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速運行，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鉆牙技術，通過了解導致熱損傷的條件，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，最美觀的牙齒修復體是基于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，需要在牙鉆上使用鉆頭或特定的鉸刀。由于牙鉆的快速旋轉，可能會導致牙齒溫度升高到危險的水平。人們普遍認為，高于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，由于鉆孔可能產生高溫并導致牙髓損傷（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，根管治療后的牙根需要提供足夠的固位力用于固定義齒修復。

實驗前的工具與條件準備

為了讓實驗得到最準確的數據，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專業分析軟件。

2、測量條件設定：

★ 序列幀速率：85 f/s；

★ 熱圖像分辨率：640×512像素；

★ 發射率：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、使用三種類型的鉆頭，對應3種預制樁核系統：

★ RadixAnker系統是一種圓柱形鉆頭；

★ Olident系統是一種錐形鉆頭；

★ OptiPost系統是一種階梯形鉆頭。

根據制造商的建議，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入齒腔，并通過進一步鉆孔擴大進入范圍。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)。在手術過程中，用2.5%的洗必泰溶液沖洗根管。機械準備后，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。在這個區域，溫度非常接近初始溫度讀數。牙根表面的最高溫度對應于鉆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。

沿齒根的溫度分-無冷卻的OptiPost系統    沿齒根的溫度分布–帶冷卻的OptiPost系統

沿齒根的溫度分布-無冷卻的Olident系統  沿齒根的溫度分布-帶冷卻的Olident系統

1000、2000、5000轉/分鐘                                               以1000、2000、5000轉/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

確定牙齒縫隙準備期間的最佳條件對于實現長效填充至關重要。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，可以根據牙鉆的轉速、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像素全幀高速數據成為可能，這意味著研究人員能在不損失視窗中幀區域的情況下對噴氣發動機渦輪葉片、超音速射彈、爆炸等進行動態分析。