı ve gözlenen kemik ve doku değişiklikleri göz önüne alındığında bu hastalığı indüklemede etkinlik olup olmadığını belirlemeyi amaçlamaktadır.
Bu makalenin genel amacı, farelerde peri-implantitisi ligatür ile indüklemek için uygulanan protokolü bildirmek ve doku değerlendirmesi ve implant çevresindeki kemik kaybı yoluyla etkinliğini gözlemlemektir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu protokol, farelerde bir ligatür modeli kullanılarak peri-implantitis indüksiyonu için cerrahi prosedürler hakkında tanımlayıcı bir rapor sunar. Farelerle çalışmanın, uygun maliyetli olması, diğer yönlerin yanı sıra birçok arka plan23 göz önüne alındığında kapsamlı bir genetik dizinin mevcudiyeti gibi avantajları vardır24,25. Yıllar geçtikçe, peri-implantitis 26,27,28<sup…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma NIH/NIDCR DE031431 tarafından desteklenmiştir. UCLA’daki Translasyonel Patoloji Çekirdek Laboratuvarı’na dekalsifiye histolojik bölümlerin hazırlanmasına yardımcı olduğu için teşekkür ederiz.
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).
