相信補過牙齒的小夥伴們都知道,鑽頭在嘴裡磨牙的同時還會不斷灑水,那麼你知道這是為什麼嗎?那是因為鑽頭是以每秒幾十萬甚至上百萬的轉速執行,這樣的摩擦會導致溫度急速上升,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鑽牙技術,通過了解導致熱損傷的條件,找到鑽牙過程中水冷卻的最佳臨界點。
佩戴牙冠的條件
目前,最美觀的牙齒修復體是基於氧化鋯或氧化鋁的修復體,不帶金屬基底結構。為了滿足必要的阻力和美學的雙重要求,牙冠的齒間修復需要去除硬牙組織。在磨牙的過程中,需要在牙鑽上使用鑽頭或特定的鉸刀。由於牙鑽的快速旋轉,可能會導致牙齒溫度升高到危險的水平。人們普遍認為,高於56至60°C的溫度對骨組織就會有害,因為它們會導致硬組織蛋白變性。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、牙周膜和牙槽骨等造成熱損傷。
在本次實驗中,他們需要準備約2毫米的牙齒組織,由於鑽孔可能產生高溫並導致牙髓損傷(特別是在填充量較大的牙齒中),許多醫生建議將根管治療和樁核作為重建治療的第一階段。
在準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;
★ 美學改善(矯正大部分突出或錯位的牙齒)
★ 當牙齒空隙過大,需要做牙冠時,根管治療後的牙根需要提供足夠的固位力用於固定義齒修復。
實驗前的工具與條件準備
為了讓實驗得到最準確的資料,需要做以下準備:
1、熱測量系統準備:
★ 一臺FLIR高速紅外熱像儀;
★ 帶特寫附件的13mm鏡頭;
★ FLIR專業分析軟體。
2、測量條件設定:
★ 序列幀速率:85 f/s;
★ 熱影象解析度:640×512畫素;
★ 發射率:ε=0.94;
★ 物體與熱像儀之間的距離:11釐米。
3、在測試過程中,使用了一臺微型發動機,其轉速控制能力在1000到20000轉/分之間。在測試工作中使用了以下轉速:1000、2000和5000rpm。使用的是NSK手機。因為現有的微型發動機沒有自己的水冷系統,所以水是用針頭從注射器中注入的,室溫為初始溫度。
4、使用三種類型的鑽頭,對應3種預製樁核系統:
★ RadixAnker系統是一種圓柱形鑽頭;
★ Olident系統是一種錐形鑽頭;
★ OptiPost系統是一種階梯形鑽頭。
根據製造商的建議,準備工作在與臨床條件相似的條件下進行,即按順序進行:先導鑽,加寬鑽和最終形狀鑽。
模擬口腔中治療的過程
在本次實驗中,準備了60顆單根前磨牙(性別、年齡和拔牙原因均不詳)。據文獻可知,單根牙被認為是人類恆牙中尺寸和形狀變化最小的牙齒。提取後直接在5%次氯酸鈉溶液中儲存7天。檢測前,將樣品機械清洗並放入唾液溶液中24小時。然後,利用水冷-空氣冷卻的渦輪鑽機進入齒腔,並透過進一步鑽孔擴大進入範圍。根據牙冠向下技術,使用Densply-Mailefer手動和旋轉器械(輪廓0.2”)對牙齒進行牙髓治療。
在實驗臺上鑽孔時牙齒的熱影象
根管加寬至35(綠色),距離根尖孔約1mm(左側)。在手術過程中,用2.5%的洗必泰溶液沖洗根管。機械準備後,用蒸餾水沖洗根管,然後用紙尖排幹。用這種方法制備的根管用牙膠填充,並使用側向冷凝法進行密封。
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;
★ 測試裝置應提供紅外熱像儀沿整個長度進入牙根的視野,不覆蓋其任何部分;
★ 不干擾紅外熱像儀的拍攝;
★ 保持樣品穩定;
★ 不應施加任何可能導致試樣表面斷裂的壓碎力。
作為牙齒縫隙準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,冷卻僅影響準備位置。這是為了代表臨床條件,在這種情況下,水冷卻只發生在牙齒的冠狀面。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鑽孔時牙齒的熱影象 右圖:溫度圖
左圖:水冷鑽孔過程中牙齒的熱影象 右圖:溫度圖
下圖顯示了從牙根尖到頸部的溫度分佈。水冷作用在牙頸部位最為明顯。在這個區域,溫度非常接近初始溫度讀數。牙根表面的最高溫度對應於鑽頭在牙根管中達到的最大深度。根尖周圍組織的溫度幾乎沒有升高。
1000、2000、5000轉/分鐘無冷卻和有冷卻鑽孔的平均溫度升高。
以1000、2000、5000轉/分的速度和兩種尺寸的鑽機鑽孔時的平均溫度升高
確定牙齒縫隙準備期間的最佳條件對於實現長效填充至關重要。使用FLIR高速紅外熱像儀提供的高解析度和高速熱成像系統,可以根據牙鑽的轉速、型別和冷卻型別評估溫度的增加和分佈。
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