下颌第一磨牙作为人最早萌出的恒牙,在整个口颌系统中发挥着重要的作用,因此系统了解其牙体牙周组织三维精细形态非常必要,并将极大有助于指导临床治疗。已有文献中对于下颌第一磨牙的外部形态研究已经比较充分,例如对于其颊舌径、近远中径等指标描述非常清楚。然而,关于下颌第一磨牙牙冠内部形态结构的研究较少,方法主要以破坏性测量手段(例如物理切片测量法)为主,仅能对牙冠切片断面处牙釉质、牙本质厚度的进行二维测量,测量值只能反映切片处的厚度,无法获取整体三维精细全貌,而牙釉质、牙本质体积和面积等三维指标更无法进行测量。同时目前关于下颌第一磨牙在生理状态下(未受力或生理状态下受力)牙周膜的三维形态及其变化也未见有文献报道。随着数字化技术在口腔医学的广泛应用,显微CT扫描(Micro CT)越来越多地被应用到牙齿的三维测量中。作为目前最先进的断层扫描技术,Micro CT适于对活体组织的研究比如小鼠,能在不破坏样本的情况下,对被测物体进行高效精准的三维扫描。国外文献中已有应用Micro CT对类人猿磨牙牙冠组织和小鼠磨牙牙周膜力学载荷状态下变化的研究,但是关于人下颌第一磨牙目前未见任何文献报道。研究目的和方法本研究包括两部分内容。第一部分研究目的是通过对人下颌第一磨牙进行数字化扫描、重建、测量并对牙釉质帽、牙本质核、牙髓腔的三维重建模型进行分析,探讨下颌第一磨牙内部结构的形态规律。具体方法是选取30个下颌第一磨牙标本,采用Micro CT对其进行扫描后三维重建出牙釉质帽、牙本质核和牙髓腔子模型,通过逆向工程软件精确测量髓室各髓角至其各自相应牙本质尖、牙尖表面的距离以及对重建后牙釉质帽、牙本质核、牙髓腔的三维模型进行体积和面积等指标的测量。第二部分研究目的是探索颌骨在体下颌第一磨牙牙周膜未受力和受力状态下的不同形态与改变。具体方法是自行研制一种牙周膜力学模拟加载装置,可以模拟正常上下颌牙齿咬合对下颌第一磨牙进行精确力学加载；选取上下颌磨牙形态完整的颌骨标本进行三组力学加载(未受力、50%最大咬合力、100%最大咬合力),通过Micro CT和逆向工程软件对其下颌第一磨牙进行牙周膜三维重建和三维测量分析三组牙周膜体积、面积、厚度变化。研究结果1.首次成功构建出包括牙釉质帽、牙本质核和牙髓腔子模型在内的人下颌第一磨牙三维精细模型。2.实验结果显示人下颌第一磨牙牙釉质帽体积为202.93±21.58 mm3,其面积494.38±38.60mm2,Pearson相关性检验显示牙釉质帽体积、面积无明显统计学相关。3.实验结果显示人下颌第一磨牙牙本质核体积为367.09±35.76 m1113,其面积为192.19±11.46 mm2,Pearson相关性检验显示牙本质核体积、面积存在统计学相关(p<0.01),同时测量各髓角至各自相应牙本质尖线距以远舌牙本质尖最大,依次为：远颊牙本质尖>远中牙本质尖>近舌牙本质尖>近颊牙本质尖,其中近舌、近颊牙本质尖与远舌、远颊、远中牙本质尖相比较,差异有统计学意义(P<0.05)。4.实验结果显示人下颌第一磨牙牙髓腔体积为35.55±5.32 mm3,其面积为142.01±21.75 mm2,Pearson相关性检验显示髓室体积、面积存在统计学相关(p<0.01)；同时测量了各髓角至各自相应牙尖的距离以远舌尖最大,依次为近舌尖>远中尖>远颊尖>近颊尖,各组间两两相比差异均有统计学意义(P<0.05)。5.研制出牙周膜力学模拟加载装置,力学加载范围为0-1000N,精度0.1N。经实际测试,该装置可以任意按照设计要求对目标牙齿进行精确加力,并可放置于Micro CT设备中持续加力。6.测量了1副2颗人下颌第一磨牙牙周膜的体积、面积、厚度,测得未受力、50%最大咬合力、100%最大咬合力状态时人下颌第一磨牙根分叉底部处、近中根尖处、远中根尖处牙周膜厚度结果见表1,其牙周膜体积、面积结果见表2。结论本研究成功获得人下颌第一磨牙牙釉质帽、牙本质核、牙髓腔的三维精细模型,总结归纳出下颌第一磨牙牙釉质帽、牙本质核、牙髓腔的内部规律,为研究牙齿结构提供了新的方法和概念。本研究还精确建立了人下颌第一磨牙的牙周膜三维模型,对其体积、面积等三维指标进行了测量分析,初步揭示了下颌第一磨牙牙周膜在受到不同咬合力前后牙周膜状态的变化情况,为后续下颌第一磨牙牙周膜生物力学建模研究提供了理想母本数据来源。