實驗之初，原本希望能將鐵氟龍塊直接切割成矯正器的形狀，但 鐵氟龍硬度不夠加上其不沾黏的特性將來是無法黏著在牙齒上的，於 是設計抽真空包覆鐵氟龍薄膜的方法，留下矯正器底部和牙齒黏結的 部位不包覆，一開始選擇在較為美觀的透明樹脂矯正器表面包覆鐵氟 龍薄膜，原用意是使之不但美觀又具自淨作用，但因為鐵氟龍熔點高 於樹脂(鐵氟龍熔點約在327°C)，在鐵氟龍加熱包覆在樹脂矯正器的 瞬間會將樹脂矯正器熔化變形。所以最後只好採用不怕高溫的金屬矯 正器(不銹鋼製成)作為本實驗包覆鐵氟龍薄膜的材料。
本實驗的口外模擬部分目的在於探討一般矯正器及包覆鐵氟龍 薄膜之矯正器，對於不同食物的抗沾黏性是否有影響，並且探討有無 馬上漱口在抗沾黏方面的表現是否有差異。另外並增加口內的實驗，
來比較經過一個月後，是否仍有良好的抵抗細菌附著性。經過 PIA 軟 體分析之後，再比較附著面積百分比。
2-1 實驗流程圖
口外實驗的流程圖如下(圖 2-1)：
圖 2-1 口外實驗流程圖
一般矯正器及包覆鐵氟龍薄膜之矯正器各 40個(每組10個),先測好原始重量W0
泡芝麻糊10分鐘 泡煉乳10分鐘 泡煉乳10分鐘
用烤箱100℃烘乾水份一分鐘
用微量天平測量重量W1 泡芝麻糊10分鐘
馬上泡在固定轉速的清 水中模擬漱口10秒
在空氣中靜置10分鐘後再泡在固 定轉速的清水中模擬漱口10秒
W1-W0即是附著物的重量△W
算出重量增加百分比△W/W0
口內實驗的流程圖如下(圖 2-2)：
圖 2-2 口內實驗的流程圖 經過一個月後回診檢查
在所有牙齒及矯正器上塗牙菌斑顯示劑染色 包覆鐵氟龍薄膜之矯正器9個(每人1 個),黏著於左上犬齒部位，其他部位
黏著一般矯正器
將矯正線及結紮線拆下
漱口至潄出的水顏色變淡
以數位單眼相機Nikon D80拍攝口內相片
利用景興影像分析軟體(PIA)比較一般 矯正器及包覆鐵氟龍薄膜之矯正器牙菌
斑附著面積百分比 綁上矯正線及結紮線
2-2 試片準備與處理
2-2-1 試片材料
本研究所使用的矯正器為日本 TOMY®公司所生產之金屬矯正器 (Preadjusted metal brackets, Micro-arch, Roth type , 0.018 slot)，所選的 部位為無 hook 的犬齒的金屬矯正器(圖 2-3)，原因是矯正治療的第一 步往往是要移動犬齒，倘若這個部位的矯正器能發揮不沾黏及降低摩 擦力的作用，將對提升矯正品質及縮短整個療程有很大的幫助，且包 覆薄膜時厚度較均勻不容易破損，相較之下有 hook 的矯正器(圖 2-4) 較易使薄膜破損。鐵氟龍薄膜(厚度 0.5μm)則是使用由宇明泰化工公 司所提供日本大金公司氟樹脂。
圖 2-3 無 hook 的犬齒的金屬矯正器
圖 2-4 有 hook 的犬齒的金屬矯正器
2-2-2 試片製作的原理與壓合模具介紹
雖然鐵氟龍穩定的化學結構使它具有優越的不沾黏特性，但也因 此無法藉由任何黏著劑將它和金屬矯正器黏著在一起。先前提到過目 前提高鐵氟龍表面黏著度的表面處理方法是以化學鈉蝕法最為有 效，然而鈉蝕法本身不但會破壞鐵氟龍本質也不環保，且矯正器體積 相當小，難度提高許多。經由和財團法人精密機械中心(Precision Mechanical Center, PMC)商討之後，決定以抽真空的方式將加熱軟化 後的鐵氟龍薄膜利用大氣壓力的原理壓貼至矯正器表面，雖然鐵氟龍 並不能和金屬黏結在一起，但由於矯正器的表面型態有許多倒凹 (undercut)，加上鐵氟龍回復至室溫硬化的特性，可以藉機械性連結 (mechanical locking)的方式卡在矯正器上不脫落。
於是本研究委託財團法人精密機械中心(PMC)設計及製造包覆 鐵氟龍薄膜的壓合模具(如圖 2-5~7)，以期能將鐵氟龍薄膜壓合到最 密貼的狀態。
圖 2-5 鐵氟龍薄膜壓合模具前後面觀
圖 2-6 鐵氟龍薄膜壓合模具壓合前後狀態
圖 2-7 矯正器置於真空吸座上
齒列矯正器上方的 Slot 十分微小，將會使得鐵氟龍薄膜不易壓入 Slot 內部，因此將設計一楔行壓合模塊(圖 2-8)置於上模座內輔助鐵氟 龍薄膜壓入 Slot(圖 2-9)，另外因應不同部位的齒列矯正器 Slot 的角 度與寬度都不相同，故而將此壓合模塊設計為模組可替換式，冀使壓 合模具可達最佳的適用性。
圖 2-8 上模座內有符合 slot 形狀的楔行塊
圖 2-9 壓合模具壓合狀態
側向壓合模塊(圖 2-10)主要目的是將鐵氟龍薄膜壓入 Wing 下方 的空間，減少鐵氟龍薄膜懸空的狀態，而壓合模塊下方的半圓形凹 槽，則是輔助鐵氟龍薄膜貼住真空吸座，將介於矯正器與薄膜中間的 空氣抽出，並產生壓力差，以期薄膜可更加貼合矯正器。
圖 2-10 側向壓合模塊
側方滑塊(圖 2-11)帶動側向壓合模塊由兩側向中心壓合，圖中可 見滑塊移動前後的情形。
側 向 壓 合模塊 上模座
楔行塊
圖 2-11 側方滑塊壓合前(左)後(右)狀態
啟動熱風槍加熱鐵氟龍薄膜(圖 2-12)，使鐵氟龍薄膜軟化並收 縮，更加貼合矯正器。包覆好鐵氟龍薄膜的矯正器如圖 2-13。
圖 2-12 熱風槍(左) 熱風槍加熱鐵氟龍薄膜(右)
圖 2-13 包覆好鐵氟龍薄膜的矯正器
2-2-3 試片製作的流程
壓合模具動作說明如下：
圖 2-14 壓合模具動作流程圖 置入齒列矯正器於真空吸座內並放上
鐵氟龍薄膜
啟動氣壓缸拉開壓合模具
啟動真空產生器，開始執行壓合動作
上模下降，將鐵氟龍薄膜壓入Slot內
楔行塊持續下降，並推動滑塊，將鐵 氟龍薄膜壓入Wing下方的空隙內
完成壓合動作，啟動熱風槍，進行收 縮包覆
完成收縮包覆，待冷卻後將壓合模具 拉開取出包覆完成的矯正器
完成包覆流程
2-3 實驗儀器和材料
2-3-1 實驗儀器與設備
在此研究當中會使用到一些儀器和設備， 以下逐一介紹:
1. 微量電子分析天平 Analytical Balance (SHIMADZU AUW120D)
日本製，測量單位可到克重的小數點下五位，能分辨出物體重量 極微小的差別(圖 2-15 )，量待測物時須在秤盤上墊一張乾淨的紙避免 污染秤盤，紙的大小不可超過秤盤以免造成誤差。
圖 2-15 微量電子分析天平 SHIMADZU AUW120D 秤盤
2. 超音波洗淨機 Multi-purpose Ultrasonic Cleaner (supersonic wave clean system) X-Cube S530 (圖 2-16 )
德國製，用於清洗器械、碗盤及蔬果等多功能洗淨機，內槽放入 待清洗物體後，注入清水至完全淹沒待洗物(水深至少 5 公分)，利用 超音波震盪的原理將附著於物體表面的灰塵髒污等震下來。清洗時間 的選擇有：5 分鐘，7 分鐘，10 分鐘，12 分鐘。
圖 2-16 超音波洗淨機(左) 內槽(右)
3. 磁石攪拌機 Cimarec Stirring Hot Plates(圖 2-17)
底部除了有可選擇溫度的恆溫加熱的功能外，還有吸附磁石的旋 轉裝置，將磁石放置於容器中經由轉速的調整，會將溶液中的混合物 攪拌均勻，可避免溶液中物質沉澱。
圖 2-17 磁石攪拌機
4. 數位溫度計 Digital thermometer (K-type 305A) (圖 2-18)
此為數位顯示型溫度計，可顯示到小數點以下一位數，經由連接 的熱電偶溫度測線測量溫度，測量溫度範圍可由-50℃至 1300℃，本 實驗用來測量烘乾矯正器時的溫度。
圖 2-18 數位溫度計
磁石
控制溫度 控制轉速
熱電偶溫度測線
數位溫度計本體
5. 烤箱(圖 2-19)
用於要將水分烘乾時使用
圖 2-19 烤箱
控制時間
2-3-2 口外實驗材料
在此研究當中會使用到一些食物材料如下:
1. 桂格®芝麻糊:一人份包裝淨重 30 公克，冷熱水皆可沖泡，依包裝 指示調製時之水粉比為一包裝的粉加上 150c.c.的水。
圖 2-20 芝麻糊
2. 雀巢鷹牌®煉乳；每包裝 185 克，濃稠度很高且均質不沉澱的液體
圖 2-21 煉乳
3. 妙潔®鋁箔紙(寬 30 公分長 14 公尺)：因不受溫度變化而影響重量 的特色，經裁切之後，可用來當盛裝矯正器的材料，一起放進烤 箱烘乾，同時也可在測重量時避免待測物直接接觸到微量天平的
秤盤而造成污染。
圖 2-22 鋁箔紙
4. 濾網：為了避免矯正器淹沒於芝麻糊溶液或水中，方便將矯正器 撈起。其孔徑大小可讓芝麻糊顆粒通過。
圖 2-23 濾網
5. 牙科用鑷子：將矯正器及鋁箔紙夾起
6. 計時器
2-3-3 口內實驗材料
1. 受試者: 本實驗以中國醫藥大學附設醫院 9 位矯正科病患為研究 對象，年齡介於 21-29 歲，男性五名, 女性四名
2. 矯正器：除了左上犬齒使用鐵氟龍薄膜包覆矯正器外，在前牙兩 側犬齒間所使用的是 Preadjusted Brackets, Esther II , Roth type , 0.018 slot 透明樹脂矯正器(Tomy company, Tokyo, Japan)；在兩側 小臼齒至大臼齒區域使用的矯正器是金屬矯正器：Preadjusted Brackets, Micro-arch, Roth type , 0.018 slot 金屬矯正器(Tomy company, Tokyo, Japan)。
3. 矯正黏著劑： Super-Bond C&B (Sun Medical Company, Kyoto, Japan)(圖 2-24)，屬於 4-META/MMA-TBB system 樹脂，內含有：
a. 牙 本 質 酸 蝕 劑 dentin activator solution (citric acid/ferric chloride)。
b. 牙釉質酸蝕劑 enamel etchant (phosphoric acid)。
c. 聚合單體 monomer (內含有 4-META 及 MMA 單體)。
d. 催化劑 catalyst (tributyl borane, TBB)。
e. 聚甲基丙烯酸甲酯粉末,分成透明無色及齒質顏色兩類 tooth colored and clear powders (PMMA powder)。
圖 2-24 Super-Bond C&B (Sun Medical Company, Kyoto, Japan)
4. 矯正線 LH wire(改良型超彈性鈦鎳合金線)：在矯正治療所使用的 矯正線為日本製的 L&H TITAN Nickel Titanium wire（ Tomy company, Tokyo, Japan），其規格為.016x.022 inch，Accu Form(圖 2-25)
圖 2-25 矯正線 LH wire
5. 結紮線：將矯正器和矯正線固定在一起
6. 牙菌斑顯示劑：將有牙菌斑附著在矯正器的部分顯示出來
7. 數位單眼相機 Nikon D80：拍攝口內相片的相機
2-4 實驗設計與實驗步驟
2-4-1 實驗設計與分組
本篇研究主要是藉由將矯正器置入食物中浸泡一段時間模擬進 食，以測量一般矯正器及包覆鐵氟龍薄膜之矯正器食物附著量的差 異，以期能夠找出包覆鐵氟龍薄膜的矯正器是否真的能夠減少食物附 著量之證據，因此我們設計了此一體外模擬的實驗，本實驗包含有控 制組及實驗組總共分為 10 組，每組樣本數為 10 個，要探討的部分為：
一般矯正器及包覆鐵氟龍薄膜之矯正器，對於不同食物的抗沾黏性是 否有影響，並且探討有無馬上漱口在抗沾黏方面的表現是否有差異。
另外並增加口內的實驗，來比較經過一個月後，是否仍有良好的抵抗 細菌附著性。
以下個別說明，分組如下：
1. 控制組 1(NSR)：原始金屬矯正器---泡芝麻糊馬上漱口
2. 實驗組 1(NSr)：原始金屬矯正器---泡芝麻糊等 10 分鐘後再漱口 3. 控制組 2(NMR)：原始金屬矯正器---泡煉乳馬上漱口
4. 實驗組 2 (NMr)：原始金屬矯正器---泡煉乳等 10 分鐘後再漱口 5. 控制組 3 (TSR)：包覆鐵氟龍薄膜的金屬矯正器---泡芝麻糊馬上漱
4. 實驗組 2 (NMr)：原始金屬矯正器---泡煉乳等 10 分鐘後再漱口 5. 控制組 3 (TSR)：包覆鐵氟龍薄膜的金屬矯正器---泡芝麻糊馬上漱