Er:YAG激光处理对牙釉质及牙本质修复效果的影响＊

鄂丽华，达林泰，宝力道，韩长竹

(1.内蒙古医科大学附属医院口腔科，内蒙古 呼和浩特 010050;2.内蒙古赤峰学院，内蒙古 赤峰 024000;3.内蒙古医科大学附属人民医院，内蒙古 呼和浩特 010020)

近年来激光治疗技术在口腔医学领域得到推广，在去龋、备洞方面的应用越来越受重视［1-3］。Er:YAG(Erbium:yttrium aluminum garnet)激光的波长为2.94 μm，恰好与水和羟磷灰石中OH-的吸收峰值接近，易于被水和羟基磷灰石吸收［4］，大部分热量被水分吸收，因此减少了对牙体组织的热损伤，特别适合处理牙体硬组织。基于其低噪音的特点，Er:YAG激光治疗仪还降低了传统牙钻治疗给患者造成的不适感和紧张心理。因此，激光治疗被视为传统牙钻的重要替代方法。但是，国内外的相关学术文献中，牙面经激光照射后与修复填充材料的粘接强度结果不尽相同［5-8］。因此，通过比较4种不同表面处理条件下Er:YAG激光处理对牙釉质及牙本质与树脂加强型玻璃离子水门汀(RMGIC)间粘接剪切强度的影响，为Er:YAG激光的临床应用提供试验依据。

1 材料和方法

1.1 主要材料和设备

RMGIC(Fuji CEM)(GC，Tokyo，Japan)、37% 磷酸(Phosphoric Acid，PA)(3 mol/L ESPE，St.Paul MN，America)、自酸蚀粘结剂(G-Bond，GB)(GC，Tokyo，Japan)。Er:YAG 激光仪(λ =2.94 μm，Erwin REW1，MORITA Corporation，Japan)、万能试验机(AutographDCS-2000， ShimadzuCorporation，Japan)、37 ℃恒温箱、光固化灯(New Light VL-Ⅱ，GC，Tokyo，Japan;optic diameter:8 mm)。

1.2 方法

1.2.1 样本制备 选取为正畸治疗拔除的无龋前磨牙40颗，拔除后立即置于生理盐水中保存。刮除表面软组织及牙石，超声清洗后，用快速涡轮机截去牙根，每个牙冠以髓腔为中心沿近中远中向切开为2份，填埋于圆柱型丙烯酸树脂模具中，确保牙面贴服于模具底部，24 h后使用。

1.2.2 实验分组和样本处理 将80个样本随机分成牙釉质及牙本质2大组，将凝固的样本用600目水磨砂纸打磨，分别暴露出牙釉质或牙本质，置于4℃生理盐水中储存备用。根据不同处理方式随机分为4小组:①酸蚀:用37%磷酸在干燥的牙釉质表面酸蚀10 s，冲洗10 s，吹干;②Er:YAG 激光:以非接触方式照射形成4 mm×4 mm的照射区，设定参数为60 mJ/2 Hz，以5 mL/min的量喷水，吹干;③自酸蚀粘接处理剂G-Bond:在干燥的牙釉质表面涂布GBond，静置 10 s，强风吹干 5 s，光照 10 s;④Er:YAG 激光+G-Bond:先用激光照射后涂布G-Bond(方法同上)。

1.2.3 样本粘接 将成型管(直径4 mm，高2 mm)置于处理牙面之上，严格按照厂家说明调制混合Fuji CEM，充填于成型管中，用可见光(波长为470 nm)固化灯照射30 s，光源尽量靠近充填材料表面。适当加压，静置。待材料完全结固后，放入37℃恒温水浴箱中24 h。

1.2.4 剪切强度测定 将处理后的试件固定在万能试验机上，保证剪切力方向与粘接面平行，剪切头加载速度为0.5 mm/min。测定并记录材料脱落瞬间所承载的最大剪切力值(N)，用公式F(N)/S(mm2)换算出粘接剪切强度(MPa)。

1.3 统计学分析

采用SPSS 15.0统计软件进行分析，计量资料用平均数±标准差(means±SD)表示。分别对牙釉质组及牙本质组进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，检验水准为 α =0.05。

2 结果

牙釉质及牙本质组结果均为G-Bond组和激光+G-Bond组粘结强度差别无统计学差异(P＞0.05)，且粘结强度高于另外 2组(P＜0.05);酸蚀组和激光组间粘结强度差别无统计学差异(P＞0.05)。各组样本的粘接剪切强度测试结果及统计分析结果见表1。

表1 RMGIC与牙釉质及牙本质的粘接剪切强度(MPa)Tab.1 The shear bond strengths of RMGIC to enamel and dentin(MPa)

3 讨论

牙釉质是人体中最硬的组织，含有12%水，86%无机物，2%有机物(体积百分比);牙本质硬度比釉质低，含有20%水，50%无机物，30%有机物(体积百分比)［9］，该无机物几乎全部由含钙、磷离子的磷灰石晶体和少量其他磷酸盐晶体组成，釉质晶体非常相似于六方晶系的羟磷灰石晶体。Er:YAG激光的波长为2.94 μm，它对牙釉质及牙本质的作用主要归因于其波长恰好落在水的重要吸收带(3.0 μm)和羟磷灰石中 0H-的吸收峰［4，10］。Er:YAG 激光照射牙面时，激光能量被强烈吸收，导致瞬间加热并水汽化，组织内产生的高气压引发微爆。Er:YAG激光对牙面的损坏程度不均，及微颗粒的喷射，激光照射后的牙面留下类似“弹坑”的典型形状［11］。水在 Er:YAG激光处理牙体硬组织的过程中发挥着重要作用［12］，因此实验中，始终以5 mL/min的量喷水以保证激光处理效果。由于牙体组织对Er:YAG激光的吸收效率高，激光热量散失小，因此，有效的避免了临近组织的热损伤［13］。经Er:YAG激光照射后，牙面形态粗糙，牙本质暴露出开放的牙本质小管，因此更易于发生机械粘合，保证牙体修复粘结效果。

为了深入研究Er:YAG激光处理对牙釉质及牙本质修复粘结效果的影响，实验将激光照射与传统牙钻加酸蚀处理及激光照射配合粘结剂的不同处理条件进行对比。实验显示单纯Er:YAG激光处理对牙釉质或牙本质与RMGIC的粘结强度，与单纯酸蚀处理组结果接近。这可能由于激光照射后牙体硬组织化学结构发生改变，促进粘结［14］，或激光照射后牙釉质表面不规则，呈现“熔岩流”状结构，牙本质呈现开放的小管结构增加了粘结有效面积，促进了牙面与修复材料的粘结［15］。但 Dunn等［16］研究认为，釉质经激光照射后，粘结强度较单纯酸蚀处理明显降低，其原因可能是其设定的激光能量密度过大(140 mJ/30 Hz)。不同激光参数设置对牙体硬组织的结构和形态学影响的差异较大［3，17，18］。关于何种能量密度才是形成最适宜粘结的牙面条件的问题存在争议，但多数研究倾向于用低能量密度处理预粘接牙面［19-21］。目前虽有研究尝试标准化激光参数设置，但尚未达成一致。因此本实验设定的激光参数主要参考设备说明和国内外相关文献。

实验结果还表明，使用自酸蚀粘接处理剂GBond对牙体表面预处理，可以增强牙釉质及牙本质对Fuji CEM的粘接强度。当应用Er:YAG激光处理牙釉质或牙本质时，G-Bond粘接处理剂仍然可以提高牙面与RMGIC的粘结强度，保证了口腔临床应用Er:YAG激光进行去龋、备洞等操作后，对RMGIC修复材料的粘结效果。自酸蚀粘接处理剂操作简单，不需冲洗，方便临床操作，深受口腔医生青眯。自酸蚀技术是指预处理剂本身具有一定酸性，不需要单独酸蚀处理，可有效渗透达预处理后产生的玷污层。自酸蚀粘接处理剂增强修复粘结效果可能与其可溶解玷污层内矿物质，使其及下方表浅的牙体组织脱矿，参与玷污层与渗入的修复单体形成杂化层有关。

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