槟榔牙表面着色沉积物的XRF及红外分析

槟榔牙是大量咀嚼槟榔嚼块导致的牙体红棕至黑褐色着色、磨损、根折及修复性牙本质形成的一类牙［1］。槟榔牙患者常伴发颞下颌关节功能紊乱、口腔黏膜纤维化、白斑，甚至口腔癌等疾病［1］。目前人们对颌面部美学的要求越来越高，而牙齿作为美丽微笑的门户，其美观更加重要。本文主要以湖南地区槟榔牙表面着色沉积物为研究对象，用X射线荧光光谱（XRF）及傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）分析着色物成分以探究槟榔牙着色的机制，以期为槟榔牙临床漂白提供参考。

1 材料与方法

1.1 仪器

X 射线荧光光谱（S4 Pioneer，Bruker AXS，德国）；傅里叶变换红外光谱仪（Spectrum One，Per⁃kin⁃Elmer，美国），压片机（YP⁃2，上海山岳科学仪器有限公司，中国）

1.2 槟榔牙的采集

湖南长沙地区长期咀嚼槟榔（咀嚼年限＞10年，咀嚼频率＞20颗/天）且牙齿着色明显、无全身系统性疾病患者的无充填、修复体及龋坏的因牙周炎或根折于长沙市口腔医院拔除的槟榔牙被纳为研究对象，同时需排除其他内源性着色因素（如氟斑牙、四环素牙、牙体发育不全等）及其他外源性着色因素（如烟、酒、茶、咖啡、药物、职业暴露、漱口水等）造成的牙齿着色。共采集符合要求的槟榔牙样本50颗，其中前牙12个，后牙38个。样本用蒸馏水清洗和0.1%麝香草酚溶液消毒后，蒸馏水4℃浸泡保存。

学生通过平台提出问题，教师不能每时每刻在线回答，否则工作量太大，因此互动可能会有延迟性，这也需要网教平台在这方面能更智能化，教师把各种可能出现的问题尽可能多的先设计好，这样平台就可以像机器人一样智能回答学生提出的问题。

1.3 XRF分析槟榔牙表面元素

随机抽取5个槟榔牙样本，选取几乎全部着色的牙面进行分析。用蒸馏水、99%AR级乙醇先后浸泡槟榔牙，并各自超声震荡30 min。在将样品放入玻璃皿，编号1～5并做好标记，放入真空干燥箱50℃过夜。将样本粘接于上样杯的膜中央，进样并使用无标样定量分析方法进行元素检测。

1.4 FTIR检测槟榔牙着色沉积物有机成分

槟榔牙颊舌面可见红棕至黑褐色的着色沉积物附着，牙齿磨耗指数为Ⅰ～Ⅳ级，常伴根折。（如图1）

2 结果

2.1 槟榔牙肉眼观察

将槟榔牙样本浸泡于丙酮2天，取出放入玻璃皿，50℃真空干燥箱过夜，用4号刀柄配以24号刀片刮取槟榔牙表面着色沉积物，使用玛瑙研磨成粉末，然后，在红外灯烘烤下加入溴化钾粉末混合研磨。将研磨均匀后的混合粉末置于模具中，用油压机压成透明锭片。进样观察。

  

图1 槟榔牙样本

2.2 XRF分析槟榔牙表面元素

如表1，槟榔牙着色区域含有O、C、Ca、P、S、Cl、Fe、Mn、Na等元素。

 

表1 槟榔牙表面元素相对含量（wt%）

  

样本元素（wt%）P C S 1 2 3 4 5平均值标准差O 42.61 42.64 40.29 43.47 41.70 42.14 1.21 35.96 36.91 34.71 36.89 36.43 36.18 0.91 Ca 16.59 14.73 19.20 15.37 16.36 16.45 1.71 4.59 5.22 4.31 4.07 5.24 4.69 0.53 0.13 0.29 1.02 0.07 0.15 0.33 0.39 Cl 0.05 0.16 0.39 0.07 0.06 0.15 0.14 Fe 0.03 0.02 0.03 0.03 0.02 0.03 0.01 Mn 0.02 0.02 0.03 0.02 0.02 0.02 0.01 Na 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00

2.3 FTIR检测槟榔牙着色沉积物有机成分

由图2和文献［2-3］可知：3368.83 cm-1提示氨基（-NH2）的存在；2928.98 cm-1提示亚甲基（⁃CH2⁃）存在；1657.29 cm-1和1546.26 cm-1提示羰基（⁃C=O⁃）的存在。1452.59 cm-1、877.63 cm-1、672.68 cm-1提示碳酸根（CO32-）的存在。1031.18 cm-1提示C-O键存在。603.18 cm-1提示磷酸根（PO43-）的存在；562.56 cm-1是由磷酸根（PO43-）和磷酸一氢根（HPO42-）多个吸收峰重叠的结果。

3 结论

上述红外结果提示槟榔牙表面着色物成分为而牙面生物膜中蛋白质也属于聚酰胺类物质，提示槟榔牙表面有蛋白质的存在。在槟榔牙着色过程中，蛋白质一方面可为色原体、产色细菌、离子的附着提供帮助，另一方面蛋白质本身氧化可产生颜色。碳酸根（CO32-）和磷酸根（PO43-）的存在提示在牙面生物膜中存在生物矿化过程。蛋白质在牙面附着后，经过细菌定植、氧化、色原体吸附、生物矿化等过程，最终出现着色沉积物。

  

图2 槟榔牙表面着色物的红外光谱图 横坐标为波数（cm-1），纵坐标为透过率（%）

 

通过XRF对着色区元素的分析及文献的回顾［4-6］，槟榔牙的有机着色原因可能与Fe、Mn、S相关。一方面湖南槟榔含有较丰富的Fe、Mn、S元素［7］，另一方面由于咀嚼槟榔带来的精神欣快感及当地气候和文化风俗影响造成患者长期咀嚼槟榔的习惯，为槟榔牙的外源性着色提供了丰富的物质来源，并且随着咀嚼时间和量的累积，牙体组织磨损、牙隐裂形成为槟榔牙外源性着色向内源性着色的转变提供通道。从微观角度来看，着色成分的存在形式可能有以下几种：①Fe、Mn的氧化物；②Fe、Mn的硫化物；③金属离子起桥接作用，与有机成分形成络合物；④有色有机物或能在口腔微生态中经过一系列生化反应转变成有色物的前体物质；⑤上述各种情况的综合作用。

综上所述，大型振动台试验作为一种研究地震作用下边坡动力响应规律已被广大学者广泛使用，大型振动台模型试验已经成为一种有效、可靠的研究方法。但是，由于岩质边坡岩体结构和动力问题的复杂性，利用振动台试验研究边坡动力稳定性具有一定的局限性，例如振动台试验具有尺寸效应、难以分析地震波场的在边坡内部的传播特性等。因此，针对复杂地质构造岩质边坡利用大型振动台试验分析其动力问题的研究还需不断发展和完善。

结构性制约因素中，费用太高 (包括管理费用、交通费用、设备费用、露营费用等各项休闲活动中的费用支出)、缺乏时间、场地/设施拥挤和交通不便在调查中出现频繁 (图7)。这些因素影响范围广，几乎涵盖女性、老年人、少数民族群体等各种人群。比较少提及的因素诸如活动不适宜等针对特定人群的制约因素以及公园标识不科学、管理缺乏监管等休闲服务与管理方面的制约。

综上所述，槟榔牙着色是一个缓慢而复杂的物化过程，从蛋白质吸附到牙釉质表面，到细菌的附着及代谢，唾液中矿物质沉积，金属离子在有机物间起桥接作用，每个过程都可能造成槟榔牙表面着色。该项研究属于回顾性静态分析，建议未来建立着色离体模型，以进一步探究单因素对槟榔牙着色的影响。

参考文献

［1］ Norton SA.Betel：consumption and consequences［J］.J Am Acad Dermatol，1998，38（1）：81-88.

［2］ 叶金凤，陈庆华，韩长菊，等.纳米羟基磷灰石材料的制备与性能测试［J］.中国陶瓷工业，2007，14（1）：9-11.

［3］ 陈伟，周密，左剑，等.FTIR光谱方法对比分析少年和老年软骨成分含量［J］.光谱学与光谱分析，2007，27（4）：683-685.

［4］ T,Kawala B,Antoszewska-Smith J,et al.Black stain and dental caries:a review of the literature［J］.Biomed Res Int,2015,2015:469392.

［5］ Dumont M，Tütken T，Kostka A，et al.Structural and function⁃al characterization of enamel pigmentation in shrews［J］.J StructBiol，2014，186（1）：38-48.

［6］ 任吉芳,吉媛媛.31种元素在着色氟牙症釉质中的定量分析［J］.中华口腔医学杂志，1999，34（4）：229-231.

［7］ 萧福元，袁晟，桂卓嘉，等.湖南地区食用槟榔流行病学研究［J］.实用预防医学，2011，18（7）：1218-1222.