鉺激光蝕刻牙本質(zhì)的效果研究

霍曉 李化 門文雯 武明軒 劉莉

齲病充填治療失敗的主要原因是繼發(fā)齲的出現(xiàn)。傳統(tǒng)的機(jī)械預(yù)備后牙體組織表面會(huì)覆蓋玷污層，并有起伏和不規(guī)則的碎屑。玷污層堵塞牙本質(zhì)小管口，不僅影響樹脂充填的遠(yuǎn)期效果，且易造成邊緣微滲漏，從而產(chǎn)生繼發(fā)齲。傳統(tǒng)的酸蝕方法去除玷污層操作過程繁瑣，可能會(huì)造成患者術(shù)中術(shù)后的敏感癥狀。研究發(fā)現(xiàn)激光對(duì)去除玷污層有明顯的效果，特別是鉺釔鋁石榴石激光(erbium∶yttrium-aluminum-garnet,Er∶YAG)能有效去除玷污層，在牙本質(zhì)表面產(chǎn)生酸蝕樣改變，且無明顯的疼痛反應(yīng)。理想的牙本質(zhì)激光蝕刻的參數(shù)目前尚未達(dá)成共識(shí)。本實(shí)驗(yàn)通過用離體牙標(biāo)本觀察不同參數(shù)設(shè)置下，鉺激光照射后牙本質(zhì)表面的形態(tài)變化，以獲得一個(gè)最佳能量參數(shù)值，為正確使用鉺激光提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

2018-01～03在河北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院收集20～40 歲新鮮拔除的活髓第三磨牙27 顆，入選患牙無齲壞、無充填、無重度磨耗等牙體病變。所有離體牙置于4 ℃生理鹽水中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和材料

雙波長激光治療儀(Fotona公司，德國)；掃描電子顯微鏡(HITACHI S-3500，日本);35%磷酸酸蝕劑(Heraeus公司，德國)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

用氣渦輪機(jī)單面金剛砂片垂直于牙長軸在牙冠中1/3處橫斷，并制成4 mm厚的牙本質(zhì)片27 張，牙片面為實(shí)驗(yàn)面，高速渦輪牙鉆在其中央制備一4 mm×4 mm×1 mm大小的窩洞，蒸餾水沖洗，吹干。1 張不做處理，1 張用35%磷酸酸蝕15 s作為對(duì)照，其余25 張進(jìn)行激光照射。

將25 顆樣本牙隨機(jī)分為5 組，分別標(biāo)記為A、B、C、D、E組，每組各有5 顆。鉺激光治療機(jī)進(jìn)行牙本質(zhì)表面蝕刻,水汽比例為40%水，60%汽條件下，各組依次以20 mJ 15Hz、40 mJ 10 Hz、60 mJ 10Hz、80 mJ 10 Hz、120 mJ 10 Hz的輸出能量及功率垂直照射牙面。使用時(shí)光纖頭距離牙體組織表面1 mm，呈網(wǎng)狀掃描式照射10 s。各組標(biāo)本經(jīng)2.5%戊二醛固定，乙醇逐級(jí)脫水，真空干燥，噴金，掃描電鏡下觀察玷污層去除情況及牙本質(zhì)表面形態(tài)。

2 結(jié) 果

2.1 無處理組牙本質(zhì)表面形態(tài)

牙本質(zhì)表面覆蓋一層厚厚的玷污層，未見開放的牙本質(zhì)小管。

2.2 對(duì)照組牙本質(zhì)表面形態(tài)

對(duì)照組牙本質(zhì)表面平坦，未見玷污層，牙本質(zhì)小管呈類圓形，直徑2～5 μm,小管間相距3～8 μm，牙本質(zhì)小管完全開放，小管口邊緣清晰，管間牙本質(zhì)和管周牙本質(zhì)未見明顯差別。

2.3 激光照射組牙本質(zhì)表面形態(tài)

20 mJ,15 Hz:牙本質(zhì)小管開放，但管徑較小，牙本質(zhì)表面均質(zhì)，未見裂紋樣結(jié)構(gòu)。

40 mJ,10 Hz：牙本質(zhì)小管開放，牙本質(zhì)表面稍顯粗糙，未見明顯裂紋樣結(jié)構(gòu)。

60 mJ,10 Hz：牙本質(zhì)小管開放，牙本質(zhì)表面見少量微裂紋結(jié)構(gòu)。

80 mJ,10 Hz：牙本質(zhì)小管開放，牙本質(zhì)表面粗糙，凹凸不平，裂紋樣結(jié)構(gòu)增多。

120 mJ,10 Hz：牙本質(zhì)表面更加粗糙不平，可見魚鱗狀及片層樣結(jié)構(gòu)，牙本質(zhì)小管開放。

圖 1 各組牙本質(zhì)表面形態(tài)

3 討 論

傳統(tǒng)的機(jī)械預(yù)備后，牙本質(zhì)表面覆蓋有一層混合牙本質(zhì)碎屑和變性膠原、唾液、細(xì)菌等物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，即“玷污層”。本實(shí)驗(yàn)無處理組顯示，經(jīng)傳統(tǒng)高低速牙鉆法去腐后，牙本質(zhì)表面覆蓋一層厚厚的玷污層，堵塞牙本質(zhì)小管口，其結(jié)構(gòu)無序、強(qiáng)度低，影響粘接劑接觸牙本質(zhì)表面及滲入牙本質(zhì)小管。傳統(tǒng)的全酸蝕系統(tǒng)使用酸性凝膠完全去除玷污層，并且使玷污層下的牙本質(zhì)表面的羥磷灰石脫礦，形成脫礦的牙本質(zhì)。對(duì)照組結(jié)果顯示，經(jīng)35%磷酸酸蝕后，牙本質(zhì)表面平坦，無玷污層，牙本質(zhì)小管口清晰可見。這一結(jié)果與以往的研究結(jié)果相一致[1-3]。這種結(jié)構(gòu)使得粘接劑中的樹脂單體通過牙本質(zhì)膠原蛋白之間充滿水的間隙(這一間隙原本由羥磷灰石占有)滲透入脫礦的牙本質(zhì)中，形成混合層，從而使復(fù)合樹脂粘接于牙本質(zhì)。但酸蝕法脫礦管周牙本質(zhì)，致使牙本質(zhì)小管管徑增大，增加小管通透性，從而引起管內(nèi)液體流動(dòng)而激惹牙髓牙本質(zhì)復(fù)合體，可能會(huì)引發(fā)活髓牙的敏感癥狀。同時(shí)，酸蝕劑可能會(huì)作用于非目標(biāo)區(qū)域，對(duì)于牙體正常結(jié)構(gòu)造成不必要的損傷。除此之外，酸蝕劑作用后需至少同等時(shí)間進(jìn)行沖洗才能充分去除酸蝕劑，故蝕刻過程耗時(shí)較長。針對(duì)以上缺點(diǎn)，酸蝕刻技術(shù)處理牙本質(zhì)受到了一定的限制，故研究酸蝕刻的替代技術(shù)很有必要。

Er∶YAG 激光波長為2.94 μm，其接近牙體硬組織中水和羥基磷灰石的吸收峰值。當(dāng)鉺激光照射于牙齒硬組織表面時(shí)，牙體組織中的水和羥基磷灰石會(huì)迅速吸收激光能量，同時(shí)組織表面溫度升組織內(nèi)的水汽化膨脹，產(chǎn)生“微爆炸”，從而使牙體組織破碎。利用這一特點(diǎn)，可以將鉺激光用于牙體硬組織蝕刻，即通過激光照射去除玷污層，并且使牙體組織表面結(jié)構(gòu)變化，產(chǎn)生酸蝕樣改變，有學(xué)者認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)的改變有利于樹脂材料的粘接。激光照射在有水狀態(tài)下進(jìn)行，無需再行沖洗。此法較酸蝕法節(jié)省時(shí)間。且大量研究表明，激光照射后牙面的抗酸性增強(qiáng)，具有一定的防齲性；激光操作具有無痛的特點(diǎn)，讓患者感覺更舒適[4]。那么激光蝕刻牙本質(zhì)效果怎樣，它能否代替?zhèn)鹘y(tǒng)的酸蝕刻，廣泛應(yīng)用于牙本質(zhì)粘接的預(yù)處理呢？

目前尚未見到關(guān)于專門針對(duì)不同參數(shù)的鉺激光蝕刻牙本質(zhì)表面效果的研究報(bào)道。針對(duì)這一空白，本研究采用不同參數(shù)設(shè)置的鉺激光照射牙本質(zhì)表面，觀察其形態(tài)學(xué)的改變。實(shí)驗(yàn)選擇中層的牙本質(zhì)，因?yàn)闇\層牙本質(zhì)與深層牙本質(zhì)在牙本質(zhì)小管數(shù)目上差別較大。為保證各實(shí)驗(yàn)組牙本質(zhì)小管密度的相近，選擇樣本釉牙本質(zhì)界下1 mm左右的牙本質(zhì)為實(shí)驗(yàn)面進(jìn)行操作。發(fā)現(xiàn)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組的激光照射均能有效去除牙本質(zhì)表面的玷污層。但激光蝕刻后牙本質(zhì)表面形態(tài)有別于傳統(tǒng)酸蝕法。酸蝕刻造成管周牙本質(zhì)脫礦，使牙本質(zhì)小管管徑變大。但激光對(duì)管周牙本質(zhì)無脫礦作用，故牙本質(zhì)小管口無明顯擴(kuò)大。電鏡下可以觀察到低劑量的激光照射后，牙本質(zhì)表面較平坦，未見明顯的微裂。隨著激光劑量的增加，牙本質(zhì)表面出現(xiàn)了裂紋和溝壑，逐漸變得凹凸不平。甚至在此基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)出魚鱗狀及片層狀不規(guī)則外觀。在較高劑量的激光照射下，牙本質(zhì)表面的形態(tài)與研究結(jié)果一致[5-6]。這是由于管間牙本質(zhì)的有機(jī)物和水分含量高，能被鉺激光很好的吸收所致。較低的激光劑量對(duì)牙體組織表面影響甚微。若激光劑量較高，則容易造成牙體表面裂紋及片層結(jié)構(gòu)，降低牙本質(zhì)的強(qiáng)度。牙體組織表面下也可出現(xiàn)微裂紋，這種結(jié)構(gòu)不利于粘接作用的實(shí)現(xiàn)，也可能造成牙體修復(fù)后裂隙的形成，從而導(dǎo)致修復(fù)失敗[6-9]。因此，鉺激光蝕刻牙本質(zhì)要選擇合適的激光參數(shù)，保證其既能有效的去除玷污層，又不會(huì)過多破壞牙體組織的正常結(jié)構(gòu)，才有可能收獲良好的粘接效果。

單純從應(yīng)用激光進(jìn)行牙本質(zhì)蝕刻，去除玷污層又不過多破壞牙本質(zhì)的角度考慮，本研究認(rèn)為將鉺激光的參數(shù)控制在40 mJ,10 Hz以內(nèi)，在有水的條件下進(jìn)行牙本質(zhì)蝕刻，可以有效去除牙本質(zhì)表面的玷污層，開放牙本質(zhì)小管，且不會(huì)對(duì)牙本質(zhì)正常結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過多破壞。但不同能量的激光蝕刻后，樹脂材料的粘接性如何尚有待進(jìn)一步的研究。

(致謝：本研究掃描電鏡成像相關(guān)工作在河北醫(yī)科大學(xué)電鏡實(shí)驗(yàn)中心完成，感謝王麗和崔芳在樣本制備、圖片采集工作中的幫助！)