不同激光封閉牙本質小管效果的體外研究

何穎 陳世照 武明軒

牙本質過敏癥(dentin hypersensitivity，DH)是指由于牙本質不同程度暴露，而使牙齒在受到如溫度(冷熱)，化學(酸甜)，機械(磨擦或咬硬物)等刺激時，出現的一種異常酸痛癥狀[1]。其發病機制有多種學說，其中的流體動力學說最被認同，該理論認為，治療DH的關鍵是阻止牙本質小管內的液體流動，或者阻斷牙髓神經傳導[2]。因此，將牙本質小管封閉可有效改善牙本質過敏癥狀。傳統的治療方法是使用脫敏藥物，諸如氟化物、樹脂類脫敏劑等。20世紀80年代后期，有學者將激光引入此領域。目前，應用較多的是Er:YAG激光、Nd:YAG激光和半導體激光。激光實質是一種粒子能量形式，半導體激光和Er:YAG激光照射能使牙本質表面形成薄薄一層熔融物覆蓋牙本質小管口，將其封閉[3-5]，進而阻斷神經傳導，減輕牙齒疼痛癥狀；牙本質敏感癥患者如果長期經Er:YAG激光照射脫敏，其牙本質細胞的防御反應可以被刺激調動，進而修復性牙本質的形成被促進[4]，而照射距離和不同手具可影響Er:YAG激光的牙本質封閉效果[6]。半導體激光和Er:YAG激光都能夠有效封閉牙本質小管從而改善牙本質過敏癥狀。本實驗擬構建離體牙本質敏感模型進行體外實驗，在對模型分別使用兩種激光處理后，進行冷熱循環老化處理前后牙本質小管暴露情況的比較，從而比較哪種激光封閉牙本質小管效果更好，能顯效更快、療效更持久，為牙本質敏感的臨床治療提供一定的理論依據和實踐參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集河北醫科大學口腔醫院頜面外科新鮮拔除的第三磨牙25顆，其中男14例,女11例；年齡18～40歲。納入標準：牙齒外形完整、無牙隱裂、無齲病、無氟斑、無牙體硬組織疾病等。用刮治器刮除牙齒表面的牙石及肉芽組織后,浸于 0.9%氯化鈉溶液中，放在4℃冰箱中冷藏保存。

1.2 實驗儀器設備 雙波長激光治療儀(斯羅文尼亞Fotona公司，型號：M021-5AF/1)；半導體激光(斯羅文尼亞Fotona公司,型號：M002 3A/4)；慢速精密切割機(SYJ-150,沈陽科晶公司)；超聲震蕩儀(上海予皓科學儀器公司Y，H-200DH)；冷場發射電子掃描顯微鏡(日本日立公司，SM-3500N)；冷熱循環儀(蘇州威爾實驗用品有限公司，TC-501F(111))；超聲純水機(SMART N2)；0.5 mol/L EDTA(天津市北辰方正化學試劑廠)；Image-pro plus 6.0圖像分析軟件(美國 Media Cybernetics公司)；IBM SPSS Statistics 25.0(美國IBM公司)。

1.3 方法

1.3.1 牙本質過敏癥離體模型的建立:離體牙本質模型預備：收集患者拔除的離體牙25顆，用冷凝水降溫，將牙體于牙釉質界上1.0mm處垂直牙體長軸切割，深約2 mm，制成邊長4 mm大小的正方形的牙本質盤，依次用600、800目的碳化硅砂紙將牙本質盤表面打磨至光滑平整，然后用0.5 mmol/L EDTA 酸蝕5 min、用去離子水超聲蕩洗10 min、蒸餾水沖洗1 min,并浸泡在0.9%氯化鈉溶液中于4℃ 冰箱冷藏備用。

1.3.2 牙本質敏感模型的分組:將5個樣本作為空白對照組，其余20個樣本隨機分成A、B兩組，每組10個牙本質過敏模型。干燥后備用。Er:YGA激光(A組):使用Fotona 雙波長激光治療儀、散焦式照射手具(R14)、Er:YAG激光(SP,40 mJ,10 Hz,0.4 W,水0，氣0，光斑直徑約2 mm)，垂直于牙本質盤表面，探頭頂端距離牙面約2 cm，快速均勻移動照射20 s。半導體激光(B組)：使用Fotona 半導體激光(1.0W,CW，光斑直徑約2 mm)與牙本質盤表面成 90°，探頭頂端距離牙面約1 cm，快速均勻移動照射20 s。隨機選取2組的一半樣本和對照組樣本在掃描電鏡下觀察牙本質小管的暴露情況。

1.4 冷熱循環老化實驗 將A、B組剩余的一半樣本放在37℃水中保存1周后，在冷熱循環儀中冷熱循環4 000次，水溫5℃～55℃，水中停滯30 s然后離開水面2 s。在掃描電鏡下觀察記錄牙本質小管暴露情況。

1.5 牙本質樣本檢測分析 掃描電鏡下觀察的結果：將牙本質樣本置于干燥瓶內，自然干燥1 d,按要求對樣品表面進行噴金,并用導電膠粘固在觀察托盤上；然后用掃描電鏡觀察各樣本的牙本質小管暴露情況并采集圖像。圖像處理:分別從每個樣本中隨機選取 5 張采集的掃描電鏡圖像,應用 Image-Pro Plus 6.0 圖像分析軟件對圖像進行分析處理。采用面積法，先利用軟件自動識別功能標記牙本質小管口的邊界,選中圖像中牙本質小管口的暴露區域,并計算處理區域牙本質小管暴露的面積作為牙本質小管的暴露面積；然后再以空白對照組開放牙本質小管暴露面積作為基準,根據公式：牙本質小管暴露率(%)=處理組牙本質小管暴露面積/對照組牙本質小管暴露面積)×100%，計算樣本牙本質小管暴露率[7]。

2 結果

2.1 牙本質樣本結果

2.1.1 掃描電鏡下牙本質樣本表面牙本質小管觀察:空白對照組樣本的牙本質小管口幾乎完全開放,漏斗口狀，周界清楚,呈圓形或橢圓形。A組牙本質小管口大多封閉，少數為半封閉或開放，部分可見裂紋和突起。被封閉牙本質小管口上面覆蓋有一層熔融的牙本質，表面不平整，可能是由于存在少許玷污層。B組牙本質表面呈現條紋狀，牙本質小管口幾乎全部被封閉，僅有少數呈線條狀開口且不連續，表面有分散的顆粒物。見圖1。

圖1 3組牙本質小管表面形態

2.1.2 牙本質小管暴露面積數據分析:對比對照組,A、B 2組牙本質小管的暴露面積均明顯小于空白對照組(P<0.05)，且B組牙本質小管暴露面積小于A組(P<0.05)。

2.1.3 牙本質小管暴露率數據分析：A、B 2組的牙本質小管暴露率分別為(4.16±0.17)%和(1.27±0.08)%。與對照組(10.4±0.09)%相比均有明顯減小(P<0.01)，且B

表1 牙本質小管暴露率

2.2 老化實驗后的A、B兩組牙本質樣本結果

2.2.1 掃描電鏡下牙本質樣本表面牙本質小管觀察：A組牙本質表面熔融牙本質被破壞而消失，牙本質小管口開放，且形態變得不規則，有不同程度的侵蝕擴大。B組牙本質表面熔融層仍存在，幾乎全部牙本質小管口仍被封閉，僅個別開放，可見玷污層裂紋和顆粒。見圖2。

2.2.2 牙本質小管暴露面積分析:B組牙本質小管的暴露面積明顯小于實驗A組(P<0.05)。

2.2.3 牙本質小管暴露率數據分析：經老化實驗后A組的牙本質小管暴露率為(19.06±0.69)%，B組為(1.51±0.04)%。2組差異有統計學意義(P<0.01)。見表2。

表2 老化實驗組牙本質小管暴露率

3 討論

牙本質過敏癥呈短暫性尖銳疼痛，發病速度快，患者通常痛苦難忍[6]。目前，治療DH 的方法較多，傳統方法包括脫敏劑、充填術和冠修復。對于癥狀輕者，可采用藥物脫敏治療，但往往效果不持久，需要反復脫敏。冠修復則需要磨除較多正常牙體組織，損傷較大且費用較高，患者往往不愿接受。若過敏癥狀已經明顯影響患者的咀嚼功能、形成頑固性敏感癥，且各種治療方法均無良好療效則需要失活牙髓，行根管治療再冠修復。不僅增加了患者的經濟負擔而且磨除了大量的牙體組織，與目前提倡的微創治療背道而馳。近年來，激光治療DH的方法逐漸應用于臨床，療效較好且微創，并且與藥物脫敏聯合應用效果更佳[8]。激光種類繁多,Er:YAG 激光和半導體激光相對于傳統的治療方法，因其具有的光熱效應和生物學效應,使治療效果更佳,顯示出更大的優勢,所以更多的口腔醫生將這兩種激光用于治療牙齒敏感患者[9,10]。

本實驗使用的Er:YAG激光，波長為2 940 nm，其能量能更多地選擇性地被牙體中的水吸收，形成蒸汽而產生內部壓力，直至達到熔點，使無機物質發生爆炸性破壞。因此，牙本質中羥基磷灰石及鈣鹽由于熱能而熔融，形成熔融層，堵塞牙本質小管[11]。目前研究認為，Er:YAG激光治療DH可能通過3種途徑：(1)牙本質小管由于激光照射吸收熱量，發生熔化再結晶；(2)受到激光照射的區域內的牙本質小管內神經發生生理改變，使神經纖維反應變得遲鈍[12]；(3)牙本質管液由于Er:YAG激光較高的吸水性和熱效應而蒸發、使鹽類沉積，封閉小管[13]，加之其熱效應小于其他類激光[14]。楊久慧等[6]的研究發現，FOTONA雙波長激光治療儀的Er:YAG激光散焦式手具(R14)較聚焦式手具(R02)有更佳的牙本質小管封閉效果。所以，本實驗選用了散焦式手具(R14)。本實驗在激光照射后A組仍存在少量半封閉或開放的牙本質小管[15]，可能是由于激光治療中存在角度受限、光斑直徑較小等局限性，導致在照射牙本質時存在盲區，使能量不能被牙面均勻吸收；同時，激光產生的能量不足，也不能完全消融玷污層，導致樣本表面存在較細顆粒物[9]。

半導體激光穿透力強,熱效應高,極短時間內使牙本質小管中蛋白質發生變性凝固[13]，從而封閉牙本質小管，達到治療牙本質敏感癥的作用。雖然在照射牙本質脫敏過程中，可以使牙髓腔溫度升高，但仍低于Nd:YAG激光，且溫度升高<5.5℃,不會對牙髓組織造成不可逆性的損傷[16]。

本實驗采用兩種激光對相同面積的牙本質照射相等的時間，比較其對牙本質小管的封閉效果，結果顯示：半導體激光的療效優于Er:YAG激光。分析原因可能是兩種激光光熱效應存在差異，半導體激光更優，故B組牙本質表面熔融效果更好，牙本質小管封閉率更高。國內有學者對半導體激光治療牙本質過敏癥做了Metar分析提示半導體激光能夠顯著緩解牙本質敏感癥患者的臨床癥狀,具有十分積極的治療作用[17]。趙瑩等的研究也證明半導體激光可以有效的治療合面磨耗引起的牙本質過敏癥。該治療方法脫敏效果好，療效持久,操作簡單,老年患者容易接受[18]。

Er:YAG激光組在冷熱循環老化實驗(5～55℃老化實驗)后，牙本質小管的開放更為嚴重，這可能是由于熔融層厚度不足，牙本質小管封閉淺，容易引起牙本質小管的再暴露[19]。

而半導體激光的穿透性強，熱熔融效果更好，使封閉距離更長，從而抗老化效果較Er:YAG激光更佳。以后研究中也可以在封閉深度上做觀察對照研究。

根據李強等[20]的研究，照射時間不能影響Er:YAG激光的牙本質小管封閉效果，但照射距離可以影響其效果——>1 cm后，距離牙體越遠其牙本質封閉效果越好[6]。本實驗采用的是距離牙體2 cm，如再增加Er:YAG激光手具距離牙齒的距離，可能會有不一樣的實驗結果，這也有待以后進一步研究比較。

綜上所述，相同的照射時間照射同等面積的牙本質小管，半導體激光封閉牙本質小管效果優于Er:YAG激光，且抗老化效果較好。這對于臨床上應用兩種激光治療DH有一定的指導意義。考慮到儀器成本及體積等因素，半導體激光更具優勢。