《Egyptian Journal of Forensic Sciences》：Analysis of intraoral 3D imaging following high-temperature conditions: a forensic model based on porcine mandibles
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背景：严重烧伤受害者的身份鉴定仍是法医学实践中的重大挑战，因为热力会导致软组织破坏以及生物材料（尤其是DNA）的降解。由于牙齿对极端温度具有高度抵抗力，它们仍是最可靠的法医鉴定来源之一。近年来，口内三维成像（3D intraoral imaging）技术的进步
背景：严重烧伤受害者的身份鉴定仍是法医学实践中的重大挑战，因为热力会导致软组织破坏以及生物材料（尤其是DNA）的降解。由于牙齿对极端温度具有高度抵抗力，它们仍是最可靠的法医鉴定来源之一。近年来，口内三维成像（3D intraoral imaging）技术的进步使得生前与死后数据之间能够进行准确、无创且可重复的比较。然而，高温对用于法医鉴定的牙齿形态特征的影响尚未得到充分研究。本初步研究旨在利用植入猪下颌骨中的人牙，评估热暴露后这些特征的保存情况。研究人员在受控燃烧（约600°C持续20分钟）前后，通过高分辨率3D扫描记录样本，并进行比较形态学分析。结果：燃烧后观察到一致的热改变，包括牙冠变色、牙釉质裂纹、表面粗糙、碳化和结构脆性增加。尽管如此，牙冠的整体形态以及若干个体解剖特征在热暴露前后的3D扫描中仍保持可辨识性和可比性，尽管存在显著的热应力。被软组织包围、伴或不伴相邻骨组织的牙齿表现出相对有限的热损伤，这与邻近生物组织的隔热效应一致。结论：三维口内成像能够记录并比较在此实验模型中经受高温后仍可辨识的牙齿形态特征。这些发现提示，当牙齿结构保持足够完整时，三维口内成像可成为火灾相关场景中法医人类身份鉴定的有用辅助工具。然而，这些结果应在本初步研究的局限性范围内进行解读，仍需纳入更大样本量、不同温度及更长暴露时间的进一步研究，以证实该方法的法医学适用性。
严重烧伤受害者的身份鉴定是法医学实践中的重大挑战。在火灾、爆炸等大规模灾难中，遗骸常因软组织毁损、DNA降解和形态破坏而难以识别。牙齿因高度矿化而具有出色的耐热性，可在极端温度下保存形态与遗传信息，因此成为法医鉴定的重要来源。近年来，口内三维（3D）成像技术快速发展，能够实现生前（antemortem, AM）与死后（postmortem, PM）牙齿数据的无创、精准且可重复比对。然而，高温对用于法医鉴定的牙齿形态特征的影响仍缺乏系统的实验验证。为此，研究人员利用猪下颌骨植入人牙构建了模拟火场环境的实验模型，以评估热暴露后牙齿形态特征的保存情况，并探讨口内3D扫描在火场相关法医鉴定中的应用价值。
研究人员采用新鲜猪下颌骨作为承载基质，将11颗离体人恒牙（6颗磨牙、3颗切牙、2颗尖牙）植入人工制备的骨内窝洞，以软组织包裹模拟口腔环境。另外，2颗对照牙仅包埋于软组织块中，用于评估软组织单独隔热作用。人牙样本来自合作牙科诊所，经书面知情同意收集，未含捐赠者身份信息；猪下颌骨来自商业屠宰场，相当于商业屠宰龄（约5–7个月）。热暴露在木柴工业壁炉中进行，红外高温计监测温度达约600°C（范围550–700°C），持续20分钟，并在10分钟时进行中期评估。研究人员在燃烧前后使用高分辨率口内扫描仪（iTero?）获取三维表面模型，并利用MeshLab软件进行配准与形态比较。燃烧后的标本经自然冷却、轻柔刷洗去除碳化残留物，并喷涂聚合物固定剂以防止脆性结构在后续操作中碎裂，随后取出牙齿进行第二次扫描和形态分析。
为开展研究，研究人员主要采用了以下关键技术方法：第一，构建包含人牙与猪下颌组织的仿真模型，在人工牙槽窝内植入牙齿并复位软组织；第二，采用口内三维扫描仪在热暴露前后进行非破坏性高精度数字化记录；第三，实施受控木柴燃烧并辅以红外高温计实时监测温度；第四，对烧伤标本实施温和清洁与聚合物固定剂喷涂；第五，利用MeshLab对热暴露前后的数字模型进行三维形态对比分析。
研究结果方面，宏观热改变：燃烧后，周围软组织大部分被烧毁，但牙齿仍牢固嵌于猪下颌骨内，整体形态未发生塌陷。对照样本显示，外周软组织构成有效的热屏障，限制了牙体组织的直接热降解。所有标本均出现一致的改变，包括牙冠变色、釉质裂纹、表面粗糙、碳化和脆性增加。三维形态保存：通过口内扫描仪生成的高分辨率数字模型显示，尽管存在显著热应力，牙冠整体形态仍可辨识。沟裂形态、牙尖大小与数目、嵴、磨耗、骨折及病理特征等个体化解剖指标在热暴露前后的3D重建中保持对应。例如，某磨牙样本在热暴露后主要形态特征仍清晰可辨；某切牙样本的切缘切迹在热暴露前后均能被扫描捕获，而细小釉质裂纹在照片中可见但未被扫描仪记录。表面性质变化：热暴露后牙齿表面由光滑有光泽变为粗糙、无光泽、白垩状或玻璃状，颜色由天然釉质色变为棕色、黑色和灰色。结构改变包括釉质剥离、纵行裂纹、颈部骨折和碎片化，三维图像中可见表面不规则性和孔隙率增加。牙根保存情况：所有标本的牙根均大体保存完整，未观察到主要根折或明显形态变形，仅在与骨表面相邻区域出现轻微变色和表面碳化。上述结果表明，尽管高温导致显著的宏观和微观结构改变，仍有足够的诊断特征可通过3D成像在热暴露前后进行比较。
讨论部分指出，热暴露后牙齿发生的颜色变化与脱水、碳化和煅烧等热降解阶段相符；釉质开裂和剥离源于釉质与牙本质在热应力下热膨胀差异导致的机械失效。实验模型中软组织和骨组织的存在似乎提供了部分热保护，导致不同标本间损伤程度存在差异，这与真实火灾中解剖学背景的重要性一致。口内3D扫描作为一种非破坏性工具，能以高精度再现热暴露后仍保存的牙冠形态，某些细节在三维图像中甚至比常规照片或直接观察更为清晰。此外，温和清洁与固定剂喷涂方案有效防止了搬运过程中的机械损伤和伪影形成。然而，本研究属于初步探索，存在样本量小、仅使用单一热暴露条件（约600°C、20分钟）、缺乏修复体以及无法完全模拟真实火灾中温度波动、氧浓度变化等因素的局限。未来研究需扩大样本量、纳入更多温度与时间梯度，并联合微型计算机断层扫描（micro-CT）等内部成像技术，以进一步验证该方法的法医学适用性。
研究结论可概括为：本实验证明牙齿组织在接近600°C的温度暴露后仍可保存具有诊断价值的形态特征。基于猪下颌骨嵌入人牙的模型能够模拟火灾相关法医条件，并凸显邻近软硬组织的保护作用。尽管存在显著热改变，牙冠关键解剖特征仍足以支持法医鉴定。细致的清洁和固定方案对于保存脆弱的烧伤标本和防止伪影至关重要。高分辨率3D扫描被证明是牙齿生前与死后比较的准确、无创且可重复的方法，进一步巩固了数字技术在法医牙科学中的日益重要作用。后续需在不同热条件和解剖构型下进行拓展研究，以推动烧死受害者法医鉴定模型和标准化分析方法的完善。
