大气压低温等离子体协同过氧化氢美白牙齿的机理研究及方法探索

This study explore the mechanism of tooth bleaching treated by Atmospheric Pressure Non-thermal Plasma assisted with hydrogen peroxide，observes the effect of tooth bleaching in vitro and investigate the influence on tooth structure in the bleaching process. In our study, different methods are used to detect the active factors generated in the cold plasma : UV radiation, excited atoms are measured by Optical Emission Spectra（OES）, free radicals during different detect conditions are analyzed by electronic spin resonance(ESR). Advanced tooth color evaluated system is employed to detect the whitening effect under different treating conditions. Scanning electron microscope(SEM), microhardness tester, surface roughometer and energy disperse spectroscopy(EDS) are utilized to analyse the changes of teeth surface. Analyze all above information and infer the mechanism that how the cold plasma plays a role in the bleaching process.This study aims at supplying enough evidence for further practical application of cold atmospheric plasma on tooth bleaching.

本项目将探索低温等离子体辅助过氧化氢美白牙齿过程中发挥作用的机理，研究不同处理时间和不同美白剂浓度对低温等离子体辅助过氧化氢美白牙齿效果的影响及对牙齿结构的影响。本研究通过光谱检测方法检测低温等离子体中的UV射线、激发态原子等，结合电子自旋共振方法分析低温等离子体自由基组分，获得检测条件改变过程时释放的活性基团信息，分析低温等离子体辅助过氧化氢美白的作用机理。 以人的离体牙为研究对象，利用先进的牙齿比色工具，观察时间梯度和过氧化氢浓度梯度对低温等离子体辅助过氧化氢美白牙齿效果的影响；同时借助显微电镜、显微硬度仪、表面粗糙度仪、X射线电子能谱等手段收集在条件改变过程中牙体表面的信息，分析牙齿表面性质的变化；期望能够为大气压低温等离子体美白方法提供充分的理论依据和相关参数，为进一步的实际应用奠定良好基础。

本项目以人的离体牙为研究对象,研究了低温等离子体辅助过氧化氢美白牙齿过程中,不同处理时间和不同美白剂浓度对漂白效果的影响及对牙齿结构的影响，探索低温等离子体在美白过程中发挥作用的机理。本研究利用先进的牙齿比色工具，发现在低温等离子体的协同作用下,美白效果并未与过氧化氢凝胶浓度呈线性相关,甚至等离子体辅助空白凝胶（0%过氧化氢）也可以达到显著美白效果，且其效果在18个月后仍维持稳定。当处理时间为15分钟时，美白效果达到最佳，但延长处理时间并不会产生更好的效果，反而会有反弹。借助显微电镜、显微硬度仪、表面粗糙度仪、X射线电子能谱等手段观察处理前后的牙齿样本进行表面形态学的变化，发现低温等离子体辅助低浓度过氧化氢凝胶或者空白凝胶对牙釉质表面的影响接近于常规美白方法。通过光谱检测方法和电子自选共振方法分析发现，在等离子体中含有丰富的氧自由基(ROS）和氮自由基（RNS）等多种氧化性基团。由此推测ROS和RNS是低温等离子体促进牙齿美白效果的主要成分之一。因此，本研究为大气压低温等离子体用于牙齿美白提了供充分的理论依据和相关参数，为进一步的实际应用奠定良好基础。