Er,Cr:YSGG激光處理技術對楔狀缺損粘結面的影響

劉 芮，夏 榮，肖楠楠，王 超

楔狀缺損呈楔形，涉及牙釉質、牙本質、牙骨質面，頸部牙齦包繞，伴齦溝液滲出，長期暴露于口腔環境后，牙本質發生反應性變化，常使牙本質小管閉合；增加了粘結面處理難度，導致楔缺充填后充填體易脫落，邊緣變色等并發癥[1-2]，提高楔狀缺損粘結力，增強充填體的固位，減少楔缺充填后并發癥一直是臨床的難點。近年來國內外研究[3]發現Er,Cr:YSGG激光對牙面的處理可以提高牙體組織的粘結強度，Er,Cr:YSGG激光與水和羥基磷灰石晶體的光譜吸收范圍相匹配，照射牙面時可使釉質和牙本質10～20 μm厚吸收能量，內部發生微爆破，去除玷污層并使牙面粗糙，呈白堊色，類似于酸蝕處理[4-5]。該研究采用Er,Cr:YSGG激光聯合常規酸蝕技術對楔狀缺損表面處理比較各組的剪切粘結強度。

1 材料與方法

1.1 實驗設備和試劑Er,Cr:YSGG水激光口腔治療儀(美國Biolase公司)；CLEAN-02超聲波清洗機(寧波藍野醫療器械有限公司)；uni-etch酸蝕劑、第八代All-bond universal通用型粘結劑(美國Bisco公司)；ESPE Easy One第七代免酸蝕粘結劑(美國3M公司)；Spectrum光固化復合樹脂(美國Dentsply公司)；JEM2100F場發射掃描電子顯微鏡(日本電子株式會社)；E3000電子動靜態疲勞試驗機(美國Instron公司)；TC-501F冷熱循環機(上海華鄰實業有限公司)。

1.2 離體牙收集收集安徽醫科大學第二附屬醫院口腔科2018年4～7月因治療需要拔除的第三磨牙，要求牙冠完整，無齲壞、修復、根管治療、牙隱裂、四環素牙、死髓牙；拔牙后，用牙周刮治器刮除表面結石、軟垢，組織殘留物，0.5%氯胺溶液消毒48 h，室溫下保存于生理鹽水中，每2 d更換1次溶液。

1.3 試件的制備與分組

1.3.1試件的制備 用慢速手機在水霧狀態下將離體牙頰面沿釉牙骨質界向內制備深5 mm、牙合齦高度4 mm(牙周探針進行測量)，近遠中貫通的V類洞型，沿著缺損的冠向面向舌側延伸至冠根分離，取冠向面處理；將制備好的牙齒塊包埋于高度15 mm、直徑10 mm的聚四氟乙烯模具內，自凝樹脂固定，暴露楔缺牙面。牙面采用水砂紙梯度拋光：200目、400目、600目。將試件置于超聲波清洗機中，溫度設置20 ℃，連續震蕩120 min，取出試件置于生理鹽水中，等待處理。粘結面處理之后每個樣本粘結面上固定直徑3 mm、高4 mm的圓柱形模具，嚴格按廠家說明進行樹脂充填。

1.3.2粘結面處理 自酸蝕處理：牙面清理干燥，使用自酸蝕粘結劑，均勻的涂抹于牙面20 s，三用氣槍輕輕吹勻，光固化燈光照20 s。全酸蝕處理：35%磷酸凝膠均勻涂布于牙面，30 s后，流水沖洗5 s，水霧沖洗15 s，無油無水氣槍輕吹牙面，至牙面呈白堊色；使用通用型粘結劑，于牙面反復涂抹20 s，輕輕吹勻，光照20 s。Er,Cr:YSGG激光處理：采用Er,Cr:YSGG激光器(2 780 nm，1.5 W，20 Hz，脈沖時間140 s，光斑尺寸600 μm，空氣壓力65%，水壓55%)，選用MgG6工作尖，距牙表面1 mm，光纖末端與牙面垂直，瓦疊式移動，每次連續照射時間不超過5 s。

1.3.3實驗設計與分組 采用系統抽樣將所有試件隨機分6組，每組20顆，G1組：自酸蝕組；G2組：全酸蝕組；G3組：Er,Cr:YSGG激光處理組；G4組：Er,Cr:YSGG激光+自酸蝕組；G5組：全酸蝕+Er,Cr:YSGG激光組；G6組：Er,Cr:YSGG激光+全酸蝕組。

1.4 冷熱循環實驗所有試件按組標記，固定于搖臂上，在溫度設置5 ℃、55 ℃水槽中各水浴30 s，循環5 000次。

1.5 剪切粘結強度測試將標準試件(粘結面直徑3 mm)固定于萬能力學試驗機的夾具上，調整單刃狀鋼具刀刃與粘結面之間的距離為2 mm，刀刃施力方向與粘結面平行，對樹脂柱施加速度為0.5 mm/min的徑向剪切力(N)至樹脂柱斷裂，記錄試件失敗時最大剪切粘結強度(MPa)。

1.6 掃描電鏡觀察粘結前各實驗組隨機抽取3個試件，55%、75%、95%梯度乙醇溶液脫水、固定，噴金，掃描電鏡下觀察分析處理后牙表面形貌特征變化。

2 結果

2.1 剪切粘結強度結果如表1所示，采用單因素方差分析比較6組處理方式之間的差異，剪切粘結強度最大值在G5組中，最小值在G3組。在圖1中可以觀察到SBS平均值，G6組>G5組>G4組>G2組>G1組>G3組，其中G5組與G6組，G1組與G2組的均值差異無統計學意義，與其余各組間差異均有統計學意義(P<0.05)。

表1 各組剪切粘結力最大值、最小值、均值和標準差

圖1 6組粘結剪切力

與G1組比較：**P<0.01；與G2組比較：##P<0.01；與G3組比較：▽▽P<0.01；與G4組比較：△△P<0.01

2.2 試件處理面形貌SEM顯示未處理的牙面(圖2)可觀察到拋光后留下的劃痕，劃痕周圍玷污層厚而致密；35%磷酸酸蝕后(圖3)，去除了表面玷污層，牙本質小管呈開放狀態，小管管壁光滑。1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光處理后(圖4)，牙本質小管形態隱約可見，呈堵塞狀態，小管未開放，可觀察到釉質牙本質界(EDJ)裂隙但釉質牙本質形態均不明顯。先35%磷酸處理，后水激光處理組(圖5)，牙本質小管明顯開放，小管管壁形成崎嶇不規則的膠原纖維網，小管周圍可見明顯顆粒狀物實為激光作用導致的牙本質表面膠原纖維膜內水分“爆沸”造成的微小開口；G5組與G6組(圖6)牙本質小管開放狀態及內壁狀態相似，膠原纖維網明顯，小管周圍牙本質表面顆粒物存在；幾種處理方式均可觀察到釉質牙本質界裂隙(圖3C、4C、5C、6C)，G5組與G6組處理方式中釉質狀態與G2組相似，觀察釉質牙本質界突起朝向牙本質、釉柱呈魚鱗狀排列，G3組釉柱形態不明顯。

圖2 未處理組600目砂紙拋光后電鏡圖A：未處理組牙面×1 000；B：未處理組牙面×10 000

3 討論

粘結強度試驗是最常用的定量評估粘結劑效果的實驗，SEM可定性評價粘結界面，為材料的粘結性能提供有效信息[6-7]。粘結剪切強度實驗雖然對區分牙本質粘結劑的效果有實用價值，但粘結劑的粘結強度依賴于它的使用方法，粘結強度不能作為臨床使用評價的唯一標準[8]。冷熱循環實驗是最有效的老化方法，在這種方法中，交替高熱量循環加

圖3 35%磷酸酸蝕組電鏡圖A：35%磷酸酸蝕組牙面×1 000；B：35%磷酸酸蝕組牙面×10 000；C：EDJ×500

圖4 Er,Cr:YSGG激光組電鏡圖A：Er,Cr:YSGG激光處理組牙面×1 000；B：Er,Cr:YSGG激光處理組牙面×10 000；C：EDJ×500

圖5 全酸蝕組+Er,Cr:YSGG激光組電鏡圖A：全酸蝕組+Er,Cr:YSGG激光處理組牙面×1 000；B：全酸蝕組+Er,Cr:YSGG激光處理組牙面×10 000；C：EDJ×500

圖6 Er,Cr:YSGG激光+全酸蝕組電鏡圖A：Er,Cr:YSGG激光+全酸蝕處理組牙面×1 000；B：Er,Cr:YSGG激光+全酸蝕處理組牙面×10 000；C：EDJ×500

速了復合樹脂的老化性能，削弱了復合樹脂內部和表面結構未反應雙鍵的數量，冷熱循環效應受周期頻率的影響，在過去的一些研究中認為5 000次冷熱循環(5 ℃、55 ℃)可很好地降低修復粘結強度，相當于粘結后在口腔內使用半年時間[9-10]。

本實驗中所有處理牙面SEM均觀察到釉質牙本質界裂隙，這可能與制備試件時所使用的切割力過大有關；1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光組觀察到釉柱與牙本質小管形態均不如其他組明顯，牙本質小管未開放，形態不清；35%磷酸處理后，牙本質小管明顯開放，管壁光滑，未見明顯的膠原纖維網；G3組SBS值最低，1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光對牙齒的處理效果不如35%酸蝕劑明顯；為了鑒別Er,Cr:YSGG激光與35%酸蝕劑兩種方法使用順序對實驗結果的影響，故設置G5與G6兩個實驗組。兩組中SEM均可見牙本質小管內膠原纖維網明顯，G5組與G6組SBS值差異無統計學意義，這提示酸蝕效果不受激光與酸蝕劑使用順序的影響。影響牙體組織粘結強度的因素有很多，而粘結混合層的形成與牙面牙本質小管的開放狀態密切相關，G5組與G6組SBS值明顯高于其他各組，1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光與35%磷酸酸蝕劑聯合使用后，通過SEM觀察不僅牙本質小管充分暴露，小管管壁形成崎嶇不規則的膠原纖維網，小管周圍可見明顯顆粒狀物實為激光作用導致牙本質表面膠原纖維膜內水分“爆沸”造成的微小開口，使粘結劑與樹脂單體有效滲入牙本質層，更好的形成了牙-樹脂微機械嵌合，形成高質量混合層結構，提高了剪切粘結強度。

Ayar et al[11]認為Er,Cr:YSGG激光與通用粘結劑聯合使用時可以提供更好的粘結強度，但主要與粘結劑品牌類型有關；Obeidi et al[5]認為Er,Cr:YSGG激光酸蝕時間可顯著影響牙釉質與復合樹脂的粘結強度；在本實驗中功率1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光，單獨使用時酸蝕效果不如自酸蝕或全酸蝕效果顯著，但是與自酸蝕或者全酸蝕聯合使用時能明顯增加牙面-樹脂的剪切粘結強度，Amirhossein et al[12]發現Er,Cr:YSGG激光在1.5～2 W時能實現臨床可接受的粘結強度；也有研究指出Er,Cr:YSGG激光不能有效的用于牙釉質的酸蝕[13-14]，其粘結強度是低于37%磷酸，這項研究結果與本實驗結果相似，也提示Er,Cr:YSGG激光作用于牙面的效果與激光參數、作用時間等因素有關。

本實驗存在一定的局限性，楔狀缺損引起牙體組織反應性變化和口腔中的微環境是體外實驗所不能模擬的；而且本實驗在限定參數下僅對楔狀缺損的冠向面進行了研究；根向面多涉及牙骨質，牙本質小管排列方式也與冠向面有差異；需要對楔狀缺損的根向面及更多的激光參數進行進一步的研究。

綜上，Er,Cr:YSGG激光操作簡單、安全、微創，可有效地去除玷污層，減輕患者痛苦。1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光可聯合全酸蝕或自酸蝕用于楔狀缺損冠向面的處理，能夠提高界面的粘結性能。但對楔狀缺損根向面粘結性能的臨床療效及持久性尚需進一步研究。