马里亚纳蒙泰罗,a、bFilipa Chasqueiraa、c和索菲亚Pessanhaa、b*
一个实验室仪器、生物医学工程和辐射物理(LIB-Phys), FCT, NOVA里斯本大学2829 - 516 Caparica,葡萄牙
b科学和技术学院物理系,FCT, NOVA里斯本大学2829 - 516 Caparica,葡萄牙。电子邮件:(电子邮件保护)
c里斯本大学牙科学院1649 - 003葡京,葡萄牙
在这个工作我们演示共焦拉曼显微镜是否适合腐烂的牙齿组织的描述。牙釉质和牙本质,样品呈现龋的病变进展的不同阶段,进行评估通过比较PO的两极化的比率43 -对称拉伸乐队在959厘米1在不同的组织。线和区域进行扫描测量这些变化。此外,获得的结果与组织的行为与紫外线辐射交互时,即在某些组织诱导荧光。两极化的比率已经被证明是一个有价值的工具的脱钙牙釉质和牙本质龋齿。在牙本质胶原带样品的分析结果更难以评估由于高荧光龋的地区。
介绍
我们大多数人,不幸的是经验丰富的龋齿。这些是由酸的释放引起的(包括乳酸、醋酸甲和丙)从细菌新陈代谢扩散到牙齿和溶解的矿物质内容牙科组织。这种矿物碳酸羟基磷灰石与复杂的晶体结构和含缺陷,容易溶解在酸。1酸的影响开始脱钙牙的晶体表面原子水平在牙釉质或牙本质,并可以继续,直到产生一个空腔。幸运的是,口腔唾液缓冲能力和过饱和成分高磷和钙,酸的影响减少到最低限度。2
损坏牙齿酸能够逆转在早期阶段,通过remineralisation腔形成之前,。这种自然修复过程依赖于钙和磷酸盐离子氟的帮助下重建一个新的牙齿表面晶体留在地下损伤后去矿化作用。这些remineralised晶体是耐酸和可溶性远远低于原来的矿物。1
两层可以区分在牙本质龋的病变:一层表面的感染,另一个更深,影响层。第一个是完全去除矿物质及其胶原蛋白不可逆变性。更深的层不被细菌感染,没有变性的胶原纤维,只是部分去除矿物质,因此更艾克接受remineralisation过程。切除感染和坏死层,和维护受影响的层作为恢复过程会导致更少的衬底创伤治疗,消除组织少,留下一个更厚的牙本质层之间的修复和牙髓组织。3
越来越重要的是认识到腐烂的病变在早期阶段之前发生空化,而矿物的过程损失仍然是可逆的,或者至少可以逮捕。当更多侵入性治疗需要进行,牙医会移除受感染的组织和恢复材料填满空腔。因此,识别和区分感染/影响组织是非常重要的在一个保守的方法,进一步保证没有组织比必要的删除。拉曼光谱是一半岛综合体育官方APP下载德甲种光谱技术在建立评估釉质的化学成分修改由于去除矿物质代理等酸性饮料4和美白产品,要么使用相应的制造商的指示5或以暴力的方式。6阿宝的分析43 -对称拉伸带~ 959厘米1及其极化各向异性也被证明是敏感的去矿化作用的标志,即早期龋齿的检测。7在本文中,我们将演示的适用性拉曼光谱的识别和描述腐烂的牙齿组织,也就是说,白斑病变在牙釉质和牙本质龋的不同的发展阶段,为了半岛综合体育官方APP下载德甲区分感染和影响组织。结果将与另一个新兴的诊断技术在牙科实践相比,与紫外(UV)光照明。
材料和方法
样品制备
六人磨牙,提取原因牙周或矫正和存储0.4%氯胺在水溶液中,一个专家,入选标准将病变的存在,形成空洞,包括白色斑点。牙齿被切成一半,垂直地咬合的表面,和接触表面被磨准备分析和1200 - 2500 -勇气碳化硅纸(比勒,裁判30-5218-012和30-5218-025,分别Struers,哥本哈根,丹麦)在水制冷,和抛光多晶1-µm觉得布金刚石研磨膏。干预措施、样本之间用1分钟。
共焦拉曼显微镜
拉曼光谱获得的样本使用Horiba XploRA使用近红外激光共焦显微镜与1200毫米(785海里)1光栅。光谱范围调查从300厘米1到2200厘米14厘米的光谱分辨率1。使用100µm和共焦的入口狭缝洞300µm,目的是收集的散射光分散到风冷的电荷耦合(CCD)探测器阵列和或iDus探测器。100年×(附加= 0.9)和10×(附加= 0.45)使用目标以及50%的中性密度滤光片呈现最大入射功率9.0±0.4 mW的样本(lasercheck®埃德蒙光学)。典型的采集时间点分析与累积10项15秒。网格是根据区域构造线和区域扫描分析。
为了确定最激烈的两极化的比值(r)乐队在拉曼光谱,分配到对称拉伸的磷酸盐离子(~ 959厘米1),在每一个地方,散射光的光谱被记录在两个正交的极性(垂直与平行于入射激光的偏振)。r960年然后确定参考7:
数码显微镜和紫外线
图像获得紫外光照下使用便携式数码显微镜AM4013-FVW DinoLite 215×放大和紫外LED灯365海里。
结果与讨论
图1 a和1 b现在parallel-polarised和cross-polarised拉曼光谱的声音和腐烂的釉质、没有背景校正。可以观察到,磷酸对称拉伸乐队在959厘米1声音搪瓷大幅减少,而腐烂的光谱,这并不那么明显减少由于釉质的结构修改以及各向异性的损失。此外,还有一个背景光谱的增加龋的搪瓷由于荧光。类似的行为被发现,当分析龋的牙本质,显著增加的背景我们收集的拉曼光谱谱声音牙本质为变性牙本质(由箭头在图2 c)。背景校正后的光谱(图1 d)可以观察乐队在1240厘米1和1270厘米1对应变形酰胺第三组的乐队,乐队从1300厘米1到1400厘米1从亚甲基组或乐队~ 1660厘米1C = C拉伸模式,对应相对应的乐队一起磷酸振动模式。可以看到,对称拉伸乐队在959厘米1减少与胶原蛋白的减少signal-to-background比率乐队,几乎不可能形成空洞附近deconvolute牙本质。
图1所示。拉曼光谱获得的)声音与并行计算和cross-polarisation搪瓷;b)龋的搪瓷平行和cross-polarisation;c)比较光谱获得的声音通过龋的牙本质没有背景校正和d)比较获得的光谱背景校正后通过牙本质龋的声音。
图2显示了与数字显微镜获得的图像,没有紫外线的四个方面分析了样本(样本1 - 3和5)。图2,一个典型的“白点”损伤牙釉质中清晰可见。这种类型的早期病变被认为是进化的初期龋的病变。紫外线照射相同的示例(图2 b)显示了两个不同的行为。一方面我们有蓝色/绿色荧光诱导牙本质胶原蛋白;另一方面,在紫外线照射下,搪瓷与白斑病变深比相邻发光声音搪瓷。沃尔什也得到类似的结果et al。8当学习口腔生物膜和不同紫外线波长下龋齿。对于图2 c对应一个腐烂的损伤在一个更高级的发展阶段,进入到牙本质,导致空化和超然amelodentinal结,我们可以看到区分三个事件。有健康的牙本质与蓝色荧光,但还有一个地区紫外线辐射完全吸收牙本质表明完成变性的胶原蛋白,和另一个地区,更不透明没有胶原蛋白的荧光,表明这些蛋白质的一些改变,但可能是可恢复的。
图2。比较获得的图像与数字显微镜,没有紫外线光照的四个研究样本。
关于拉曼分析样本,进行线扫描,以衡量搪瓷的去矿化作用阶段和non-cavitated牙本质。图3和图3 b显示获得的两极化的比率的变化的线条描绘在图2 f和2 h,分别。
可以观察到,在声音搪瓷两极化的比例~ 0.05,虽然有两极化的比率的显著增加对应于白斑病变的领域。此外,它是确定在该地区靠近牙齿的表面,两极化的比率很低(图3 b)可以与这些组织的联系与唾液,因此,表面remineralisation。区域扫描也执行,尽管这些都是非常耗时和更容易散焦在收购。在该地区类似的行为观察扫描获得样品4和6,两极化的比率较高的腐烂的病变区域。
图3。两极化的情节比获得的线扫描的两个研究样本。
结论
这项工作我们已经证明了拉曼光谱的适用性,即通过磷酸的两极化的对称拉伸比乐队,作为一个强大的工具,即使在早期龋的检测。半岛综合体育官方APP下载德甲映射被证明是非常有用的在腐烂的组织界定,然而,代表区域的分析是非常耗费时间考虑到地区具有不同的极性应该扫描两次,如果面积太大散焦的风险更大。这种方式,我们应该找到一个好的时间之间的妥协获得良好的信噪比和XY数组的尺寸。此外,抽样也应该完全平面面积或设置应该使用一个自动化的z轴。
图4。两极化的情节比获得的扫描两个研究样本的2 d和3 d。图像获得拉曼显微镜为代表的指导。
与紫外线辐射引起的荧光照明也被证明是一个通用的工具去除矿物质的快速识别和描述组织,以及显示区分感染的承诺和牙本质的影响。与拉曼分析,另一方面,它是更难评估胶原蛋白的变性乐队由于低信号的乐队和高的荧光光谱在腐烂的地区。
确认
金融支持这项调查是由葡萄牙提供基础科学和技术(FCT)资助LIBPhys-UNL (project-UID / FIS / 04559/2013)。美国Pessanha也承认FCT的博士后格兰特SFRH /桶/ 94234/2013。
引用
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