钟摆式小圆头电动牙刷在家庭口腔护理应用中的有效性和安全性的综述

李 刚

(空军军医大学口腔医学院口腔预防医学教研室,陕西 西安 710032)

1 前言

口腔疾病是全球最普遍的疾病之一，对人类造成严重的健康和经济负担。作为一个世界性的公共卫生问题，口腔疾病在许多低收入人群中的发病率不断上升，治疗口腔疾病的费用给家庭和医疗系统带来了巨大的经济负担[1]。《柳叶刀》杂志公布的全球疾病负担研究的数据[2]显示，1990～2016年各个疾病的全球患病率统计结果以恒牙龋齿患病率最高，全球发病率统计恒牙龋齿发病率为第二位，仅次于上呼吸道感染；同时乳牙龋齿发病率为第五位，牙周疾病发病率在全球患病率统计中位列第十一位，且增幅迅速。中国民众的口腔疾病问题也不容忽视。全国第四次口腔健康流行病学调查报告显示[3]，2015年中国5岁儿童龋患率为70.9%，12岁儿童龋患率为34.5%，与十年前相比分别上升了5.8%和7.8%。中年人牙周健康问题不容乐观，在35～44岁居民中，牙石检出率为96.7%，牙龈出血检出率为87.4%，与十年前相比，上升了10.1%。调查显示[3]中国居民日常口腔保健意识也有待加强，5岁和12岁儿童每天两次刷牙率分别为24.1%、31.9%，而成年人每天两次刷牙率仅为36.1%。

龋病和牙周病均是在以细菌为主的多种因素作用下，牙齿硬组织和牙龈软组织发生的慢性、进行性破坏的疾病，去除牙菌斑对维持口腔健康起到关键作用。刷牙作为日常口腔护理的首要方式，却被大众忽视，其实口腔健康并非以治疗为主，而是以“预防”为先。如果对口腔进行科学地清洁、护理，或者在龋病、牙周病发生早期就及时进行干预，不但能提高治疗效果，更可以节省大量医疗费用。

日常家庭口腔护理通过清除牙菌斑，在预防龋齿和牙周疾病，进而保持口腔健康中起着重要作用。刷牙作为家庭口腔护理最主要的一环，其效果主要由牙刷的设计、刷牙技巧、刷牙的频率以及刷牙时间的长短等因素共同决定[4]。然而除刷牙频率不足[3]，普通人群刷牙时还主要存在以下问题。

①时间不足。研究发现[5]，人群手动刷牙的平均刷牙时间不足1分钟，而完成一套标准的改良巴氏刷牙法需要3分钟。

②菌斑清除率不高。Slot等人的系统回顾发现[6]，普通人手动牙刷菌斑清除率不理想，刷牙1分钟的菌斑清除率为27%，两分钟的菌斑清除率为41%。

③忽略重点区域。由于牙齿形状各异且复杂，部分区域易被忽略，菌斑、软垢、牙结石、色素等常见堆积于牙龈边缘、磨牙区、上前牙腭侧及下前牙舌侧等部位[7,8]。

④刷牙技巧或方式错误。若刷牙技巧掌握不好或技巧错误，除了会导致口腔清洁不到位，也会导致口腔软硬组织的损伤。大力横刷是牙齿楔状缺损及牙龈退缩的常见原因之一[9]。

随着现代科技的发展，电动牙刷近年来被越来越多的人使用然而大众对如何挑选电动牙刷仍存在疑惑，主要体现在对电动牙刷的清洁功效不了解，对电动牙刷的安全性认知也存在一些误区。本研究的目的是探讨钟摆式运动(OR)电动牙刷有效性和安全性的设计因素以及分析评价其在不同人群中使用的有效性和安全性证据。

2 电动牙刷的设计

针对于普通人在刷牙时存在的问题，OR电动牙刷引入了一些关键设计，旨在帮助使用者达到有效的口腔清洁，确保口腔软硬组织的安全性，并辅助形成更好的刷牙习惯，以实现良好的口腔健康。

2.1 圆形小刷头

OR电动牙刷最具特征的设计即为小的、圆形的刷头。由于人类的牙齿呈类圆形体，且牙龈边缘形态呈扇贝样圆弧形，这种刷头形状能较全面包裹牙齿，并适应牙龈边缘形态，对牙齿表面、窝沟点隙、牙龈边缘，尤其是舌侧进行高效的包裹和清洁。

2.2 刷毛磨圆率

刷毛的材质以及刷毛尖端的形态，被认为与刷牙的效果以及牙刷对软硬组织的安全性相关[10]。国家标准委员会对刷毛磨圆率也有着明确的要求，即一支合格的牙刷或电动牙刷，平形毛型牙刷刷毛磨圆率须大于等于60%，异性毛型牙刷刷毛磨圆率须大于等于40%。

2.3 高频钟摆式运动(oscillating-rotating)

OR电动牙刷由于其独特的圆形刷头和马达轴承设计，在启动电源后，刷头呈类似钟摆运动的左右转动，摆动角度在15°～55°，频率在5000～18000次/min之间。部分高端的OR电动牙刷还在此基础上加入了沿着刷毛长轴方向20000～40000/min的脉冲振动[11]。而全新技术的OR电动牙刷实现了沿刷毛长轴的微振动[12]。这样的传动设计和刷头运动方式使得OR电动牙刷在放到牙齿上时，刷毛沿着牙龈边缘进行前后小幅度颤动，这与改良巴氏刷牙法的水平颤动拂刷的动作类似。

2.4 压力感应系统

目前，部分中高端的电动牙刷中会带有压力感应装置。当感应装置检测到力量大于一定值时，电动牙刷的运动幅度和频率会减少，同时部分带有视觉反馈系统的电动牙刷会闪烁红灯，提示压力过大。更高端的OR电动牙刷甚至带有双重压力感应系统，可以视觉提示刷牙力度是过小，处于合适的区间，或者压力过大。有研究表明，93%的使用者在使用了带有视觉压力感应反馈系统的电动牙刷的一个月内，改善了原本压力过大的习惯[13]。

2.5 计时功能

菌斑清除率和刷牙时间呈正相关[14]，但普通人平均刷牙时间不足，这可能与依从性低以及/或对刷牙时间的感知计算不准确相关。针对这样的情况，部分电动牙刷引入了计时装置。每30秒及两分钟时提醒使用者。这样的设计也被证明，使用者有效延长了刷牙时间，提升了每次刷牙到2min的刷牙意愿[15]。

2.6 AI监测

AI以及智能手机等技术近年来迅猛发展，这也蔓延到了电动牙刷的领域，来帮助提升使用者的刷牙效果。部分电动牙刷可以连接手机应用软件，，实现刷牙监测，括对刷牙的覆盖区域，刷牙压力的大小，进行长期记录和跟踪。这让使用者能够详细了解每次刷牙的情况，并针对需要特别关注的区域或刷牙习惯进行改善提高[16]。AI监测或许在未来也能为牙医提供患者的更多信息，针对患者的口腔状况和行为做出个性化的指导，以帮助使用者达到更佳的口腔健康状况。

3 OR电动牙刷应用中的有效性和安全性

基于良好的设计，电动牙刷应能实现良好的菌斑清除率，减少牙龈炎并促进牙龈健康。多个临床随机对照试验发现，相对于手动牙刷，OR电动牙刷能够更有效去除全口牙菌斑，减少牙龈出血位点。Cochrane协作组[17]发表的一项涉及3855例研究对象的42项临床试验进行的独立系统评价的结果显示，钟摆式运动电动牙刷去除菌斑和减低牙龈炎的效果在短期内明显优于手动牙刷，并在3个月以上的研究中表现出牙龈炎指数降低。Cochrane协作网于2014年发表的系统评价也显示，与手动牙刷相比，OR电动牙刷技术能更有效减少牙菌斑和牙龈炎，且不管短期还是长期，结果都是如此[18]。

相对于其他技术的电动牙刷，OR电动牙刷也被证明有更好的清洁率和牙龈健康维护效果。Goyal C等[19]进行了为期6个月的研究比较了带有微振动的智能连接钟摆式运动牙刷与市面上销售的智能连接声波电动牙刷在减少牙龈炎和牙菌斑方面的效果。结果显示在第一天单次使用后，钟摆式运动牙刷的牙菌斑去除率即显著高于声波牙刷；在第24周，钟摆式运动牙刷组的受试者从“不健康”状态转变为“健康”状态的比例显著高于声波牙刷组(96.4%比81.8%)。一篇涵盖17项研究、近1400位受试者的系统评价和荟萃分析发现，与左右摆动的声波牙刷相比，OR电动牙刷能更有效去除牙菌斑和减少牙龈炎[20]。

刷牙时，有些“难以清洁(hard-to-clean areas)”的区域常易被忽视[7,8]。而OR电动牙刷尤其对于难刷部位具有清洁优势。Grender J等[21]对包含462名受试者的6个临床试验的系统评价，在“难以清洁”的区域特定分析中发现，与声波电动牙刷或手动牙刷相比，钟摆式运动电动牙刷对难清洁区域的牙菌斑清洁率始终表现更优。相对于声波电动牙刷，钟摆式运动电动牙刷对舌侧菌斑的清除率总体更多18%～34%，其中舌侧近中面菌斑清除更多32%～49%，下颌舌侧和下颌舌侧前牙区菌斑清除更多32%和31%。与手动牙刷相比，钟摆式运动电动牙刷对舌侧菌斑的清除率总体更多31%～206%，在舌侧近中面菌斑清除更多29%～217%，在舌侧牙龈边缘区域菌斑清除更多67%～526%。

而在安全性方面，该技术类型电动牙刷比对照的美国牙医协会标准手动牙刷在体外试验中表现出更小的磨损，相对牙本质磨擦值(relative dentine abrasivitv，RDA)分别为l6和100[22]。临床试验也证明了钟摆式运动牙刷的安全性。Sicilia A等[23]发现，带有压力控制系统的钟摆式运动电动牙刷能够减少六成左右的刷牙力度，令牙龈炎与牙龈出血的发生频率下降62%。Dentino A等[24]比较的患者使用手动牙刷和OR电动牙刷的6个月临床研究结果表明,OR电动牙刷和手动牙刷组的牙龈萎缩和附着丧失无明显变化。数据显示，对有预先存在的牙龈萎缩或可能会造成的牙龈萎缩,使用钟摆式旋转电动牙刷和使用手动牙刷是一样安全的。这与系统评价的结果相一致[25]。

4 OR电动牙刷对不同需求人群的刷牙效果

除了普通人群，临床试验也证明OR电动牙刷可以有效并安全地运用于儿童、正畸人群、种植人群、牙周术后患者，以及部分残疾人群的日常口腔护理。

4.1 儿童和青少年

儿童时期是培养终生口腔卫生好习惯的最佳时期，做好学龄儿童的口腔保健，会对一生的口腔健康起到积极的作用。然而儿童手部神经肌肉发育尚未成熟，对刷牙等精细动作的掌握不足。有研究也发现[26]，即使从幼儿园至12岁接受定期的专业预防指导，在12岁时，儿童的刷牙的效果仍然欠佳，菌斑存在于50%的牙龈边缘测试位点，这与刷牙技巧和依从性不佳相关。除了教育、家长监督或帮助刷牙，电动牙刷或作为有效的工具，帮助儿童和青少年实现更好的菌斑清洁和提升依从性。Davidovich E等[27]对998名2.5～7岁儿童进行回顾性横断面研究评估发现,与手动牙刷使用者相比，钟摆式运动电动牙刷使用者牙菌斑、牙龈炎和龋齿更少，程度更轻。一项为期30天的随机、单盲、平行对照试验对儿童电动牙刷(Braun oral-B儿童电动牙刷-D10)和手动牙刷在普通人群儿童中的口腔硬组织和软组织安全性以及去除牙菌斑的效果进行了研究。结果显示，在电动牙刷组中，从第0天到第30天，全口牙菌斑(P<0.006)、颊面(P<0.0001)和前牙区(P<0.008)的平均菌斑指数在统计学上显著降低，但在手动牙刷组中没有显著区别。在第15天和第30天，电动牙刷组的平均全口菌斑减少大于手动牙刷组。同时在整个研究过程中，口腔软硬组织没有发现不良反应(P<0.05)[28]。

交互式OR电动牙刷也被证实可帮助青少年清除更多牙菌斑并提升刷牙的依从性。对60位青少年的随机对照试验发现在第二周时，电动牙刷的菌斑清除率相对于基线显著降低34%(P<0.001),手动牙刷组则没有明显变化(P=0.231)。对于重点护理区域，平均菌斑指数减少在交互式OR电动牙刷组中为38.1%，在手动牙刷组中为6.2%。另外交互式电动牙刷组的平均刷牙时间与基线相比增加了34s，而手动牙刷组的刷牙时间保持不变[15]。

4.2 正畸患者

正畸附件复杂对正畸患者彻底清洁口腔带来了挑战。学界对正畸过程中由于口腔卫生不良而出现的龋齿、牙龈炎等口腔疾病也多有研讨[29～31]。良好的口腔卫生对于正畸患者的口腔健康以及最终正畸效果至关重要。早在1998年，Clerehugh V[32]等人即对早期OR技术电动牙刷在固定正畸患者中的使用效果进行了随机对照研究，结果发现相对于手动组，电动牙刷组在第4周(P<0.001)和第8周(P=0.004)时的牙间龈出血均显著减少。德国更近期的两项针对青少年固定正畸患者的随机对照试验显示[33,34]，在使用两周后，交互式OR电动牙刷组相比较手动牙刷组的牙菌斑能更多的减少32%的牙菌斑；在使用6周后，OR电动牙刷组相对手动牙刷组的刷牙时间增加了67s，每天刷两次牙的积极性提高27%、刷牙时长大于2min的积极性提高20%，且没有发现不良反应。这表明OR电动牙刷可有效清除牙菌斑，帮助提升青少年正畸人群的刷牙积极性及依从性。

4.3 种植牙或植体支持式固定全口修复患者

有效且安全的口腔护理对于种植体及其周围组织的健康至关重要。一项队列研究[35]对100位进行美学区种植体修复的患者使用OR电动牙刷进行了一年的观察，并在基线，第3、6、12个月时对牙龈乳头出血指数，牙龈退缩和探诊深度进行了测量。试验发现，第3个月开始，各项指标即出现好转，并一直持续到试验结束。其中牙龈萎缩减少0.2mm,平均探诊深度减少0.3mm,而出血指数在12月时减少超过50%(P<0.001)。没有患者出现例如溃疡或脱皮等不良反应。随机试验也显示出一致结果。Vandekerckhove B.等[36]对100位植体支持式固定全口修复的患者进行了为期12个月的随机对照试验。在基线、3个月、6个月和12个月时测量沟出血指数、探测袋深度、牙周袋出血指数与牙龈退缩。结果显示，所有参数都有所改善。平均探诊深度从基线检查时的3.3mm下降到12个月时的3.0mm，牙龈退缩在12个月时平均减少0.1mm，且在研究过程中没有观察到牙龈溃疡等不良情况。另一项对80位种植患者进行的随机对照试验显示[37]，和手动牙刷对照组相比，OR电动牙刷组在天然牙位以及种植牙位，均能更有效减少牙菌斑的形成；试验结束时菌斑和牙龈探诊出血较基线显著降低(P<0.0001)。

4.4 牙龈退缩患者和牙周术后患者

牙龈退缩以及牙周术后患者对于牙刷的选择有更多顾虑，尤其关注牙刷对牙龈软组织长期的安全性和健康的影响。Dörfer CE等[38]做了一项为期3年的前瞻性、单盲、平行随机对照试验，来比较ADA推荐的手动牙刷和OR电动牙刷对已存在的牙龈萎缩的长期影响。结果显示在35±2个月后，两组之间的平均牙龈退缩没有显著差异，但与基线相比均显著减少，电动牙刷组从2.35±0.35mm降至1.90±0.58mm，手动牙刷组从2.26±0.31mm降至1.81±0.66mm。这意味着对于牙周术后的患者，长期使用OR电动牙刷相对于手动牙刷，与更少的牙周炎症和更好的牙龈边缘稳定性和促进伤口愈合相关。Acunzo R[39]等发现使用电动牙刷的牙龈粘膜整形手术后的患者牙根完全覆盖率显著高于手动牙刷(对照组，66.67%；测试组，96.67%)。而一项长达9年跟踪牙周术后患者的队列研究[40]，使用OR电动牙刷作为日常口腔护理的一部分有助于长期维护牙周手术的效果。

4.5 残疾人

残疾人作为特殊的群体，由于生理和心理的因素，口腔健康问题往往高发、严重而不易被重视[41]。电动牙刷对于手部灵活性受限、但能抓住刷柄并将牙刷放置在口中的残疾人可成为有效的辅助工具。临床研究发现，对于轻度智力障碍的儿童和青少年，使用OR电动牙刷在菌斑去除方面表现优于手动牙刷[41]。而对于视力受损的青少年，OR电动牙刷相对于手动牙刷也可以更有效减少牙菌斑和牙龈炎[42]。

5 钟摆式运动电动牙刷的全面创新

2020年，一种创新升级的钟摆式运动牙刷面世。最新的钟摆式运动电动牙刷在马达、压力感应、和刷头方面都有了全面创新，包括：线性磁驱动技术、双重压力感应灯、全新的刷头。由于线性磁驱动技术，最新钟摆式运动电动牙刷声音降低，刷头背部几乎不震动。配合全新设计的刷头，能量集中到刷毛尖端，并且实现了微振动，可以显著提高菌斑清除率。双重压力感应灯技术可以使刷牙力度在最适宜的压力范围内，既实现高效清洁率，又保证安全性[43]。临床试验显示，无论短期和长期，最新的钟摆式运动电动牙刷对比手动牙刷和声波电动牙刷，在菌斑清除率和牙龈恢复健康率方面，都显著更高。一项4期随机、单次使用、交叉的刷牙研究显示[44]，在健康成年人中，使用全新O-R电动牙刷的受试者与使用手动牙刷的受试者相比，牙菌斑检出率显著减少，且在颊侧和舌侧均表现出更好的菌斑清除均匀度及一致性。而在更长的试验周期中，无论是和手动牙刷还是和高端的声波电动牙刷相比，这种新型钟摆式运动电动牙刷在牙龈炎症减少方面也显著表现更优。在第8周时，使用新型OR电动牙刷组牙龈总体“健康”的受试者人数是手动组的3倍[45]；在为期6个月的试验中，和高端声波电动牙刷(53%)相比牙龈总体“健康”的受试者比例也显著更高(84%)[46]。

综上所述，普通人群刷牙时间、频率不足，菌斑清除效果欠佳，且常见大力刷牙和拉锯式横刷等错误刷牙技术，需要提升行为习惯或选择更有效的工具。而电动牙刷作为一直在积极探索人类健康领域的创新品类，配合“大健康”保健理念，不断推出高品质的个人健康护理产品，在刷头形状，刷毛设计，运动方式，压力感应，计时装置以及AI监控方面进行了全面创新。大量临床试验和系统评价也表明，钟摆式运动(Oscillating-Rotating)电动牙刷相对于声波电动牙刷以及手动牙刷，清洁效率更高，包括全口牙菌斑，尤其牙龈边缘和舌侧等难刷部位，清洁优势更加显著。对于口腔软硬组织，钟摆式运动(OR)电动牙刷与手动牙刷相比同样安全。对于正畸患者、种植患者、儿童、残疾等有特殊口腔护理需求的人群，也可以有效且安全地运用于其日常口腔护理。