冷光漂白对牙釉质影响的实验研究

陈曦 董青 王琳

自1884年Harlan首次发表了将过氧化氢(H2O2)用于牙齿漂白的实例报告［1］后，临床上陆续出现了多种利用过氧化物漂白牙齿的方法和技术，如：加热漂白、激光漂白、牙齿漂白条、漂白凝胶等，大大推动了漂白技术的发展。冷光漂白技术是近年来应用于临床治疗变色牙齿最常见的漂白方法，其在光源和药剂上都作了改进，能够隔除一切有害的紫外线与红外线，将过氧化氢和直径20 nm的二氧化硅等为主体的漂白剂，透过牙釉质和牙本质小管与沉积在牙齿表面及深层的色素产生氧化还原反应，从而达到牙齿漂白的目的，其漂白疗效得到了广泛的认可［2-4］。随着冷光漂白技术在临床上应用的逐渐增多，关于漂白剂是否会造成牙釉质表面形态改变的问题受到了学者们的广泛关注。尽管有很多关于各种浓度的过氧化氢和过氧化脲在漂白方面的研究，如漂白效果［5，6］、漂白后牙齿表面显微硬度［7，8］、牙表面粗糙度［9］、对修复体的形态色泽及微渗漏等的影响［10-12］的研究，但目前关于冷光漂白技术对牙釉质表面的形态、成分、性能影响的深入研究罕见报道。本研究以离体牙为研究对象，采用冷光漂白技术，通过扫描电子显微镜和能谱分析检测方法，观察牙釉质表面形态变化、定量检测牙釉质表面矿物质成分，为临床应用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料与仪器 冷光美白剂套装(Beyond Tech公司，美国，主要有效成分为35%过氧化氢)，Beyond冷光美白仪(美国普洋科技公司)，扫描电镜(KYKY2800，中国科学院科学仪器厂)，能谱分析仪(Vantage 4.0 thermo noran公司)，喷镀仪(ID-3型，日本，EIKO公司 )

1.2 实验标本与分组 选择近期因正畸治疗需要拔除的前磨牙，经体视显微镜(10×)观察挑选出无龋坏、无明显釉质裂纹及牙釉质发育缺陷［8］的前磨牙10颗，去除牙齿表面软组织和牙石，在室温下置于蒸馏水中备用［13］。每周更换蒸馏水以防细菌滋生繁殖。实验前水冷却下用低速涡轮机、橡皮杯、抛光砂将牙釉质表面抛光，达到无菌斑及其它外源性色素附着，用高速涡轮机和金刚砂片去除牙根，将牙冠纵向分成2份。其中近中颊侧为空白对照组(A组)、远中颊侧为冷光漂白组(B组)，每组10个样本。

1.3 实验方法和步骤 A组置于蒸馏水中，不做任何处理;B组用指甲油将实验用牙的牙本质面以及边缘封闭，待其自然干燥。将调拌好的硬石膏置放于玻璃板上，即刻将实验牙平放入硬石膏中，封闭牙本质面和边缘(包括指甲油封闭区)，暴露实验用的釉质面。待硬石膏凝固后(约30 min)，将漂白凝胶均匀地涂布于实验牙齿表面，涂抹厚度约为2～3 mm。调整冷光美白仪角度，尽量靠近实验牙，并使灯头与牙齿表面呈90度垂直，按下开始键，开始第一个8 min的疗程，结束后机器自动停止，用强吸管吸掉牙齿表面的漂白剂。第二次涂抹漂白凝胶，继续下一个8 min的疗程，总共3个疗程，最后用流动的蒸馏水将残余漂白剂彻底清洗干净，压缩空气吹干牙面，从硬石膏中取出样本，独立分装在包埋盒中。

1.4 扫描电镜、能谱分析标本制备 2组样本置于包埋盒中，70%、80%、95%、100%的梯度乙醇脱水，各15 min后取出，自然风干。喷镀金膜，常规方法制作SEM观察标本，在500倍和2 000倍下观察釉质表面形态;采用能谱分析仪检测2组样本牙釉质表面钙、磷元素含量，定量分析其钙、磷元素含量，并计算钙/磷值。

2 结果

2.1 不同处理组釉质表面超微结构扫描电镜观察结果 扫描电镜观察：A组样本见牙釉质表面较光滑，具有正常牙釉质形态结构(图1①、②)，①和②分别为500倍和2 000倍扫描电镜下观察的照片，从图片中可见牙釉质表面较光滑，无脱矿溶解现象，具有正常牙釉质表面的形态和结构;B组牙釉质表面出现不规则脱矿溶融，形成大小不均的孔隙，呈粗糙蜂窝状(图1③、④);图1③、④分别为500倍和2 000倍扫描电镜下观察的照片，该组牙釉质表面形态与A组相差较大，釉质表面出现不规则的脱矿溶融现象，部分区域形成了大小不均的孔隙，釉质表面粗糙，呈蜂窝状。见图1。

图1 不同处理釉质表面超微结构扫描电镜观察结果

2.2 牙釉质表面矿物质含量的能谱分析 A组钙元素含量(摩尔百分比)为63.7±1.8，B组钙元素含量(摩尔百分比)为62.1±1.7，2组钙元素含量比较差异无统计学意义(P＞0.05);A组磷元素含量(摩尔百分比)为31.1±1.7，B组磷元素含量(摩尔百分比)为31.1±0.8，2组磷元素含量比较差异无统计学意义(P ＞0.05);A组钙/磷值为2.05±0.16，B组钙/磷值为2.00±0.96，2组钙/磷值比较差异无统计学意义(P ＞0.05)。见表1。

表1 牙釉质表面矿物质含量的能谱分析±s

表1 牙釉质表面矿物质含量的能谱分析±s

注：与C组比较，*P ＜0.05

B组 62.1±1.7 31.1±0.8 2.00±0.96*C组66.1±3.2 31.2±0.7 2.12±0.07

3 讨论

正常牙齿为有光泽的黄白色。日常生活中，由于全身或局部因素的影响，常常导致牙齿颜色或色泽发生改变，不同程度影响了牙齿的美观。牙齿变色分为外源性着色和内源性着色，外源性着色是牙齿外表着色，主要指由于药物、食物、饮料中的色素沉积在牙齿或修复体表面引起的着色。对于外源性着色牙的治疗方法相对简单，一般通过洁治等方法消除外部因素后，都能使牙齿颜色还原。内源性着色主要是由牙齿本身的内部因素引起的，如牙髓坏死、四环素牙、氟斑牙等，这些常常和全身性疾病相关，牙齿在胚胎时期变色就开始发生，且在牙本质层，因此治疗较外源性着色牙复杂，而且目前临床上的治疗主要是针对内源性着色的牙列。

冷光漂白是近年来新兴的一种诊室漂白方法，它以治疗时间短、漂白效果好、不良反应小等优势，受到医生与患者的青睐。Beyond冷光牙齿漂白系统包括冷光美白仪和美白剂套装。漂白剂的主要成分为过氧化氢、直径在20 nm以内的二氧化硅、氟、氧化钙、过氧化锰、氧化镁、三氧化二铁及甲基纤维等。其原理是将波长介于480～520 nm的高强度蓝光，经由12 000多根总长超过1 km的光纤传导，再通过两片经30多次镀膜处理的光学镜片，隔除一切有害的紫外线与红外线，将漂白药物在最短的时间内使之通过牙釉质和牙本质小管与沉积在牙齿表面及深层的色素产生氧化还原作用来实现的。过氧化氢是一种强氧化剂，发生反应后释放出新生态氧或漂白效果更佳的超氧化物自由基，它可将包含色原体的长链分子分解为短链分子，将深色的碳环或双碳环化合物转换成简单的化合物，一般长链分子呈现深色调，而短链的化合物呈现浅色调，故而可以使着色牙齿颜色变浅，达到脱色效果［14］。

虽然漂白治疗能对牙釉质和牙本质中的有色物质进行置换从而达到脱色漂白的效果，但强氧化剂对牙体硬组织的其他影响也不容忽视。Faunce等［15，16］研究发现高浓度的漂白剂，漂白后釉质表面脱矿、孔隙率增加、粗糙度增加，钙磷比值降低。另有研究表明，用浓度为30%～35%的过氧化氢漂白牙齿后在SEM下观察到釉质表面呈多孔状，向下约30～40μm晶体失去紧密排列结构，釉柱及柱鞘结构消失。Spalding等［17］亦通过研究发现，冷光漂白后的牙釉质表面出现不规则的脱矿溶融，抛光划痕消失，形成大小不均的孔隙，釉面表面剥脱、高低不平，呈粗糙风化岩状。

牙釉质是一类由羟基磷灰石、水和少量有机物组成的多孔性固体，按重量计算，无机物占96% ～97%。釉质的无机物成分几乎全部由含钙、磷离子的磷灰石晶体和少量的其他磷酸盐晶体等组成。有文献指出正常恒牙釉质的钙、磷浓度与釉质的硬度呈正相关。牙本质发育不全牙的羟磷灰石晶体大小正常，而钙含量明显低于正常牙。牙体硬组织钙的含量与其矿化度密切相关，故钙的含量可被认为是牙体硬组织矿化程度的标志之一，钙/磷比值的测定是目前确定牙体硬组织是否脱矿的常用方法［18］。因此本次实验采用扫描电镜观察漂白前后牙釉质表面形态的变化，并采用能谱分析的测定方法定量检测漂白前后牙釉质矿物质含量的变化。

本研究扫描电镜观察发现冷光漂白治疗后部分标本牙釉质表面出现不规则的脱矿溶融，形成大小不均的孔隙，呈粗糙蜂窝状，为进一步探究其脱矿程度我们采用能谱分析仪检测矿物质含量情况，发现牙釉质表面钙、磷元素含量及钙/磷比值虽有轻度下降，但同空白对照组比较差异无统计学意义，因此冷光漂白治疗法虽可造成牙釉质的轻度脱矿，仍为一种较安全的漂白方法。这一研究结果与其他学者研究结果一致。

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