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原子力显微镜对牙体硬组织的纳米结构分析
目的:运用原子力显微镜观察牙冠部的牙釉质、牙本质和釉牙本质界纳米水平结构,分析其结构与功能的关系.方法:实验于2006-10/12在暨南大学纳米技术实验室完成.实验材料:选取暨南大学附属第一医院口腔外科拔除的健康第三恒磨牙30颗,患者知情同意并自愿捐献.受试牙为健康的、需拔除的第三恒磨牙,牙体完整无损坏,拔除后置于含有麝香草酚的水中冻存.实验方法:沿髓腔的上方横切牙齿,切的方向与殆平面平行,使牙齿一分为二,保留上半部分,抛弃髓腔及牙根部分.用SiC砂纸抛光,然后用1.00,0 30,0.05μm的氧化铝浆水抛光,超声水中振荡清洗,样品在乙醇液中超声浴5 min,然后再次在乙醇中漂洗.实验评估:在成像前,所有样品在超纯水中漂洗,室温下干燥后用原子力显微镜观测,每一样品取5个不同位置成像,观察牙釉质、牙本质、釉牙本质界的表面形貌.结果:①牙釉质的表面形貌:在纳米尺度下,组成牙釉质的羟基磷灰石晶体是由大小较均匀一致的颗粒组成,颗粒的大小为(767.O5±76.71)nm,颗粒之间排列得非常致密、有序,具有一定的方向性,形成长条索状结构,即釉柱.釉质表面的平均粗糙度是(16.88±0.18)nm.②牙本质的表面形貌:在纳米尺度下,组成牙本质的羟基磷灰石晶体是呈球形的颗粒,大小较均匀,颗粒较大,为(1 120.24±162.34)nm,颗粒排列紧密.可见到牙本质小管的开口,其边缘为管周牙本质,其余部分为管间牙本质,牙本质小管的直径是(1 471.13±182.03)nm,牙本质表面平均粗糙度是(20.14±0.16)nm.③釉牙本质界的表面形貌:成束状排列的釉柱,与釉牙本质界垂直,组成釉牙本质界的牙釉质和牙本质的羟基磷灰石晶体相互渗透、彼此重叠,它们之间的连接并非完全致密,而是有一定地腔隙,呈扇贝状的波浪外形,凹面朝向牙釉质,凸面朝向牙本质,牙釉质和牙本质相互交替有规律镶嵌.结论:纳米尺度下,牙釉质的羟基磷灰石晶体排列致密、有序,平均粗糙度小,是其硬度大、脆性高,表面光滑的结构基础;牙本质的羟基磷灰石晶体排列较疏松,有机基质含量多,这样的结构赋予其一定的韧性;釉牙本质界在阻止釉质裂扩散的过程中起到关键的阻挡作用,这种优异的生物学结构和机械特性为研究与牙体硬组织生物学特性相似的充填材料的结构提供一种纳米量级的可视化平台.
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牙本质发育不全的硬组织研究与进展
背景:牙本质发育不全是一种牙本质发育异常的常染色体显性遗传病,目前的研究大多集中在致病基因和临床治疗上,硬组织方面的研究相对较少.目的:就牙本质发育不全的硬组织研究进展做一综述.方法:以"牙本质发育不全,表面形态,动物模型,釉牙本质界,牙本质小管"为关键词,应用计算机检索1999/2011 CNKI数据库、PubMed 数据库,OVID 数据库.结果与结论:多数学者研究发现牙本质发育不全的釉质结构正常,病变主要表现在釉牙本质界和牙本质.其釉牙本质界大多表现为直线型外观,牙本质结构紊乱,钙化不规则,牙本质小管数目减少,胶原纤维形态和排列异常.这些异常结构的成因尚不清楚,有待深入研究.
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有限元法初步探讨釉牙本质界对裂纹的阻断机制
目的：通过有限元方法计算裂纹扩展过程中裂纹尖端应力强度因子的变化和裂纹扩展的路径。方法用ANSYS软件建立釉牙本质界结构的有限元模型，在模型的单边缘设置长度为0.1mm的初始裂纹，该数值试样的底端固定，顶端受有б=1MPa的均匀拉伸载荷，加载频率为5Hz。利用ANSYS软件计算裂纹在扩展过程中裂纹尖端的应力强度因子和裂纹在扩展过程中的偏斜角度。结果裂纹到达釉牙本质界时应力强度因子会突然降低并且在釉牙本质界内随裂纹的延伸而降低。裂纹在釉质和牙本质内的偏斜角度小于15°，当裂纹扩展到釉牙本质界时会出现大的偏斜角度，裂纹尖端出现应力降低的现象。结论由于裂纹尖端应力强度因子在釉牙本质界处的降低以及裂纹偏斜，釉牙本质界可能具有阻断裂纹扩展的作用。
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3D 激光扫描显微镜下前磨牙牙冠硬组织的微结构
目的：运用3D 激光扫描显微镜（3DLSM）观察分析前磨牙牙冠部釉质、牙本质及釉牙本质界（DEJ）处结构与功能的关系。方法：收集10个因正畸拔出的新鲜前磨牙，随机分为横剖面组（A 组）和纵剖面组（B 组），分别在3DLSM下进行激光彩色及3D 图像观察。结果：釉质的激光彩色图中，A 组釉柱晶体排列紧密呈鱼鳞状，釉柱间隙清晰可见，釉柱鞘弧形边界连续。B 组釉柱晶体排列紧密呈条索状，釉柱鞘连续清晰。牙本质的激光彩色图中，A 组牙本质小管开口管腔明显，管壁边缘为管周牙本质，其余为管间牙本质。B 组牙本质小管呈条索状贯穿牙本质全层，沿途可见许多分支。DEJ 的激光彩色图中，A、B 两组均呈贝壳状，但 A 组凹凸形态较明显。3D 图像则更清晰显示了 A、B 两组的立体结构形貌。结论：3D 激光扫描显微镜下观察到的牙冠硬组织结构与其功能密切相关。
