Er:YAG激光在齲病診療中應用的研究進展

高志琴，王 蕊，李美華

(吉林大學第二醫院口腔科，吉林 長春130041)

Er:YAG激光是一種新型的應用于牙體硬組織的激光，其作為一種口腔疾病的治療措施廣泛地應用于齲病的治療，除了高效地切割牙釉質和牙本質而不損傷牙髓之外，還具有無痛、舒適、安全和微創等優勢。因其在齲病治療中的研究和應用不斷深入，本文對Er:YAG激光的工作原理及其對齲病的預防和治療做一綜述。

1 Er:YAG激光的工作原理

Er:YAG激光是一種波長為2.94 μm的紅外線激光，與水(3.0 μm)的吸收峰值很接近，也接近羥基磷灰石對紅外線的吸收峰值，因此牙體硬組織中的水分以及羥基磷灰石中的OH-對Er:YAG激光有強大的吸收。雖然牙釉質和牙本質中的含水量分別為10%和20%，但其足夠吸收激光的能量，被吸收的能量導致溫度和壓力急劇升高，發生汽化，產生“微爆炸”[1],有效地消融病變的牙體硬組織。發生汽化的水分子隨后凝集成水滴，帶走碎屑的同時可以降低周圍組織的溫度，不會導致正常組織及牙髓溫度的過度升高。同時，齲壞組織的含水量高于正常牙體組織，激光在去除病變組織的時候可以最大限度地保留正常組織。另一方面，Er:YAG激光中的能量大部分被水和羥基磷灰石吸收，剩余的能量不會對剩余牙體造成危害。因此，Er:YAG激光可以作為切割牙體硬組織的合適工具。

2 Er:YAG激光應用于預防齲齒

氟化物防齲已經廣泛地應用于臨床，激光防齲在近年來的研究中逐漸深入，許多研究肯定了激光在齲病預防中的作用。Liu Y[2]認為，鉺激光照射牙面可以促使釉質的羥基磷灰石轉化為氟化羥基磷灰石，降低釉質的溶解性。激光照射可以增加牙本質對氟的攝取，從而抵抗齲齒的發展。吳嬰南[3]比較了Er:YAG激光、含氟凝膠以及兩者聯用對釉質耐酸性的影響，發現單純使用Er激光與單獨使用AFP含氟凝膠對釉質的抗酸性沒有統計學差異，Er激光可以協同AFP凝膠增強釉質的抗酸性，降低釉質的溶解性。有研究發現，激光照射增加了氟化物在牙釉質中的滲入，激光照射結合氟化物的施用顯著增強了牙釉質的耐酸性[4]。Er:YAG激光照射的牙釉質的耐酸性顯著增加，其化學成分亦有明顯變化，表現為Ca、P、O比例的升高和C比例的下降，而Cl沒有改變，同時激光照射后，Ca/P增加[5]。一項體外研究表明，與單獨使用氟化銀二胺(SDF)治療的組相比，在激光-SDF治療組中觀察到更高的氟攝取，尤其是在再礦化之后，這表明再礦化在氟化物吸收過程中起著重要作用。在這項研究中，SDF應用隨后對牙本質進行亞燒蝕低能量Er：YAG激光照射，使牙本質表面在化學和機械方面更能抵抗齲齒發展。同時，在該研究中，在激光處理組中檢測到更高的Ca和P重量百分比，并且在任何處理組之間未檢測到顯著的Ca/P差異[6]。

3 Er:YAG激光應用于窩溝封閉

窩溝封閉技術是預防齲病發生的有效方法，通過在點隙裂溝涂布高分子材料即窩溝封閉劑，從而阻止細菌及其代謝產物的侵蝕。Er:YAG激光能夠氣化雜質及齲壞組織，熔融牙體組織使封閉劑滲入窩溝裂縫。Hossain[7]等研究發現，使用200 mJ(25.5 J/cm2)的低能量密度的激光能夠有效地清除凹坑和裂縫中的有機碎片，導致釉質表面的不規則性和粗糙度增加，促進封閉劑對牙面的粘附。一項研究中，分別使用磷酸，Er:YAG激光，磷酸+Er:YAG激光處理預備過的牙面，比較不同處理對復合樹脂與牙面粘接強度的影響，結果表明與單獨使用磷酸和Er:YAG激光相比，磷酸+Er:YAG激光聯合應用使復合材料的粘接強度更高[8]。Er:YAG激光的應用可以增強牙體與封閉劑的機械固位。在封閉劑的保留方面，Shahabi[9]等的研究表明，激光照射和磷酸酸蝕后窩溝封閉劑的保留率無統計學差異，但大多數的兒童表示涂布封閉劑之前，激光照射比磷酸酸蝕更舒適，窩溝封閉時激光可以代替磷酸進行牙面處理。Memarpour[10]等的臨床觀察發現激光行釉質成形術之后酸蝕，比傳統方法或單獨使用激光獲得更高的窩溝封閉劑保留率，同時與傳統的用金剛砂車針進行釉質成形術相比，激光更容易被患兒接受。也有學者發現激光對窩溝封閉的消極影響，認為磷酸蝕刻是處理裂縫最有效的方法，不能被激光取代。使用37%磷酸和激光+37%磷酸處理對窩溝封閉劑的粘合強度無統計學差異，相比兩者，單獨使用激光的粘合強度最低，激光不可以代替酸蝕刻進行牙表面處理[11]。

4 Er:YAG激光應用于齲病治療

4.1 Er:YAG激光去腐備洞

Hibst和Keller首先通過Er：YAG激光證明了牙齒硬組織的有效消融，一項研究比較了鉺激光和旋轉鉆頭對腔的制備，與旋轉鉆頭相比，激光去除損失的健康牙本質更少[12]。鉺激光和鎢鉆、聚合物鉆一樣，可以有效的去除感染的牙本質，達到與常規機械治療相同的效果。 Raucci-neto[13]的研究表明，使用不同頻率的激光照射正常牙本質和齲齒牙本質都無熱損傷跡象，由于齲齒牙本質的含水量比正常牙本質多，故齲齒牙本質的消融強度和消融量較正常牙本質更多。不同頻率和能量的鉺激光對牙齒硬組織的消融都是有效的，激光消融硬組織無任何熱損傷或融化的跡象。Trevelin,Lívia Tosi[14]等，用不同脈沖寬度的鉺激光照射牙本質，SEM形態分析顯示牙本質表面不規則，沒有玷污層，牙本質小管開放，管周牙本質突出，牙本質具有消融的特征，較小的脈沖寬度對牙本質的消融更有效。激光預備優于傳統機械預備的特點是噪音小、疼痛感輕、無需麻醉、患者舒適度高。Hjertton[15]等評估了用高速手機和激光進行腔制備的時間和青少年的主觀感受，發現激光消融引起令人不快的氣味并且比使用高速鉆孔制備更耗時，但是當在健康前磨牙的頰表面上進行2 mm深的腔時，大多數青少年優選激光消融。一項薈萃分析的研究結果表明，與傳統的機械預備相比，鉺激光降低了局部麻醉的要求，但需要更多的腔體預備時間，二者在牙髓活力與術后敏感性之間沒有顯著性差異[16]。

4.2 Er:YAG激光與微滲漏

復合樹脂作為口腔中最常見的窩洞充填材料，其充填窩洞后容易發生繼發齲，而繼發齲的發生歸因于微滲漏的存在。除了與玷污層的清除、材料的性能等因素相關外，不同的牙面處理與微滲漏的發生有直接關系。Er：YAG激光作為一種牙本質處理方法，其對窩洞處理后復合樹脂微滲漏的影響有不同的觀點。Lupi-Pégurier[17]等的體外研究表明與單獨的酸蝕刻、高速手機+酸蝕刻、激光+酸蝕刻相比，單獨的激光制備產生更多的微滲漏，將激光用于牙釉質的制備時必須聯合酸蝕刻。Korkmaz[18]發現，與傳統的高速手機相比，鉺激光制備的V類腔洞形成了更多的微滲漏，研究中鉺激光組采用了自酸蝕粘接系統和納米復合材料。Zahra Bahrololoomi[19]等對鉺激光制備的復合修復體的微滲漏程度進行了一項體外研究，發現同樣使用酸蝕沖洗粘接系統時，激光制備的空腔比金剛石鉆孔制備的空腔具有更高的微滲漏，而兩者在自酸蝕粘接系統中無顯著差異。Tuna[20]等的研究得出，激光制備的V類腔洞比高速手機制備的腔洞具有更高的微滲漏，用兩種方法制備的腔洞都表現出頸部區域比咬合面區域更大的微滲漏。激光參數對微滲漏的影響上，Korkmaz[21]等研究不同脈沖寬度的激光制備的V類腔洞用復合樹脂充填后的微滲漏，SEM形態分析顯示，用鉺激光制備腔體時，不同參數的設置對微滲漏沒有影響。

4.3 Er:YAG激光表面蝕刻與粘接修復

牙本質的全酸蝕粘接系統是廣泛應用于牙體粘接修復的技術，隨著激光治療口腔疾病的應用，激光照射對牙本質粘結強度影響的研究也越來越多，研究的結果存在爭議。Ceballos[22]提出激光照射不能替代傳統的酸蝕刻，單獨的酸蝕刻比單獨的激光照射或激光照射與酸蝕刻的組合具有更強的剪切粘合強度，鉺激光產生的激光改性層不利于牙本質的粘附。激光蝕刻具有更低的粘接強度的原因可能是激光酸蝕刻的牙釉質和牙本質無表面下裂隙，激光蝕刻的牙釉質和牙本質在粘合部分觀察到廣泛裂縫， 所以酸蝕刻獲得的粘接強度高于激光蝕刻。也有研究得出不同的結果 ，Sasaki[8]等發現用Er:YAG激光處理后用磷酸蝕刻的牙釉質相比單獨用磷酸或激光處理的牙釉質具有更大的粘合強度。有學者研究了激光處理對牙本質表面性能及樹脂粘結強度的影響，發現激光照射的牙本質表面清潔。Er:YAG激光處理增加了牙本質與樹脂的剪切粘結強度，且激光處理組明顯高于單獨的酸處理以及激光加酸處理[23]。

綜上所述，Er:YAG激光對牙體窩洞的治療是有效的，相比傳統治療具有安全、舒適、高效、微創等優勢，同時能夠明顯減小患者的牙科恐懼感，為齲病的治療帶來福音。Er:YAG激光照射可以有效地切割牙體組織，增強釉質的抗酸性，在齲病的防治和治療之中有廣闊前景。但其對硬組織的切割效率有待提高，另外，與機械預備相比，激光照射對牙體組織和復合樹脂的粘結強度以及二者之間的微滲漏有待進一步研究。總之，更多的科學研究應致力于提高激光設備的安全性、可操作性和適用范圍，以便激光技術可以更快地推動口腔疾病治療的發展。