使用显微射线照相术和显微硬度比较钙基技术再矿化牙釉质下表面损伤

科学报告|(2022) 12:9888| https://doi.org/10.1038/s41598-022-13905-81 打开钙基的比较使用显微射线照相技术使牙釉质亚表面损伤再矿化和显微硬度James R. Fernando、Glenn D. Walker、Thomas Kwan‑Soo Park、Peiyan Shen、Yi Yuan、Coralie Reynolds 和 Eric C. Reynolds评估牙釉质表面下病变再矿化对于评估新的再矿化技术至关重要。评估牙釉质病变表层下矿物质增加的金标准是横向显微射线照相术 (TMR)。然而，一些研究已经利用表面显微硬度 (SMH) 来评估再矿化剂的功效。本研究的目的是在用含钙技术进行体外治疗后，使用 TMR 和 SMH 评估牙釉质下表面损伤的再矿化，并测试 TMR 和 SMH 测量值之间的相关性。从牙釉质地下再矿化的 TMR 和 SMH 分析获得的参数没有显着相关性。此外，通过 TMR 测量的牙釉质表面下再矿化与再矿化产品的水溶性钙浓度显着相关。扫描电子显微镜显示由特定再矿化处理形成的表面沉淀物模糊了 SMH 对再矿化的准确评估。得出的结论是，TMR 是一种更适合分析牙釉质表面下再矿化的方法，应谨慎解释再矿化牙釉质的 SMH 值。使用 TMR不同技术的再矿化水平 (%R) 为 CPP-ACP/F (31.3 ± 1.4%)； CPP-ACP (24.2 ± 1.4%)； CaSO4/K2HPO4/F (21.3 ± 1.4%)； f-TCP/F (20.9 ± 1.0%)； Nano-HA/F (16.3 ± 0.3%)；纳米-HA(15.3 ± 0.6%) 和 F 单独控制 (15.4 ± 1.3%)。促进矿物质缺乏的牙齿结构的再矿化是现代牙科龋齿管理的基础1.再矿化是通过外部来源的可溶性、生物可利用的钙离子和磷酸根离子通过釉质表面层的纳米孔隙扩散到表面下病变中以及通过这些离子沉积到病变内的磷灰石晶体空隙中而发生的3.尽管唾液是再矿化的重要离子来源，但仅唾液对龋齿结构再矿化的潜力相对较低4.抗龋齿氟化物是再矿化的有力驱动因素，自引入以来，20 世纪全球龋病患病率下降4.然而，氟化物促进的再矿化主要发生在龋损的浅表区域，并且受到唾液和斑块中钙离子和磷酸根离子的生物利用度的限制7.因此，近几十年来，人们一直在努力开发含钙和磷酸盐的再矿化技术，例如酪蛋白磷酸肽稳定的无定形磷酸钙、纳米羟基磷灰石、磷酸硅酸钙和功能性磷酸三钙。8.离体再矿化的准确评估对于制定再矿化策略很重要，并且已经提出了许多方法10.被广泛接受为“黄金标准”的方法，横向显微射线照相术 (TMR) 利用 X 射线来量化牙釉质中的体积矿物质增益，以再矿化百分比 (%R) 表示11.虽然 TMR 被认为是量化地下矿物分布的可靠且可重复的方法，但样品在过程中被破坏，分析需要使用具有适当灵敏度的特定设备14.作为辅助，表面釉质 (SMH) 的显微硬度评估已经口腔健康研究中心，墨尔本牙科学院，Bio21 研究所，墨尔本大学，墨尔本，澳大利亚。电子邮件：e.reynolds@unimelb.edu.au 科学报告|(2022) 12:9888 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-13905-82团体再矿化溶液制造商有效成分一个总氟化物 (ppm)一个人工唾液 (AS)–––乙作为高露洁总计高露洁0.22% w/w NaF1000CAS牙慕斯GCCPP-ACP–CPP-ACP900DAS牙齿慕斯加GC0.2% w/w NaF0.24% w/w NaF1100硫酸钙乙作为抗衰老手臂和锤子磷酸二钾FAS Apagard m-Plus三吉纳米 HA–纳米 HA1450GAS Remin Pro沃科0.32% w/w NaFf-TCP950HAS Clinpro 牙膏3M ESPE0.21% w/w NaF表格1。再矿化处理：人工唾液 (AS) 中的活性成分、氟化物浓度和稀释因子。 CPP-ACP酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙、Nano-HA纳米羟基磷灰石、f-TCP功能性磷酸三钙。再矿化溶液水溶性钙 (mM)作为0.50作为高露洁总计0.61AS牙慕斯24.75AS牙齿慕斯加25.05作为抗衰老2.39AS 阿帕加德 M-Plus1.61AS Remin Pro0.70AS Clinpro 牙膏1.05表 2。用离子色谱法测量稀释处理溶液中的水溶性钙浓度。用于评估再矿化后的机械性能15.这种技术可以保存样本并允许进行纵向评估，测量浅表牙齿结构的机械变化16.因此，以前的作者报告了处理过的侵蚀性病变的表面显微硬度恢复百分比 (%SMHR)16，并结合来自 TMR 的矿物质密度测量值处理的地下病变15.然而，一些研究也使用 %SMHR 来预测和区分地下再矿化25.本研究的主要目的是比较使用 TMR 和 %SMHR 评估牙釉质下表面损伤的再矿化，次要目的是比较一系列含钙再矿化产品（表 1）在体外。用人工唾液稀释的再矿化产品处理标准化实验室生产的人类牙齿牙釉质下表面损伤。使用从 SMH 和 TMR 获得的测量值，使用单向方差分析测试再矿化处理之间的差异，并且还评估了 %SMHR 和 %R 测量值之间的相关性。无效假设是 %R 和 %SMHR 将显着相关，并且在再矿化处理之间不会发现 %R 的显着差异。扫描电子显微镜 (SEM) 成像用于表征处理过的牙釉质的表面，离子色谱也用于确定再矿化溶液中的水溶性钙含量。结果对再矿化溶液中水溶性钙浓度的分析（表 2）表明，稳定的磷酸钙产品（Tooth Mousse 和 Tooth Mousse Plus）含有最高的水溶性钙浓度，是任何其他再矿化溶液的 10 倍以上在类似的稀释度。使用含有纳米羟基磷灰石和氟化钠的 Remin Pro 溶液观察到含钙产品的水溶性钙最低。对于平均 VHN 和 VHNd，治疗前组间未观察到显着差异。治疗后平均 VHNr 和 %SMHR 有显着差异（见表 3）。正如预期的那样，在对照组 (AS) 中观察到最低的平均 %SMHR。在用含有硫酸钙和磷酸二钾的抗衰老再矿化溶液处理的组中观察到最高的平均 %SMHR。在含纳米羟基磷灰石的再矿化中也观察到了相对较高的 %SMHR 科学报告|(2022) 12:9888 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-13905-83再矿化溶液VHN*VHNdαVHNrβ%SMHRγ作为319.34 ± 9.7561.41 ± 8.9271.49一个3.92一个作为高露洁总计325.64 ± 12.0359.68 ± 8.3982.42抗体8.61bAS牙慕斯328.37 ± 5.1457.85 ± 9.6081.08抗体8.87bAS牙齿慕斯加326.26 ± 10.1159.68 ± 11.4479.54抗体7.48b作为抗衰老325.59 ± 25.4364.78 ± 8.26132.69C27.47CAS Apagard m-Plus315.70 ± 8.9860.69 ± 9.9597.19公元前14.38CAS Remin Pro318.49 ± 9.2767.82 ± 7.4178.86抗体4.43一个AS Clinpro 牙膏316.83 ± 21.7063.24 ± 7.0378.61抗体6.12抗体表3。通过处理溶液对表面下牙釉质损伤的表面显微硬度恢复。 *VHNs：Kruskal-Wallis 检验——治疗之间没有差异 (p > 0.05)。α VHNd：方差分析——治疗之间没有差异（p > 0.05）。β VHNr：方差分析——治疗之间的显着差异（p < 0.0001）。γ%SMHR：ANCOVA——治疗的主效应模型，VHNs–VHNd 作为协变量。处理之间的显着差异（p < 0.0001）与 VHNs–VHNd 作为协变量的显着影响（p = 0.042）。美国广播公司列中相同的上标表示没有显着差异（p > 0.05）。使用带有 Sidak 调整的成对比较来测量处理之间的所有差异。图1。处理过的表面下病变的代表性牙釉质表面 SEM 图像（× 5000 放大倍数）。Apagard m-Plus 的解决方案。图 1 显示了处理过的牙釉质表面的代表性 SEM 图像。许多牙釉质损伤在处理后形成表面沉淀物，这使得显微硬度压痕的可视化变得困难。在暴露于抗老化再矿化溶液的损伤处观察到最显着的沉淀物。表 4 显示了 TMR 分析的结果。 LDd、LDd-LDr 和 ZDd 治疗前各组之间没有显着差异。对于治疗后的 %R，Colgate Total、Apagard m-Plus 和 Remin Pro 再矿化溶液没有显着差异，而 Age Defying 和 Clinpro Tooth Crème 再矿化溶液也没有显着差异。观察到所有其他再矿化溶液之间的 %R 显着不同（p < 0.0001）。因此，这个零假设被拒绝了。在用含有稳定钙的再矿化溶液处理的病变中观察到最高和第二高的 %R； Tooth Mousse Plus (31.33 ± 1.38%) 和 Tooth Mousse (24.21 ± 1.39%) 分别。在仅由 AS 治疗的病变中观察到最低的 %R。图 2 显示了每种溶液处理过的表面下损伤的代表性显微射线照片。在用抗衰老再矿化溶液治疗的病变的显微射线照片上可以看到表面不透光性。SMH 和 TMR 分析在治疗效果方面没有明显的一致性。因此，%SMHR 和 %R 之间的相关性不显着，无论是使用治疗手段还是个体 科学报告|(2022) 12:9888 |https://doi.org/10.1038/s41598-022-13905-84再矿化溶液LDd (μm)*LDd–LDr (微米)αZDd (vol% min μm)βZDd–ZDr (vol% min μm)γ%Rδ作为89.65 ± 2.931.79 ± 2.221989.59 ± 276.35226.23 ± 37.4511.37 ± 1.26作为高露洁总计88.98 ± 3.624.01 ± 2.522236.00 ± 284.69344.02抗体15.37抗体AS牙慕斯91.69 ± 1.623.87 ± 1.452294.78 ± 164.23554.56 ± 35.4024.21 ± 1.39AS牙齿慕斯加92.44 ± 1.184.04 ± 0.862469.07 ± 134.93773.96 ± 58.0631.33 ± 1.38作为抗衰老89.65 ± 2.391.11 ± 2.522137.87 ± 342.92451.07C21.26CAS Apagard m-Plus89.46 ± 2.702.08 ± 1.882270.39 ± 218.99347.75广告15.34广告AS Remin Pro87.80 ± 2.231.79 ± 2.032250.13 ± 253.76365.84BD16.27BDAS Clinpro 牙膏88.51 ± 3.742.32 ± 3.252157.42 ± 274.03450.38C20.93C表 4。通过治疗溶液对牙釉质下表面损伤进行再矿化。 *LDd：方差分析——产品之间没有差异（p = 0.062，p > 0.05）。α LDd–LDr：ANCOVA——主效应模型处理，LDd 作为协变量。产品之间没有差异（p > 0.05）。 LDd 的影响显着（p < 0.0001）。β ZDd：方差分析——产品之间没有差异（p > 0.05）。γ ZDd–ZDr：ANCOVA——主效应处理和 ZDd 作为协变量。与 Sidak 调整的成对比较。产品之间的显着差异（p < 0.0001）。ZDd 的影响显着（p < 0.0001）。A B C D列中相同的上标表示没有显着差异（p > 0.05）。所有其他手段之间的差异非常显着（p <