研究目的

實驗的材料與辦法
選取46顆離體人類前磨牙,經標準化牙體預備后,分別制作鋰硅酸鹽瓷貼面與直接復合樹脂貼面,嚴格模擬臨床粘接工藝與口腔解剖結構;所有樣本經拋光、消毒后,隨機分為CS暴露組與THS氣溶膠暴露組,每組含兩種材料亞組,設置平行重復樣本以保證數據可靠性。
搭建定制化ALI體外暴露裝置,包含氣相暴露腔、人工唾液液相槽、煙草煙霧/THS氣溶膠發生模塊、氣流控制模塊、溫濕度調控模塊,全程維持37℃恒溫、95%±5%相對濕度,精準復刻人體口腔生理微環境。樣本垂直固定于ALI系統專用固定架,實現氣-液-固三相精準接觸:樣本牙合面/外表面暴露于氣相腔,直接接觸煙草煙霧/氣溶膠;頸緣/粘接面浸入液相槽的人工唾液模擬液,氣液交界線與臨床牙齦緣位置重合,還原貼面在口腔內的實際暴露狀態。

卷煙煙霧發生儀按CORESTA國際標準設定抽吸參數(2s抽吸時長、60s抽吸間隔、55ml抽吸體積),THS氣溶膠發生儀嚴格遵循原廠規范設定加熱溫度與氣溶膠釋放速率,兩組采用等尼古丁劑量進行暴露,保證組間對比的公平性與科學性。模擬中等吸煙行為,對所有樣本進行每日8小時、持續21天的動態氣相暴露;非暴露時段樣本仍維持ALI系統的氣液界面狀態,復刻吸煙與日??谇画h境的連續接觸過程。
每次煙草暴露結束后,采用標準軟毛牙刷+含氟牙膏,以150g臨床標準刷牙力度對樣本氣相暴露面進行1分鐘標準化機械清潔,清潔后用去離子水沖洗并立即放回ALI系統,還原吸煙患者日常刷牙的口腔護理行為。
暴露期內每周對樣本進行一次檢測,且所有檢測均在樣本維持氣液界面狀態下完成,減少檢測誤差:
采用分光光度計檢測牙科專用色差指數ΔE00與牙科白度指數,定量評估樣本顏色變化,以ΔE00≥1.8為臨床可感知變色閾值;
采用改良Lobene染色指數,半定量評估樣本牙齦區、近中/遠中區、牙體區的表面染色程度;
采用改良USPHS標準,評價貼面頸緣的邊緣著色情況及界面密合性。
研究結果
本研究經統計學分析,明確煙草暴露類型、修復材料特性為影響貼面著色的關鍵因素,且二者存在顯著交互作用,日常刷牙對煙草誘導著色的緩解效應具有局限性,核心結果如下:
瓷貼面表現出優異的抗煙草著色能力:鋰硅酸鹽瓷貼面在CS與THS氣溶膠暴露下,ΔE00值均低于臨床可感知閾值,僅出現極輕微的表面物理性染色,且經日常刷牙后可基本清除;兩組暴露下均未觀察到顯著的邊緣著色,顏色穩定性無統計學差異(P>0.05)。
復合樹脂貼面為煙草著色的易感材料:復合樹脂貼面在CS暴露下,ΔE00值遠超臨床可感知閾值,出現顯著的肉眼可見變色,且頸緣、鄰面的邊緣著色具有臨床顯著性;THS氣溶膠暴露下僅出現輕微整體變色,ΔE00值未達臨床可感知閾值,無顯著邊緣著色,但清潔死角(鄰面、牙齦區)存在輕微染色隨時間累積的現象。

THS氣溶膠的著色效應顯著低于CS:兩種貼面在THS氣溶膠暴露下的變色程度、表面染色及邊緣著色水平,均顯著低于CS暴露組(P<0.05);其中復合樹脂貼面在兩組間的著色差異,瓷貼面兩組間無統計學差異。
日常刷牙的緩解效應具有部位特異性:刷牙可一定程度緩解兩種貼面牙合面/外表面的輕微表面著色,但對頸緣氣液交界區、鄰面等清潔死角的著色緩解效果極有限;且無法清除復合樹脂貼面在CS暴露下產生的內源性著色。
煙草暴露類型與修復材料存在顯著交互作用:CS與復合樹脂貼面的組合為著色風險最高的組合,表現為內源性滲透、表面吸附與邊緣沉積的多重著色特征;THS氣溶膠與瓷貼面的組合幾乎無明顯著色風險,僅存在極輕微的表面物理吸附。

作用機制
本研究從修復材料結構特性與煙草煙霧/氣溶膠成分差異雙維度,闡釋了煙草誘導貼面著色的差異機制,同時明確氣液界面微環境為部位特異性著色的重要誘因:
材料結構決定抗著色本質差異
鋰硅酸鹽瓷:為致密無孔的無機陶瓷材料,表面釉化拋光后表面自由能極低,煙草有色物質僅能形成短暫物理吸附,無法滲透入材料內部,且化學穩定性高,不與煙草有害物質發生反應,頸緣粘接界面穩定性優異,無明顯邊緣著色。
復合樹脂貼面:為有機聚合物基質與無機填料的復合體系,存在微小多孔結構,且聚合物基質具有親脂性。CS中的焦油、有機發色團等脂溶性物質可通過孔隙滲透入材料內部形成內源性著色,且與基質發生物理結合無法通過機械清潔清除;同時樹脂粘接層易被煙草活性物質降解,形成界面微縫隙,導致有色物質沉積并產生邊緣著色。
煙草成分差異決定著色效應強弱
CS:經燃燒產生大量焦油、固體碳顆粒、多環芳烴等強發色團物質,其中焦油的脂溶性易與復合樹脂基質結合,碳顆粒易在材料表面與縫隙中沉積,是誘導顯著著色的核心因素。
THS:通過加熱不燃燒的方式,避免了焦油與固體碳顆粒的生成,其氣溶膠僅含少量尼古丁、揮發性有機化合物,無強發色團成分,僅能在材料表面形成輕微物理吸附,無法滲透入復合樹脂內部,因此著色效應顯著降低。
氣液界面微環境加劇部位特異性著色
貼面頸緣的氣液交界區同時接觸煙草煙霧(氣相)與人工唾液(液相),唾液中的電解質與蛋白質可在材料表面形成吸附膜,促進煙草有色物質沉積;且該區域為刷牙清潔死角,有色物質易持續累積,同時界面微縫隙在濕潤環境下更易吸附有色物質,成為煙草誘導著色的高發區。

臨床意義
本研究結果為吸煙人群的牙科美學修復提供了直接的循證臨床指導,同時為口腔健康管理提供明確方向:
材料選擇:對于有吸煙習慣的美學修復患者,鋰硅酸鹽瓷貼面應為修復材料,其優異的抗煙草著色能力可顯著提升修復體長期美學穩定性;若選擇復合樹脂貼面,需向患者充分告知CS暴露的高著色風險,實現知情同意。
煙草產品選擇:對于無法戒煙的吸煙患者,THS可作為傳統卷煙的低美學風險替代方案,但需明確其并非“無風險",清潔死角仍存在染色累積可能,需控制使用量。
口腔衛生指導:針對頸緣、鄰面等著色高發區,指導患者采用 “牙刷 + 牙線/間隙刷 + 沖牙器" 的組合清潔方式,強化機械清潔;建議每3-6個月進行一次牙科專業拋光,清除材料表面沉積的煙草有色物質。
修復操作優化:臨床制作貼面時,需嚴格把控頸緣牙體預備與粘接工藝,保證貼面與牙體的密合性,減少界面微縫隙;對復合樹脂貼面進行超微拋光處理,降低表面自由能,減少有色物質吸附。
核心健康建議:戒煙是維持牙科美學修復效果、保護口腔健康的根本措施。煙草暴露不僅影響修復體美學,還會增加牙周病、口腔黏膜病等疾病的發病風險,需將戒煙指導納入吸煙患者的常規口腔健康管理。
研究設備
本研究中使用的熏煙設備及CULTEX氣液界面(ALI)體外暴露裝置是實現精準煙草暴露評估的核心工具。該裝置需要滿足對煙霧/氣溶膠發生、傳輸、沉積以及微環境(溫度、濕度)的精確控制,才能確保為期21天的復雜實驗獲得可靠、可重復的數據。
德伯科技不僅可以為CULTEX設備提供技術服務,同時,我們可以提供更多本土化的技術支持和成套解決方案,自主研發的“香煙煙霧細胞暴露染毒系統Aexpo",正是為滿足此類嚴苛實驗需求而設計的國產化解決方案。其核心性能與本研究的實驗要求高度契合:
標準化煙霧發生:Aexpo系統依據ISO3308與CIR國際吸煙標準設計,可精確設定吸煙量(15–100 mL可調)、吸煙時間(標準2s/次)、抽吸間隔(6s–60s可調)及吸煙曲線(鐘形/梯形),本研究對CORESTA標準抽吸參數的實現要求。
精準的暴露環境控制:系統的氣液界面暴露平臺(如ACP6)采用輻射流設計,確保6個獨立通道間的氣溶膠均一性變異系數≤5%,為多組平行樣本的對比提供了技術基石。其溫度控制精度達37±0.1℃,濕度控制≥95%,復刻了本實驗所需的人體口腔生理微環境。
長時間穩定運行:系統支持≥24小時連續運行,配合全自動控制軟件,可實現每日8小時、持續21天的無人值守自動化暴露,大幅提升了實驗效率和數據一致性。
完整的實驗生態:Aexpo系統不僅包含煙霧發生器(ASG)和暴露平臺(ACP6),還提供全自動控制軟件,可實時記錄實驗參數、保存方案,確保全程可追溯。此外,系統預留了與各類氣溶膠發生器(如Collison霧化器)的對接能力,可拓展用于生物氣溶膠、顆粒物等多種研究。

德伯科技致力于通過高性能的國產化設備,為國內科研人員在口腔材料學、吸入毒理學、環境健康等領域的突破性研究提供可靠工具與技術支持。
結語
這項發表于《Journal of Dentistry》的研究,通過精密的體外模型,科學地證實了不同煙草產品對牙科美學修復材料的影響差異,為臨床實踐提供了寶貴的循證依據。它再次提醒我們,在追求美學效果的同時,必須重視患者的生活方式因素,并提供個性化的指導。而每一項可靠的科學發現背后,都離不開像德伯科技Aexpo系統這樣能夠精準復刻復雜環境的科研設備的有力支撐。
參考文獻
Huang, Q., Zhao, X., Majeed, S., et al. Effects of cigarette smoke and Tobacco Heating System aerosol on discoloration and staining of ceramic and composite veneers. Journal of Dentistry, 2026.請輸入賬號
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