Er:YAG激光照射對牙本質與全瓷嵌體間粘接強度的影響

丁 群

陜西省寶雞市口腔醫院(寶雞 721000)

主題詞 牙本質 激光 全瓷嵌體 粘接性能

目前，使用計算機輔助設計與制作(Computer assisted design/computer assisted manufacturing，CAD/CAM)系統制作的全瓷嵌體進行牙體缺損組織的修復成為口腔臨床治療的一大趨勢。然而，全瓷嵌體粘接后容易脫落仍是技術的敏感點之一。臨床上，普遍使用35%～37%磷酸酸蝕劑對牙本質表面進行蝕刻處理后再進行粘接操作，以提高牙本質與全瓷嵌體間的粘接強度，從而提高全瓷嵌體修復的成功率。然而，多年的臨床應用及實驗室研究結果顯示磷酸酸蝕牙本質往往會引起全瓷嵌體修復術后敏感的癥狀，增加患者的不適感[1]。因此，對新型牙本質表面處理方式的探索迫在眉睫。20世紀初第一臺激光器應用于口腔醫學領域，引起了學者們極大的興趣。有學者研究證實，激光照射后，牙體硬組織表面具有特殊的形貌及成分改變，具有類似磷酸蝕刻的特征[2]。此外，激光的光熱效應可使牙本質表層發生熔融及再結晶，對牙本質過敏癥有一定的療效[3]。因此，本課題旨在探討具有蝕刻作用的Er:YAG激光是否可以替代磷酸酸蝕作為牙本質表面的處理方式，在提高全瓷嵌體修復的成功率的同時顯著降低患者的術后敏感不適。

材料和方法

1 主要材料和設備 瓷塊(IPS Empress CAD，Ivoclar Vivadent，美國)；氫氟酸凝膠(IPS Ceramic Etching Gel，Ivoclar Vivadent，美國)；35%磷酸酸蝕劑(UNI-ETCH，BISCO，美國)；粘接套裝(DUO-LINK SE SYSTEM，BISCO，美國)；Er:YAG激光(LightWalker ST-E，Fotona，德國)；光固化燈(Bluephase NMC-LED，Ivoclar Vivadent，美國)；超聲波潔牙機(UDS-E，桂林市啄木鳥醫療器械有限公司，中國)；慢速金剛鋸(IsoMet，Buehler，美國)；水砂紙(STARCKE，德國)；超聲清洗儀(KQ-400DB，江蘇昆山市超聲儀器有限公司，中國)；濺射鍍膜機(E-1045，Hitachi，日本)；場發射掃描電子顯微鏡(S-4800，Hitachi，日本)；萬能試驗機(AGS-10KN, 日本)；體視顯微鏡(SZ61-SET，Olympus，日本)。

2 實驗方法

2.1 樣本選擇及預處理：收集2017年3月至2017年9月于寶雞市口腔醫院因正畸治療拔除的無齲壞、無缺損的人類前磨牙20顆。超聲波潔牙機去除表面軟垢、結石及色素，慢速金剛鋸流水下將牙冠表面牙釉質層磨去，露出4 mm×2 mm的牙本質面，分別用400目、600目、800目、1200目水砂紙打磨牙本質面，蒸餾水超聲清洗10 min，體視顯微鏡下確保牙本質表面無明顯缺陷，吹干后備用。

2.2 樣本分組及粘接：將上述20個牙本質樣本隨機分為A、B兩組(n=10)。A組為全酸蝕組，牙本質表面采用35%磷酸酸蝕劑酸蝕15 s，大量流水徹底沖洗后風干；B組為Er:YAG激光組，將直徑為1.3 mm的光纖頭距牙本質表面約1 mm，以功率1.20 W、頻率10 Hz、水8、氣4的水汽比例垂直照射牙本質表面15 s，風干。氫氟酸凝膠酸蝕瓷塊表面60 s，徹底沖洗后氣槍吹干，涂抹硅烷偶聯劑30 s，氣槍吹干3 s，備用。1∶1混合ALL-BOND SE Part Ⅰ和ALL-BOND SE Part Ⅱ，涂抹于牙本質樣本表面10 s，氣槍緩慢輕吹，光固化燈光照10 s。混合雙固化水門汀DUO-LINK，立即將其涂抹于牙本質樣本上，并與處理好的瓷塊進行粘接，清除邊緣多余樹脂水門汀，各個面光固化燈照射40 s。

2.3 掃描電鏡觀察：制備好的牙本質樣本經室溫干燥12 h，按照分組分別標記。采用濺射鍍膜機在氬氣環境下噴金；用場發射掃描電子顯微鏡(在5 kV加速電壓下)，以二次電子成像模式不同倍數下對牙本質樣本表面進行觀察。

2.4 抗剪切粘接強度試驗：將粘接好的樣本固定于萬能試驗機上，以1 mm/min的加載速度下降抗剪切頭加壓于牙本質與瓷塊間的粘接界面上，試件破壞時最大載荷記為N，剪切強度值(MPa)按如下公式計算：剪切強度值(MPa)=最大載荷(N)/粘接面積(mm2)

2.5 斷裂模式分析：抗剪切粘接強度測試結束后，體視顯微鏡下觀察各組樣本的斷裂模式，記錄并分析。

3 統計學方法 采用IBM SPSS Statistics 19.0軟件進行數據分析。單因素方差分析進行數據分析，比較兩組樣本抗剪切粘接強度；秩和檢驗分析兩組樣本斷裂模式間的差異，P<0.05差異具有統計學意義。

結 果

1 掃描電鏡觀察 不同方式處理后牙本質表面掃描電鏡圖像，見圖1。圖1A為35%磷酸酸蝕后牙本質表面掃描電鏡圖像(3000×)，圖像顯示牙本質小管口完全開放，牙本質表面清潔，未見明顯玷污層及碎屑。圖1B為Er:YAG激光照射后牙本質表面掃描電鏡圖像(3000×)，圖像顯示牙本質小管口完全開放，管周及管間牙本質表面粗糙，牙本質表面清潔，未見明顯玷污層及碎屑。

圖1 不同方式處理后牙本質表面掃描電鏡圖像(3000×)

2 抗剪切粘接強度試驗 不同方式處理后牙本質與瓷塊間抗剪切粘接強度，見圖2。

結果顯示,全酸蝕組樣本抗剪切粘接強度為(11.44±1.24)MPa，Er:YAG激光組樣本抗剪切粘接強度為(11.72±1.22)MPa。統計學分析結果顯示，全酸蝕組與Er:YAG激光組抗剪切粘接強度間差異無統計學意義(P>0.05)。

3 斷裂模式分析 各組樣本粘接斷裂模式結果，見表1。瓷塊內聚破壞：瓷塊內部有應力集中，且高于粘接界面；粘接界面破壞：粘結劑與牙本質及瓷塊間發生破壞，該界面破壞主要與粘接強度有關；粘結劑內聚破壞：粘結劑內部有應力集中，且高于粘接界面；混合破壞：上述破壞方式兩個及兩個以上同時存在。經秩和檢驗分析，不同方式處理后牙本質與瓷塊粘接試件斷裂模式間差異無統計學意義(P>0.05)。

表1 不同方式處理后牙本質與瓷塊粘接 試件斷裂模式(例)

討 論

牙本質較牙釉質而言，礦化程度低，有機物及水分較多，不利于粘接，是口腔臨床全瓷嵌體粘接技術的一大難點。大量臨床實踐及研究結果證實，經磷酸酸蝕后牙本質表面玷污層及碎屑消失、牙本質小管開放、膠原纖維暴露，抗剪切粘接強度顯著提高[4-5]。但磷酸酸蝕操作復雜，在無唾液及其他液體污染的前提下，從酸蝕、沖洗到吹干可進行粘接大約需要1 min。此外，牙本質小管為毛細管與牙髓相通，在磷酸的刺激下形成虹吸作用，牙本質小管液迅速流動，導致患者術后敏感發生率高[6]。因此，需要新的牙本質粘接前表面預處理方式的誕生。

本實驗結果證實，Er:YAG激光僅需照射15 s即可替代磷酸酸蝕，在牙本質表面獲得同樣粘接效果的同時顯著簡化臨床操作流程，與前人研究結果相似[7-9]。Er:YAG激光波長2940 nm，與水及羥基磷灰石的吸收峰相近。因此，激光照射牙本質后可引起局部溫度迅速升高，表面玷污層、碎屑及水分迅速汽化，牙本質表面發生熔融、再結晶，牙本質小管完全開放，管周及管間牙本質形成凹凸不平的粗糙形貌。在粘接過程中，粘結劑及樹脂水門汀可進入牙本質小管及這些凹凸不平處，形成樹脂突，顯著增加粘接面積，增強粘接強度。但有研究表明，Er:YAG激光照射后牙本質表面粘接性能較磷酸酸蝕后牙本質粘接性能好[5,10]。李進紅等[11]及Alaghehmand等[12]則認為Er:YAG激光照射可降低牙本質表面粘接性能。這些研究結果的差異，可能與Er:YAG激光不同照射參數及不同操作方式有關。在一定參數范圍內，牙本質表面發生一定熔融及再結晶現象，可增強牙本質表面粘接強度；激光能量過高時，牙本質表面可發生熱損傷，牙本質小管形態塌陷、破壞，反而使其表面粘結強度降低[13]。本實驗Er:YAG激光所用參數按設備說明設定，對牙本質表面粘接強度有顯著增強作用。