相信補過牙齒的小伙伴們都知道，鉆頭在嘴里磨牙的同時還會不斷灑水，那么你知道這是為什么嗎？那是因為鉆頭是以每秒幾十萬甚至上百萬的轉(zhuǎn)速運行，這樣的摩擦?xí)?dǎo)致溫度急速上升，牙齒難以承受。今天，小菲就來分享一個研究人員使用FLIR高速紅外熱成像儀研究鉆牙技術(shù)，通過了解導(dǎo)致熱損傷的條件，找到鉆牙過程中水冷卻的最佳臨界點。
佩戴牙冠的條件
目前，最美觀的牙齒修復(fù)體是基于氧化鋯或氧化鋁的修復(fù)體，不帶金屬基底結(jié)構(gòu)。為了滿足必要的阻力和美學(xué)的雙重要求，牙冠的齒間修復(fù)需要去除硬牙組織。在磨牙的過程中，需要在牙鉆上使用鉆頭或特定的鉸刀。由于牙鉆的快速旋轉(zhuǎn)，可能會導(dǎo)致牙齒溫度升高到危險的水平。人們普遍認(rèn)為，高于56至60°C的溫度對骨組織就會有害，因為它們會導(dǎo)致硬組織蛋白變性。眾所周知，牙根表面溫度為47°C或以上（比正常體溫高10°C左右），可能會對周圍組織，比如牙骨質(zhì)、牙周膜和牙槽骨等造成熱損傷。
在本次實驗中，他們需要準(zhǔn)備約2毫米的牙齒組織，由于鉆孔可能產(chǎn)生高溫并導(dǎo)致牙髓損傷（特別是在填充量較大的牙齒中），許多醫(yī)生建議將根管治療和樁核作為重建治療的第一階段。
在準(zhǔn)備一個或多個牙壁時，確定使用樁核需滿足以下條件：
★ 咬合平面的平衡；
★ 美學(xué)改善（矯正大部分突出或錯位的牙齒）
★ 當(dāng)牙齒空隙過大，需要做牙冠時，根管治療后的牙根需要提供足夠的固位力用于固定義齒修復(fù)。
實驗前的工具與條件準(zhǔn)備
為了讓實驗得到最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，需要做以下準(zhǔn)備：
1、熱測量系統(tǒng)準(zhǔn)備：
★ 一臺FLIR高速紅外熱像儀；
★ 帶特寫附件的13mm鏡頭；
★ FLIR專業(yè)分析軟件。
2、測量條件設(shè)定：
★ 序列幀速率：85 f/s；
★ 熱圖像分辨率：640×512像素；
★ 發(fā)射率：ε=0.94；
★ 物體與熱像儀之間的距離：11厘米。
3、在測試過程中，使用了一臺微型發(fā)動機，其轉(zhuǎn)速控制能力在1000到20000轉(zhuǎn)/分之間。在測試工作中使用了以下轉(zhuǎn)速：1000、2000和5000rpm。使用的是NSK手機。因為現(xiàn)有的微型發(fā)動機沒有自己的水冷系統(tǒng)，所以水是用針頭從注射器中注入的，室溫為初始溫度。
4、使用三種類型的鉆頭，對應(yīng)3種預(yù)制樁核系統(tǒng)：
★ RadixAnker系統(tǒng)是一種圓柱形鉆頭；
★ Olident系統(tǒng)是一種錐形鉆頭；
★ OptiPost系統(tǒng)是一種階梯形鉆頭。
根據(jù)制造商的建議，準(zhǔn)備工作在與臨床條件相似的條件下進(jìn)行，即按順序進(jìn)行：先導(dǎo)鉆，加寬鉆和最終形狀鉆。
模擬口腔中治療的過程
在本次實驗中，準(zhǔn)備了60顆單根前磨牙（性別、年齡和拔牙原因均不詳）。據(jù)文獻(xiàn)可知，單根牙被認(rèn)為是人類恒牙中尺寸和形狀變化最小的牙齒。提取后直接在5%次氯酸鈉溶液中保存7天。檢測前，將樣品機械清洗并放入唾液溶液中24小時。然后，利用水冷-空氣冷卻的渦輪鉆機進(jìn)入齒腔，并通過進(jìn)一步鉆孔擴(kuò)大進(jìn)入范圍。根據(jù)牙冠向下技術(shù)，使用Densply-Mailefer手動和旋轉(zhuǎn)器械（輪廓0.2”）對牙齒進(jìn)行牙髓治療。
在實驗臺上鉆孔時牙齒的熱圖像
根管加寬至35(綠色)，距離根尖孔約1mm(左側(cè))。在手術(shù)過程中，用2.5%的洗必泰溶液沖洗根管。機械準(zhǔn)備后，用蒸餾水沖洗根管，然后用紙尖排干。用這種方法制備的根管用牙膠填充，并使用側(cè)向冷凝法進(jìn)行密封。
樣品放在一個特殊的容器中，以滿足特定要求：
★ 與牙齒直接接觸的材料應(yīng)具有較低的熱滲透性，且不會從樣品中收集熱量；
★ 測試裝置應(yīng)提供紅外熱像儀沿整個長度進(jìn)入牙根的視野，不覆蓋其任何部分；
★ 不干擾紅外熱像儀的拍攝；
★ 保持樣品穩(wěn)定；
★ 不應(yīng)施加任何可能導(dǎo)致試樣表面斷裂的壓碎力。
作為牙齒縫隙準(zhǔn)備期間溫度測量的一部分，考慮了水冷條件。將牙根部分隔離，使其不與冷卻因子接觸，冷卻僅影響準(zhǔn)備位置。這是為了代表臨床條件，在這種情況下，水冷卻只發(fā)生在牙齒的冠狀面。根部與冠部分離，用彈性箔緊貼牙齒解剖頸部。
左：在沒有冷卻的情況下鉆孔時牙齒的熱圖像 右圖：溫度圖
左圖：水冷鉆孔過程中牙齒的熱圖像 右圖：溫度圖
下圖顯示了從牙根尖到頸部的溫度分布。水冷作用在牙頸部位最為明顯。在這個區(qū)域，溫度非常接近初始溫度讀數(shù)。牙根表面的最高溫度對應(yīng)于鉆頭在牙根管中達(dá)到的最大深度。根尖周圍組織的溫度幾乎沒有升高。
沿齒根的溫度分-無冷卻的OptiPost系統(tǒng) 沿齒根的溫度分布–帶冷卻的OptiPost系統(tǒng)
沿齒根的溫度分布-無冷卻的Olident系統(tǒng) 沿齒根的溫度分布-帶冷卻的Olident系統(tǒng)
1000、2000、5000轉(zhuǎn)/分鐘 以1000、2000、5000轉(zhuǎn)/分的速度
無冷卻和有冷卻鉆孔的平均溫度升高 和兩種尺寸的鉆機鉆孔時的平均溫度升高
確定牙齒縫隙準(zhǔn)備期間的最佳條件對于實現(xiàn)長效填充至關(guān)重要。使用FLIR高速紅外熱像儀提供的高分辨率和高速熱成像系統(tǒng)，可以根據(jù)牙鉆的轉(zhuǎn)速、類型和冷卻類型評估溫度的增加和分布。
如今新一代FLIR高速紅外熱像儀使記錄640×512像素全幀高速數(shù)據(jù)成為可能，這意味著研究人員能在不損失視窗中幀區(qū)域的情況下對噴氣發(fā)動機渦輪葉片、超音速射彈、爆炸等進(jìn)行動態(tài)分析。
