一種新型的美白牙膏去除牙齒外源性色斑的系統(tǒng)功效評價方法研究

肖俊芳 李 平 謝曉芳 鄭曉霞

(廣州薇美姿實業(yè)有限公司，廣東廣州 510665)

0 引言

隨著國民消費水平的提高，人們的口腔護理意識有了很大提升，尤其近十年以來，從只關(guān)注口腔的基礎(chǔ)清潔，到現(xiàn)在關(guān)注牙齒的整齊和亮白，一口潔白的牙齒已成為當(dāng)下健康人群的“標(biāo)配”。日常生活中的煙、茶、咖啡、有色食物等物質(zhì)，其殘留物容易通過牙齒表面的唾液蛋白沉積于牙面形成一層獲得性薄膜[1～3]，如未獲得及時有效的清潔，經(jīng)過長時間的累積，可導(dǎo)致牙齒逐漸變黃甚至變黑，形成牙齒外源性色斑，既影響口腔衛(wèi)生，又影響牙齒美觀。具有美白功效的牙膏、漱口水等口腔護理產(chǎn)品因其使用方便，一直是愛美護牙人士的首選。據(jù)《口腔護理行業(yè)消費者洞察》報告顯示，口腔護理行業(yè)發(fā)展呈多元化趨勢，但美白清潔仍然是消費者的主要訴求，無論是從口腔護理市場容量還是整體的口腔護理市場增量來看，消費者的牙齒美白訴求一直居高不下。

美白牙膏作為針對牙齒外源性著色的一種口腔護理產(chǎn)品，可在一定程度上去除牙齒表面的色斑和污漬。尤其近年來復(fù)合型美白系統(tǒng)牙膏的開發(fā)，從早期的采用磨擦劑清潔，發(fā)展到螯合劑溶解色斑，再到牙釉質(zhì)礦化修復(fù)、拋光亮白，多種美白成分有效配伍，充分發(fā)揮協(xié)同增效作用[4]。按照功效型牙膏的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2966-2014[5]的要求，除漬增白屬于功效型宣稱，應(yīng)有功效評價報告支持。對美白牙膏進行功效評價是對其功效性宣稱進行科學(xué)支持的有效手段。目前，最常用的牙齒美白功效評價方法包括生物膜清潔比例試驗及臨床評價試驗。生物膜清潔比例試驗主要通過色差儀分析測量牙釉質(zhì)顏色L*的前后變化來判斷其去除牙齒外源性色斑的效果；臨床評價試驗則主要采用Lobene色斑指數(shù)的前后變化來進行評價。生物膜清潔比例試驗具有操作簡單、周期短的優(yōu)點，但其屬于體外模擬試驗，與產(chǎn)品實際效果可能存在偏差；臨床評價則需在具有資質(zhì)的醫(yī)院通過專業(yè)的口腔醫(yī)生來開展，周期長、費用高，且存在受人為主觀影響的風(fēng)險。

在進行功效評價的過程中，除制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧桨竿?，客觀評價儀器也成為評價工作中必不可少的一部分。其中，圖像分析法以其使用方便、形象直觀、可視化等優(yōu)點而備受青睞，近年來隨著計算機統(tǒng)計分析等信息科技的發(fā)展，圖像分析技術(shù)也不斷升級更新，在日化產(chǎn)品功效評價領(lǐng)域的作用愈發(fā)明顯[6]。

本研究以舒客白牙素牙膏為研究對象，首先通過體外美白PCR試驗測試產(chǎn)品的美白去漬效果；其次開展臨床試驗評價。本研究所開展的臨床試驗，在采用Lobene色斑指數(shù)進行臨床評價的基礎(chǔ)上，通過采用圖像分析法評價牙齒三維顏色的變化，從而對產(chǎn)品的牙齒美白效果進行綜合評價。臨床試驗常用比色板、色度測量儀或利用計算機數(shù)字化系統(tǒng)來測量顏色的變化，其中，利用計算機數(shù)字化系統(tǒng)來評價三維顏色的變化是最客觀、最直接的方法。

1 體外PCR試驗

生物膜清潔比例試驗( Pellicle Cleaning Ration，PCR)是評價牙膏去除牙齒外源性色斑效果的體外試驗方法[7]。該方法由美國印第安納大學(xué)牙科學(xué)院最先提出，是進行美白產(chǎn)品效果驗證的常規(guī)方法。

1.1 主要材料

新鮮拔除的黃牛恒切牙，無齲損、裂紋缺和釉質(zhì)白斑，牙冠尺寸大于9×9 mm ；粘蛋白：Mucin Type II, from porcine stomach, Sigma ；植酸溶液：Phytic acid, 50WT% solution in water, Sigma；氯化鐵：分析純；鹽酸：分析純；碳酸鈉：分析純；自凝牙托粉：Ⅱ型，Ⅰ類(自凝型，粉)，上海新世紀(jì)齒科材料有限公司；自凝牙托水：Ⅱ型，Ⅰ類(自凝型，液)，上海新世紀(jì)齒科材料有限公司；消毒酒精(75% V/V)。

1.2 主要儀器設(shè)備

低速金剛石切割機(SYJ-150)；立式壓力蒸汽滅菌鍋(LT-CPS38D)；精密研磨拋光機(UNIPOL-810型)；染牙機；刷磨儀，L8-Ⅱ型，上海美加凈日化有限公司；色差儀(X-Rite SP 62)；磨牙機。

1.3 試驗過程及結(jié)果分析

采用該試驗方法，取牛切牙切割、包埋，經(jīng)酸蝕處理后制成牙釉質(zhì)樣本，用咖啡、紅茶、FeCl3、醬油和胃粘蛋白等配制成染色液，在染牙機上對牙釉質(zhì)樣本持續(xù)染色6天，從而在牙齒的表面形成一層外源性色斑，用色差儀測量牙釉質(zhì)的顏色(L*刷牙前)。然后在可調(diào)節(jié)壓力的自動機械刷牙機上，使用牙膏漿進行模擬刷牙往返800次后，測量刷牙后牙釉質(zhì)顏色L*刷牙后。通過測量刷牙前后牙齒顏色改變的程度反映牙膏去除外源性色斑的效果。

同時取空白對照牙膏，同步開展以上實驗。采用SPSS20.0統(tǒng)計軟件，獨立樣本t檢驗。試驗結(jié)果如表1所示。

表1 體外PCR測試結(jié)果

從表1中可知，樣品組的△L*值為16.31±2.46，對照組的△L*值為2.09±0.77，樣品組的△L*值明顯大于對照組的△L*值，且兩組△L*值比較有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，說明舒客白牙素牙膏可有效去除咖啡、紅茶、醬油等物質(zhì)引起的牙釉質(zhì)外源性色斑。

2 臨床試驗評價

開展臨床試驗是目前對美白牙膏的功效性宣稱進行科學(xué)支持最常用的方法。本研究在常規(guī)采用Lobene色斑指數(shù)進行臨床評價的基礎(chǔ)上，結(jié)合圖像分析法，增加了牙齒白度這一評價指標(biāo)，通過雙重指標(biāo)對產(chǎn)品的牙齒美白效果進行綜合評價。

2.1 受試者

本臨床試驗，按照隨機、雙盲和平行試驗原則，通過30人連用舒客白牙素牙膏及空白對照牙膏 4周，儀器測試結(jié)合臨床牙科醫(yī)生檢查、評估，對照組對照的方法，驗證產(chǎn)品美白牙齒及去除牙齒外源性色斑功效。研究方案經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，并取得受試者的知情同意書。

2.1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)

入選標(biāo)準(zhǔn)如下：中國男女；年齡18歲～60歲；全身健康狀況良好、無重要的全身系統(tǒng)性疾??；有20顆以上的天然牙齒；如果為女性，不得處于妊娠期和哺乳期內(nèi)；上下層的8顆切牙自然排列整齊，未做過修復(fù)；牙齒有外源性色斑存在，有兩顆或兩顆以上的牙齒，單個牙面Lobene色斑指數(shù) (LSI)≥1.5；沒有同時參加其他類似試驗研究。

2.1.2 排除標(biāo)準(zhǔn)

對試驗牙膏成分有過敏史；舌面牙結(jié)石大于2級；佩戴正畸矯治器或可摘局部義齒；口腔內(nèi)有開放性齲齒或粘膜病變；患嚴(yán)重的牙周炎；未做到早晚刷牙及按時復(fù)診；有未治療的齲損(輕度齲齒除外)、粘膜病、冠周炎；在此項目研究開始前1個月內(nèi)進行過牙齒美白；牙齒為內(nèi)源性著色。

2.2 測試儀器

2.2.1 圖像分析系統(tǒng) VISIA- CR(Canfield，美國)

2.2.2 內(nèi)窺鏡(US26-H)

2.2.3 天平，感量0.01g(英衡)

2.3 試驗設(shè)計

由專業(yè)的牙科醫(yī)生按照試驗要求篩選合格的受試者，并評估外源性色斑情況，記錄Lobene色斑指數(shù)，同時評估舌面和唇面，并用內(nèi)窺鏡拍攝下前牙舌面照片。用圖像分析系統(tǒng)VISIA-CR拍攝入組受試者正面牙齒的照片，選取上下各兩顆牙齒分析牙齒顏色。對入選的受試者，隨機分成2組，每組入35名，最終保證每組完成 30人以上。測試完成后對受試者進行產(chǎn)品使用說明，指導(dǎo)受試者按照統(tǒng)一的刷牙方法正確刷牙，受試者在家連續(xù)4周使用試驗樣品。期間，受試者按照試驗的指示在產(chǎn)品連用2周后、4周后進行回訪。測試開始時和結(jié)束時對樣品的使用量進行確認(rèn)。

2.4 臨床評分指標(biāo)

2.4.1 Lobene色斑指數(shù)

使用LSI計分法檢查上前牙唇面、下前牙唇面和舌面，如表2所示。每個牙面分為牙齦區(qū)和牙體區(qū)，按色斑面積和程度分別計分。每個區(qū)的分?jǐn)?shù)為面積計分和程度計分的乘積，每個牙面分?jǐn)?shù)為牙體區(qū)和牙齦區(qū)分?jǐn)?shù)的平均數(shù)，每個人LSI分值為各牙面分?jǐn)?shù)的平均值。使用產(chǎn)品后，測試區(qū)域Lobene色斑指數(shù)呈顯著性降低，表示該測試樣品具有去除牙齒外源性色斑的功效。

表2 LSI計分法

2.4.2 牙齒白度W值

用圖像分析系統(tǒng)VISIA-CR拍攝牙齒正面照片，IPP分析上下牙各兩顆，得到牙齒的L*a*b*值，通過L*a*b*來評價牙齒牙色變化。國際照明委員會(CIE)L*a*b*標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)是牙科中最常用的表色系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，L*表示視感明度，a*、b*表示色相和彩度。牙齒白度W值計算公示如下：

產(chǎn)品使用后，若測試區(qū)域W值顯著性升高，表示該測試樣品具有美白牙齒的功效[8]。

2.5 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用EXCEL軟件對各個測量值進行描述性統(tǒng)計，包括數(shù)量、均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最小值、最大值等。用Shapiro-Wilk Test對每組數(shù)據(jù)改變值進行正態(tài)分布的顯著性檢驗，Sig.(雙側(cè))>0.01，則呈正態(tài)分布，進行獨立樣本t檢驗，顯著性差異水平α取0.05。若Sig.(雙側(cè)) <0.01，則呈非正態(tài)分布，進行Mann-Whitney U檢驗，顯著性差異水平α取0.05。

3 試驗結(jié)果

共有63名受試者按臨床試驗方案的要求完成了整個試驗，所有受試者的檢查均由同一位檢查者完成。受試者的年齡分布和性別分布見表3所示。未發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計學(xué)上的差異，受試者退出試驗的原因與所用的產(chǎn)品無關(guān)。經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)有任何不良事件發(fā)生，受試者也未報告任何不良反應(yīng)。

表3 受試者情況

3.1 測試2周后數(shù)據(jù)

表4 63名受試者基線及第2周檢查的色斑指數(shù)與牙齒白度W值比較

從以上數(shù)據(jù)可知，受試者使用舒客白牙素牙膏2周后，色斑指數(shù)改善率為23.99%，牙齒白度改善率為1.69%。與對照組相比，試驗組的Lobene色斑指數(shù)顯著性減小(P=0.025)，表明舒客白牙素牙膏2周去除牙齒外源性色斑的效果顯著性好于對照樣品。同時，與對照組相比，試驗組的白度W值也顯著性增加(P=0.037)，表明舒客白牙素牙膏2周提高牙齒色澤的效果顯著性要好于對照樣品。

3.2 測試4周后數(shù)據(jù)

表5 63名受試者基線及第4周檢查的色斑指數(shù)與牙齒白度W值比較

從以上數(shù)據(jù)可知，受試者使用舒客白牙素牙膏4周后，受試者的色斑指數(shù)改善率為32.26%，牙齒白度改善率為2.06%。試驗組與對照組相比較，Lobene色斑指數(shù)顯著性減小(P=0.031)，表明舒客白牙素牙膏4周去除牙齒外源性色斑的效果顯著性好于對照樣品。同時，與對照組相比，試驗組的白度W值也顯著性增加(P=0.001)，表明使用舒客白牙素牙膏4周后提亮牙齒色澤的效果顯著性好于對照樣品。

從以上臨床研究的結(jié)果表明，與無去漬美白功效的對照組牙膏相比，使用本研究采用的舒客白牙素牙膏每天刷牙兩次，2周及4周后牙面的Lobene色斑指數(shù)顯著降低，同時通過使用圖像分析系統(tǒng)分析牙齒三維顏色變化，牙齒白度顯著提升，結(jié)果均具有顯著性差異。說明本研究采用的舒客白牙素牙膏具有美白牙齒的效果。

4 結(jié)論與展望

圖像分析法作為醫(yī)學(xué)影像學(xué)的基礎(chǔ)，在醫(yī)學(xué)臨床治療中發(fā)揮著重要作用。因其在圖像采集過程中受環(huán)境的影響較小，且以數(shù)據(jù)結(jié)合圖像的結(jié)果展示更有利于對產(chǎn)品功效的解釋和比較[9]，這幾年，在化妝品的功效評價中也占據(jù)著重要地位，是評價化妝品功效的主流方法之一。牙齒的色斑及色澤，與皮膚類似，通過對牙齒進行圖像采集和圖像處理分析，不僅可以提供直觀可視化的牙齒美白前后的變化，同時通過軟件分析算法可快速實現(xiàn)對牙齒美白程度的分析。

本研究通過分別采用PCR體外美白評價方法與臨床試驗對舒客白牙素牙膏進行美白功效研究，研究結(jié)果顯示，與無去漬美白功效的對照組牙膏相比，使用舒客白牙素牙膏可顯著去除牙齒外源性色斑，美白效果顯著優(yōu)于對照組。因此，評價一款美白牙膏是否具有去除牙齒外源性色斑的效果，可先采用PCR體外美白評價方法對其進行預(yù)實驗測試，提高后續(xù)開展臨床試驗的成功率。在開展臨床試驗時，除常規(guī)采用Lobene色斑指數(shù)進行評價，同時結(jié)合計算機數(shù)字化系統(tǒng)分析測量牙齒三維顏色的變化，可更加直觀和顯性看到牙齒白度的變化，從而縮短臨床試驗的周期。

本研究所采用的去除牙齒外源性色斑的系統(tǒng)功效評價方法，為宣稱美白類的口腔護理產(chǎn)品提供了一種新的功效評價方式，與常規(guī)臨床試驗相比具有較大借鑒意義。