牙本質(zhì)脫礦與再礦化的定量研究

牙本質(zhì)脫礦與再礦化的定量研究

在蟲損過程中，不僅會(huì)溶解晶體化，還會(huì)發(fā)生一些二次礦物。脫礦和再礦是一個(gè)交替的過程。通過再礦化治療可以修復(fù)早期釉質(zhì)齲。近年來不斷涌現(xiàn)新的再礦化藥物,包括木糖醇,中藥,酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸肽(CPP-ACP),臭氧等,對(duì)脫礦和再礦化水平進(jìn)行定量和定性的研究是評(píng)估再礦化藥物水平的必要手段。本文就評(píng)估脫礦與再礦化的實(shí)驗(yàn)室及臨床研究方法,及其優(yōu)缺點(diǎn)做一綜述。1實(shí)驗(yàn)室研究方法1.1礦物損失量測(cè)量方法在研究再礦化的實(shí)驗(yàn)中通常使用的是滴定分析法,即將釉質(zhì)塊或牙本質(zhì)塊經(jīng)酸溶液處理后,鈣或磷等無機(jī)物從樣本中溶出,根據(jù)滴定所消耗酸溶液的濃度和體積以及被測(cè)物與酸溶液之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系,求出鈣或磷等無機(jī)物的含量。再測(cè)量出暴露于測(cè)試液中樣本的面積,算出每單位面積的礦物損失量。這種方法理論上是定量測(cè)量牙齒硬組織脫礦與再礦化的一種很好的方法,但只能用于體外研究。1.2專用投資測(cè)量標(biāo)本的采集技術(shù)在早期齲損的脫礦和再礦化研究中,橫向顯微放射攝影(transversemicroradiography,TMR)被公認(rèn)為金標(biāo)準(zhǔn)。常用該方法來評(píng)估新的齲損診斷技術(shù)。其原理是將標(biāo)本制備成約100μm厚,測(cè)量牙片段對(duì)單色X線的吸收,與同時(shí)暴露的對(duì)照組相比較,通過測(cè)量標(biāo)本的吸光度,專用軟件根據(jù)標(biāo)本和梯形階梯影像的灰度級(jí)可自動(dòng)計(jì)算得到脫礦深度和脫礦量。但該方法也存在一些不可克服的缺點(diǎn):首先TMR是破壞性的,并且需要制備100μm的平滑的標(biāo)本以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性,耗時(shí)耗力。其次,由于對(duì)牙本質(zhì)標(biāo)本進(jìn)行空氣烘干的過程中常導(dǎo)致特征性的表面收縮,對(duì)于牙本質(zhì)齲損初始表面的定位可能會(huì)出現(xiàn)困難。相比之下,縱向顯微放射攝影(longitudinalmicroradiography,LMR)是非破壞性的,其使用的標(biāo)本可以是平行于牙齒自然表面切割而成的厚度為300～400μm的牙切片,也可以是自然牙齒表面。LMR與化學(xué)分析法的結(jié)果具有明顯的相關(guān)性,是決定牙齒組織礦物質(zhì)變化的可靠測(cè)量方法。并且不論牙釉質(zhì)或牙本質(zhì)脫礦與再礦化的研究均可采用該技術(shù)。在同一個(gè)標(biāo)本中,牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的礦物質(zhì)含量可被重復(fù)測(cè)定,這樣就能連續(xù)測(cè)定同一標(biāo)本在不同條件下的礦物質(zhì)含量變化。1.3快速、彈性原則該方法的應(yīng)用是基于具有非均質(zhì)性超顯微結(jié)構(gòu)的礦物質(zhì)或晶體都具有雙折射的特性。作為一種快速、破壞性技術(shù)廣泛用于定性研究齲損中礦物質(zhì)的分布。但該技術(shù)要求樣本切片必須經(jīng)不同媒體浸漬,對(duì)礦物含量僅能提供有限的資料,并且計(jì)算過程繁瑣,也不能改善對(duì)齲損深度的探測(cè),故不能獲得完全定量的結(jié)果。1.4離子和xps相結(jié)合的分析方法X線電子能譜法是一種表面分析方法,只能分析樣品表面約為3～5nm厚的元素含量與形態(tài),而不能分析樣品整體的成分。但當(dāng)利用離子作為剝離手段,利用XPS作為分析方法時(shí)便可實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品深層的分析。該方法分析速度快,靈敏度高,光譜解析簡單。在釉質(zhì)的再礦化實(shí)驗(yàn)中可通過XPS量化表面鈣、磷的相對(duì)含量從而評(píng)估再礦化結(jié)果。1.5表面顯微硬度MH是通過顯微壓痕技術(shù)測(cè)得釉質(zhì)表面硬度值的技術(shù)。其基本原理是通過特定的壓頭(常用的是Knoop壓頭),在一定壓力下壓迫待測(cè)物質(zhì)表面,然后用顯微方法測(cè)量壓痕的長度,計(jì)算出硬度值。目前用于研究的主要有2種:橫斷顯微硬度(cross-sectionalmicrohardness,CSMH)和表面顯微硬度(surfacemicrohardness,SMH)。早期脫礦是釉柱周邊溶解而致釉質(zhì)表面軟化,但表層下沒有病損,所以SMH是研究脫礦和再礦化運(yùn)用較廣泛的一種方法;在研究表層下病損的脫礦、再礦化的過程時(shí),則采用CSMH測(cè)量從表面到深部釉質(zhì)之間各處的硬度變化、脫礦范圍、嚴(yán)重程度及再礦化的量?？傊?dāng)用MH測(cè)量早期脫礦的釉質(zhì)時(shí),礦物質(zhì)含量的變化與硬度變化之間存在線性關(guān)系。但是由于牙本質(zhì)彈性回縮和干燥縮水的影響,可能會(huì)引起一些誤差,故CSMH很少用于牙本質(zhì),主要用于釉質(zhì)的研究。由于SMH不需要植被釉質(zhì)片斷,壓頭直接作用于脫礦表面,故不能用于表層已再礦化的齲損。1.6微觀結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能顯微硬度測(cè)量技術(shù)對(duì)釉質(zhì)的測(cè)量范圍為幾十個(gè)微米,而納米壓痕技術(shù)可以獲得幾個(gè)微米甚至更小區(qū)域的微觀結(jié)構(gòu)上的力學(xué)性能數(shù)據(jù),如此對(duì)早期釉質(zhì)脫礦探測(cè)的敏感性也提高了。有學(xué)者用該技術(shù)對(duì)體外釉質(zhì)表面的早期脫礦和再礦化的納米力學(xué)性能進(jìn)行研究,認(rèn)為采用納米壓痕技術(shù)合并AFM是對(duì)表層軟化釉質(zhì)的脫礦與再礦化進(jìn)行精確研究的有效手段。1.7x線顯微照相法CLSM可無損傷地對(duì)樣品作不同深度的層掃描和熒光強(qiáng)度測(cè)量,其分辨率比普通光學(xué)顯微鏡高,并且經(jīng)三維重建后能得到樣品的立體結(jié)構(gòu),被形象的稱為顯微CT。使用該方法測(cè)試標(biāo)本不需制成薄的切片,可以是牙切片,也可以是牙塊;其結(jié)果由專門的分析軟件分析處理,快捷方便。學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)microCT與X線顯微照相術(shù)都能夠察覺到相似的人工齲損等級(jí),并顯示microCT在體外研究齲損時(shí)可以替代TMR。在測(cè)量前需要對(duì)牙標(biāo)本進(jìn)行熒光染料浸染,使熒光標(biāo)記進(jìn)入脫礦空隙內(nèi),通過測(cè)得脫礦區(qū)的總熒光量和平均熒光量,了解脫礦情況。但是實(shí)際應(yīng)用上,CLSM測(cè)得參數(shù)與礦物含量的關(guān)系不像TMR測(cè)得參數(shù)那樣直接,故其應(yīng)用范圍仍不確切。1.8納米分辨率和依據(jù)該技術(shù)通過檢測(cè)樣品表面和微型力敏感元件之間的極微弱的原子間作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。AFM以其納米級(jí)分辨率獲得表面結(jié)構(gòu)信息,并能提供真正的三維表面圖。同時(shí),AFM不需要對(duì)釉質(zhì)表面做任何特殊處理。原子力顯微鏡在常壓下甚至在液體環(huán)境下也可良好工作,可以用來研究生物宏觀分子,甚至活的生物組織,因此,它被認(rèn)為是早期診斷牙釉質(zhì)侵蝕的一種很好的方法。但是AFM的成像范圍很小,速度慢,測(cè)量結(jié)果受探頭的影響大,應(yīng)用范圍有限。2臨床研究方法2.1x線片上透影片深度與組織學(xué)深度相關(guān)性分析有盡管X線片對(duì)診斷早期齲的價(jià)值有限,但其對(duì)人牙面隱蔽性齲的檢出仍具有一定意義;對(duì)于早期鄰面齲,用牙翼片診斷的齲損深度與組織學(xué)深度也有較好的相關(guān)性和一致性,說明X線片上透影區(qū)深度可以提示齲損的實(shí)際深度,臨床應(yīng)用牙翼片是具有一定可靠性的,同時(shí)減影放射照相技術(shù)也可提高鄰面齲的分辨率。數(shù)字成像技術(shù)的成熟以及計(jì)算機(jī)輔助分析的加入進(jìn)一步提高了診斷的客觀性。2.2牙的電阻值:或比色反應(yīng)時(shí),選擇牙電阻抗儀是目前較為理想的早期齲診斷方法之一,可以為研究齲病進(jìn)展提供定量數(shù)據(jù)。正常牙釉質(zhì)是電的不良導(dǎo)體,隨著牙齒脫礦程度加重,唾液滲入脫礦區(qū)微小孔隙中形成電流性傳導(dǎo)通路,使釉質(zhì)的電阻降低,電阻值的下降與脫礦程度成正比,因此通過測(cè)量牙齒表面至髓腔的電阻值可以判斷牙齒礦化情況。該方法的陽性診斷率明顯高于傳統(tǒng)的咬合片檢查,但陰性診斷的正確率卻偏低;同時(shí)應(yīng)用儀器進(jìn)行臨床診斷時(shí),可能會(huì)破壞牙齒的正常結(jié)構(gòu),導(dǎo)致不必要的治療;此外,釉質(zhì)的厚度、溫度等因素對(duì)檢查結(jié)果影響也較大,沒有統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)。2.3釉質(zhì)/灰合度測(cè)量釉質(zhì)患齲后,由于有機(jī)成分的增加,使該處的光學(xué)散射系數(shù)低于周圍正常釉質(zhì),使OCT圖像顯示為較周圍正常釉質(zhì)灰度高的白色影像,利用專業(yè)軟件測(cè)量圖像的灰度值便可定量測(cè)定齲損組織的脫礦程度并可進(jìn)行縱向監(jiān)測(cè)。有學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)通過OCT測(cè)得的結(jié)果和TMR測(cè)得的結(jié)果高度相關(guān),而且由于OCT結(jié)合了共焦、弱相干、光外差及掃描層析成像等技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),具有更高的探測(cè)靈敏度和分辨率,對(duì)早期釉質(zhì)脫礦檢測(cè)精確度高達(dá)98%。2.4熒光數(shù)值的改變DFLF利用半導(dǎo)體激光誘發(fā)牙體組織產(chǎn)生熒光。由于正常釉質(zhì)與患齲釉質(zhì)產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度存在差別,并且不同的齲損程度強(qiáng)度亦不同,故可通過熒光數(shù)值的改變定量分析牙釉質(zhì)脫礦程度。該技術(shù)敏感性高,對(duì)人無害,既可用于點(diǎn)隙齲也可用于光滑面齲,是良好的診斷早期釉質(zhì)齲的非創(chuàng)傷性方法。Shi等用DFLF系統(tǒng)和影像技術(shù)檢查76顆離體牙,結(jié)果顯示DFLF對(duì)窩溝齲的診斷準(zhǔn)確率明顯高于影像技術(shù),相比視覺檢查敏感度,DFLF系統(tǒng)的特異度更高,但激光熒光法對(duì)早期鄰面齲的敏感度有限。2.5補(bǔ)連斷法傳統(tǒng)視診法FOTI的應(yīng)用時(shí)基于病變牙體組織對(duì)光的散射作用比正常釉質(zhì)強(qiáng)而透過的光較正常硬組織少的原理。作為傳統(tǒng)視診方法的補(bǔ)充,該技術(shù)簡單,經(jīng)濟(jì),可靠性好,體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,此種方法用于診斷鄰面、咬合面及光滑面齲的靈敏度優(yōu)于傳統(tǒng)的放射線檢查。但FOTI對(duì)檢查人員要求較高,只能作為常規(guī)檢查的補(bǔ)充,在為減少放射線損傷或在不能拍攝X線片的情況下,才可代替X線片診斷。2.6qlf量化技術(shù)QLF是臨床上已被確認(rèn)的對(duì)早期齲損診斷和研究的可靠的光學(xué)技術(shù)。當(dāng)用藍(lán)綠氬離子激光光束(488nm)照射正常釉質(zhì)時(shí),在光譜的黃色區(qū)將會(huì)產(chǎn)生釉質(zhì)熒光;而當(dāng)牙釉質(zhì)脫礦時(shí),由于充滿唾液的多孔狀釉質(zhì)中光通道減少、熒光密度降低,因此脫礦區(qū)在激光照射下呈現(xiàn)暗區(qū)。利用齲損面積和齲損區(qū)平均熒光量改變數(shù)據(jù),便可量化評(píng)估脫礦情況。將QLF所得數(shù)據(jù)與TMR技術(shù)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行比較具有相關(guān)性,并且QLF所得結(jié)果具有有效性和可重復(fù)性,是一種無侵害性的、非破壞性的、臨床患者可以接受的技術(shù),故可以用于體內(nèi)縱向連續(xù)觀察脫礦和再礦化的變化情況,在評(píng)價(jià)光滑面病損脫礦再礦化方面具有其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。但仍有不足之處,QLF不能夠提供齲損的深度和程度等相關(guān)信息,而且盡管QLF對(duì)光滑面齲檢測(cè)較敏感,但其對(duì)發(fā)生率高的鄰面齲敏感度卻較低。3硬組織脫礦與再礦化的“金標(biāo)準(zhǔn)”綜上所述,新興技術(shù)方法的出現(xiàn)給脫礦與再礦化的研究帶來了更多選擇。其中,橫斷顯微照相(TMR)被認(rèn)為是最好的檢測(cè)方法,其對(duì)脫礦與再礦化定量測(cè)量更加直接,是目前體外研究牙體硬組織脫礦與再礦化的“金標(biāo)準(zhǔn)”。但是建立在單一