分光光度比色仪对牙齿漂白效果的分析

Abstract

目的

采用分光光度比色仪分析牙齿漂白后不同部位颜色CIE L*、a*、b*值的变化。

方法

选择67个健康完整的上颌中切牙，颜色大于A3（Vita经典比色板）。分光光度比色仪比色，记录颈部、体部、切端牙色。进行诊室漂白治疗（35%H₂O₂协同冷光漂白仪）后再次记录各部位牙色，计算ΔE、ΔL*、Δa*、Δb*和治疗有效率。对数据进行方差分析、配对t检验和Pearson相关分析。

结果

治疗有效率分别为：颈部86.6%，体部86.6%，切端85.1%。ΔE均值：颈部5.09，体部4.44，切端4.40。漂白后L*值升高，a*和b*值降低，均有统计学差异（P<0.01）。颈部和体部基线b*值与ΔE成正相关。

结论

35%H₂O₂协同冷光漂白仪照射有较好的牙齿漂白效果，顺序为颈部>体部>切端。颈部黄色降低幅度最大，切端明度增加最多。基线b*值越高，色差越大。

笑容是人际交往中最重要的方式之一。人们不仅要求有一个健康的口腔，而且希望拥有一个美丽的微笑。调查显示各个国家均有大量人群对自己牙齿颜色不满意（英国17.9%~21.3%，美国34%，中国52.6%）[1]。牙齿漂白技术目前在国外广泛使用，其可以改变釉质的颜色，显著降低釉质的半透明性[2]。牙齿漂白中，对漂白效果的准确评价非常关键，多数研究采用比色板比色，这种方法主观性强，受多种因素影响[3]，而数字化比色仪可以最大限度地排除主观因素的干扰，客观分析颜色的变化[4]。漂白效果的预测通常取决于医生的经验，那么能否有一种更客观准确的手段进行预测呢？本研究的目的是采用一种新型分光光度比色仪进行牙齿漂白前后的比色，分析牙齿不同位置CIE L*、a*、b*值的变化，尝试得出能够预测牙齿漂白效果的规律。

1. 材料和方法

1.1. 研究对象的纳入与排除

选择2011年9月—2012年12月因“牙齿颜色不美观要求漂白”在北京大学口腔医院综合科就诊的患者为研究对象。纳入标准：1）受试者年龄大于16岁，全身健康状况良好；2）上颌中切牙牙冠完整无缺损，无发育异常，无扭转错位；3）牙齿为外源性着色，颜色大于A3（Vita经典比色板）[3]。4）无严重的牙周疾病（牙周袋深度小于3 mm）。排除标准：1）釉质发育不全，四环素牙，氟斑牙；2）过去3年内接受过漂白治疗者；3）受试者对试验产品有过敏史；4）女性处于妊娠期或哺乳期。符合标准的受试者共45例，其中女30例，男15例；平均年龄33岁；纳入上颌中切牙67颗。

1.2. 主要材料和仪器

35%H₂O₂漂白剂、波长介于480~520 nm的冷光漂白仪BY-0398（Beyond公司，美国），Crystaleye分光光度比色仪（Olympus公司，日本）。

1.3. 方法

术前患者签署知情同意书，术前1周完成牙周基础治疗（全口龈上洁治和龈下刮治）。漂白前用分光光度比色仪对上颌中切牙颈部、体部、切端各比色3次，记录牙色CIE L*、a*、b*值，取3次数值的平均值为最终数值。L*表示颜色的明度，a*、b*表示明暗量以外的尺度，a*表示从绿（-a*）到红（+a*）的变化，b*表示从蓝（-b*）到黄（+b*）的变化[5]。

按照厂商说明在诊室内进行漂白治疗：每个患者上下颌前牙、前磨牙唇颊侧牙龈放置保护性树脂，牙面均匀涂35%H₂O₂漂白剂约2 mm厚，冷光漂白仪光照10 min后去除凝胶，重复上述步骤3次。治疗中照射光源灯头与牙齿表面呈90°，轻接触开口器，与牙面之间的距离2 cm。漂白后患者常规漱口，5 min后再次比色记录上颌中切牙各部位牙色3次，计算平均值。所有比色工作均由同一名医生完成。

采用ΔE、ΔL*、Δa*和Δb*分析漂白前后颜色的改变。ΔE是指两个颜色的差异，公式如下：ΔL*=L*_术后-L*_基线，Δa*=a*_术后-a*_基线，Δb*=b*_术后-b*_基线，ΔE=（ΔL*^２+Δa*^２+Δb*^２）^1/2。ΔE≥2.75时，视觉上才能看出牙齿颜色的变化，认为漂白有效[6]。计算漂白前后各部位L*、a*、b*均值及ΔE均值，统计治疗有效率，即ΔE≥2.75的病例百分比。

1.4. 统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计分析。对不同部位间L*、a*、b*值的差异以及ΔE的差异进行方差分析；对漂白前后各部位L*、a*、b*值的变化进行配对t检验分析；对各部位基线L*、a*、b*值与变化量（变化值的绝对值）、基线值与ΔE、变化值与ΔE的关系进行Pearson相关分析。

2. 结果

2.1. 漂白前后各部位的L*、a*、b*

漂白前后各牙的颜色分布规律相同，从颈部到切端a*和b*逐渐降低，L*在体部最高，其次是颈部和切端。3个部位间L*、a*、b*值均有统计学差异（P<0.01）（表1），说明颜色在牙齿不同区域的分布有很大差异。

表 1. 漂白前后各部位的L*、a*、b*.

Tab 1 The values of L*, a*, b* at different sites before and after tooth bleaching treatment

部位	L*		a*		b*
	基线	术后	基线	术后	基线	术后
颈部	65.17±5.15	67.72±5.25	5.51±2.35	4.93±2.06	21.79±2.83	17.65±2.77
体部	66.56±4.52	69.59±4.72	3.16±1.67	2.78±1.64	19.85±2.49	16.82±2.48
切端	63.07±4.69	66.73±4.56	2.19±1.64	1.86±1.65	15.92±2.52	13.99±2.91

2.2. 治疗效果和L*、a*、b*值变化

漂白后L*值升高，a*和b*值降低，变化均有统计学差异（P<0.01）。颈部b*值降低幅度大于L*值升高幅度，体部b*值变化量与L*值相同，切端L*值升高幅度大于b*值降低幅度，a*值变化量较小。ΔE均值：颈部5.09，体部4.44，切端4.40。颈部色差变化较体部和切端更明显（P<0.01）（表2）。治疗有效率分别为：颈部86.6%，体部86.6%，切端85.1%。

表 2. 各部位ΔL*、Δa*、Δb*、ΔE及治疗有效率.

Tab 2 The values of ΔL*, Δa*, Δb*, ΔE and the tooth bleaching effectiveness rates at different sites

部位	ΔL*	Δa*	Δb*	ΔE	治疗有效率/%
颈部	2.55	-0.58	-4.14	5.09	86.6
体部	3.03	-0.38	-3.03	4.44	86.6
切部	3.66	-0.33	-1.93	4.40	85.1
平均	3.08	-0.43	-3.03	4.64	86.1

2.3. 相关性分析

2.3.1. 基线值与变化量的相关性分析

颈部和体部基线b*值与∣Δb*∣成正相关，切端无显著相关性。切端基线L*值与∣ΔL*∣成负相关，颈部基线a*值与∣Δa*∣成正相关。其余部位与基线值无相关性（表3）。

表 3. 基线值与变化量间的Pearson相关分析.

Tab 3 Pearson correlation analysis between baseline values and absolute values of changes

部位	基线L*-∣ΔL*∣		基线a*-∣Δa*∣		基线b*-∣ΔL*∣
	r值	P值	r值	P值	r值	P值
颈部	-0.045	0.717	0.397	0.001	0.400	0.001
体部	0.015	0.906	0.120	0.333	0.377	0.002
切端	-0.251	0.041	0.084	0.500	-0.085	0.495

2.3.2. 基线值与ΔE的相关性分析

颈部和体部基线b*值与ΔE成正相关，即b*值越高，色差越大，切端基线b*值与ΔE无相关性；基线L*、a*值与ΔE无相关性（表4）。

表 4. 基线值与ΔE间的Pearson相关分析.

Tab 4 Pearson correlation analysis between baseline values and ΔE

部位	基线L*-ΔE		基线a*-ΔE		基线b*-ΔE
	r值	P值	r值	P值	r值	P值
颈部	0.095	0.446	0.172	0.165	0.422	0.000
体部	0.146	0.238	-0.042	0.736	0.337	0.005
切端	-0.134	0.279	0.177	0.152	0.213	0.083

2.3.3. 各变化值与ΔE的相关性分析

各变化值与ΔE均存在相关性，其中颈部和体部Δb*与ΔE相关性最强，切端ΔL*与ΔE相关性最强（表5）。

表 5. 各变化值（ΔL*、Δa*、Δb*）与ΔE间的Pearson相关分析.

Tab 5 Pearson correlation analysis between every changes values (ΔL*, Δa*, Δb*) and ΔE

部位	ΔL*-ΔE		Δa*-ΔE		Δb*-ΔE
	r值	P值	r值	P值	r值	P值
颈部	0.730	0.000	0.680	0.000	0.965	0.000
体部	0.835	0.000	0.695	0.000	0.935	0.000
切端	0.910	0.000	0.471	0.000	0.302	0.013

3. 讨论

牙齿漂白治疗中，比色板或是测色仪器分析都可进行牙齿颜色的测量，但是比色板会受到使用者的比色经验、视觉疲劳以及周围环境光线等多种因素的影响。多种测色仪可用于牙科，分光光度仪是最适合提供系统精确测色的仪器，体积小，易于掌握使用[4]。Crystaleye分光光度比色仪是一种非接触型分光光度仪，使用LED作为照射光源，可以产生测量天然牙色的几何环境，不会受光源改变或是探头的影响。研究显示其可在临床环境中进行精确的颜色测量，可重复性高[7]–[8]。

活髓牙漂白技术主要包括诊室漂白和家庭漂白，诊室漂白由于治疗周期短，效果更显著而广泛应用。常用漂白剂是高浓度H₂O₂，辅助光照射可以加快增强漂白过程[9]。本研究采用的Beyond冷光漂白技术目前在国内应用较广，漂白剂主要成分为35%H₂O₂，辅助波长介于480~520 nm之间的高强度蓝光照射，治疗显效率为50%~82.2%（用Vita经典比色板系统比色，认为提高5个以上色阶为显效）[10]。Salem等[11]对一种35%H₂O₂诊室漂白治疗的研究显示，ΔE均值为3.56。Odaira等[6]用Crystaleye分光光度比色仪分析10%过氧化脲漂白后的结果，发现ΔE均值为3.7。本研究采用的漂白技术在所有的测试区域都有较强的漂白作用，分光光度仪显示治疗后各个值的变化都有统计学差异。治疗有效率为颈部86.6%，体部86.6%，切端85.1%；ΔE均值为颈部5.09，体部4.44，切端4.40。这表明治疗效果较好。

Chan等[3]研究显示，所测试的牙齿漂白系统治疗有效性顺序为体部>切端>颈部。本文结果为漂白后颈部颜色变化最明显，其次是体部和切端。研究结果的不同可能是因为两种漂白系统的使用方法不同。Chan等的实验设计中要求漂白剂距离龈缘为2 mm，因为龈沟液可能会稀释和中和颈部的漂白剂，所以颈部漂白效果不佳。本实验的漂白系统使用了专业的牙龈保护树脂，允许漂白剂均匀涂布在唇颊侧所有牙面，治疗效果更全面。

色差取决于L*、a*、b*值的共同变化，b*值或是黄色在天然牙色中具有重要的意义。多项研究显示牙齿漂白后L*值升高，a*值和b*值降低，b*值变化幅度最大，其次是L*值和a*值[3],[11]–[12]。Luo等[13]研究发现，对牙齿漂白满意程度的主观评价与基线b*值明显相关，而不是L*或a*值。牙齿漂白时，随着基线b*值的增加，b*值变化量也增加，两者成正相关[14]。有关漂白研究[3]的统计学结果显示，20个样本量就足够得到漂白前后牙齿颜色变化的统计学差异。本研究样本量为67颗牙齿，颈部b*值变化量最大，其次是L*值和a*值；体部b*值变化量与L*值相同。相关分析显示：颈部和体部，基线b*值与变化量和ΔE均成正相关，即b*值越高，Δb*越大，色差越大，与上述研究结果基本一致，推测基线b*值高的患者在漂白后更容易获得满意效果，这为漂白效果的术前预测提供了依据。

Gerlach等[15]研究显示Δb*与活髓牙的漂白效果相关性更显著。本研究结果发现颈部和体部Δb*与ΔE相关性最强，切端ΔL*与ΔE相关性最强，a*值变化量很小。说明漂白对牙齿颜色中b*值和L*值的影响最大，而且在牙齿的不同部位影响不同。漂白后颈部黄色降低幅度最大，而切端明度提高最多，更接近白色。最易去除的颜色是黄色，红色是最难改变的[3]。

通过本研究可以看出，Crystaleye分光光度比色仪能够客观、精确地评价牙齿不同区域的颜色及漂白效果。正常人群中，颜色在牙齿不同区域的分布有很大差异，使用35%H₂O₂协同480~520 nm的冷光漂白仪照射可达到较好的牙齿漂白效果，牙色变化各区域都很明显，顺序为颈部>体部>切端。颈部黄色降低幅度最大，切端明度增加最多。基线b*值越高，色差越大。这将为临床牙齿漂白治疗效果的客观预测和评价提供帮助。