人上頜中切牙牙冠與牙周膜三維形態(tài)結(jié)構(gòu)的初步研究.pdf

1、人上頜中切牙位于牙弓的最前部，在切割食物、發(fā)音和面部美觀等方面發(fā)揮著重要作用，系統(tǒng)研究其牙冠內(nèi)部三維精細(xì)結(jié)構(gòu)和牙周膜受力狀態(tài)下改變，對(duì)于指導(dǎo)臨床牙體預(yù)備和修復(fù)體設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。以往文獻(xiàn)報(bào)道主要集中于對(duì)人牙外形的測(cè)量研究，例如利用手工測(cè)量方法對(duì)牙冠的長(zhǎng)度、寬度、冠根比等指標(biāo)進(jìn)行了報(bào)道，也有應(yīng)用牙齒磨片等破壞性測(cè)量方法對(duì)牙冠內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行相關(guān)研究的。然而受傳統(tǒng)測(cè)量方法的限制，上述研究?jī)H能反映某個(gè)牙冠斷面的牙體組織信息，不能任意測(cè)量

2、牙冠內(nèi)部各位置牙體組織的三維信息，也無(wú)法從總體上了解牙冠牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、髓室以及牙周膜的體積和面積等重要信息。微計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（Micro CT）作為目前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)，可以在不破壞任何標(biāo)本的情況下獲取其準(zhǔn)確的三維影像，并且其完善成熟的配套軟件可用于牙齒的后續(xù)三維重建與測(cè)量。國(guó)外文獻(xiàn)已有報(bào)道將Micro CT用于測(cè)量小鼠磨牙牙周膜在不同力學(xué)載荷下的變化。掃描電子顯微鏡（SEM）是目前觀察牙周膜微觀結(jié)構(gòu)的最佳手段，可以觀察

3、到納米級(jí)結(jié)構(gòu)影像。目前關(guān)于上頜中切牙牙冠內(nèi)部和牙周膜三維結(jié)構(gòu)的研究較少，而關(guān)于上頜中切牙牙周膜在不同力學(xué)加載下的三維結(jié)構(gòu)變化也未見(jiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道。因此，本實(shí)驗(yàn)將從人上頜中切牙牙冠與牙周膜兩個(gè)方面分別進(jìn)行初步研究。
　　研究目的和方法：
　　本研究包括兩部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。第一部分實(shí)驗(yàn)的研究目的是對(duì)人上頜中切牙牙冠內(nèi)部三維形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量研究，揭示其形態(tài)學(xué)特點(diǎn)和參數(shù)。研究方法是選取30個(gè)上頜中切牙標(biāo)本，應(yīng)用Micro CT對(duì)其進(jìn)行三維掃

4、描，重建獲得牙釉質(zhì)帽、牙本質(zhì)核和髓室三個(gè)子模型，然后測(cè)量牙冠牙釉質(zhì)帽和牙本質(zhì)核的形態(tài)學(xué)參數(shù)、髓室各髓角至牙冠切端和相應(yīng)鄰面的距離等指標(biāo)。
　　第二部分實(shí)驗(yàn)的研究目的是探索頜骨在體上頜中切牙牙周膜在不同力學(xué)加載下的形態(tài)變化規(guī)律。研究方法是設(shè)計(jì)改進(jìn)已有的一種牙周膜力學(xué)模擬加載裝置，減小其重量和體積，使其能夠滿足 Micro CT、SEM掃描測(cè)量的特殊要求；然后選取15副形態(tài)完整的上下頜骨標(biāo)本，按照不加載力、50％最大咬合力和100%最

5、大咬合力三種狀態(tài)對(duì)上頜中切牙進(jìn)行力學(xué)加載，同時(shí)在力學(xué)狀態(tài)下分別進(jìn)行Micro CT、SEM中觀察，通過(guò)逆向工程軟件對(duì)上頜中切牙牙周膜和牙槽骨進(jìn)行三維重建、測(cè)量以及擬合，探索揭示人上頜中切牙牙周膜的形態(tài)變化規(guī)律。
　　研究結(jié)果：
　　1.首次成功重建出包括牙釉質(zhì)帽、牙本質(zhì)核和髓室三個(gè)子模型在內(nèi)的人上頜中切牙的三維精細(xì)模型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)測(cè)量參數(shù)為：
　　1）唇側(cè)牙釉質(zhì)帽的厚度由頸緣至切端是（0.47±0.12～1.08±

6、0.19）mm；舌側(cè)釉質(zhì)厚度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P﹥0.05）；近中遠(yuǎn)中鄰面釉質(zhì)厚度：近中鄰面（0.71±0.11） mm、遠(yuǎn)中鄰面（0.88±0.12）mm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示：近中鄰面和遠(yuǎn)中鄰面釉質(zhì)厚度之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)（P﹤0.05）。
　　2）將上頜中切牙牙冠均勻3等分，等分為9個(gè)區(qū)域，分別命名為A、B、C、D、E、F、G、H、I。唇舌側(cè)牙本質(zhì)核厚度均以中頸1/3（F點(diǎn)）處最大，

7、由小到大的順序依次為D點(diǎn)　　3）髓室各髓角至牙冠切端和相應(yīng)鄰面的測(cè)量指標(biāo)如下：近中、遠(yuǎn)中髓角到牙冠切端的距離分別為（4.24±1.04）mm、（4.71±0.98）mm；近中、遠(yuǎn)中髓角到相應(yīng)鄰面的距離分別為（2.09±0.26）mm、（2.53±0.30）mm。統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析得出，各組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示：髓室各髓角至牙冠切

8、端和相應(yīng)鄰面測(cè)量指標(biāo)之間的差異均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)（P<0.05）。
　　2.成功對(duì)牙周膜力學(xué)模擬加載裝置進(jìn)行了改進(jìn)，力學(xué)加載范圍設(shè)定為0-1000N，精度0.1N。該裝置在賦予樣本力學(xué)加載的同時(shí)，可以將壓力持續(xù)穩(wěn)定地施加于牙齒等被測(cè)物體上，同時(shí)可以放置于Micro CT和掃描電子顯微鏡等精密儀器中進(jìn)行掃描，并且可以任意調(diào)節(jié)力學(xué)加載的數(shù)值。
　　3.重建出人上頜中切牙牙周膜的三維精細(xì)模型，測(cè)量了15副30顆人上頜中切牙牙周膜的

9、面積和體積，將牙周膜面積分為“一袖兩面”。測(cè)量結(jié)果：牙周膜整體面積為（342.91±4.18）mm2，根側(cè)牙周膜面積為（151.68±3.27）mm2，牙槽骨側(cè)牙周膜面積為（183.38±4.24）mm2，牙槽嵴頂袖口處牙周膜面積為（7.85±1.36）mm2；牙周膜的體積為（27.11±2.47）mm3。統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析牙周膜三部分面積之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示：牙周膜的面積和體積之間存在統(tǒng)計(jì)

10、學(xué)相關(guān)（P<0.05）。
　　3.重建出人上頜中切牙牙周膜的三維精細(xì)模型，測(cè)量了15副30顆人上頜中切牙牙周膜的面積和體積，將牙周膜面積分為“一袖兩面”。測(cè)量結(jié)果：牙周膜整體面積為（342.91±4.18）mm2，根側(cè)牙周膜面積為（151.68±3.27）mm2，牙槽骨側(cè)牙周膜面積為（183.38±4.24）mm2，牙槽嵴頂袖口處牙周膜面積為（7.85±1.36）mm2；牙周膜的體積為（27.11±2.47）mm3。統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析

11、牙周膜三部分面積之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示：牙周膜的面積和體積之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)（P<0.05）。
　　4.獲得了50%最大咬合力和100%最大咬合力狀態(tài)下人上頜中切牙牙周膜的面積和體積，對(duì)加力前后的牙周膜和牙槽骨三維模型進(jìn)行了擬合，使用掃描電子顯微鏡從微觀上觀察了加力前后牙周韌帶的分布規(guī)律。
　　本研究成功建立了人上頜中切牙牙釉質(zhì)帽、牙本質(zhì)核和髓室的三維精細(xì)模型，揭示了牙釉質(zhì)帽、