4-1 壓克力材料性質探討
在本實驗中之彈性鏈實驗支架經過多次的試誤，最後決定使用壓 克力板來製作，其主要的優點為：
1. 壓克力板在水中的比重適當[33]。壓克力之比重為 1.19 ~ 1.2，
略比水重 (1)，當放置好彈性鏈時不用擔心壓克力板會漂浮在水 面上，導致彈性鏈無法完全浸泡在水中。
2. 可以容易地準備小壓克力顆粒，並使其大小尺寸接近矯正支架之 大小，再者小壓克力顆粒黏著的位置也可以藉由方格紙定位，並 使用快乾劑就可以輕易做好固定動作。
相較之下，使用木板作為支架最大的問題在於要使用鋼釘釘在木 板上並精確定位會有一定的困難度，且為了不讓彈性鏈有不適當的延 伸，鋼釘所選用的尺寸為最小號，也增加了將釘子釘入又不能有任何 釘子的變形之難度，再者是木板會漂浮在水中，使彈性鏈不易完全浸 泡在水中。
當然使用壓克力板作為支架也有擔心的地方，例如其耐溫性及耐
酸鹼性就是首要考量，壓克力之成份主要就是＂聚甲基丙烯酸甲 酯＂(PMMA)，其熱變形溫度為 74~102℃，以本實驗溫度循環介於 15
℃~45℃而言，應不致產生變形，此外它對於一些化學物質均有良好 的抗性[8]，在 pH 4.9~7.3 之間的變化也不致造成影響。
4-2 模擬環境之設定
在本實驗之所以選擇 pH 值循環及溫度循環等變項，主要是因為 在一般進餐的食物常包含冷熱食及飲料，溫度的循環測試正是模擬冷 熱食的攝取，pH 值的循環測試正是模擬不同酸鹼性質飲料及食物的 攝取，雖然溫度和酸鹼只是影響彈性鏈力量衰減眾多變項中的其中二 種，不過也是最重要的二個變項，每個人的飲食習慣差異相當大，要 針對病患的飲食加以控制是非常困難的，藉由實驗室的模擬或許仍是 目前比較可以掌握的，在未來的實驗或許也可以進一步討論這二種變 項以外的其他變項，或是將這二種變項同時進行，或是再加入各項調 味 (甜、鹹、苦、辣)之變項進行討論。
關於在本實驗中所設定的各項環境條件，以下將會更詳細來描 述。
1. 彈性鏈延伸之距離。在本實驗中選擇 6 個環之彈性鏈，並將 之延伸到 37mm 之距離，如前所述 (圖 2-6)是為了模擬下顎 6 顆前牙 黏上矯正支架後之距離，剛好平均值是接近 37mm，在之前許多研究 均習慣量測 6~8 個環的長度，而且他們所預設拉開的距離大約是 2 倍 於原始長度，雖然在這些文獻中並沒有交代為何選擇這樣的環數及距 離，然而在臨床上的確這樣的環數使用最頻繁，主要的原因是在矯正
後期所殘餘的空間並不是全面性的，而是只有某些區域剩下一些小空 間需要關閉 (請參照第二章，圖 2-5)，雖然只有在某些區域的小空 間，但是要關閉起來所要花費的時間卻往往是大空間的好幾倍，如果 能有效利用彈性鏈關閉這些小空間，便能大大縮短治療的時間。另外 在口腔內每顆牙齒的大小是不同的，以下顎前牙來說擁有全口最短的 近遠心徑，因此，如果彈性鏈能夠在這一區最短距離內產生力量，那 麼在別區應該也會有更好的力量表現 (圖 4-1)。
在之前的研究中有幾篇在進行類似研究時，除了拉開一定距離 外，還會刻意模仿牙齒受力後關閉的空間[21,27,28]，例如每周以 0.5mm 之距離縮短來模擬牙齒移動後彈性鏈縮短，雖然這樣的設計或 許可以更容易了解彈性鏈真正的力量表現，但是對於牙齒的移動量其 實是不容易掌握的，根據一些學者的研究，牙齒移動並非所想的線性
圖 4-1 下顎前牙擁有所有牙齒最短之近遠心距離。左圖為上顎，右 圖為下顎，圈圈所示為下顎前牙區域。
關係，而是分成 4 個時期[34]，如果牙齒移動剛好進入停滯期，則在 這一段時間內是無論給予多少力無法產生移動的，再者剛剛所提，當 進行最後的空間關閉，雖然整體殘存空間常常只剩 2mm，可是卻異常 地比矯正初期之空間更難關閉，這也是本實驗決定不模擬距離縮短的 原因。
2. 在本實驗分成 4 組進行比較，在空氣中主要是做為對照組，
根據一些研究指出，當彈性鏈一旦製作好，便自然會隨著時間產生力 量之衰減，本實驗中所使用的彈性鏈為同一捆彈性鏈，製作時間與有 效日期均為同一天，有助於實驗結果之控制。在恆溫水槽這一組主要 是針對接下來的 pH 循環及溫度循環提供一個比較，以找出是否有溫 度循環或是 pH 循環後之差別，而溫度循環所選擇之高低溫根據學者 的研究[31]，認為在口腔內溫度的範圍應該會介於這二個溫度極限值 內，本實驗利用了另一個恆溫水槽來創造高溫環境 (45℃)，另一水 槽準備低溫環境，然而要降低溫度並維持低溫遠比維持高溫來得困 難，在本實驗所使用的方法是使用飲水機的冷水取得低溫水，量得水 溫約 13℃，接著放入 2~3 塊冰塊在水槽中，20 分內水溫大致可以維 持一致。
至於 pH 值之循環，根據學者所研究[27,35-37]，在口腔內之 pH 大約介於 4.9~7.3 這二個極限值範圍內，對於 pH 的調製曾經參考一
些研究，以 Ferriter 所作的研究[27]，他們是以 HCl 及 NaOH 為基本 酸鹼液，接著之緩衝液慢慢去滴定出固定 pH 值之溶液，雖然這樣的 方式可以製備任何想要的 pH 溶液，可是似乎不太符合人體會飲用之 液體，正如我們不會飲用任何 HCl 或 NaOH，此外滴定的過程太耗時，
以本實驗一天必需進行 3 次循環，這個方法無法達成，於是本實驗後 來採用的方式為使用離子交換樹脂進行增酸的動作來達到所預設之 pH 值，因為離子交換樹脂本身不溶於水，其原理是利用水流過樹脂，
將水中之鈣鎂離子置換以達到增酸之效果。
在此並沒有進化鹼化處理，主要是從飲水機取得的水先行測量，
發現其 pH 值大約介於 7.9 ~ 8.0 之間，並非所想之中性 pH 7.0，如 前所述唾液會把口中的酸鹼值緩衝在 4.9 ~ 7.3 之間，因此從飲水機 取得的水只須進行酸化處理，不須鹼化處理。本實驗所使用的離子交 換樹脂由於此樹脂顆粒非常的小，且不溶於水，使用時須先用小濾網 裝盛樹脂，接著浸泡在水槽中，邊攪拌邊觀察 pH 值下降的情形，直 到 pH 降低到實驗所須就移除樹脂，利用同樣的方式調配這二個 pH 值 溶液。
4-3 彈性鏈力量之測量探討
4-3-1 彈性鏈之轉移
彈性鏈在預設之條件下進行一段時間之實驗後，接下來便是 要針對其拉力進行測量，因此必須考慮一個方法，使彈性鏈之轉移必 須不致延長或縮短目前被拉開之距離，當然要 100%完全不會有任何 的長度改變是無法辦到的，不過利用本實驗之方法可以減到最低。
以往的研究中，關於彈性鏈轉移之方法大多無特別之著墨，然而 這個因素卻是影響實驗數據很大的一個因素，也有少數實驗對於轉移 之方法有特別強調，例如在 Stuart [38]實驗中，他們所用之方法為 特製一個專用之 plier (圖 4-2)，當將握把拉開後，前端二個圓柱形 部份可以張開，將彈性鏈撐開一定的長度，方便彈性鏈取出之後放置 到量測儀器上，然而此 plier 並無法得知應距離，有時不容易控制每 次拉開之距離均一致。本實驗利用的是市售之游標尺，不但可以拉開 一可確定的距離，也可以固定住這個距離，而且不用特別再訂製一專 門的器械，唯一的缺點是由於尖端是尖型的規格，有可能會傷到彈性 鏈，因此特別保留了最外側二端各一環彈性鏈提供轉移時勾取之用 (圖 4-3)，如此一來便不用擔心彈性鏈轉移時長度之改變，也不用擔 心勾取之 plier 尖頭傷害彈性鏈造成實驗人為誤差。
圖 4-2 在 Stuart 的研究內所使用之 plier，主要是用來轉移彈性鏈到 拉力計上，將握把拉開後，前端二個圓柱形部份可以張開，將彈性鏈 撐開一定的長度[38]。
圖 4-3 彈性鏈最外側二端各一個環主要是用來作為轉移時勾 取之用，並不參與真正的延伸。
4-3-2 轉移後等待之時間
彈性鏈從壓克力支架轉移到拉力計後，再來面臨的就是什麼時候 正式開始記錄所量得的力量，根據之前的 Stuart 等人[38]的研究，
他們在彈性鏈轉移後再等 5 秒待其穩定便開始進行力量的測量，然而
根據 pilot study 結果顯示 (圖 4-4)，只有 5 秒的等待時間並不會 使彈性鏈力量趨於穩定，即使彈性鏈一轉移到拉力計後 5 分鐘，還是 依然有些微可見力量的變化。
在 pilot study 中先行對彈性鏈一旦轉移到拉力計立即進行拉力 測量並紀錄，共記錄 10 分鐘，其呈現之力量-時間圖 (圖 4-4)，一 開始會隨時間力量慢慢增加，推測可能彈性鏈經過轉移的拉扯後有一 小段時間產生力量波動的情形，並在短時間內似乎會刺激些微力量的 回復，之後趨向穩定，這個穩定的時間大約在 1 分半鐘後慢慢產生，
因此在可以接受的轉移後等待時間在本實驗中定為 2 分鐘，低於 2 分 鐘有可能仍然未達相對較穩定的力量，高於 2 分鐘將會使測量力量之 步驟時間太過冗長，導致第一條彈性鏈與最後一條彈性鏈量測時超過 2 小時半，易造成實驗結果的誤差，所以在本實驗中，力量的測量會 從彈性鏈轉移到拉力計後馬上進行紀錄，並持續紀錄 2 分鐘取最高值 做為量測結果，之所以取最高值乃是因為 2 分鐘以內其實力量還是持 續增加的，2 分鐘後的力量才趨於穩定。
4-3-3 時間點的選擇
根據一些文獻的回顧[3,14,21]，許多研究都是進行 3 星期力量 的分析，在本實驗中，則將樣本分成 6 個時間點加以量測力量，這 6
根據一些文獻的回顧[3,14,21]，許多研究都是進行 3 星期力量 的分析，在本實驗中，則將樣本分成 6 個時間點加以量測力量，這 6