激光蝕刻牙體組織在直接粘接技術中的應用研究現狀

劉政君

天津市河西區口腔醫院治療科，天津市 300202

近年來，隨著醫療科學技術的長足進步，在牙體修復臨床操作領域，粘接材料以及粘接技術均得以快速發展［1］。在粘接過程中，影響其效果的因素較多，玷污層、粘接劑、混合層等均可對粘接效果產生影響［2］。對于粘接操作而言，有效清除玷污層以及高質量形成混合層的作用十分重要［3］。為使得混合層達到高強度的效果，臨床將研制的重心轉移到針對牙體粘接面實施技術層面的改進［4］。酸蝕牙體屬于既往常規方式粘接的核心操作內容［5］。但Van Meerbeek B等［6］研究認為，接受酸蝕處理后的牙體組織使用粘接劑，其穩定性還不能完全確定。激光蝕刻臨床優勢主要體現在并不接觸與污染到創面，其精確度可達到微米線度等方面，且隨著激光器功能不斷改進改善，激光蝕刻技術在臨床應用更為廣泛［7-8］。將該項技術引入口腔牙體修復治療以來，其因具備獨特的臨床優勢已聯合并逐漸替代傳統療法應用于牙體粘接技術中［9］，也為牙齒表面進行預處理提供了切實可行的方法。本研究就激光蝕刻牙體組織在直接粘接技術應用效果實施研究，獲得的一定的經驗。現進行綜述如下。

1 酸蝕在牙體粘接的研究

1.1 酸蝕對釉質粘接的作用

牙釉質也被稱之為琺瑯質，屬于牙冠最表層。成熟的牙釉質，顯示為白色半透明狀態，其鈣化程度高，質地十分堅硬。研究認為，其主要成分95%是鈣和磷，其內并無神經和血管［10］。牙釉質作為人體中最為堅硬的一種物質，其既可起到將食物嚼碎的作用，還可有效保護里層牙本質。傳統釉質粘接，一般選擇的釉質酸蝕劑，主要是30%左右的凝膠型磷酸［11］。顯微鏡檢查顯示，實施改性技術處理后，其牙面釉質相對粗糙，表層分布顯現為脫礦樣蜂窩狀［12］。在實施粘連時，粘接應用的樹脂侵入釉柱及其內的小孔后，會形成大小不一的樹脂突，樹脂突表現為網狀，可以確保釉質能夠較為牢固地粘接［13］。但臨床予以磷酸溶液酸蝕釉質后表層脫礦，也具有一定的潛在缺陷［14］。其不足之處，主要是粘接樹脂不能完全滲入形成樹脂突，可能有空隙存在，具備受酸攻擊風險［15］。Hajizadeh H［16］研究認為，釉質的抗剪切強度和是否經過酸蝕沒有直接的關系，且理想的釉質粘接界面，還要持續深入研究。

1.2 酸蝕對牙本質粘接的功效

牙本質屬于高度礦質化組織，其硬度較釉質軟。其成分含約80%無機物［17］。臨床當前所應用的全酸蝕粘接中酸蝕劑，大多數是強度相對較大的無機酸，通過沖洗將玷污層清洗掉，這樣使得潤濕的牙本質界面粘接樹脂與牙本質膠原形成混合層，成為影響粘接強度中最為主要的一種因素。但在膠原纖維網深部形成的粘接樹脂并沒有進入到含水微小空隙，外界物質由空隙內進行滲透與擴散。再加上膠原纖維在水與基質金屬蛋白酶的長期影響下，十分容易被降解和受到破壞，從而形成納米滲漏，此種情況并不利于長時間的粘接［18］。自酸蝕粘接酸蝕劑屬于為有機酸，其酸性并不強，顯示為弱酸性，其酸蝕的結束不需要借助外力便可以自行終止活動，使得經過酸蝕后的玷污層發生溶解或者改性能發生改變。霍曉、王捷等［19-20］在研究中應用激光共聚焦掃描鏡下觀測到應用自酸蝕處理的粘接界面，發現粘接層存在裂紋。也有學者認為自酸蝕粘接劑初始抗剪切與抗疲勞強度并不高，該項技術目前尚不能達到最佳的粘接功效［21］。

2 激光對牙體硬組織蝕刻作用的研究

2.1 激光應用于牙體組織蝕刻的發展進程

1960 年，科學家梅曼發明首臺紅寶石激光器。此后，激光技術得以在醫療領域中長足應用和高速發展［22］。激光照射牙體并不會給病患機體帶來疼痛感，臨床應用時也并無顯著的振動與熱效應，這樣為臨床操作提供了便利［23］。鄭小婉等［24］在對經過激光蝕刻后的牙體借助物理化學測試分析后發現，其可作取代酸蝕刻應用于口腔牙體粘接。但相關激光蝕刻的研究臨床還存在一定爭議，且就現有的文獻資料還不足以完全明確其療效、安全性與優越性，其還處于不斷探索與發展階段，還需加強研究以進一步論證其在臨床大力推廣的可行性。國外學者Visuril等經實驗已經證實激光處理過的牙本質為復合材料創建了適合操作的較理想地粘接面。也有學者在顯微鏡下觀測到經過該項技術處理過的牙面外觀和酸蝕后的外觀極為相似，都表現為蜂窩形狀或是隕石坑形狀，其粘接功能也更突出［25］。總之，激光蝕刻牙體組織并建立較為理想的粘接面的臨床應用價值，目前還需大量的實證加以支撐其觀點。

2.2 激光對牙體硬組織蝕刻功效機制

針對患者實施常規方式機械預備，將造成其患牙本質表層覆蓋物體發生顯著變化，從而更換為含有碎屑、變性膠原等物質的玷污層，并存在凹凸不平與不規則的碎屑，進而堵塞牙本質小管口，既影響樹脂填充遠期療效，又容易導致邊緣發生微滲漏而繼發齲齒。應用傳統酸蝕手段清除玷污層較為復雜且效果并不理想，還易導致病患手術中以及手術后發生敏感癥狀。鉺釔鋁石榴石激光（Er：YAG）可有效解決傳統酸蝕手段存在的弊端，可以在清除玷污層過程中，使其牙本質表層形成酸蝕改變，但不會造成患者較為明顯的痛苦進而不適感。Er：YAG是臨床目前應用較多的一種牙體硬組織蝕刻激光技術，其包括鉺Er：YAG 激光（2.94 μm）與Er，Cr：YSGG 激光（2.78 μm）兩種。鉺激光的波長，較之于牙體硬組織中水（3.00 μm）以及羥磷灰石（2.80 μm）吸收峰值相對接近。鉺激光照射牙體硬組織表面時，使得其內以上兩種物質能夠盡快吸收所獲取到的能量，隨著能量的吸收其牙體表層溫度增高，水分子汽化并膨脹，在汽化膨脹階段其內有機與無機物質會以粒子噴射的方式在牙體表面以沒有規律可循的狀態分布，牙體硬組織脫礦但并不會對牙體表面形成玷污。顯微鏡下可觀測到病患牙本質小管處于完全開放狀態，小管直徑較酸蝕后的更小，這樣更有益于生成理想的粘接界面，同時還可觀測到通過激光蝕刻后的牙體釉質表層較粗糙，其表層圖案和酸蝕刻后十分接近，便于樹脂有效滲透并形成對應的樹脂突，樹脂突之間相互交聯而形成網狀結構，可以確保釉質能夠較為牢固的粘接，而在其表層發生的微小裂紋也有利于手術中的操作固定位置。激光蝕刻后，牙本質可產生有效的小管開放，且表面具有特殊的不規則微固位形，不存在玷污層、牙本質熔融和熱損傷，有助于有效粘接［26～27］。但也存在一直相悖的觀點，認為該種方式對粘接性并無有益性。原因有兩點：一是由于激光照射后，病患牙本質內并非所有的小管都處于開放狀態，這樣造成并非全部界面均能實現有效粘接；二是由于經激光蝕刻后，患牙本質將產生膠原纖維融合，進而損傷牙齒固有膠原纖維網，抑制樹脂擴散，降低粘接強度和成效。

3 激光對牙體硬組織蝕刻作用的療效

3.1 應用安全性

Er：YAG激光參數為40 mJ、10 Hz范圍內，有助于安全進行牙本質蝕刻，同時給予電子顯微鏡可見其表層并不夠細膩，牙本質小管開放，不存在玷污層和明顯裂紋狀態。但廉潔等［28］認為實施激光照射后，病患牙髓腔由于溫度提升會出現明顯的受損狀況，其牙本質硬度會發生輕微下降。也有觀點認為在能量密度較大的狀態下，必然發生一定程度的牙體表層裂紋，同時能量密度較大也會使得髓腔溫度快速提升并導致牙髓損傷。故臨床在應用Er：YAG激光進行牙體組織蝕刻時，擇取適宜的參數是確保該項技術安全性的可靠保證。

3.2 對牙體粘接強度的影響

單純脈沖摻釹釔鋁石榴石（Nd：YAG）激光照射無法改善釉質的粘接性，但若將Nd：YAG 激光聯合酸蝕技術應用，則其互補長短后其粘性強度將得以大大提升。將Er：YAG激光聯合磷酸效果實施研究，認為聯合應用后能夠大幅度體質牙本體釉質的粘接強度。國外學者Gan等在實驗中指出，牙體表層經過Nd：YAG 激光預處理后，有利于提升粘接效果且不受到老化后的影響。Nd：YAG 激光照射牙本質可顯著促進牙本質粘接性能好轉，且抗粘接強度明顯比并未受到照射的一組理想。適度的激光強度清除玷污層對膠原纖維無影響，可提升牙本質的粘接效果［29］。究其原因，導致病患牙本體粘接強度并不高甚至變弱的因素，與牙體表層裂紋作用有關，以顯微鏡檢測樹脂-釉質界面，其釉質突間裂紋深度25 μm，而樹脂-牙本質界面裂紋深度15 μm。牙體表層具有大范圍裂紋，將造成粘接不良。應用高密度激光蝕刻牙體后，其照射區牙體組織表現為熔融狀，使得抗酸性加強而不能完全清除玷污層，使得微機械固位難度增大而削弱了粘接強度。

3.3 對修復材料密合度的影響

實施激光蝕刻，可以有效控制牙體粘接后微滲漏程度，同時提升粘接持久性。并借助Er：YAG激光探索分析體外V類洞充填修復后其邊緣的滲漏效果，結果顯示，實施激光蝕刻后，復合樹脂邊緣微滲漏量得以明顯降低。牙體實施激光預備和鉆預備，其粘接修復效果不存在差異。僅應用脈沖Nd：YAG 激光進行照射，可使釉質以及復合樹脂的密合度明顯提升，如果在實施激光照射后，再予以35%的磷酸酸蝕，有助于極大強化釉質和復合樹脂的密合度，避免微滲漏發生；牙本質粘接中應用該項技術能夠提升洞壁之間的密合度，并有助于將洞壁內牙本質小管口完成良好封閉。牙本質滲透性由牙本質小管是否通暢密切相關，越是通暢越是容易滲透，其結合強度又受到牙本質內含水量的影響，水越少其結合強度越理想。郭昱成等［30］研究顯示，激光蝕刻后，微滲漏降低，同牙本質小管直徑存在密切聯系。激光蝕刻造成管腔內牙本質發生脫礦，此種狀況主要出現在管周牙本質，較之于酸蝕后牙本質的小管直徑明顯偏小，因而牙本質液滲出降低，粘接后微滲漏可能性也得以有效控制。

4 不同激光蝕刻牙體的研究

4.1 Er：YAG激光

Er：YAG 激光是激光蝕刻牙體應用較多的一類激光。其波長2.94 μm，和牙體硬組織中水及羥基磷灰石吸收峰值類似。應用鉺激光照射釉質后，其水和羥基磷灰石可有效吸收激光能量，表層溫度急劇上升，發生汽化并急速膨脹，即出現“微爆炸”而達到蝕刻效果。有研究將不同參數激光應用于不同深度牙本質，也有學者通過研究，發現激光蝕刻后，其牙本質粘接強度和不同牙本質層的關系十分密切，無論牙本質深淺，在實施激光蝕刻后，均無法提升其粘接性能。

4.2 Nd：YAG激光

Nd：YAG 激光屬于固體激光類型，其波長為1.06 μm，和紅外光類似。相關研究將其和酸蝕刻對比發現，牙體實施激光蝕刻后，其表面有粗糙多孔，深度較為明顯，這種界面粘接效果更好，所以認為Nd：YAG 能夠作為酸蝕替代牙體粘接。亓坤等［31］研究表明，Nd：YAG是一類高能量密度激光，實施牙體蝕刻，有助于降低表層硬度，使得牙齒承壓能力變弱而影響粘接性能。

4.3 CO2與二極管激光

牙體組織對于CO2激光能量有著十分明顯的吸收性。激光的穿透深度不會超過0.1 mm。牙本質被激光實施照射后，將先后經歷固體-液體-蒸汽三個具體階段性變化，各階段相對穩定。實施低密度激光照射，可以有效促進牙體組織的有效粘接。如果激光能量在12 J/cm2及以上，牙本質表層的有機成分將會被汽化，進而顯現出碳化層，嚴重影響激光與牙本質的有機良好結合。二極管激光屬于長波長激光類型。長波二極管激光（如980 nm）能量更易被水吸收；短波長激光（如810 nm）能量則更容易被黑色素所吸收［32］。因此波長的長短影響著粘接效果，短波長不易被水接受而牙體表層溫度不易提升，而長波長因吸收熱量可導致汽化與膨脹，促進牙本質形態產生相應的變化。諸如，應用940 nm 激光蝕刻牙體，通過兩步法全酸蝕完成直接粘接及修復。結果表明，其最終的結合強度并無明顯改變。這可能是因為牙體組織難以吸收二極管激光所導致。應用970 nm 激光聯合全酸蝕粘接方式進行處理，依托顯微鏡觀察，可見粘接劑滲入牙體，且有較明顯的樹脂突，其粘接強度明顯提升。但針對應用二極管激光蝕刻牙體的粘接方式及其效果，臨床相關報道并不多，還需繼續研究以進一步明確。

5 小結

自上世紀60 年代首臺激光器問世，激光技術廣泛應用、高速發展，各種激光相繼問世，并廣泛應用于臨床醫療。雖傳統酸蝕粘接材料以及操作技能方面經歷過多次演變與發展完善，并取得了良好的治療效果。但其仍存在諸如粘結劑和被粘結作用物膨脹系數不匹配等問題，還需借助先進的材料及操作技術以更好地服務于口腔牙體修復。隨著科技的進步，激光蝕刻有著非接觸、零污染、可高精度等顯著特征，以及激光蝕刻牙體組織粘接技術因其安全性好、粘接強度強、對修復材料密合度更理想等臨床優勢而深受臨床歡迎。本研究就不同激光酸蝕在牙體組織直接粘接的研究現狀、不同激光在不同參數時蝕刻牙體組織后的粘接效果等相關問題進行了綜述，旨在為臨床應用提供一定參考。