不同温度下牙骨质生长环聚集特征研究：法医鉴定热暴露程度的新工具

本文针对火灾中烧焦遗体身份鉴定的法医学难题，探讨了不同温度（300°C、600°C、1200°C）对人类牙骨质形态和生长环（Tooth Cementum Annulations, TCA）的影响。研究发现，直接暴露于高温导致牙齿结构严重破坏，而保护暴露下TCA仍可部分计数，证实TCA可作为评估热暴露程度的病理生物学标志物，为法医现场火灾调查提供关键依据。

　　

火灾已成为全球范围内导致伤亡的主要原因之一。当个体暴露于极端高温（300°C至>1000°C）时，遗体会严重碳化，给法医鉴定带来巨大挑战。牙齿因其高矿物质含量（牙骨质含45-50%无机物）在高温下表现出卓越的韧性，常作为身份识别的“最后防线”。然而，牙齿并非均匀受热：前牙易因软组织收缩而暴露，后牙则受舌颊黏膜保护。牙骨质外层覆盖的逐年沉积生长环（TCA）是年龄估计的重要指标，但高温可能导致其收缩、聚集（agglomeration）甚至碎裂，影响法医分析的准确性。目前，缺乏对热暴露后TCA变化模式的系统研究，限制了其在火灾现场的应用。

为解决这一问题，马来西亚理科大学（Universiti Teknologi MARA）的研究团队开展了一项创新研究。他们通过模拟火灾高温环境，分析牙骨质在直接与保护暴露下的响应，旨在建立TCA作为热暴露评估的生物标志物。该成果发表于《Egyptian Journal of Forensic Sciences》，为法医牙科学提供了新工具。

研究采用30颗人下颌前磨牙，分为直接暴露组（无保护）和保护暴露组（嵌入羊颌骨模拟口腔环境）。使用Programix 50 burnout furnace以40分钟时长加热至300°C、600°C和1200°C三组温度。加热后通过数字卡尺测量牙齿尺寸变化（根高、颊舌径等），记录重量损失及颜色变化。组织学分析聚焦牙骨质：牙齿包埋于聚甲基丙烯酸甲酯，切片后通过Olympus BX43显微镜观察根尖与中1/3交界处TCA的可见性与聚集模式，配合cellSens Entry软件成像分析。统计学处理采用SPSS 22软件进行独立样本t检验和ANOVA，显著性设为p<0.05。

Morphological changes

• 颜色变化：300°C时牙根呈深黄色→600°C时全牙炭黑→1200°C时白垩色。颜色与碳化程度相关，是热暴露的视觉指标。
• 尺寸与重量：直接暴露组在1200°C时根高减少27.64%（p=0.001），重量损失57.13%（p=0.001）；保护暴露组变化较小（根高减少15.23%，p=0.001），证实骨骼和软组织对牙齿的保护作用。
• 结构完整性：600°C直接暴露时牙齿极度脆弱，牙冠易脱落；1200°C时显微裂隙显著。

Cemento-histological analysis

• TCA可见性：300°C下两组TCA均清晰可计数（图2）。600°C保护暴露组TCA部分聚集，但局部可识别（图6）；直接暴露组因炭化无法分析（图4）。
• 聚集模式：高温导致TCA增宽（agglomeration）并伴随不透明区（图8）。保护暴露下，1200°C仍可观测显微裂隙，但TCA计数可行（图8）。
• 统计差异：保护暴露组TCA可计数率（60%）显著高于直接暴露组（33.3%），p=0.001（表4）。

研究结论强调，牙骨质对高温的响应具有温度依赖性：300°C下TCA完整可用；600°C以上需依赖保护条件（如软组织覆盖）以维持部分可分析性；1200°C时即使保护暴露亦需谨慎处理显微裂隙。TCA的聚集模式（如增宽、不透明区）可作为“病理生物学标志物”，直接反映热暴露程度。讨论部分指出，后牙因解剖位置优势更适用于法医鉴定，但研究局限性包括样本年龄单一（15-25岁）及样本量较小。未来需探索温度骤升与燃料类型的影响。该研究首次系统量化TCA在极端温度下的行为，为火灾调查提供可操作的诊断标准，同时推动法医牙科学在年龄估计和热损伤评估中的精准应用。