in situ 骨-牙周膜-牙齿纤维关节的压缩加载与相关无创成像

本实验的总体目标是测量牙槽复合体的生物力学反应。首先通过解剖动物，获取完整的一侧下颌骨或上颌骨，以实现这一目标。实验的第二步是将标本安装固定，并使用复合材料对牙齿表面进行加高处理，以准备后续的力学测试。

最后的步骤包括使用双负荷传感器测量样品的生物力学状态，然后使用X射线显微镜对样本进行扫描。最终结果可显示纤维性关节在不同载荷状态下生物力学响应的变化，例如因疾病或功能减退引起的变化，并同时提供高分辨率的断层图像。该技术相较于现有方法的主要优势在于能够保持器官的完整性，且扫描方法具有非侵入性。

因此，可以保持韧带的自然应变场，并准确测量其生物力学特性。首先，按照本方案所述方法获取已解剖的上颌骨或下颌骨。接着，使用丙烯酸树脂将样本固定在钢制 stub 上以实现固定。

清除样本座边缘多余的材料。接下来，使用直边工具将目标牙合面在近远中平面上与原子力显微镜金属样品盘对齐，然后在颊舌平面上对齐。使用钝头工具在磨牙周围制作一个沟槽。

这可作为组织水合的储液区。在进行两次装载以预备牙面时，使用35%磷酸对目标牙合面酸蚀15秒。酸蚀15秒后，用去离子水彻底冲洗酸蚀区域，并用压缩空气干燥表面，以防止复合树脂意外固化。

在环境光线较弱的条件下进行接下来的几个步骤。将一滴粘接剂涂布于开放的牙尖窝洞内。用光照固化粘接剂 20 秒。

使用牙科固化灯时，用刀片刮除多余的粘接剂。必须确保多余的复合材料不会溢出到邻近牙齿。这可以防止牙齿被压入骨性牙槽时产生形变伪影。

现在将一层薄薄的可流动牙科复合树脂涂布于表面，并将其渗入磨牙之间的沟隙中。涂布完成后，用固化光照射手30秒。接着，在目标𬌗面堆积3至4毫米厚的牙科复合树脂，并用光照30秒进行固化。

重新打开光源后，使用直边工具和高速手机配合金刚砂车针，去除多余的复合树脂，并将复合树脂堆塑体的顶面修整成平整的表面，以确保加载力时受力均匀。将试样储存于含抗生素的TBS中，直至进行测试。

首先进行机械测试时，将试样固定在加载装置的砧板之间。然后，在复合材料表面放置一张咬合纸。接着施加一个小载荷，以检查加载的均匀性。

同心加载通过标记的均匀分布来指示。为在测试过程中保持样本湿润，将组织浸泡在TBS中并放置在样本周围。同时，将样本上挖出的储液槽用TBS充满。使用软件施加峰值载荷和位移速率，以压缩固定住的磨牙。

在 A FM 牙根断片上，可用 PTA 染色软组织。为增强 X 射线图像，将 5% PTA 回填至 1.8 毫升卡普尔管中。使用注射器在五分钟内缓慢将 PTA 注入邻近感兴趣区域的牙周膜间隙。

再重复注射四次，总注射体积达到九毫升。完成注射后，可将样本浸泡过夜。在加载循环期间进行X射线分析之前，将样本置于PTA中，此时齿轮运动由闭合转为张开，会存在一段预期的回程间隙期。

这种情况持续约三秒钟，且在各种加载条件下均会出现。针对这种反冲的响应在刚体加载期间最为强烈。相比之下，反冲响应的幅度较小。

使用骨性牙周膜（PD L）牙齿样本时，其数值也低于聚甲基丙烯酸甲酯样本，但与刚性体相比，骨性牙周膜牙齿样本的数值更低；而复杂的聚二甲基硅氧烷样本的刚度也显著更低。对一个典型的未进行ST染色的样本进行XCT扫描，可清晰显示牙齿在牙槽骨窝内的位置关系。然而，若不使用增强染色剂，则无法区分牙周膜等非矿化组织。

使用PTA等对比度增强剂后，软组织在XCT扫描中的高倍率下变得可见，甚至牙周膜间隙内的纤维也清晰可辨。样本可进行加载，例如在此牙齿与骨关系中施加15牛顿的载荷，或对样本进行加载。

偏心加载导致牙齿位移增加，并产生与同心加载不同的牙槽结构。通过热成像图比较两种加载方式的影响。两种加载方式均引起牙齿垂直向位移，但偏心加载使牙齿运动增加了额外的旋转路径。

观看本视频后，您应能够充分了解如何使用与微XT显微镜耦合的初始加载装置来制备并进行牙科卵形复合体的力学测试。