Er：YAG激光照射離體牙釉質后表面形態和髓腔溫度的觀察

[摘要] 目的 觀察不同能量和時間作用下Er：YAG激光照射人離體牙釉質后表面形態和髓腔溫度的變化。方法 臨床收集24顆離體牙，制備成96個實驗樣本，按不同處理方法分為A、B兩組，分別照射10、20 s，每組再分為6個亞組，選擇超短脈沖20 Hz，分別采用1、2、3、4、5、6 W的能量對每個亞組樣本的釉質進行照射，用數字式溫度計記錄髓腔溫度的變化，掃描電子顯微鏡（SEM）下觀察樣本釉質形態的變化。結果 隨著照射時間的延長和能量的增加，髓腔溫度有上升的趨勢；SEM觀察A、B兩組的釉質形態均有改變，但兩組均未發現熔融和碳化現象。結論 在Er：YAG激光一定能量的照射下，釉質的形態和髓腔溫度產生一定的變化，但是未出現熔融和碳化現象，為臨床齲齒的治療提供了依據。

[關鍵詞] Er：YAG激光； 釉質； 髓腔溫度； 形態

[中圖分類號] R 781.1 [文獻標志碼] A [doi] 10.3969/j.issn.1000-1182.2012.02.023

The observation of surface morphology of enamal and temperature of dental pulp cavity in vitro after irra-diated by Er：YAG laser Ye Lijun1， Liu Luchuan1， Deng Manjing1， Liu Na1， Wu Xi2， Dong Zhengmou1. （1. Dept. of Stomatology， Daping Hospital， Research Institute of Surgery， The Third Military Medical University， Chongqing 400042， China; 2. Dept. of Stomatology， Xinqiao Hospital， The Third Military Medical University， Chongqing 400037， China）

[Abstract] Objective To observe the changes of surface morphology and temperature of dental pulp cavity in vitro after irradiated by Er：YAG laser with different energy and irradiation time. Methods All of the 96 samples from

24 teeth in vitro were collected from dental clinical departments then divided into two groups（group A and group B）

randomly. We chose the energy of 20 Hz， and 1， 2， 3， 4， 5， 6 W to treat the samples in group A and group B and the irradiation time was 10 s or 20 s. We recorded the temperature changes of dental pulp cavity by digital thermometer and observe the morphology of tooth enamel by scanning electron microscope（SEM）. Results With the extension of

irradiation time and increasing of energy， the temperatures of dental pulp cavity were significantly increased after the treatment of Er：YAG laser. The two groups of tooth enamel surface morphology were changed after irradiated by Er：YAG laser with different energy and irradiation time. However， there was no melting and carbonation on the surface of tooth enamel after the treatment of Er：YAG laser in two groups. Conclusion The temperatures of dental pulp ca-vity were increased after irradiated by increasing laser energy density fom 1 W to 6 W. No melting or carbonized phe-nomenon was found in enamel within the energy of 1 W to 6 W. All the data would provide evidences for clinical treatment of cavity.

[Key words] Er：YAG laser； enamel； temperature of dental pulp cavity； morphology

在口腔疾病的治療中，Er：YAG激光去齲已經成為一種全新的治療方法。利用激光進行去齲治療，其產生的熱量可對牙髓組織產生影響，而Er：YAG激光可大幅度減低熱量對牙體和牙髓的損害[1-2]。本實驗通過不同能量的Er：YAG激光照射離體牙釉質不同時間，觀察髓腔溫度和釉質表面形態的變化，以期為臨床應用提供依據。

1 材料和方法

1.1 研究對象和處理方法

于第三軍醫大學大坪醫院口腔科就診患者中選擇研究對象。要求患者年齡為15～25歲，均因正畸治療需要而拔除前磨牙；拔除的牙齒要求根尖孔已完全形成，未接受過根管治療，無齲且無裂紋。共收集離體牙24顆，拔除后立即置入生理鹽水中保存。

24 h內刮除牙根表面殘留的軟組織，用潔牙機去除牙齒上附著的牙結石，使用快速渦輪機沿“十”字型方向橫切和縱切牙齒至釉牙本質界。每個離體牙制備成4個樣本。樣本的釉質依次使用240、400、600、800目砂紙打磨，使其表面光滑無附著物，并在離體牙頸部釉牙骨質界下1 mm處開髓，入口直徑約2 mm，暴露髓腔。制備完成后置于4 ℃生理鹽水中儲存備用，儲存時間不超過4周。

1.2 主要儀器

Er：YAG激光（DEKA公司，意大利），高速渦輪機（NSK公司，日本），SMZ1500型體視顯微鏡（日本尼康公司），數字式溫度計（中國臺灣群特公司），掃

描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）（AMRAY公司，美國）。

1.3 實驗設計與方法

1.3.1 實驗分組 將24顆離體牙96個樣本隨機分為2組，每組48個樣本，A組照射10 s，B組照射20 s；每組再細分為6個亞組，以20 Hz的頻率分別用1、2、3、4、5、6 W進行照射，每個亞組8個樣本。

1.3.2 髓腔溫度測量 按照分組把樣本固定在石蠟上，牙頸部以下用石蠟包埋；用三角架固定Er：YAG激光的機頭，對樣本的釉質進行照射，照射的范圍在樣本中央，激光光纖垂直于牙面，距牙面1 cm，噴水5 mL·min-1。矯正數字式溫度計（沸水100 ℃，冰水混合物0 ℃）后用其熱電偶探頭沿牙頸部開髓孔插入髓腔，用石蠟封閉熱電偶探頭與髓腔的接口，每個樣本測試前記錄髓腔的原始溫度，用激光照射后測得的髓腔溫度減去原始溫度得出升高的髓腔溫度變化的值。記錄在不同時間和能量的激光照射下髓腔溫度的變化。每次照射后需待離體牙髓腔內溫度恢復至室溫（25 ℃）時再行測量。

1.3.3 SEM觀察 自然干燥2 d后，每組隨機抽取4個樣本置于SEM下觀察。選取A組和B組的不同能量的具有代表性的12個標本進行對比。

1.4 統計學處理

采用SPSS 13.0軟件進行數據處理，統計方法采用單樣本t檢驗和配對t檢驗，檢驗水準為雙側α=0.05。

2 結果

在不同能量的激光照射下，髓腔溫度的升高情

況見表1。經不同功率不同時間處理的12個樣本的SEM觀察結果見圖1。

由表1可見：隨著激光能量的增大，照射后髓腔溫度均呈升高趨勢。A組在1 W照射下溫度最低，僅升高（0.38±0.32） ℃，在6 W照射下溫度最高，升高

（1.00±0.21） ℃，二者差異有統計學意義（P＜0.05）。B組在1 W照射下溫度最低，僅升高（0.53±0.25） ℃，在6 W照射下溫度最高，升高（1.33±0.27） ℃，二者差異有統計學意義（P＜0.05）。相同功率下，A、B組髓腔溫度的升高僅在6 W時的差異有統計學意義（P＜0.05），B組高于A組，其余功率兩組間的差異均無統計學意義（P>0.05）。

由圖1可見：隨著Er：YAG激光能量的增加，釉質表面出現不同大小的凹坑，凹坑表面出現不同程度的粗糙顆粒，類似魚鱗狀，可以清晰地觀察到釉柱，并產生消融，凹坑底部呈現不平坦狀態，高能量激光照射下可見裂縫；但是，所有釉質樣本在表面溫度升高的情況下并沒有發生熔融和碳化。低能量激光照射10 s和高能量激光照射20 s，二者的釉質形態有差異。

3 討論

近年來，由于超短脈沖的出現，使得激光切割牙體硬組織時可產生更高效率的消融，提高切割效率[3]。激光的應用也越來越普及。Er：YAG激光對組

織的作用主要以光致發熱作用為主。與其他激光不同的是，Er：YAG激光波長為2 940 nm，其吸收系數接近水的吸收峰值，且可被牙齒中的水和羥磷灰石吸收。相比其他激光和渦輪機，Er：YAG激光對牙體硬組織的消融效率更高，且不易產生組織的碳化、熔融，也不易因髓腔溫度的過度升高而出現不可逆反應[1-2，4]。

本實驗探討Er：YAG激光對釉質照射時髓腔溫度和形態的變化，結果發現：牙體硬組織的消融主要受照射時間和強度的影響[5]。為了防止激光對牙髓腔

造成過量的熱損傷，本實驗選擇Er：YAG激光超短脈沖中間頻率的各種功率和不同的照射時間對釉質進行照射，觀察髓腔溫度和形態的變化，結果顯示：隨著功率和照射時間的增加，髓腔溫度呈上升趨勢，但均在5.6 ℃的安全閾值范圍內[6]。在最大能量20 Hz、

6 W照射20 s的條件下，觀察到其中1個樣本髓腔溫度最高升高1.7 ℃，和耐受值相差甚遠，故可以在臨床上應用。選擇小劑量和短時間的激光照射，可以防止牙體健康組織去除過多和產生熔融[7]。本研究也

顯示：隨著激光能量和照射時間的增加，釉質消融的深度也隨之增加。經高劑量和長時間照射后，照射區出現凹坑且有變大加深的趨勢，并且有裂紋向四周擴展，造成釉質的損傷。這可能與激光光纖垂直照射和照射時光纖發出的光向四周放散有關。1～

4 W的小劑量照射可以清晰觀察到類似魚鱗狀的改變，且有大量的釉柱出現，幾乎沒有玷污層。不同的劑量和照射時間不僅改變了釉質的形態，且有報道[8]證明釉質的化學成分也有改變。目前，臨床上大

多數齲齒仍然依靠渦輪機進行治療，而Er：YAG激光可以達到傳統渦輪機所不能達到的無噪音、無振動和無疼痛的效果，治療中出血量少，不用接觸組織，可以減少感染機會和患者的疼痛感，減輕患者的精神壓力。但是用激光治療疾病時其劑量參數難以掌握，過大過小都會造成不同程度的損傷。本研究結果表明：在一定的范圍內，使用Er：YAG激光不會造成牙髓組織及釉質的損害；但仍需進一步的體內實驗以探討該激光強度是否會對活體牙髓產生不良影響。

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（本文編輯 吳愛華）