Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Подражая измерения окклюзионной эрозивный зуб носить с «руб» и «ролл» и бесконтактный Profilometry

11.1K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/56400

⸱

2 февраля 2018 г.

 ,  ,  , 
1Department of Dentistry, Radboud University Medical Center

В этой статье

Краткое содержание

Руб и Roll может имитировать жевательный цикл, позволяя вариации жевательная сила, раздвижные расстояние, жуя скорости, число циклов, и частоту и с сочетанием эрозивный и абразивные проблем может привести к сложной симуляции устные старения.

Аннотация

Жевание, пить и иногда Зуб шлифовка приведет к износу физиологических зубов в течение всей жизни. Экстремальных задач, таких как бруксизм или обычное жевать посторонние предметы, может привести к чрезмерно износа. Недавно была признана роль эрозии в ускорении износ механических зуб, но взаимодействие между процессами химических и механических износ широко не изучены. Наша лаборатория недавно представила устройство моделирования Роман устные износа, руб & ролл, который позволяет пользователю выполнять износа и загрузки исследования отдельно или одновременно в эрозивный и/или абразивной среде. Эта рукопись описывает приложение устройства: Комбинированные механические и эрозивные загрузки моляров извлеченные человека (pre) в имитируемых жевательные движения, с контролируемой применение силы, скорости, жидкости, и время и применение profilometry-контакт в визуализации и измерения результате износа. Окклюзионные морфологии, который был создан в эксперименте с самым высоким уровнем загрузки очень похож на клинических проявлений эрозионному износу.

Введение

Ротовой полости может рассматриваться в суровых условиях: влажность, изменения температуры благодаря горячей и холодной пищи и механические нагрузки с некоторыми из сильных мышц в теле человека. Однако, зубы, высшей оснащены противостоять этим вызовам. Эмали очень тяжело, и дентина под предотвращает пласта относительно хрупкий эмали. Минеральный компонент обоих материалов, гидроксиапатита является очень низкой растворимости и в равновесии с пересыщенных слюны. Жевание, пить и иногда Зуб шлифовка приведет к износу физиологических зубов во время жизни1,2,3. Экстремальных задач, таких как бруксизм или обычное жевать посторонние предметы, может привести к чрезмерно износа. Недавно была признана роль эрозии в ускорении износ механических зуб. Эрозии зубов был широко изучены в пробирке, но модели, используемые обычно были простыми, и механических факторов в значительной мере проигнорированы. Таким образом, клинические взаимосвязи процессов химического и механического износа не полностью понял4.

Многие в пробирке эрозии и эрозионного износа исследования использовали простые кислотные погружения плоских полированных эмали или дентин образцов, используя потери твердости или profilometry как измерение подход5. Внедрение абразивных компонентов обычно участвуют действий, чистки зубов или иногда язык или эмаль параболических, скользящие контакты6. Такие исследования показали что эмаль эрозии результаты в размягченное поверхностного слоя, который легко скрепляемые. Плоские поверхности обычно необходимы, потому что механические загрузочного устройства не может обрабатывать неровных поверхностей, и методов измерения для неровных поверхностей также являются более сложными. Однако наиболее эрозионному износу зубов у подростков рассматривается на жевательные бугорки, и истиранию, жевания пищи, как ожидается, будет наиболее релевантные механический фактор в окклюзионной эрозионному износу. Не существует идеальной устные износа машины, которая имитирует устные окружающей среды во всех деталях, и большинство моделей в vitro не позволит природные жевательные поверхности зубов будет либо открытые или измеренные в7,8.

Наша лаборатория недавно представила устройство роман, который соответствует многие из Хайнце в7 спецификации и допуски устные износа имитационных моделей, и который позволяет пользователю выполнять исследования износ и загрузки отдельно или одновременно в эрозивный и/или абразивной среды. Новое устройство (руб & Roll) состоит из перемешивания машины и контейнер (рис. 1a). В контейнере может быть установлен цилиндр с образцами. Между цилиндром и внутренней стенки контейнера, один из более стержней размещены (рис. 1b). Запустив двигатель перемешивания, стержень вращается за образцы в цилиндр (рис. 1С). С помощью прокладок, различные силы могут быть применены на образцы. Всестороннее описание конструкции строительство, механизма функционирования и особенностей устройства ссылаются на документ, представление и обсуждение устройства9. Устройство является надежной, требуя не технически и может применяться нагрузок 32 образцов одновременно. Антагонист сила движется над поверхностью образца при сохранении гладкая, непрерывный контакт, что сравнимо с обычной жевательной10. Здесь мы представляем приложения к эрозионному износу модель окклюзионной поверхности естественных зубов, и мы показываем клинической значимости и универсальность метода.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

В соответствии с руководящими принципами Комитета по медицинской этике регионального осуществлялся сбор зубов, используемые в этом эксперименте.

1. забор анализов и подготовки проб

  1. Собирать 24 моляров звук извлеченные человека (pre) от стоматологической практики и кисти с пемзы в низкой скорости рукоятки к чистой (без мусора, без десневой остатки) и гладкой поверхности и наконец промойте 15 s под струей водопроводной воды.
  2. Внедрить образцы, чтобы они вписываются в тайниках (12 x 15 x 27,5 мм) цилиндра устройства.
    1. Растопить впечатление соединения (один stick 113 g) на плитой (50 ° C) для примерно 10 минут и окунуть окклюзионной частью моляра в расплавленном веществе, охватывающих окклюзионной поверхности. Переверните молярной на микроскопа и нажмите вниз до тех пор, пока все Кубок советы связи стекла и ждать ± 30 s до тех пор, пока соединение впечатление остыл и набор, фиксации зуб.
    2. Использовать шприц залить 10 мл смеси полиметилметакрилата (PMMA) в силиконовые формы с внутри размеры 12 мм x 15 мм x 27,5 мм. Mix ПММА в Зонта (соотношение 13 g полимер: 10 мл мономера) для примерно 25 s с помощью шпателя. Оставьте постоять 15 s так, что воздушные пузыри могут бежать перед использованием.
    3. Переверните микроскопа и приостановить моляра в кремний плесень, наполненный ПММА. Нажмите слайд вниз, пока он не коснется плесень. Лить фаза длится около 1,5 мин при комнатной температуре.
    4. После установки ПММА при комнатной температуре и 1000 гПа для 20 минут, удалите микроскопа и встраиваемых зуба из силиконовой формы.
    5. Мера Общая высота встраиваемых молярной и отрегулируйте высоту точно 27.3 мм, постепенно удаляя вылечить ПММА снизу с фрезерный станок оснащен Фрезы диаметром 16 мм.

2. Подготовка деминерализации решения

  1. Добавьте 0,1 М молочной кислоты (50 г), 1,5 мм (1.103 g), CaCl2 0,9 мм х2PO4 (0.612 g), 10 мл 1% хлорамина, 0.5 ppm F (2,5 мл 1000 ppm стандарт Fluorid раствор) в 4900 мл деионизованной воды на тарелку, помешивая.
  2. Титруйте с 10 М Кох (± 50 мл) до pH 4.8 с калиброванной рН Стеклянный электрод.

3. Пример монтажа и параметры руб компьютера & рулон (рис. 1)

  1. Снимите цилиндр из контейнера и место 24 образцов в тайниках в цилиндре руб & ролл.
  2. Для регулировки силы нагрузки, отрегулируйте выступ образца из цилиндра, поставив прокладки в нишу под образца. Без нагрузки (0 N) 8 образцов, использовать не прокладку и для 30 N (8 образцов) и 50 N (8 образцов), используйте прокладку 1 и 1,5 мм, соответственно.
  3. Подключить 2 части баллона и обеспечьте его с болт M6 и место цилиндр в контейнере.
  4. Заполните контейнер с 500 мл раствора деминерализации.
  5. Место погрузки стержня: ПВХ трубка (73 твердость по Шору A) с наружным диаметром 14 мм и внутренним диаметром 10 мм с вставкой из нержавеющей стали 316 стержня (130-150 Твёрдость HB) с диаметром 9 мм.
  6. Задать скорость вращения до 20 об/мин, для имитации клинических жевательной частоты и пусть устройства работать непрерывно.
  7. В ходе эксперимента замените деминерализации решения и трубки ПВХ и проверить рН с калиброванной Стеклянный электрод дважды в неделю.
  8. После 3 месяцев (что соответствует около 1500000 циклов) отсоедините цилиндр из контейнера и удалить образец, Разборка 2 части цилиндра и хранить образца в деионизированной воде.
    Примечание: Все образцы проверяются до и после погрузки в руб & ролл, с помощью бесконтактного профилометра.

4. профилометрическийанализ Сканирование, анализ и вычитание

  1. Создание топографических измерений образца с помощью профилометра.
  2. Перейти на оборудование: компьютер, модуль питания и датчиком контроллера. Поместите соответствующий датчик и закрепите с винт. Затем осторожно вставьте оптического волокна в контроллер датчика.
  3. Выберите правильный датчик датчик контроллера. Контроллер датчика покажет 4 варианта (F1 - F4). Нажмите F4 дважды и конфокальный датчик меню отображается.
    1. Нажмите клавишу F3 (выбор датчиков) и прокрутите до 2-10 000 мкм. Выберите (10 мм) и нажмите клавишу F4. Нажмите клавишу F1 и выберите F4 (да), чтобы сохранить параметры в EEPROM. Выберите индикатор интенсивности и повернуть в положение «± 9 часов» и нажмите клавишу F4 - F2 - F4 принимая «темные ссылку» датчика.
  4. Откройте программу и выберите опцию «Коннект» к устройству. Имейте в виду, что измерения таблицы автоматически перейдет к поиску «исходное положение». Домашний экран появляется на дисплее. Нажмите кнопку Сервис в строке меню, после чего выбор датчика и выберите датчик S29 | 10 - 10 000 мкм.
    1. Нажмите Сервис в строке меню, затем дискретизации и выберите 300 Hz. Пресс сервис в строке меню, а затем датчик скорости и выберите 0 - 100%.
  5. В строке меню выберите пункт Проверка. Выберите ключ переместить стадии. Желтая пресса в середине экрана, чтобы переместить таблицу измерения в центр.
  6. Положение образца в центре измерения таблицы, а затем, установив нужную высоту в пределах диапазона датчика. Поместите датчик выше области интересов образца и отрегулировать расстояние датчика таким образом, что сканируемой области полный образец расположен в диапазон фокусировки датчика. Контроллер датчика указывает, является ли высота в пределах диапазона датчика, показаны зеленой зоне на высоте интерактивных данных.
  7. Выберите параметры. Установите Средний 2, чтобы каждая точка записанных данных в среднем 2 измерений. Это будет замедлять скорость сканирования, но увеличить качество сканирования. После завершения настройки нажмите кнопку ОК, чтобы вернуться к основной установки сканирования.
  8. Поместите датчик света в верхнем левом углу образца. Задать область общей проверки до 15 мм x 12 мм с размером шага в X и Y направлении 40 мкм (0,04 мм), число шагов в X = 375 и Y = 300. Опять же более мелкие шаги будет увеличить разрешение сканирования, но также время сканирования. Нажмите кнопку Сканировать сейчас, чтобы начать сканирование.
  9. Когда проверка завершается после около 10 мин, выберите файл в строке меню, а затем, выбрав Сохранить как. Таким образом, что весы всегда находятся на тех же уровнях стандартизированы сканирования.
  10. Выберите файл в строке меню, а затем выбрав Открыть файл. В строке меню выберите коробление. Примените фильтр щелочек 1 чтобы устранить шум датчика и сканирование таблицы. Выберите высшей точки в строке меню и найти самую высокую точку на моляра.
  11. Выберите сервис в строке меню, а затем, выбрав параметр масштаба для конфигурации сканирования. В конфигурации сканирования установите смещение рассчитывается по Z высокая точка значение (измеряется в 4.10) - 3500 мм. Установите диапазон в руководстве, от 0 до 3,6 мм и нажмите кнопку ОК.
  12. Выберите область загрузки в строке меню, чтобы сбросить масштаба. Выберите файл в строке меню, а затем, выбрав Сохранить как.
  13. Вычитание сканов, принятые на двух различных моментов времени.
    1. Выберите Открыть в строке меню в программном обеспечении. Найти оригинальные сканирования и модифицированных сканирования файлов в каталоге, выберите файлы и нажмите кнопку ОК. Появится экран параметры, выберите параметр выравнивания: руководство выравнивания вариант; и в компенсации офсетная варианты, соответственно, применяются к оригинальной и на изменение.
    2. Выберите окно в строке меню, а затем опцию создать представление и, наконец, вариант крест разреза.
  14. Выберите изменение поверхности и переместить изменение поверхности над исходной поверхности в горизонтальные, вертикальные и оси Z (высота), удерживая клавишу control и нажмите клавишу со стрелкой влево и вправо по горизонтали; удерживая клавишу control и нажмите вверх и вниз клавишу со стрелкой для вертикального направления; удерживая клавишу shift и нажмите вверх и вниз стрелки ключ для Z направлении таким образом, что вычитается объем и высота, отображаются в представлении различие как можно более низкой.
  15. Выберите файл в строке меню, а затем, выбрав Сохранить как вывод читается как средний объем потери и потери средней высоты.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Мы подвержены человека коренных зубов (n = 8 в группе) к кислой водный раствор в pH 4,8 руб & ролл, за 3 месяца. Это соответствует клинической функционирования время около 6 лет. Механические нагрузки применяется был: без нагрузки (0 N), 30 N, или 50 н.

Означает потерю окклюзионной высоты поверхности для трех групп: 76 ± 20 мкм 0 N; 161 ± 40 мкм для 30 N; и 266 ± 101 мкм для 50 N (рис. 2). Эрози...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Представленное здесь приложение дает хорошее впечатление о клинической значимости руб & ролл. Окклюзионные морфологии, который был создан в эксперименте с самым высоким уровнем загрузки очень похож на клинических проявлений эрозивный зуб износа (рис. 5)11,12.

Универсальность Настройка лежит прежде всего на решения, используемые. В простой модели может использоваться вода. Загрузка образцов в водной среды м...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего сообщать.

Благодарности

Авторы имеют без подтверждений.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Низкоскоростной наконечникKAVO, Leutkirch imm Allgau, ГерманияСтоматологическое оборудование
Щетка для наконечникаKAVO, Leutkirch imm Allgau, ГерманияСтоматологическое оборудование
PumishDental equipment
Человеческие третьи моляры
Оттискной состав зеленыйKerr, Bioggio, ШвейцарияArt.nr. 00444
Предметное стекло для микроскопаMenzel, Брауншвейг, Германия76 x 26 мм
Autoplast Материал основы зубного протеза холодного отвержденияCandulor, Ванген, Швейцария
Силиконовая форма с внутренними размерами 12 x 15 x 27,53M Espe Neuss, ГерманияExpress STD
Сосуд под давлениемAl Dente, Meckenbeuren, Германия581-009-024/25
Фреза ø Формат 16 мм, ГерманияHSSCo8 nr. 21691600
Фрезерный станокWeiss Machine ToolsWMD 20 LV
Rub& РулонUMCN , Неймеген НидерландыТехническая мастерская
Rub& Ролл-контейнерUMCN , Неймеген НидерландыТехническая мастерская
Rub& Держатель образца роликового цилиндраUMCN , Неймеген НидерландыТехническая мастерская
Rub& Роликовый двигательUMCN , Неймеген НидерландыТехническая мастерская
Shim: Силиконовая пластина массивная 1 мм / 1,5 мм, 60 ± 5° Shore A, redPeter van den Berg afdichtingstechniek, Barendrecht
Lactid acid extra pure 88%Boom, The NetherlandsCAS номер: 79-33-4
Кальция хлорида дигидрат CaCL2 .2H2O Merck, Darmstadt, GermanyCAS номер: 10043-52-4
Pottassium dihydrophosphate KH2PO4Merck, Дармштадт, Германияномер CAS: 7778-77-0
Тригидрат хлорамина T (соль натрия) для синтеза CH3C6H4SO2NClNa· 3H2O Merck, Дармштадт, Германияномер CAS: 7080-50-4
Стандартный раствор натрия фторида 1000мг/л F CertipurMerck, Дармштадт, Германияномер CAS: 7681-49-4
Деионизированная вода
гидроксид калия, гранулы EMSURE аналитический реактив KOHMerck, Дармштадт, Германияномер CAS: 1310-58-3
Трубка из ПВХ (твердость 73 по Шору A) наружный диаметр 14 мм внутренний диаметр 10 ммDEUTSCH & NEUMANN, ГерманияArt.nr. 3501014
Вставка из нержавеющей стали 316 (Твердость 130– 150 HB) диаметр 9 ммUMCN , Неймеген НидерландыТехническая мастерская
pH стеклянный электродWTW, Вайльхайм, ГерманияSentix 61 103640
Бесконтактный профилометр Proscan 2100Scantron Industrial Products Ltd, Тонтон, Великобританияhttp://www.scantronltd.co.uk
версия программного обеспечения Proscan 2100 2.1.1.15A+ Датчик S29 / 10-10000 мкмScantron Industrial Products Ltd, Тонтон, Великобритания
Версия программного обеспечения ProformScantron Industrial Products Ltd, Тонтон, Великобритания
Стереомикроскоп Leicawww.leica-microsystems.comфотоаппарат M50
CanonCanon JapanEOS 50D
ШприцBD Plastipak, Испания20 мл.
Нагревательная пластинаSchott instruments MainzSLK1
Силоновый оттискной материал (Vinyl Polysiloxane Expres)3M Espe, СШАОбычная
пластина для перемешиванияIKA Werke, ГерманияKMO2 Basic

Ссылки

  1. Anderson, K., Throckmorton, G. S., Buschang, P. H., Hayasaki, H. The effects of bolus hardness on masticatory kinematics. J Oral Rehabil. 29, 689-696 (2002).
  2. Koolstra, J. H. Dynamics of the human masticatory system. Crit Rev Oral Biol M. 13 (4), 366-376 (2002).
  3. Lepley, C. R., Throckmorton, G. S., Ceen, R. F., Buschang, P. H. Relative contributions of occlusion, maximum bite force, and chewing cycle kinematics to masticatory performance. Am J Orthod Dentofac. 13, 606-613 (2011).
  4. Lee, A., He, H., Lyons, K., Swain, M. V. Tooth wear and wear investigations in dentistry. J Oral Rehabil. 39, 217-225 (2012).
  5. Lussi, A., Megert, B., Shellis, R. P., Wang, X. Analysis of the erosive effect of different dietary substances and medications. Br J Nutr. 107, 252-262 (2012).
  6. Vieira, A., Overweg, E., Ruben, J. L., Huysmans, M. C. Toothbrush abrasion, simulated tongue friction and attrition of eroded bovine enamel in vitro. J Dent. 34 (5), 336-342 (2006).
  7. Heintze, S. D. How to qualify and validate wear simulation devices and methods. Dent Mater. 22, 712-734 (2006).
  8. Lambrechts, P., Dibbles, E., van Landuyt, K., Peumans, M., van Meerbeek, B. How to simulate wear? Overview of existing methods. Dent Mater. 22, 693-701 (2006).
  9. Ruben, J. L., Roeters, F. J. M., Montagner, A. F., Huysmans, M. C. D. N. J. M. A multifunctional device to simulate oral ageing: the "Rub&Roll". J Mech Behav Biomed Mater. 30, 75-82 (2014).
  10. Xu, W. L., et al. Review of the human masticatory system and masticatory robotics. Mech Mach Theory. 43, 1353-1375 (2008).
  11. Abrahamsen, T. C. The worn dentition pathognomonic patterns of abrasion and erosion. Int Dent J. 55, 268-276 (2005).
  12. Khan, F., Young, W. G., Law, V., Priest, J., Daley, D. J. Cupped lesions of early onset dental erosion in young southeast Queensland adults. Aust Dent J. 46, 100-107 (2001).
  13. Montagner, A. F., et al. Bonding Efficacy and Fracture Pattern of Adhesives Submitted to Mechanical Aging with the Rub&Roll Device. J Adhes Dent. 19, 59-68 (2017).
  14. Martinez Choy, S. E., Lenz, J., Schweizerhof, K., Schmitter, M., Schindler, H. J. Realistic kinetic loading of the jaw system during single chewing cycles: a finite element study. J Oral Rehabil. 44, 375-384 (2017).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Устройство Rub&Rollмеханическая нагрузкаэрозийная средасимуляция жевательных движенийпрофилометрическое вычитаниеанализ картины износадеминерализирующий растворсветовая микроскопия
Подражая измерения окклюзионной эрозивный зуб носить с «руб» и «ролл» и бесконтактный Profilometry
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.