During development, tooth germs undergo various morphological changes resulting from interactions between the oral epithelium and ectomesenchyme. These processes are influenced by the extracellular matrix, the composition of which, along with cell adhesion and signaling, is regulated by metalloproteinases. Notably, these include matrix metalloproteinases (MMPs), a disintegrin and metalloproteinases (ADAMs), and a disintegrin and metalloproteinases with thrombospondin motifs (ADAMTSs). Our analysis of previously published scRNAseq datasets highlight that these metalloproteinases show dynamic expression patterns during tooth development, with expression in a wide range of cell types, suggesting multiple roles in tooth morphogenesis. To investigate this, Marimastat, a broad-spectrum inhibitor of MMPs, ADAMs, and ADAMTSs, was applied to ex vivo cultures of mouse molar tooth germs. The treated samples exhibited significant changes in tooth germ size and morphology, including an overall reduction in size and an inversion of the typical bell shape. The cervical loop failed to extend, and the central area of the inner enamel epithelium protruded. Marimastat treatment also disrupted proliferation, cell polarization, and organization compared with control tooth germs. In addition, a decrease in laminin expression was observed, leading to a disruption in continuity of the basement membrane at the epithelial-mesenchymal junction. Elevated hypoxia-inducible factor 1-alpha gene (Hif-1α) expression correlated with a disruption to blood vessel development around the tooth germs. These results reveal the crucial role of metalloproteinases in tooth growth, shape, cervical loop elongation, and the regulation of blood vessel formation during prenatal tooth development.NEW & NOTEWORTHY Inhibition of metalloproteinases during tooth development had a wide-ranging impact on molar growth affecting proliferation, cell migration, and vascularization, highlighting the diverse role of these proteins in controlling development.
- MeSH
- faktor 1 indukovatelný hypoxií - podjednotka alfa metabolismus genetika MeSH
- inhibitory matrixových metaloproteinas farmakologie MeSH
- kyseliny hydroxamové farmakologie MeSH
- metaloproteasy metabolismus genetika MeSH
- moláry embryologie růst a vývoj metabolismus enzymologie MeSH
- morfogeneze MeSH
- myši inbrední C57BL MeSH
- myši MeSH
- odontogeneze * MeSH
- proliferace buněk * MeSH
- vývojová regulace genové exprese MeSH
- zubní zárodek embryologie metabolismus enzymologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- MeSH
- biokompatibilní materiály terapeutické užití MeSH
- dentální adheziva tuhnoucí světlem MeSH
- dospělí MeSH
- inleje metody MeSH
- lidé MeSH
- miniinvazivní chirurgické výkony metody MeSH
- moláry chirurgie patologie MeSH
- nanokompozity terapeutické užití MeSH
- organicky modifikované keramické materiály * terapeutické užití MeSH
- stomatochirurgické výkony metody MeSH
- zubní kaz chirurgie MeSH
- zubní náhrady - opravy metody MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
- Klíčová slova
- BioRoot Flow,
- MeSH
- biokompatibilní materiály terapeutické užití MeSH
- dospělí MeSH
- gutaperča * terapeutické užití MeSH
- injekce metody MeSH
- lidé MeSH
- moláry patologie MeSH
- obturace kořenového kanálku * metody MeSH
- parodontitida terapie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
Úvod: V důsledku metabolických dějů dochází v živých strukturách k endogenní produkci chemiluminiscence, kterou také označujeme jako biologickou autochemiluminiscenci (BAL). Generování BAL je úzce spojeno s oxidačními procesy, tvorbou volných radikálů a obecně oxidačně-redukční homeostázou zkoumaného biologického materiálu. BAL byla již dříve studována v savčích buněčných modelech a tkáních. Doposud ovšem nebyl tento jev popsán v případě struktur zubní tkáně. Kromě endogenně generované BAL lze BAL indukovat i exogenně, a to jak fyzikálními (UV záření, mechanické poškození, teplo), tak i chemickými (oxidační činidla, např. H2O2) a biotickými (patogeny) faktory. Metodika: V předložené práci byla zkoumána endogenně produkovaná i exogenně indukovaná BAL v povrchových a vnitřních strukturách semiretinovaných a retinovaných třetích molárů, které byly indikovány k extrakci zubním lékařem pro jejich nevhodné uložení v čelisti u dvou pacientů (žena, 21 let, muž, 22 let). Detekce BAL byla provedena po mechanickém odstranění zubního plaku rotačním kartáčkem. Pomocí piezoelektrické pily byly připraveny podélné řezy vedené tak, aby došlo k odhalení všech vnitřních částí zubu. Takto připravené vzorky – celého vnitřního řezu a vnější části celého zubu – byly podrobeny detekci BAL ve světlotěsné komoře za použití fotonásobičového modulu. Následně byly vzorky ošetřeny roztokem oxidačního činidla 3% H2O2 a redukčního činidla 10 mM TCEP (tris(karboxyethyl)fosfin). Výsledky: U obou vzorků zubu bylo prokázáno, že produkují BAL. Produkce endogenní chemiluminiscence byla pozorována ve vnitřních strukturách zubu (18 600 pulzů/600 s), která byla přibližně 2,7krát vyšší než BAL detekovaná na povrchových strukturách zubu (6 900 pulzů/600 s). Po ošetření H2O2 došlo k významnému (až 14násobnému) nárůstu BAL pro vnitřní struktury zubu ve srovnání s bazální intenzitou endogenně produkované BAL. Aplikace TCEP (negativní kontrola) vedla k mírnému potlačení produkce BAL. Závěr: Výsledky této pilotní studie ukazují, že BAL může být produkována nejenom měkkými tkáněmi, ale i tvrdou zubní tkání. Získané výsledky by mohly být využity k výzkumu metabolické aktivity a reaktivity vnitřních i vnějších částí zubu, a to především v kontextu výzkumu oxidačněredukční homeostázy. Detekce BAL by také mohla být aplikována pro vývoj nových zobrazovacích technik.
Introduction: As a result of metabolic processes, the endogenous production of chemiluminescence occurs in living biological structures, which we also refer to as biological autochemiluminescence (BAL). The generation of BAL is closely connected with oxidation processes, the formation of free radicals, and in general the redox homeostasis of the investigated biological material. BAL has previously been studied in mammalian cells and tissues. So far, however, this phenomenon has not been described in dental tissue structures. In addition to endogenously generated BAL, BAL can be exogenously induced by physical (UV radiation, mechanical damage, heat), chemical (oxidizing agents, e.g. H2O2) or biotic (pathogens) factors. Methods: Endogenously and exogenously induced BAL were investigated on the surface and internal structures of semi-impacted and impacted third molars, which were indicated for extraction by a dentist due to their inappropriate placement in the jaw in two patients (a 21-year-old woman and a 22-year-old man). BAL detection was performed with samples after dental plaque was mechanically removed with a rotating brush. Using a piezosurgery unit with a saw headpiece, longitudinal sections were made to reveal all internal parts of the tooth. The samples prepared in this way – the entire internal section and the external part of the entire tooth – were subjected to BAL detection in a dark chamber using H7360-01 PMT photomultiplier. Subsequently, the samples were treated with a solution of the oxidizing agent 3% H2O2 or the reducing agent 10 mM TCEP (tris(carboxyethyl)phosphine). Results: Both tooth samples were shown to produce BAL. Endogenous chemiluminescence production was observed in the internal structures of the tooth (18,600 counts/600 s), which was 2.7-fold higher than the BAL detected on the tooth outer surfaces (6,900 counts/600 s). After H2O2 treatment, there was a significant (up to 14-fold) increase in BAL for internal tooth structures compared to the basal intensity of endogenously produced BAL. The application of TCEP (negative control) resulted in a residual suppression of BAL production. Conclusion: The results of this pilot study show that BAL can be produced not only by soft tissues but also by hard dental tissue. The obtained results could be used for further research of the metabolic activity and reactivity of the inner and outer parts of the tooth, especially in the context of redox biology research. BAL detection could also be applied in the development of new imaging techniques.
Development of dentition is a commonly studied process as a representative of the development of ectodermal derivates. A key step is the formation of a signaling center called the enamel knot (EK), which organizes tooth crown formation. In the mouse lower jaw, the anterior part of the tooth-forming region undergoes a series of complex events before the first molar primary EK can form more posteriorly and the tooth can progress through the cap stage. Although much is known about the molecular factors involved in tooth development, disentangling their specific roles is difficult. In this study, we circumvented this problem by isolating the posterior part of the tooth-forming region at embryonic day 13.5 and cultivating it in vitro. By treating them with molecules activating or inhibiting Sonic hedgehog (Shh) and fibroblast growth factor (Fgf) pathways, we demonstrate that Shh plays the role of an inhibitor of EK formation, and we suggest that the FGF pathways may have both positive and negative roles, as seen in hair. By RNA-sequencing of the cultivated isolates after 0, 16, or 24 h in vitro, respectively, we screened for genes whose expression varies with EK and cap formation and pointed to Cdkn2b and Sema3b as 2 promising candidates in this process.
- MeSH
- fibroblastové růstové faktory fyziologie MeSH
- moláry embryologie MeSH
- myši MeSH
- odontogeneze * fyziologie genetika MeSH
- proteiny hedgehog fyziologie metabolismus MeSH
- signální transdukce MeSH
- vývojová regulace genové exprese MeSH
- zubní korunka (anatomie) * embryologie MeSH
- zubní sklovina * embryologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Úvod a cíl: V případě ztráty zubu u dospělého pacienta lze volit mezi dentálním implantátem a autotransplantací zubu s ukončeným vývojem kořene. Cílem této kazuistiky je prezentovat osobní zkušenosti pacienta, který podstoupil náhradu dvou zubů – jednoho pomocí dentálního implantátu a druhého autotransplantací třetího moláru. Popis případu: Pacient ve věku 49 let byl odeslán na specializované pracoviště k posouzení náhrady zubů 15 a 17. Hlavním problémem pacienta byla ztráta mastikační funkce po extrakci čtyř zubů na pravé straně. Vyšetření odhalilo, že zub 38 je indikován k extrakci, a proto byla pacientovi nabídnuta možnost nahradit zub 17 autotransplantací zubu 28, která byla provedena. Zub 15 byl nahrazen implantátem. Transplantovaný zub vyžadoval ošetření kořenových kanálků a následně byla doporučena protetická úprava jeho korunky. Výsledky hlášené pacientem, které byly zaznamenány prostřednictvím dotazníku, ukázaly, že byl spokojen s výsledky v obou případech. Autotransplantát poskytl rychlejší funkční rehabilitaci, ale byl spojen s vyšším počtem návštěv kvůli nutnosti ošetření kořenových kanálků. Závěr: Při plánování individualizovaného léčebného plánu je nezbytné zohlednit očekávání a hlavní obtíže pacienta. Autotransplantace zubu je možností náhrady při zohlednění všech nutných kroků, pokud je k dispozici vhodný donor. Dentální implantát je preferovanou volbou v případě dostatečné nabídky kosti.
Introduction and aim: For tooth loss in adult patients, treatment options include dental implants and autotransplantation of a tooth with complete root formation. This case report presents a patient’s experience undergoing both treatments – one tooth replaced with a dental implant and another with an autotransplanted third molar. Case description: A 49-year-old patient, concerned about masticatory function loss after the extraction of four teeth on the right side, was referred for evaluation. Examination indicated that tooth 38 required extraction, offering the opportunity to replace tooth 17 with an autotransplanted tooth 28. Tooth 15 was replaced with a dental implant. The transplanted tooth required root canal treatment (RCT) and prosthetic crown modification. Patient-reported outcomes, acquired through a questionnaire, showed satisfaction with both procedures. The autotransplant allowed for a quicker functional recovery but involved more visits due to the necessity of RCT. Conclusion: Individualized treatment planning must consider patient expectations and primary concerns. Autotransplantation is viable when a suitable donor tooth is available, but one must consider all steps including RCT and potential prosthodontic reconstruction. Dental implants are preferred when bone availability is sufficient.
- MeSH
- extrakce zubů metody MeSH
- fixní ortodontický aparát MeSH
- kefalometrie metody MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mladý dospělý MeSH
- moláry abnormality diagnostické zobrazování MeSH
- otevřený skus * diagnostické zobrazování diagnóza terapie MeSH
- posun zubů * klasifikace ošetřování MeSH
- retrospektivní studie MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mladý dospělý MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
Cílem článku je podělit se o naše zkušenosti se zhotovováním 3D modelů autotransplantovaných zubů a jejich vlastním použitím při výkonu. Zhotovení 3D repliky zubu pro chirurgické využití má tři fáze: tvorba virtuálního modelu repliky, výroba pomocí 3D tiskárny a sterilizace. Na naše oddělení byla doporučena 37letá zdravá pacientka k návrhu řešení stavu zubů ve II. kvadrantu. Po posouzení klinického stavu, zhodnocení CBCT (cone beam computed tomography) a po domluvě s pacientkou jsme se rozhodli pro extrakce zubů 26, 27 a následně autotransplantaci zubu 28 do místa 26. Na základě dat z CBCT jsme vytvořili dva 3D modely autotransplantovaného zubu a provedli jejich sterilizaci. Po extrakci zubů 26 a 27 jsme extrakční ránu 26 upravili za pomoci vytvořených 3D modelů a provedli autotransplantaci, přičemž extraalveorální čas zubu 28 byl pouze 21 vteřin. Hojení proběhlo bez komplikací a pacientka je s výsledkem spokojená. Autotransplantace je jednou z možností volby při řešení ageneze nebo ztráty zubu. Využití 3D modelu při operačním zákroku vede k výraznému zkrácení extraalveolárního času autotransplantátu a ke snížení nebezpečí poškození buněk periodontálního ligamenta opakovaným vkládáním autotransplantátu do připravované štoly.
The aim of this study is to show the experience with autotransplanted 3D model development and its use during surgery. The development of a 3D model has undergone three phases: building the virtual model, 3D printing and finally sterilisation. A 37-year-old female patient was recommended to our department for treatment of the 2nd quadrant. After planning the extraction of 26, 27 and consequently autotransplantation of tooth 28 was decided. According to CBCT data, two 3D models of the autotransplanted tooth were built and plasma sterilisation was done. After extraction of 26 and 27, a tooth cavity was prepared for the 3D model phantom and the autotransplantation was finished; extra alveolar time of tooth 28 was only 21 seconds. Healing period had no adverse problems and the patient was very satisfied with the result. Autotransplantation is one of the possible choices when treating malformation or tooth loss. The use of a 3D phantom during surgery leads to shortening of surgery time, thus lowering the risk of periodontal tissue damage by repeated testing of the right size of the tooth position and size.
- MeSH
- 3D tisk * MeSH
- autologní štěp klasifikace transplantace MeSH
- autologní transplantace * metody MeSH
- dospělí MeSH
- extrakce zubů metody MeSH
- lidé MeSH
- moláry transplantace MeSH
- počítačová tomografie s kuželovým svazkem metody MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
OBJECTIVES: This study presents biological affinities between the last hunter-fisher-gatherers and first food-producing societies from the Nile Valley. We investigate odontometric and dental tissue proportion changes between these populations from the Middle Nile Valley and acknowledge the biological processes behind them. MATERIALS AND METHODS: Dental remains of 329 individuals from Nubia and Central Sudan that date from the Late Pleistocene to the mid-Holocene are studied. Using 3D imaging techniques, we investigated outer and inner metric aspects of upper central incisors, and first and second upper molars. RESULTS: Late Paleolithic and Mesolithic foragers display homogeneous crown dimensions, dental tissue proportions, and enamel thickness distribution. This contrasts with Neolithic trends for significant differences from earlier samples on inner and outer aspects. Finally, within the Neolithic sample differences are found between Nubian and Central Sudanese sites. DISCUSSION: Substantial dental variation appears to have occurred around 6000 bce in the Nile Valley, coinciding with the emergence of food-producing societies in the region. Archeological and biological records suggest little differences in dietary habits and dental health during this transition. Furthermore, the substantial variations identified here would have happened in an extremely short time, a few centuries at most. This does not support in situ diet-related adaptation. Rather, we suggest these data are consistent with some level of population discontinuity between the Mesolithic and Neolithic samples considered here. Complex settlement processes could also explain the differences between Nubia and Central Sudan, and with previous results based on nonmetric traits.
- MeSH
- dějiny starověku MeSH
- dieta dějiny MeSH
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- moláry anatomie a histologie MeSH
- paleodontologie * MeSH
- řezáky anatomie a histologie MeSH
- zuby anatomie a histologie chemie MeSH
- Check Tag
- dějiny starověku MeSH
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- historické články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- Geografické názvy
- Súdán MeSH
