1.5.1 Xê măng chân răng trong ước lượng tuổi
Là một phần của mô răng, xê măng được liên tục tổng hợp và duy trì trong suốt đời của người trưởng thành, ngay cả khi sự phát triển cá thể hoàn thành. Sự tăng trưởng dần dần và suốt đời làm cho xê măng trở thành đối tượng hoàn hảo để nghiên cứu quá trình lão hóa và TCA đã được chứng minh có thể cung cấp thông tin có giá trị cho việc ước tính tuổi khi chết [50].
Có nhiều kỹ thuật đã được đề nghị trong việc chuẩn bị mẫu và có ảnh hưởng đến tính chính xác của kết quả. Có thể dùng kỹ thuật khử khoáng hay không khử khoáng lát cắt xê măng để quan sát.
1.5.2 Phương pháp quan sát
Kết quả nghiên cứu lệ thuộc rất nhiều vào cách đếm của quan sát viên, đây là công việc kéo dài và mệt mỏi nên các tác giả đưa ra một số phương pháp để giảm bớt sự căng thẳng trong công việc, góp phần giảm sai lầm khi quan sát.
Stott và cs (1982) đếm các vòng trên các bức ảnh chụp. Để đơn giản, chỉ đếm các vòng tối và đánh dấu mỗi vòng tối thứ mười [87].
Kagerer và Grupe (2001) áp dụng một phương pháp gọi là phân tích trình tự.
Lớp xê măng được đếm tại ít nhất năm vị trí của mỗi hình ảnh. Nghiên cứu này không tính trung bình tổng số dòng gia tăng cho mỗi cá thể, mà chọn các con số ổn định nhất, và cho rằng đó là số đáng tin cậy nhất của các lớp [41].
Trong nghiên cứu của Wittwer-Backofen và cs (2004) [93], một nhà quan sát đánh giá kết quả dựa trên bốn hình ảnh khác nhau của một chiếc răng, sau đó tính giá trị trung bình.
Pundir và cs (2009) [70] đếm các vòng xê măng trên hình ảnh phóng đại, ba lần riêng biệt bởi ba nhà quan sát khác nhau.
Để hạn chế những khó khăn khi đếm số vòng xê măng, các tác giả như Aggarwal và cs (2008) [6], Gupta và cs (2013) [32] tính số vòng xê măng bằng cách lấy tổng chiều dày lớp xê măng (chọn vị trí lớp ngoài xê măng song song với đường nối ngà-xê măng) chia cho khoảng cách giữa 2 đường rõ nhất (hình 2-12, 2-13).
1.5.3 Ước lượng tuổi dựa vào sự kết vòng xê măng chân răng
Ngoại trừ nghiên cứu của Miller và cs (1988) [51] cho rằng không thể tính tuổi người từ sự kết vòng xê măng, tất cả các nghiên cứu đều cho rằng sự kết vòng của lớp xê măng diễn ra theo chu kỳ từng năm. Vì vậy, tuổi có thể được tính bằng số vòng xê măng cộng với tuổi mọc răng [50].
Vào thế kỷ 17, Malpighi được cho là người đầu tiên phát hiện ra các lớp trong xê măng. Những lớp này đã được nghiên cứu ở động vật có vú khác nhau và sau đó là trên người [40].
Đến năm 1950, lần đầu tiên Gustafson [33] sử dụng ước lượng tuổi người dựa vào xê măng chân răng.Tác giả đo chiều rộng của tổng số lớp xê măng, thay vì đếm các đường tăng trưởng.
Đến năm 1982, các nghiên cứu của Stott và cs [87] cho rằng phương pháp đếm các vòng xê măng có thể được áp dụng cho con người như các động vật có vú khác.
Năm 1986, Charles và Condon [14] cho rằng có thể áp dụng TCA như một phương pháp ước lượng tuổi tương tự các phương pháp quan sát xương khác.
Codon và cs (1986) [19] nghiên cứu trên 115 răng nanh và răng cối nhỏ ở 112 xác. Nghiên cứu kết luận: Phương pháp đếm số vòng xê măng có thể giúp định tuổi thích hợp lúc chết hay lúc nhổ răng. Sai lệch ước lượng khoảng 4,7-9,7 năm tuỳ thuộc vào giới và tình trạng răng. Tính toàn thể, sai lệch khoảng 6 năm, và sai lệch ít hơn ở nữ. Sự hiện diện của bệnh nha chu làm tăng sai lệch ước lượng.
Trong hướng nghiên cứu ước lượng tuổi pháp y dựa vào TCA có một nghiên cứu rất quan trọng của Wittwer-Backofen và cs (2004) [93] nghiên cứu trên mẫu lớn gồm 363 răng gồm răng cửa, răng nanh và răng cối nhỏ. Các răng được cắt
ngang chân răng cho thấy sai lệch khi ước lượng tuổi không quá 2,5 năm và cũng kết luận phương pháp ước lượng tuổi dựa vào sự kết vòng của xê măng là phương pháp đáng tin cậy.
Avadhani và cs (2009) nghiên cứu trên 25 răng các loại ở người Ấn độ, khẳng định ước lượng tuổi dựa vào TCA là phương pháp đáng tin cậy [10].
Gupta và cs (2014) [32] khảo sát 100 răng cắt dọc ở người từ 25-60 tuổi và kết luận TCA là phương tiện đáng tin cậy để ước tính tuổi người.
Gần đây có nghiên cứu thăm dò trên 15 răng của Ristova và cs (2018) [72]
ước lượng TCA bằng kính kiển vi điện tử quét cho rằng phương pháp này đáng tin cậy, lặp lại được và có thể sử dụng cho mục tiêu pháp y.
Krishna và Saleem (2019) [45] trong một nghiên cứu tổng quan cho rằng TCA ít bị tác động bởi các yếu tố bên ngoài và hầu hết các nghiên cứu cho đến nay đều ghi nhận kết quả tích cực khi ước lượng tuổi dựa vào TCA.
Với mong muốn ước lượng tuổi chính xác hơn, một số nghiên cứu cho rằng phân tích đường tăng trưởng xê măng chân răng còn có khả năng xác định cụ thể hơn thời điểm tử vong của nạn nhân, hỗ trợ hữu hiệu hơn nữa cho pháp y. Phương pháp ước lượng tuổi dựa vào TCA có thể ước lượng thời điểm răng lúc nhổ (lúc chết) theo mùa trong năm dựa vào sự hoàn tất lớp xê măng ngoài cùng.
Những nghiên cứu ước lượng thời điểm theo mùa trong năm được xây dựng dựa trên nghiên cứu của Wedel và Peabody (2005) [91]. Nghiên cứu này quan sát TCA trong một năm nhằm ghi nhận thời điểm hình thành các đường tăng trưởng xê măng ở người, từ đó cung cấp một phương pháp để xác định mùa của cái chết ở trong những trường hợp cần khám nghiệm pháp y.
Các tác giả như Wedel (2007) [92], Wittwer-Backhofen và cs (2004) [93], Lieberman (1994) [47] tìm thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa mùa trong năm và sự hình thành của loại đường tăng trưởng xê măng nhất định. Vào mùa đông, đường
tăng trưởng xê măng xuất hiện dưới dạng dải băng cản quang, trong khi vào mùa hè, đường tăng trưởng xuất hiện dưới dạng dải băng thấu quang.
Wedel (2007) [92] nghiên cứu trên 132 răng nhổ từ 100 bệnh nhân tuổi từ 15-90 kết luận có thể xác định tuổi lúc nhổ dựa vào sự phát triển của xê măng chân răng và có thể xác định được răng đó được nhổ vào khoảng xuân hè hay thu đông.
Theo nghiên cứu này, nếu băng ngoài cùng là băng màu tối, răng được nhổ vào thời kỳ từ tháng 10 đến tháng 04 sang năm. Nếu nếu băng ngoài cùng là băng màu sáng, răng được nhổ vào thời kỳ từ tháng 04 đến tháng 10.
Về vấn đề này, gần đây có nghiên cứu của Sinha và cs (2017) [85] đồng thuận với ý kiến của Wedel. Nghiên cứu thực hiện trên 20 răng mới nhổ và kết quả cho thấy có tương quan giữa tuổi lúc nhổ và thời điểm trong năm (r=0,9467).
1.5.4 So sánh với các phương pháp ước lượng tuổi khác
Jankauskas và cs (2001) [40] so sánh phương pháp TCA và các phương pháp xác định độ tuổi sinh học dựa trên sự hóa xương của khớp sọ và khớp mu. Nghiên cứu cho rằng TCA có thể được sử dụng để ước lượng tuổi sinh học tương tự như các phương pháp khác. Tuy nhiên, trong nghiên cứu cũng chỉ có thể đếm được 80- 85% số vòng xê măng.
Meinl và cs (2008) so sánh ba phương pháp ước lượng tuổi dựa vào TCA, theo Lamendin (1988) và theo Bang và Ramm (1970) (cũng thuộc nhóm ước lượng tuổi dựa vào quan sát, đo đạc trực tiếp và khảo sát mô học răng). Hai phương pháp ước lượng tuổi theo Lamendin (1988), Bang và Ramm (1970) dựa trên phương pháp ước lượng tuổi của Gustafon (1966), chỉ chú ý hai tiêu chuẩn là mô nha chu và độ trong của chân răng quan sát trên răng nguyên vẹn [4] [50].
Nghiên cứu cho thấy ước lượng tuổi dựa vào TCA chính xác nhất ở mọi lứa tuổi. Sai lệch tuyệt đối trung bình của phương pháp TCA thấp hơn một nửa so với sai lệch tuyệt đối trung bình của Lamendin và Bang và Ramm (Bảng 1-5).
Bảng 1-5 So sánh độ chính xác giữa ba phương pháp ước lượng tuổi Nhóm tuổi Phương pháp Sai lệch so với tuổi thật (năm)
20-40 Lamendin 7,0 + 3,6
Bang và Ramm 10,5 + 6,8
TCA 2,9+ 4,8
41-60 Lamendin 15,4 + 11,7
Bang và Ramm 12,3 + 3,3
TCA 6,4 + 6,9
>60 Lamendin 26,3 + 7,6
Bang và Ramm 17,9 + 10,5
TCA 14,2 + 12,6
Tính chung Lamendin 14,8 + 15,9
Bang và Ramm 13,0 + 14,9
TCA 6,9 + 9,4
(Nguồn: Meinl và cs (2008) [50]) 1.5.5 Yếu tố ảnh hưởng đến phương pháp ước lượng tuổi dựa vào TCA
1.5.5.1 Bệnh nha chu
Các tác giả vẫn chưa thống nhất về ảnh hưởng của bệnh nha chu đến TCA.
Kagerer và Grupe (2001) [41] khảo sát 80 răng các loại nhận thấy ở răng không bị bệnh lý nha chu, tuổi ước lượng chỉ sai lệch khoảng 3 năm. Ở răng bị bệnh lý nha chu nặng sai lệch đến 13,5 năm.
Dias và cs (2010) [21] nghiên cứu trên 31 răng từ 24 người tuổi từ 17-77, kết luận: Ước lượng tuổi dựa trên sự kết vòng xê măng là phương pháp đáng tin cậy nếu áp dụng với răng không bị bệnh nha chu, với chênh lệch 1,6 năm (r = 0, 75).
Nhưng ở răng bị nha chu sai lệch lên đến 22,6 năm (r = 0,25).
Trong khi đó, các tác giả như Grobkopf và cs (1996) cho thấy bệnh nha chu không ảnh hưởng đến TCA. Đặc biệt là nghiên cứu Wittwer-Backofen và cs (2004)
[93] khi nghiên cứu trên mẫu lớn gồm 363 răng lại cho rằng ngay cả trong trường hợp bệnh nha chu tiến triển nặng, sự kết vòng xê măng vẫn tiếp diễn, vì thế ước lượng tuổi dựa vào sự kết vòng của xê măng dường như không bị ảnh hưởng bởi bệnh nha chu. Trong nghiên cứu này, tuổi ước lượng chỉ sai lệch 2,5 năm so với tuổi thật. Ông kết luận tính chính xác của kỹ thuật ước lượng tuổi dựa vào TCA độc lập với bệnh nha chu.
Aggarwal và cs (2008) [6] khảo sát 30 răng các loại cũng cho kết quả không có liên quan giữa bệnh nha chu và TCA.
1.5.5.2 Tuổi
Hầu hết các nghiên cứu đều cho rằng tuổi không ảnh hưởng đến kỹ thuật ước lượng tuổi dựa vào TCA. Phương pháp này đặc biệt hữu ích ở độ tuổi dưới 40. Điển hình có nghiên cứu của Meinl và cs (2008) [50] nhận thấy phương pháp ước lượng tuổi dựa vào TCA có ý nghĩa ở tất cả độ tuổi, đặc biệt ở độ tuổi dưới 40, sự sai lệch rất ít (Bảng 1-6).
Bảng 1-6 Sai lệch giữa tuổi ước lượng theo TCA và với tuổi thật theo các độ tuổi của Meinl và cs (2008) [50]
Nhóm tuổi Sai lệch so với tuổi thật (năm) Sai lệch tuyệt đối (năm)
20-40 0,8 2,9
41-60 -3,7 6,4
>60 -12,1 14,2
Tính chung -4,0 6,9
(Nguồn: Meinl và cs (2008) [50]) Có một nghiên cứu của Obertova và Francken (2009) [54] khảo sát trên 116 răng từ 65 người cho thấy ước lượng tuổi dựa vào sự kết vòng của xê măng hợp lý khi áp dụng trên người trẻ, độ chính xác có xu hướng giảm khi tuổi của cá nhân tăng lên,và có sai lệch lớn khi áp dụng cho người trên 40 tuổi. Vì vậy, nghiên cứu
cho rằng, cần phải có thêm thử nghiệm về khả năng áp dụng kỹ thuật TCA cho việc ước lượng tuổi của từng cá nhân; và chỉ nên sử dụng phương pháp TCA để ước tính độ tuổi khi kết hợp với kiểm tra đại thể (Bảng 1-7).
Bảng 1-7 Sai lệch giữa tuổi ước lượng theo TCA và tuổi thật theo các độ tuổi của Obertova và Francken (2009) [54]
Độ tuổi Sai lệch
so với tuổi thật (năm)
Sai lệch tuyệt đối so với tuổi thật (năm)
20-29 -2,3 4,7
30-39 -7,7 7,8
40-49 -21 21,0
50-59 -26,8 26,8
>60 -36,7 36,7
Tính chung -4,0 16,9
(Nguồn: Obertova và Francken (2009) [54]) 1.5.5.3 Nhiệt độ
Gocha và cs (2013) [27] nghiên cứu trên mẫu gồm 30 răng ở 24 cá thể (15 nữ, 9 nam) ở nhiệt độ 600oC, 800 oC, 1.000 oC. Tốc độ tăng nhiệt độ 100 oC/phút. Khi đạt đến mức nhiệt độ nghiên cứu, nhiệt được giữ trong 30 phút. Nhận thấy trên những lát cắt của răng bị đốt dường như có xuất hiện những vùng cản quang lớn hơn và hình ảnh nhìn chung “không rõ” như so với các mẫu không bị đốt. Ngoài ra còn xuất hiện các vết nứt xuyên qua lớp xê măng do nhiệt nổi rõ trong 80% lát cắt.
Những điều này làm cản trở đáng kể khả năng tìm thấy khu vực thích hợp để đếm số vòng xê măng (Hình 1-4).
Ở vị trí có thể ghi nhận TCA, những vòng xê măng thường thấy rộng hơn so với trong các mẫu chưa trải qua thay đổi nhiệt (Hình 1-5). Đây là kết quả sự pha trộn hình ảnh của nhiều vòng xê măng, có lẽ do hiện tượng co lại do nhiệt gây ra trên các mẫu nghiên cứu.
Hình 1-4 Lát cắt ở răng cửa được đốt nóng đến 800oC
Mặc dù có thể nhìn thấy sự kết vòng của xê măng, nhưng phần này không thể đếm được do thay đổi nhiệt. Ghi nhận có hình ảnh vết nứt xuyên qua lớp xê măng
(Nguồn: Gocha và cs (2013) [27]).
Hình 1-5 Lát cắt từ mẫu không xử lý nhiệt (bên trái) so với mẫu được xử lý nhiệt ở 600oC (bên phải). Các vòng xê măng ở mẫu không xử lý nhiệt xuất hiện mịn hơn, trong các vòng xê măng rõ (rộng) hơn ở mẫu xử lý nhiệt
(Nguồn: Gocha và cs, 2013 [27]).
Ranh giới ngà – xê măng
Ranh giới ngà – xê măng
Để đánh giá về những thay đổi vật lý và hóa học có thể diễn ra trong xê măng, nhiều tác giả tham khảo nghiên cứu của Shipman và cs (1984) [84]. Shipman và cs đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt trên men răng và ngà răng bò. Vì tỷ lệ hữu cơ/vô cơ của xê măng tương tự như của ngà răng, nên kết quả của họ được dùng để giải thích cho nghiên cứu của Gocha và cs (2013) [27]. Trong nghiên cứu của Shipman, ở nhiệt độ <525°C kích thước tinh thể chỉ gia tăng nhẹ; ở 525oC - 645°C, kích thước tinh thể gia tăng đáng kể. Thay đổi rõ rệt nhất trong các mẫu trên 645°C. Những tinh thể lớn hơn được tạo ra bởi sự kết dính của các tinh thể nhỏ hơn.
Tuy nhiên, cần lưu ý, xê măng được bao quanh bởi xương ổ răng và các mô nha chu, bên ngoài là mô mềm của đầu mặt. Hơn nữa, đa số những trường hợp bị cháy trong pháp y như: cháy xe, cháy nhà thường xảy ra trong thời gian tương đối ngắn và nhiệt độ đốt tối đa có thể được duy trì chỉ trong vài phút. Trong thực tế chân răng phải chịu nhiệt độ cao trong thời gian ngắn hơn so với các điều kiện thí nghiệm trong nghiên cứu này. Do đó, ứng dụng của TCA trong ước lượng tuổi ở thi thể bị đốt cháy có thể trở thành phương pháp hứa hẹn trong pháp y, tuy nhiên cần có thêm nhiều nghiên cứu để chứng minh cho vấn đề này.
1.5.6 Ứng dụng phương pháp ước lượng tuổi dựa vào TCA trong khảo cổ Mặc dù ước lượng tuổi dựa vào TCA là phương pháp có tiềm năng trong pháp y nhưng phương pháp này lại có kết quả nghèo nàn trong khảo cổ. Điều này có thể do ảnh hưởng hóa học và sinh học trên cấu trúc vi thể của răng trong điều kiện chôn vùi quá lâu [78].