J Oral Sci：利用微计算机断层扫描和扫描电子显微镜与能量色散光谱区分人类前磨牙天然白斑牙釉质病变与正常牙釉质

白斑病变(white spot病变，WSL)是由于龋齿脱矿引起的牙釉质表面下孔隙，在光滑表面呈现乳白色不透明物。正畸患者中WSLs的发生率相差很大，从0%到97%不等，通常是正畸治疗的副作用，特别是固定矫治器。口腔溃疡的发生与口腔环境、宿主防御机制、致龋菌等因素有关。当酸性环境受到日常食物摄入或口腔细菌的影响，导致pH值降至5.5以下的临界值时，牙釉质矿物质开始从外层溶解，向内层发展，导致病变，由沉淀的矿物质层覆盖溶解的内部区域。

在正畸患者中，由于难以正确清洁牙齿，白斑通常出现在托槽周围牙齿的颊面，尤其是牙龈区域。一些研究报道，在支架治疗的最初几周内，WSLs迅速形成，在治疗的最初6个月内，患病率增加到40%。在治疗过程中，正畸医生需要仔细监测白斑的发生情况，一旦白斑出现，需要提供促进化学再矿化的药物。氟化物再矿化被认为是早期龋齿损伤的基本治疗方法，具有持久的效果。氟再矿化形成的氟磷灰石晶体比羟基磷灰石晶体(Ca₁₀[PO₄]₆[OH]₂)更耐酸侵蚀，可溶性更低。氟化物再矿化后，在牙釉质表面沉积一层CaF₂，作为进一步再矿化的氟化物储存库。然而，也有研究表明，这一沉淀层可能会阻碍氟化物渗透到白斑病变的皮下区域，并且在一周内很容易溶解。

为了更好地了解化学再矿化过程，提高其治疗早期龋齿的效率，有必要研究健全牙釉质和白斑病变的化学成分和结构差异。扫描电子显微镜(SEM)与能量色散x射线光谱(EDS)和微型计算机断层扫描(micro-CT)的结合使用已经彻底改变了牙科领域。SEM/EDS促进了高分辨率成像和精确的元素分析，可以对牙齿表面、牙釉质成分和牙病变特征进行详细研究。同时，micro-CT提供了牙齿结构的三维重建，允许对外部和内部特征进行无损检查。最近的研究表明，与正常的人类牙釉质相比，白斑病变中的矿物质损失显著。

利用扫描电镜结合能谱仪对牙釉质咬合面进行检查发现，相对于完好的牙釉质，早期龋齿病变中钙、磷和氧离子明显缺乏。然而，坑裂龋的特征可能与光滑表面龋不同，光滑表面龋在正畸患者中更常见。光滑表面的龋齿通常分布广泛，呈圆锥形向牙釉质交界处(DEJ)延伸，而咬合性龋齿呈倒V形，入口狭窄，靠近DEJ的区域较宽。虽然先前的研究调查了光滑表面上的WSLs，但它只发现了磷酸盐含量的减少，而没有发现其他基本化学成分的任何变化。

本研究旨在建立一种利用微CT和扫描电镜结合能谱技术来研究健全牙釉质和天然牙釉质差异的方法。在提取的人类前磨牙中，这两个区域在表面形态、基本化学成分和矿物密度(MD)方面的差异也进行了研究。

方法:对14颗在牙冠牙釉质表面有天然牙釉质缺陷的前磨牙进行检查。在对牙齿进行切片后，分别使用micro-CT和SEM/EDS检测每个含有完整牙釉质附近的wsl标本的MD、表面形态和化学成分的原子百分比(At%)。同一标本的这些区域之间的差异采用配对t检验进行统计学分析。

(A)每个标本的尺寸约为3 × 3 × 3 mm，以纳入WSL和声牙釉质的面积。(B)使用从体积中心部分获得的三维切片，在横向(TRA)，冠状(COR)和矢状(SAG)视图上记录基线病变尺寸。从矢状面(SAG)视图中选择两个感兴趣的区域，其中绿色区域为病变部位，黄色区域为牙釉质。

分别在(A)和(B)中显示同一标本的WSL和sound牙釉质的代表性SEM图像。与正常牙釉质(B)光滑的外观相比，病变区域(A)表现出明显的粗糙和不规则。

结果:扫描电镜图像显示病变区域粗糙度和不规则性增加。EDS分析显示，与完整牙釉质相比，病变表面钙(Ca)、磷(P)、氟(F)、氯(Cl)和钠(Na)水平显著降低(P < 0.05)。与健全牙釉质比较，病变MD降低有统计学意义(P < 0.05)。

结论:这些发现为评估WSLs和完整牙釉质的基本特征提供了标准的测量方法，对于评估治疗效果和开发用于治疗低矿化牙釉质病变的创新生物材料至关重要。

原始出处： 

Apiwat, Chaiwat;  Neeranart, Thirasupa;  Orapin, AjcharanukulUse of micro-computed tomography and scanning eleCTron microscopy with energy-dispersive speCTroscopy to distinguish natural white spot enamel lesions from sound enamel in human premolars.J Oral Sci 2024;66(1):50-54