我司携手华西口腔解密牙齿脱矿机制,发表期刊Biomedical Optics Express

发布时间:2025年4月22日 分类:公司动态 浏览量:220

成都觅几科技有限公司创始人、电子科技大学太赫兹中心胡旻教授团队与华西口腔医院胡涛医生团队合作,利用太赫兹散射式扫描近场显微镜系统(s-SNOM)对早期脱矿牙齿的微观机理进行研究。在龋齿的早期阶段会发生釉质脱矿,这一直是牙医关注的话题。了解其发生的基本机制,对预防和治疗龋病具有重要意义。然而,由于诊断工具的分辨率和检测能力的限制,牙釉质脱矿的研究一直是一个挑战。太赫兹技术,特别是扫描近场光学显微镜与太赫兹时域光谱学的结合,因其纳米级的分辨率,在生物成像领域显示出巨大的优势。成都觅几科技团队深耕太赫兹领域,致力于高端太赫兹设备,近场光学设备国产化。公司主要从事太赫兹相关仪器的科研、生产和销售及国内外相关技术和产品贸易代理等业务。

该研究成果发表在《Biomedical Optics Express》期刊,题为”Unveiling enamel demineralization mechanisms by sensitive dielectric differentiation based on terahertz nanospectroscopy”,揭示了这一技术在口腔医学中的应用潜力,尤其是在牙齿脱矿微观检测中取得的突破。团队成员包括电子科技大学肖丰博士、张晓秋艳博士后、许星星博士、张天宇博士后、唐福博士、尹浩伟硕士,胡旻教授,华西口腔医院程立医生、雷蕾医生、胡涛医生等人。

技术革新:突破分辨率限制,实现微纳米分辨率生物光谱成像:

太赫兹波由于其优异的特性被广泛应用在数据通信、安全,生物医学成像等领域。该研究中采用最新的太赫兹s-SNOM技术,利用其对介电常数变化的灵敏度,能够研究牙齿脱矿的微观机理。与传统的原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)技术相比,太赫兹s-SNOM技术可以在显微镜下观察脱矿后牙釉质的形态和结构变化,为早期检测牙齿脱矿和监测其进展提供了一种新方法。(该系统示意图如图1所示)

图1 (a)太赫兹s-SNOM设置示意图; (b)时域信号; (c)频域信号。

牙齿脱矿近场光谱成像:脱矿微观机理揭秘

图2 (a)牙齿切片照片(蓝色曲线突出显示的区域为光学显微镜的范围);(b)光学显微镜下的牙釉质切片(蓝色曲线突出显示的区域是近场扫描范围); (c) 原子力显微镜、近场时域信号最大值和0.8 THz光谱图像(黑线表示近似脱矿区和正常区之间的分界线); (d) 原子力显微镜和近场结果脱矿前后箱线图与概率密度分布图。

利用这一技术对脱矿牙釉质进行表征(成像结果如图2所示):原子力显微镜结果表明脱矿后的高度起伏变化明显;近场最大值和频域成像结果均显示脱矿区振幅大幅减小,脱矿前后区域差异明显。在此基础上,进一步分析了原子力显微镜和近场数据在正常和脱矿区的相关性。对于原子力显微镜结果,脱矿后总体平均高度变化不大,然而,由于晶体结构的改变,上下波动变得剧烈;对于近场结果来说,与正常区域相比,脱矿区域近场信号整体均匀下降。因为太赫兹近场信号对样品的介电特性比较敏感,近场信号振幅的变化表明牙釉质的太赫兹介电特性发生了显著的改变。这是由于脱矿过程中晶格的变化和矿物离子的转移,导致牙釉质介电常数的降低。本论文的新方法揭示了脱矿的本质,并为进一步的研究和潜在的干预措施奠定了基础。

未来展望:推动太赫兹成像技术在生物医学应用领域发展

该研究利用太赫兹散射式近场扫描显微镜系统对脱矿前后的牙釉质进行了近场成像,证明了脱矿后牙釉质表面结构与介电特性的变化,揭示了牙釉质脱矿的本质与机理。该研究表明了太赫兹近场技术在牙体硬组织方面的应用前景, 提供了一种能够检测出早期釉质脱矿,并能监测其发展进程的技术。未来随着更高功率和宽带太赫兹源以及高性能近场探针的进一步发展,该技术可以进一步成为研究牙体硬组织微观结构与机理的有力工具,为传统的口腔医学上所用的x射线与扫描电子显微镜等技术提供更好的补充,进一步推动了太赫兹成像技术在生物医学应用领域的发展。

成都觅几科技有限公司长期致力于高端太赫兹设备,近场光学设备的国产化,主要从事太赫兹相关仪器的科研、生产和销售及国内外相关技术和产品贸易代理等业务。公司将持续关注相关方向的国际前沿进展,陆续推出相关工作的专业解读,欢迎关注。公司目前拥有太赫兹远场成像,成谱时域系统,太赫兹近场成像、成谱系统,太赫兹光导探针近场系统(微米级分辨率),感兴趣测样的老师同学也欢迎联系我们寄样测试。

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