基于菌斑染色圖像分析初步評價負離子牙刷清除菌斑效率的研究

劉 建，釋 棟，馬 寧，張 晶，戴世愛，張浩筠，胡文杰

(北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·口腔醫(yī)院牙周科；國家口腔醫(yī)學(xué)中心；國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心；口腔數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)和材料國家工程實驗室；國家衛(wèi)生健康委員會口腔醫(yī)學(xué)計算機應(yīng)用工程技術(shù)研究中心，口腔數(shù)字醫(yī)學(xué)北京市重點實驗室,北京 100081)

0 引言

有效菌斑控制是治療和預(yù)防牙周疾病的重要環(huán)節(jié)[1]，而刷牙是日常菌斑控制的主要手段。盡管如此，Slot等學(xué)者的研究表明,普通手動牙刷只能將牙面菌斑指數(shù)降低約42%[1]。因此,有學(xué)者不斷嘗試設(shè)計新的牙刷類型，以提高刷牙的效率。負離子牙刷是一種新型牙刷，它在刷牙過程中釋放出的負離子，可以阻止菌斑通過鈣離子與牙齒表面的獲得性膜相結(jié)合，從而抑制菌斑形成[2]。也有研究報告，負離子可以與菌斑有機酸中的氫離子結(jié)合，破壞菌斑結(jié)構(gòu)[3]。負離子牙刷是否具有更高的菌斑清除效率，相關(guān)研究較少，且不同研究的結(jié)果存在較大差異，目前尚未形成統(tǒng)一的認識。本研究的目的是，評價負離子牙刷的菌斑清除效果，為日常應(yīng)用和臨床上醫(yī)護口腔衛(wèi)生宣教提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究對象

納入牙周健康志愿者40人，年齡18～35歲，隨機分為實驗組和對照組，每組20人，隨機分組方案由統(tǒng)計專業(yè)人員按分段方法產(chǎn)生。具體納入標準為：①身體健康，無全身系統(tǒng)疾?。虎诓晃鼰?；③全口探診深度(Probing Depth, PD)≤4 mm，且探診出血(Bleeding on Probing, BOP)陽性位點百分比≤10%；④牙列完整，無缺牙間隙，無明顯錯牙合畸形。排除標準為：①正畸治療中；②有未治療的大面積齲壞。本研究得到北京大學(xué)口腔醫(yī)院倫理委員會批準(PKUSSIRB-201943021)，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 試驗流程

(1)潔治：所有受試者均進行預(yù)防性齦上潔治和拋光。

(2)菌斑積累：潔治后48 h內(nèi)，受試者停止一切刷牙、牙線等口腔清潔措施，菌斑在牙面自然積累。

(3)菌斑染色：停止刷牙48 h后，對受試者進行牙面菌斑染色，具體方法為用小棉球蘸取菌斑染色劑(Mira-2-Ton，Hager & Werken公司，德國，圖1)，在牙齦乳頭處擠壓，使菌斑染色劑溢出棉球并均勻覆蓋牙齒表面(圖2)，所有牙齒頰舌側(cè)均用相同方法染色。

圖1 菌斑染色前將菌斑顯示液滴入雙碟

圖2 將菌斑顯示液染色過程，著色區(qū)即為牙菌斑存在區(qū)

(4)圖像記錄：受試者用清水充分漱口后，拍攝患者口內(nèi)照片(圖3)，留存圖片以觀察分析余留染色劑的位置和范圍，并測量牙齒寬度W以計算菌斑大小。

圖3 刷牙前牙面著色區(qū)即為有菌斑沉積

(5)口腔衛(wèi)生指導(dǎo)(Oral Hygiene Instruction, OHI)：用統(tǒng)一的宣教視頻對所有受試者進行OHI，具體內(nèi)容為Bass刷牙法。

(6)刷牙：受試者用指定牙刷(KISS YOU, IONIC株式會社，日本)按照說明書建議的握持方式，采用宣教的Bass法刷牙，刷牙時間為3 min，不使用牙膏。試驗組所用牙刷可以產(chǎn)生負離子，對照組所用傳統(tǒng)牙刷為不能產(chǎn)生負離子的牙刷，除不能產(chǎn)生負離子外，對照組牙刷與試驗組牙刷大小形態(tài)沒有任何區(qū)別，受試者與檢查者均不知所用牙刷的異同。

(7)再次記錄菌斑圖像(圖4)。

圖4 刷牙后著色區(qū)減少顯示菌斑被部分清除

1.3 圖像分析

圖像處理軟件IPP 7.0 測量圖像上的菌斑相對寬度d、牙齒相對寬度w，根據(jù)比例關(guān)系和牙齒實際寬度W，計算得到菌斑實際寬度D=(d/w)W，并進一步計算菌斑面積及菌斑面積占牙面百分比。

1.4 菌斑評價

根據(jù)圖像分析結(jié)果評價并記錄受試者每顆牙齒頰舌側(cè)面的Tureskey改良Quigley-Hein菌斑指數(shù)(Tureskey Modified Quigley-Hein Plaque Index, TMQHPI, Tureskey, 1970)，定義為基線菌斑水平。TMQHPI的具體評價標準見表1，由圖像分析得到菌斑寬度、菌斑面積、牙面面積等參數(shù)后，按表1評價標準給出TMQHPI值。用菌斑清除率描述刷牙后菌斑清除效果，具體計算方式如下：

表1 TMQHPI評價標準

續(xù)表

菌斑清除率=

×100%

1.5 統(tǒng)計分析

所有受試者完成試驗后，由管理員揭盲，對兩組刷牙前后TMQHPI菌斑指數(shù)及差值進行統(tǒng)計分析，以評價刷牙的菌斑清除效果，將刷牙后TMQHPI降低值占基線TMQHPI的百分比定義為菌斑清除率。菌斑清除效果評價不僅針對全口，還針對前牙區(qū)(中切牙、側(cè)切牙和尖牙)、后牙區(qū)(前磨牙、磨牙)、唇/頰面及舌/腭面等特定區(qū)域。TMQHPI和菌斑清除率均為計量資料，用均數(shù)±標準差描述，用獨立樣本t檢驗進行統(tǒng)計檢驗，統(tǒng)計軟件為SPSS 21.0，當P<0.05時認為差異有顯著性。

2 結(jié)果

2.1 全口菌斑清除效果

試驗組和對照組停止刷牙后菌斑指數(shù)(以下稱基線)平均TMQHPI分別為2.61±0.93和2.65±0.95，差異無顯著性，P=0.395；刷牙后兩組的平均TMQHPI分別為0.99±0.89和1.18±1.04，均顯著低于基線水平；試驗組刷牙后TMQHPI顯著低于對照組，P<0.05；刷牙前后兩組TMQHPI差值分別為1.62±1.14和1.46±1.17，兩組的菌斑清除率分別為59.9%±34.9%和54.1%±38.2%，試驗組顯著高于對照組，P<0.05。見表2。

表2 試驗組和對照組全口刷牙前后TMQHPI及差值

2.2 前牙區(qū)唇側(cè)菌斑清除效果

試驗組和對照組前牙區(qū)唇側(cè)基線TMQHPI分別為2.75±0.98和2.61±0.96，差異無顯著性，刷牙后分別降低為0.61±0.89和0.54±1.04，兩組之間差異無顯著性，但均顯著低于刷牙前。見表3。

表3 試驗組和對照組前牙唇側(cè)刷牙前后TMQHPI及差值

2.3 前牙區(qū)舌/腭側(cè)菌斑清除效果

試驗組和對照組前牙區(qū)舌/腭側(cè)基線TMQHPI分別為2.22±0.75和2.26±0.71，兩者差異無顯著性；刷牙后TMQHPI分別降低為0.99±0.70和1.23±0.79，均顯著低于刷牙前；試驗組刷牙前后TMQHPI差值為1.23±0.93，顯著高于對照組(1.03±0.93)，P<0.05；兩組菌斑清除率分別為53.7%±34.7%和43.6%±35.8%，試驗組顯著高于對照組，P<0.05。見表4。

表4 試驗組和對照組前牙舌側(cè)刷牙前后TMQHPI及差值

2.4 后牙區(qū)頰側(cè)菌斑清除效果

試驗組和對照組后牙區(qū)頰側(cè)基線TMQHPI分別為3.10±0.97和3.19±1.04，刷牙后分別降低為0.94±1.03和1.09±1.21，刷牙前后差異有顯著性，但兩組之間差異無顯著性。見表5。

表5 試驗組和對照組后牙頰側(cè)刷牙前后TMQHPI及差值

2.5 后牙區(qū)舌/腭側(cè)菌斑清除效果

試驗組和對照組后牙區(qū)舌/腭側(cè)基線TMQHPI分別為2.32±0.71和2.42±0.76，差異無顯著性；刷牙后分別降低為1.34±0.75和1.74±0.86，刷牙前后差異分別為0.98±0.75和0.68±0.69，菌斑清除率分別為40.7%±31.0%和28.4%±30.2%，試驗組顯著高于對照組，P<0.05。見表6。

表6 試驗組和對照組后牙舌側(cè)刷牙前后TMQHPI及差值

試驗組和對照組口腔不同部位的菌斑清除率比較見圖5。

圖5 不同牙面的菌斑清除率

3 討論

牙周炎是我國最常見的兩大口腔疾病之一，根據(jù)第四次全國口腔健康流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果，我國35歲以上人群牙周疾病患病率高達82.6%～89%[3]。牙周炎常引起牙周組織破壞，嚴重者會導(dǎo)致牙齒松動、移位，是首要的失牙原因，因此，預(yù)防和控制牙周炎是口腔醫(yī)護工作者的重要任務(wù)。

除接受規(guī)范的牙周基礎(chǔ)治療外，患者良好的自我菌斑控制是維護牙周組織長久健康的重要保證。有研究表明，在菌斑控制不理想的患者中，牙周炎的進展速度更快[4]，因此，口腔衛(wèi)生宣教已成為牙周病診療過程中的必要環(huán)節(jié)。北京大學(xué)口腔醫(yī)院牙周科在每臺牙椅旁均放置牙齒仿真模型，以便于醫(yī)生和護士進行椅旁口腔衛(wèi)生指導(dǎo)，通過制作了規(guī)范的Bass刷牙法視頻二維碼，供患者觀看學(xué)習。臨床上醫(yī)護共同參與的個性化椅旁口腔衛(wèi)生指導(dǎo)，對促進患者的牙周健康十分重要[5]。對大多數(shù)患者而言，使用合適的工具、掌握正確的方法、每日至少刷牙兩次是最簡單易行的菌斑控制方法[6-7]，這是牙周病學(xué)界近百年來的共識。

刷牙過程中刷毛與牙面之間的機械摩擦是清除菌斑的主要機制，負離子牙刷產(chǎn)生的負離子是否能促進刷牙的菌斑清除效率，目前仍存爭議。有研究認為，負離子牙刷具有更高的菌斑清除效率并能改善牙齦炎癥水平。Van Swol等進行了為期6個月的隨機雙盲對照試驗，結(jié)果顯示相對于對照組，負離子牙刷可以顯著降低菌斑指數(shù)和牙齦指數(shù)[4]；Deshmukh等研究認為，相對于傳統(tǒng)牙刷，負離子牙刷不僅可以提高菌斑清除效率，還可以顯著減少菌斑中的微生物數(shù)量[2]。但也有研究未能證實負離子牙刷相對于傳統(tǒng)牙刷的優(yōu)勢[5-6]。

本研究結(jié)果顯示，負離子牙刷和傳統(tǒng)牙刷均能有效清除菌斑，兩者對牙齒唇頰面的菌斑清除效果并無差異，但負離子牙刷對舌腭側(cè)的菌斑清除效果顯著優(yōu)于傳統(tǒng)牙刷，兩者菌斑清除率相差10%～12%。張曉芳等[8]統(tǒng)計了81名在校大學(xué)生刷牙后各牙面菌斑指數(shù)，發(fā)現(xiàn)上頜磨牙腭側(cè)面、下頜磨牙及前磨牙舌側(cè)面較其他各面明顯或嚴重，出現(xiàn)這種結(jié)果的原因可能是由于各牙面所處的解剖位置不同，牙刷放置于適宜位置的難度不同。唇頰側(cè)的刷牙難度較低，且刷牙不會產(chǎn)生明顯不適感，再者，多數(shù)人在唇頰側(cè)的刷牙時間比較充分，所以不論是否有負離子存在，刷毛的機械摩擦作用足以達到良好的菌斑清除效果。而舌腭側(cè)的刷牙難度較高，受上下前牙的阻擋，牙刷不易放置于目標位置，下頜舌側(cè)還受舌的限制，有人在刷牙過程中會產(chǎn)生惡心不適等反應(yīng)，所以部分人在舌腭側(cè)刷牙過程中所應(yīng)用的時間不足，而刷牙時間不足也是影響刷牙效果的因素之一[1]。這一點從本研究的數(shù)據(jù)也可以得到證實，從結(jié)果來看，不論使用何種牙刷，前牙唇側(cè)的菌斑清除率最高，而后牙舌側(cè)的菌斑清除率最低，這也提示了不同位置刷牙的難度存在顯著的差異。因此，當刷牙時間不足時，刷毛與牙面的機械摩擦不充分，負離子的存在有助于降低菌斑清除的難度，從而提高刷牙效率。

值得指出的是，近年來我國人口老齡化趨勢明顯，針對高齡人群、常年臥床患者和意識障礙等特殊患者由于自身口腔清潔能力低下，且存在運動障礙、感覺障礙和語言障礙等，刷牙效果和效率受到很大影響，且往往患者及家屬容易忽視，甚至將口腔衛(wèi)生認為是低優(yōu)先事項[9]。有研究表明，強化口腔護理不僅有利于其口腔健康，還可減少墜積性肺炎發(fā)生率[10]。如何開發(fā)和應(yīng)用適合此類人群的口腔清潔工具，是口腔醫(yī)學(xué)界和企業(yè)界應(yīng)該關(guān)注的問題，而本研究中采用的負離子牙刷因負離子的存在能夠提高口腔護理效果，值得在這類患者中嘗試應(yīng)用并進行研究。

4 結(jié)論

本研究表明，負離子牙刷和傳統(tǒng)牙刷均能有效清除菌斑，但在舌/腭側(cè)等刷牙難度較大的區(qū)域，負離子牙刷可以在一定程度上提高菌斑清除的效果。

口腔護理工作者作為口腔健康教育的主要實施者，在協(xié)助醫(yī)生治療的過程中，積極做好個性化椅旁健康教育，與醫(yī)生共同研究和解決影響口腔健康的因素和難題，易于患者掌握正確的口腔衛(wèi)生方法，并養(yǎng)成良好的口腔衛(wèi)生習慣[6]，這是口腔護理工作者的義務(wù)和責任。在日益繁重的口腔臨床工作中，護理工作者應(yīng)密切關(guān)注高齡和特殊人群的口腔衛(wèi)生狀況，積極開發(fā)、推廣和運用一些適宜有效的清潔工具(如負離子牙刷等)進行口腔衛(wèi)生措施指導(dǎo)，來達到事半功倍的口腔清潔效果，有利于他們牙周健康和口腔健康，提高他們的生活質(zhì)量。