4-1-1 附著重量之量測
在本實驗先前之 pilot study 中,一方面為了避免待測物上的附著 物掉落而污染微量天平,另一方面也避免因附著物掉落而造成測量上 重量的誤差,使用的是白色藥包紙作為測量矯正器重量的盛裝容器,
由於實驗中浸泡完食物後為了減少水分誤差,有烘乾的步驟,在烤箱 烘乾的同時,也將藥包紙中的水分帶走造成脫水的現象,重量也減輕 了,拿到室溫一段時間後又慢慢吸收空氣中的水分而增加重量,所以 後來改為使用重量不受溫度而改變也不會脫水的鋁箔紙作為盛裝容 器,使測量過程更加準確而標準化,只要將浸泡後之(P + W1)減去實 驗前之(P + W1),由於 P 不變,即可得知附著物的重量△W。
本實驗和 2006 年的 Elham A. Elmsallati60等學者研究儀器及方法 很 相 似 , 他 們 用 Mettler AE 240 balance (Mettler instruments, Greifnsee-Zurich, Switzerland,可測至 10-4克重)測量根管器械使用前後 重量差異,但測量時並未使用鋁箔紙當盛裝容器;而本研究所使用的 微量電子分析天平 Analytical Balance (SHIMADZU AUW120D)準確
度可達 10-5克重,且由於每顆矯正器的重量有些許差異,可能會造成 矯正器的體積大小及表面積的不同,因此為求慎重起見,測量的是單 位重量增加百分比,而過程中也有避免水分影響使用烤箱烘乾的步 驟,並使用鋁箔紙當盛裝容器避免附著物掉落而造成實驗誤差,相信 實驗方法是相當符合科學與標準化的。
4-1-2 附著面積之量測
口內實驗的部分為了不移動到矯正器上的附著物質,也就不能把 矯正器從口內拆下來用秤重量的方式得知附著物質的量,因為拆除的 過程中可能會使附著物質脫落,另一方面就算拆下來也無法得知附著 在矯正器上黏著劑的重量,也就無從比較實驗前後矯正器重量差異,
所以用照相計算附著面積的方式來作比較是相對較為理想的。
口腔內的牙菌斑顏色和齒色接近,在矯正器上並不是很明顯,牙 菌斑顯示劑可使牙菌斑呈鮮豔的桃紅色,作出明顯的區別。
由於矯正器是一立體的物質,並不能在單一角度看到矯正器的每 個面,在倒凹處的附著量其實是觀察不到的,2004 年 DA Van Eldik62 等人所作的一篇文獻中同樣使用附著面積的計測,不過研究方法不同 的是,他們將待測物質翻轉並拍下每個面作分析,在口內我們並不能 將矯正器前後左右翻轉去拍它的每個面,會有拍照角度的限制,所以 本實驗在拍照時選擇以垂直矯正器的角度,以得到可量測的最大面 積,捨棄其他較小的面積不計算,總括來說,口內實驗比較附著面積 的結果,可以作為評估抗沾黏效果的參考及附著物的分佈狀況,但不 能代表百分之百精確。
4-2 實驗設計之討論
4-2-1 浸泡食物之性質探討
在本實驗中之所以選擇芝麻糊及煉乳等變項,主要是因為在一般 進餐的食物常包含非均質顆粒及黏性物質,而太稀的食物又無法比較 出沾黏量的差異。在濃稠度足夠的食物中,芝麻糊測試正是模擬非均 質食物的攝取,煉乳測試正是模擬均質及帶黏性食物的攝取,不管是 食物顆粒卡在矯正器上,或是黏性食物黏在矯正器上,都是影響口腔 衛生進而造成蛀牙及牙齦炎的原因,在實驗操作上不但可以將濃度藉 由固定的水粉比例控制在一定的量,也不會因價格昂貴或具有毒性而 造成負擔或污染,且為了避免芝麻糊沉澱造呈附著量太大的差異,還 使用攪拌機使溶液中的顆粒呈均勻分散狀態,雖然芝麻糊及煉乳只是 眾多食物中的其中二種,已是目前能想到最適合本實驗的材料。
每個人的咀嚼習慣、用餐次數、偏好食物種類硬度、唾液酵素及 刷牙頻率等差異相當大,要針對這幾個項目加以控制及標準化是非常 困難的,藉由實驗室的模擬或許仍是目前比較可以掌握,在未來的實 驗或許也可以進一步討論。
4-2-2 模擬漱口之探討
在本實驗中模擬漱口的方式是用磁石攪拌機(圖 2-17)以固定轉速 攪拌清水造成水流,目的是使漱口的步驟更加標準化,避免人為因素 抖落過多或過少的附著物造成誤差。
在 pilot study 中曾選擇浸泡完食物不漱口的方式,但結果比較不 出一般矯正器與鐵氟龍矯正器在附著重量上的差異,原因可能是矯正 器在型態上有許多微細的突起、凹槽與倒凹,非常容易卡住食物,而 我們在包覆鐵氟龍薄膜時,也致力於盡量使薄膜深入縫隙,服貼於矯 正器表面,如此一來,更顯示不出鐵氟龍抗沾黏的效果。
自小我們就被教導飲食完後要漱口保持清潔,而生活中也可發現 剛使用過的食器若馬上沖洗,是很容易沖洗乾淨的,反之放一段時間 再沖洗的,便要花很多時間才能沖掉甚至需要刷洗才會乾淨,於是想 到利用本實驗做個驗證,證明漱口本身是否有助於口腔清潔?幫助到 什麼程度?而漱口的時機,吃完馬上漱口或等 10 分鐘後再漱口是否 有差別?也是值得探討的。
實驗與統計結果證實,馬上漱口比等 10 分鐘後再漱口更具有清 潔效果,但不能完全清除附著物,此外,在同食物同漱口的狀況下,
包覆鐵氟龍薄膜的矯正器沾附食物的量遠小於一般金屬矯正器。
4-3 實驗結果討論
4-4 鐵氟龍矯正器製作時之限制
4-4-1 矯正器之型態限制
齒顎矯正器的尺寸十分微小,單一最大尺寸約為 4mm,而其中 Horizontal Slot 的寬度為 0.3~0.6 mm 左右,深度在 0.7~1 mm 之內。
Wing 下方造成的空隙與矯正器的曲面結構造成包覆鐵氟龍薄膜時的 困難(圖 4-1),此為最需克服的核心課題。
圖 4-1 矯正器型態造成鐵氟龍薄膜服貼困難處
4-4-2 壓合模具改良包覆效果探討
在尚未開發壓合模具時,是用手工包覆的方式製作,在 slot 及 wing 下方常有空隙及皺摺(圖 4-2 左),由圖 4-2 右圖可以看出在 Slot 的部位,機器包覆可以獲得較優良的效果,判斷應是由於尺寸相配合 的上模壓合楔行塊(圖 4-3)以及側方壓合模塊(圖 2-10)輔助鐵氟龍薄 膜進入溝槽,所造成之結果,與手工包覆的矯正器比較,可發現表面 較滑順服貼。
圖 4-2 手工包膜之矯正器(左)壓合模具包膜之矯正器(右)
圖 4-3 楔行塊尺寸配合矯正器凹槽
4-4-3 加熱溫度及方向限制之探討
在先前的章節(2-2-2)中,曾提到壓合動作完成時,會使用熱風槍 加熱鐵氟龍薄膜使之軟化並收縮,但工業用熱風槍的溫度最高為 270
℃,只能達到鐵氟龍的軟化溫度(260℃),倘若要使鐵氟龍與不銹鋼材 質矯正器表面黏結在一起,得達到鐵氟龍的熔點 327℃;另一方面,
由於壓合模具壓合時上下膜座之間空隙較小,熱風槍無法從四個方向 均勻加熱鐵氟龍薄膜,只能從單一方向加熱(圖 2-12 右圖),造成薄膜 受熱不均與矯正器黏結度不足的問題,容易在日常飲食與刷牙時磨耗 而自矯正器表面剝落(圖 3-3 右),在鐵氟龍薄膜剝落的部分,由於表 面變粗糙,除了較容易在此聚集食物殘渣及牙菌斑等物質,也降低了 抗沾黏的效果,使得在先前的統計分析中顯示出與一般矯正器無顯著 差異的結果,此問題有待日後進一步的研究及儀器改良。
第五章 結論與展望
本實驗利用口外實驗及口內實驗來進行的測試,比較的是有無鐵 氟龍表面處理、食物黏稠度不同及有無漱口造成的附著量的差異,以 及牙菌斑附著面積百分比的比較,總結本實驗所得之結果,整理出結 論如下:
1. 包覆鐵氟龍薄膜的矯正器明顯比一般金屬矯正器具有抗沾黏的特 性。
2. 當食物黏性增加時,矯正器上所附著食物的量也會增加,雖然如 此,包覆鐵氟龍薄膜的矯正器沾附食物的量還是遠小於一般金屬 矯正器,可見鐵氟龍確實提供抗沾黏的效果。
3. 無論有無鐵氟龍表面處理,馬上漱口與靜置 10 分鐘後再漱口的沾 黏重量增加百分比在統計上是有差異的,由此可知,飲食完後馬 上漱口可以大幅減少食物的附著。
4. 包覆鐵氟龍薄膜矯正器的牙菌斑附著面積百分比比較小(但無統計 上顯著差異),且凹槽(slot)部位明顯比較乾淨,這個結果對於改善 口腔衛生與降低摩擦力預期會有幫助。
雖然本實驗力求完美,但仍有未臻理想之處,基於不重覆使用的 原則及樣本數量的考量,本實驗每組只有 10 個樣本,或許未來可以 再進一步詳加設計,增加更多樣本數。另外,本實驗仍屬實驗室模擬,
真正應用到口腔內的矯正器還會有其他因素的影響,例如咀嚼的影 響,用餐次數、偏好食物種類硬度、刷牙頻率、唾液之酵素、細菌等 都會造成附著量的差異,希望將來能再進一步進行口腔內的相關研究 與摩擦力的比較。
臨床之應用方面,包覆鐵氟龍薄膜的矯正器明顯比一般金屬矯正 器具有抗沾黏的特性,此特性可幫助矯正患者達到更好的口腔衛生,
但於口內實驗中可得知鐵氟龍薄膜有部分脫落的狀況,為了要能抵抗 日常飲食以及刷牙時的磨耗,鐵氟龍與矯正器間的服貼度與黏結度還 要再改良,才能避免薄膜脫落及破損的狀況,提高臨床推展之可行性。
此外本實驗目前比較的是有無鐵氟龍表面處理的金屬矯正器的 差異,將來也可進一步比較不同材質的矯正器,如塑膠及陶瓷加上鐵 氟龍表面處理,或鐵氟龍硬度強化之射出加工成形矯正器,產生的結 果或許又不相同。
參考文獻
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7. Pratten DH, Popli K, Germane N, Gunsolley JC. Frictional resistance of ceramic
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