Atomic-force microscopy in studyng hard tissues of orofacial area

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To study the use of atomic-force microscopy for morphological diagnosis of a bone tissue and hard tooth tissue pathology. Methods. Dental occlusion, enamel crowns and bony tooth sockets shape and size, as well as embrasures’ size and their depth, and crown height were estimated by the means of atomic-force microscopy. 30 teeth and bony fragments removed due to blunt maxillofacial trauma with signs of connective tissue hypermobility and 27 removed teeth and bony fragments from the control group were analyzed. Results. Abnormal collagen structure in hypermobility syndrome was associated with the increase of inter-fiber space to 98 nm and decrease of mineral matrix content in the bone. Enamel crowns shape and size alterations [(5.5±0.3)×(5.4±0.1) μm] as well as inter-crown space increase to 1.5±0.1 μm were found out. At the bone tissue analysis, the main distinctive feature between the control group and the patients with hypermobility syndrome was the presence of cystic lesions in the hypermobility syndrome group, accompanied by change of bone mineral structures disposition, trabeculae formation and changes of bone mineral density. In patients with hypermobility syndrome low mineralization of hydroxyapatite crystal structure, changes in spatial crystal structure as well as organic matrix disposition, all leading to enamel structure malformation due to change of interrelation between enamel organic and mineral components which is not typical for that certain period of teeth ontogenesis were found at enamel examination. Thus, in patients with connective tissue hypermobility signs of bone and enamel mineralization and structure change were found. Conclusion. The use of atomic-force microscopy allows to study the native cell cultures, including bone and hard tooth tissues, that can be used as a basis to diagnose connective tissue hypermobility as well as for identification of personality.

About the authors

S N Moskovskiy

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

Email: moscow-55@mail.ru

A S Korshunov

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

I L Shestel

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

V P Konev

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

M A Hamov

Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia

S O Markovskyi

Municipal Clinical Hospital №11,Omsk, Russia

References

  1. Cadet E.R., Gafni R.I., McCarthy E.F. et al. Mechanisms responsible for longitudinal growth of the cortex: coalescence of trabecular bone into cortical bone // J. Bone Jt. Surg. Am. - 2003. - Vol. 85. - Р. 39-48.
  2. Chiego D.J. The early distribution and possible role of nerves during odontogenesis // Int. J. Develop. Biol. - 1995. - Vol. 39, N 1. - P. 191-194.
  3. Gao H.J., Ji B.H., Jager I.L. et al. Materials become insensitive to flaws at nanoscale: lessons from nature // PNAS. - 2003. - Vol. 100. - Р. 597-600.
  4. Gutsmann T., Fantner G.E., Venturoni M. et al. Evidence that collagen fibrils in tendons are inhomogeneously structured in a tubelike manner // Biophys. J. - 2003. - Vol. 84. - P. 93-103.
  5. Katz E.P., Li S. Structure and function of collagen fibrils // J. Mol. Biol. - 1973. - Vol. 80. - P. 1- 15.
  6. Lees S. Mineralization of type I collagen // Biophys. J. - 2003. - Vol. 85, N 20. - P. 4-7.
  7. Ng L., Grodzinsky A.J., Patwari P. et al. Individual cartilage aggrecan macromolecules and their constituent glycosaminoglycans visualized via atomic force microscopy // J. Struct. Biol. - 2003. - Vol. 143, N 2. - Р. 42-57.
  8. Roschger P., Gupta H.S., Berzanovich A. et al. Constant mineralization density distribution in cancellous human bone // Bone. - 2003. - Vol. 32, N 3. - Р. 16-23.
  9. Rubin M.A., Jasiuk L., Taylor J. et al. TEM analysis of the nanostructure of normal and osteoporotic human trabecular bone // Bone. - 2003. - Vol. 33, N 3. - Р. 270-282.
  10. Venturoni M., Gutsmann T., Fantner G.E. et al. Investigations into the polymorphism of rat tail tendon fibrils using atomic force microscopy // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2003. - Vol. 30, N 50. - Р. 8-13.
  11. Tong W., Glimcher M.J., Katz J.L. et al. Size and shape of mineralites in young bovine bone measured by atomic force microscopy // Calcif. Tissue Int. - 2003. - Vol. 75, N 59. - Р. 2-8.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

© 2012 Moskovskiy S.N., Korshunov A.S., Shestel I.L., Konev V.P., Hamov M.A., Markovskyi S.O.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».