铒激光在根尖周病治疗中的应用

鞠迎新 刘鲁川

第三军医大学大坪医院野战外科研究所口腔科 重庆 400042

铒激光在根尖周病治疗中的应用

鞠迎新 刘鲁川

第三军医大学大坪医院野战外科研究所口腔科 重庆 400042

铒激光是一种硬组织激光，在应用过程中，大量的能量被照射区组织吸收，入射的能量几乎无残留，避免了能量的过度聚集，不会对照射区周围组织产生高温损害。根管清理和成形是根管治疗的重要步骤，用铒激光预备根管，根管壁上无涂层，牙本质小管开放。铒激光以及铒激光照射联合乙二胺四乙酸或次氯酸钠冲洗能更有效地去除根管壁的涂层，清洁根管，开放牙本质小管。细菌感染是根尖周病最主要的致病因素，铒激光以及铒激光与传统方法的联合，有很好的杀菌效果。当根管治疗失败时，根尖切除术是根尖周病治疗中常见的手术方法，铒激光根尖切除术后，切口断面光滑整洁、无碳化，组织创伤少，术后愈合好，根尖密闭性好。适宜的铒激光照射能量参数可避免对根尖周组织产生损伤，而且低能量的铒激光照射可为纤维干细胞的黏附提供很好的条件。

铒激光； 根尖周病； 根管治疗； 根尖切除

铒激光是一种硬组织激光，可以分为铒:钇-铝石榴石激光（erbium: yttrum-aluminum-garnet laser，Er:YAGL）和铒，铬:钇-钪-镓石榴石激光（erbium，chromium: yttrium-scandium-gallium- garnet laser，Er,Cr:YSGGL），其波长分别为2 940 和2 780 nm，接近水吸收曲线和羟磷灰石吸收红外线的峰值。在应用过程中，大量的能量被照射区组织吸收，入射的能量几乎无残留，避免了能量的过度聚集，从而不会对照射区周围组织产生高温损害。

1 铒激光在根管治疗术中的应用

1.1 铒激光在根管预备中的作用

Inamoto等[1]对Er:YAGL进行根管预备的可行性进行了研究，评价了切割效率和根管形态的变化。他们分别用10 ps-1和25 ps-1的30 mJ能量的激光照射根管牙本质，然后用微小CT测定照射的宽度和深度以及扫描电镜观察形态的变化，结果证明合适能量参数的Er:YAGL照射可成为预备根管的有效方法，而且根管壁上无涂层，牙本质小管开放。这与Kokuzawa等[2]的研究结果一致。Peeters 等[3]通过扫描电镜观察发现，Er,Cr:YSGGL+质量分数17％的乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetra- acetic acid，EDTA）作用于根管壁，可有效去除根尖区涂层。Divito等[4]发现先以15 Hz、20 mJ、0.3 W的Er:YAGL照射根管壁，再用质量分数17％ 的EDTA持续冲洗，同样可以有效地去除涂层，更高质量地开放牙本质小管。Kalyoncuoğlu等[5]在试验中比较质量分数17％的EDTA，四环素异构体、酸和去污剂混合物，15 Hz、120 mJ、1.8 W的Er: YAGL，15Hz、100 mJ、1 W的钕:钇-铝石榴石激光（neodymium:yttrium-aluminum-garnet laser，Nd: YAGL）去除涂层的能力时发现，质量分数17％的EDTA去除涂层最有效，而Er:YAGL和Nd:YAGL去除涂层却无效。他们认为在该结果及不考虑替代材料的基础上，EDTA和次氯酸钠联合应用仍是去除根管涂层的首选方法，在以传统注射器冲洗根管时，次氯酸钠联合EDTA可增强冲洗效果。

Guidotti等[6]发现，20 Hz/50 mJ的Er:YAGL照射30 s，每5 s冲洗1次，前3次用体积分数2.5％的次氯酸钠冲洗，随后再用质量分数17％的 EDTA冲洗，根管壁的涂层可有效去除，特别是根尖1/3处。氢氧化钙可用作根管消毒剂，但迄今仍然没有十分有效的方法能将根管壁上的氢氧化钙完全清理干净。Kaptan等[7]对Er:YAGL去除根管壁上氢氧化钙的潜力进行了研究，结果显示在EDTA和次氯酸钠冲洗后行15 Hz、100 mJ、1.5 W的Er:YAGL照射，并没有促进氢氧化钙层的去除。他们认为，新的研究需要新颖设计的激光头和不同种类的氢氧化钙，以确定Er:YAGL对去除根管内氢氧化钙的影响。大量的研究证明，适当的铒激光照射联合EDTA或次氯酸钠冲洗能有效地去除根管壁的涂污层，清洁根管，开放牙本质小管。

1.2 铒激光在根管内的杀菌作用

Licata等[8]在以75/25 mJ以及30、60 s的Er,Cr: YSGGL照射根管内的乳酸球菌时发现，Er,Cr: YSGGL有杀菌作用，特别是75 mJ、60 s的Er,Cr: YSGGL照射杀菌效果最好。Sahar-Helft等[9]发现，Er:YAGL+低质量浓度的氯己定可增强对乳酸球菌的抑制作用。Meire等[10]对接种有乳酸球菌、白色假丝酵母菌和丙酸杆菌的琼脂平板分别给予不同能量的Er:YAGL和Nd:YAGL照射，结果显示Er: YAGL的抗菌作用优于Nd:YAGL，且其能量低于200 mJ的Er:YAGL足以灭活照射光斑下的所有微生物，但是两种激光对乳酸球菌均无抑制作用。

有学者[11]分别以60 mJ/15 Hz和100 mJ/10 Hz 的Er:YAGL照射感染乳酸球菌的根管，然后在显微镜下计算每毫升菌液中的菌落数量。结果照射后根管的细菌立刻减少，且两能量之间无明显的差别；48 h后细菌数增多，可能系牙本质小管内残留的细菌再生所致。Cheng等[12]发现，Er:YAGL+次氯酸钠+生理盐水+蒸馏水组的根管表面和牙本质小管100和200 μm处未发现细菌。他们认为，这可能会是一种较理想的根管消毒方法。Sahar-Helft 等[13]同样证实，激光与传统方法联合应用时杀菌效果更好。弯曲根管内的消毒是否彻底是非常重要的，Yasuda等[14]分别给予感染根管Nd:YAGL和Er:YAGL照射，结果Er:YAGL优于Nd:YAGL在直根管和弯曲根管中的杀菌效果，但是Er:YAGL在弯曲根管内的杀菌效果明显低于直根管，故激光技术和尖端的进一步改进是非常必要的。

在根管治疗中，去除根管内的残留软组织，可去除对根管内微生物的营养支持。Kuhn等[15]进行了这方面的研究，结果发现在以10 mJ/20 Hz的Er:YAGL照射时，根管内的软组织被完全分解。虽然大量研究证明铒激光有很好的杀菌效果，但是需要通过更进一步的动物或临床试验，来证实其杀菌能力的临床安全性和有效的能量参数。

2 铒激光在根尖切除术中的应用

传统根尖切除术是翻瓣后用高速涡轮机进行病变根尖的切除，这往往会造成切除断面存在涂层和细菌滋生等，因此有学者尝试将铒激光应用于根尖切除手术。赵晓一等[16]对Er:YAGL、超声金刚砂尖和高速涡轮金刚砂车针切除的牙根断面进行扫描电镜观察发现：超声金刚砂组存在少量涂层、明显切割痕迹、表面粗糙、牙本质小管开放和裂隙；高速涡轮金刚砂车针组存在大量涂层、明显切割痕迹、表面粗糙，无牙本质小管开放和裂隙；而在Er:YAGL切除组有少量涂层、无切割痕迹、表面光滑，牙本质小管开放且几乎无裂隙。这证实Er:YAGL应用于根尖切除优于高速涡轮金刚砂车针和超声金刚砂尖。Aydemir等[17]在用Er:YAGL和手机、超声器械2种传统技术进行根尖切除和窝洞倒预备后，对断面的裂纹形成情况进行评估发现，这3种技术均有裂纹产生，但无明显差异。这是否与能量和激光纤维头的选择有关，有待于进一步的研究。

根尖切除后，剩余根部的密闭性是手术成败重要因素。Marques等[18]发现400 mJ/6 Hz的Er: YAGL较250 mJ/15Hz的Er:YAGL行根尖切除后渗透性更小。Angiero等[19]发现，铒激光切除根尖所产生的断面无明显的裂纹，术后无疼痛和肿胀，而且铒激光在根尖切除中有较高的成功率。Lietzau 等[20]对Er:YAGL联合手术显微镜和传统方法行根尖切除患者进行回顾性调查，评估术后1、7、180 d的效果，用炎症的红、肿、热、痛和功能障碍作为检验标准。结果发现在术后1 d，手术区红肿面积均明显减少，7 d后所有的炎症指标在激光组明显降低，在180 d只有传统方法切除的6人治疗牙存在功能障碍，这证明Er:YAGL联合手术显微镜行根术尖切除后的愈合效果更好。与前瞻性研究相比较，回顾性研究不能完全排除选择偏倚、隐匿偏倚等，对试验结果的检验标准需要排除患者心理因素的影响。综上所述，虽然适当能量的Er: YAGL在根尖切除术的应用中有断面光滑整洁、无碳化、组织创伤少、术后愈合好和根尖密闭性好的优点，但是需要更多的试验研究，以确定安全的临床应用参数。

3 铒激光照射对根尖周组织的影响

有报道[21]称，骨组织在47 ℃持续1 min即可发生不可逆性损伤，因此牙根表面温度低于47 ℃对根尖骨组织无热损伤。George等[22]以Er:YAGL和Er,Cr:YSGGL以及2种不同的纤维尖头进行根管内照射，试验中牙体表面温度保持在37 ℃，结果发现牙根表面温度最大升高2 ℃，根尖1/3处无碳化。他们认为，锥形纤维束产生扇形的发射束，可分散根管面更多的能量，在使用过程中不断地冲洗可避免对牙周组织的热损伤。Guidotti等[6]在进行的热效应分析研究中发现，根尖周组织深层温度增加（3.5±0.4 ）℃，表层温度增加（1.3± 0.2）℃，因此选择合适的能量参数可避免对根尖周组织产生损伤。Kimura等[23]对Er:YAGL预备的感染根管进行组织学检查，在光学显微镜下观察根尖区及根尖牙周组织的结构，结果显示34 mJ脉冲的Er:YAGL预备根管未对根尖周组织造成损伤。Bolortuya等[24]比较了Er:YAGL和Nd:YAGL照射牙本质表面后纤维干细胞的黏附效果，扫描电镜观察显示，Er:YAGL照射牙本质表面光滑，无涂层，牙本质小管开放，纤维干细胞黏附数量最多，而且应用低能量的Er:YAGL即可为纤维干细胞的黏附提供很好的条件。Bodrumlu等[25]发现，以50 μs 的Er:YAGL切除根尖，所用的时间最短，温度增加最低。他们认为在有足够的水存在时，任何的脉冲持续时间都是安全的。

[1] Inamoto K, Horiba N, Senda S, et al. Possibility of root canal preparation by Er:YAG laser[J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2009, 107(1):e47-e55.

[2] Kokuzawa C, Ebihara A, Watanabe S, et al. Shaping of the root canal using Er:YAG laser irradiation[J]. Photomed Laser Surg, 2012, 30(7):367-373.

[3] Peeters HH, Suardita K. Efficacy of smear layer removal at the root tip by using ethylenediaminetetra acetic acid and erbium, chromium: yttrium, scandium, gallium garnet laser[J]. J Endod, 2011, 37(11): 1585-1589.

[4] DiVito E, Peters OA, Olivi G. Effectiveness of the erbium:YAG laser and new design radial and stripped tips in removing the smear layer after root canal instrumentation[J]. Lasers Med Sci, 2012, 27(2): 273-280.

［5］ Kalyoncuoğlu E， Demiryürek EÖ. A comparative scanning electron microscopy evaluation of smear layer removal from teeth with different irrigation solutions and lasers[J]. Microsc Microanal, 2013, 19 (6):1465-1469.

[6] Guidotti R, Merigo E, Fornaini C, et al. Er:YAG 2 940 nm laser fiber in endodontic treatment: a help in removing smear layer[J]. Lasers Med Sci, 2014, 29(1):69-75.

[7] Kaptan F, Karapinar-Kazandag M, Kayahan MB, et al. Potential of an Er:YAG laser in the removal of calcium hydroxide from root canals[J]. Photomed Laser Surg, 2012, 30(5):250-254.

[8] Licata ME, Albanese A, Campisi G, et al. Effectiveness of a new method of disinfecting the root canal, using Er, Cr:YSGG laser to kill Enterococcus faecalis in an infected tooth model[J]. Lasers Med Sci, 2015, 30(2):707-712.

[9] Sahar-Helft S, Slutzky-Goldberg I, Moshonov J, et al. Synergistic effect of Er:YAG laser irradiation in combination with chlorhexidine on the viability of Enterococcus faecalis: an in vitro study[J]. Photomed Laser Surg, 2011, 29(11):753-758.

[10] Meire MA, Coenye T, Nelis HJ, et al. In vitro inactivation of endodontic pathogens with Nd:YAG and Er:YAG lasers[J]. Lasers Med Sci, 2012, 27(4):695- 701.

[11] Dos Santos Antonio MP, Moura-Netto C, Camargo SE, et al. Bactericidal effects of two parameters of Er:YAG laser intracanal irradiation: ex-vivo study[J]. Lasers Med Sci, 2012, 27(6):1165-1168.

[12] Cheng X, Guan S, Lu H, et al. Evaluation of the bactericidal effect of Nd:YAG, Er:YAG, Er,Cr: YSGG laser radiation, and antimicrobial photodynamic therapy(aPDT) in experimentally infected root canals[J]. Lasers Surg Med, 2012, 44(10):824-831.

[13] Sahar-Helft S, Stabholtz A, Moshonov J, et al. Effect of Er:YAG laser-activated irrigation solution on Enterococcus faecalis biofilm in an ex-vivo root canal model[J]. Photomed Laser Surg, 2013, 31(7): 334- 341.

[14] Yasuda Y, Kawamorita T, Yamaguchi H, et al. Bactericidal effect of Nd:YAG and Er:YAG lasers in experimentally infected curved root canals[J]. Photomed Laser Surg, 2010, 28(Suppl 2):S75-S78.

[15] Kuhn K, Rudolph H, Luthardt RG, et al. Er:YAG laser activation of sodium hypochlorite for root canal soft tissue dissolution[J]. Lasers Surg Med, 2013, 45 (5):339-344.

[16] 赵晓一, 王世明, 张成飞. Er:YAG激光切除牙根断面的扫描电镜观察[J]. 华西口腔医学杂志, 2010, 28(5):526-528. Zhao XY, Wang SM, Zhang CF. Root resection by Er:YAG laser: a scanning electron microscope study [J]. West Chin J Stomatol, 2010, 28(5):526-528.

[17] Aydemir S, Cimilli H, Mumcu G, et al. Crack formation on resected root surfaces subjected to conventional, ultrasonic, and laser root-end cavity preparation[J]. Photomed Laser Surg, 2014, 32(6): 351-355.

[18] Marques AM, Gerbi ME, dos Santos JN, et al. Influence of the parameters of the Er:YAG laser on the apical sealing of apicectomized teeth[J]. Lasers Med Sci, 2011, 26(4):433-438.

[19] Angiero F, Benedicenti S, Signore A, et al. Apicoectomies with the erbium laser: a complementary technique for retrograde endodontic treatment[J]. Photomed Laser Surg, 2011, 29(12):845-849.

[20] Lietzau M, Smeets R, Hanken H, et al. Apicoectomy using Er:YAG laser in association with microscope: a comparative retrospective investigation[J]. Photomed Laser Surg, 2013, 31(3):110-115.

[21] Eriksson AR, Albrektsson T. Temperature threshold levels for heat-induced bone tissue injury: a vitalmicroscopic study in the rabbit[J]. J Prosthet Dent, 1983, 50(1):101-107.

[22] George R, Walsh LJ. Thermal effects from modified endodontic laser tips used in the apical third of root canals with erbium-doped yttrium aluminium garnet and erbium, chromium-doped yttrium scandium gallium garnet lasers[J]. Photomed Laser Surg, 2010, 28(2):161-165.

[23] Kimura Y, Tanabe M, Imai H, et al. Histological examination of experimentally infected root canals after preparation by Er:YAG laser irradiation[J]. Lasers Med Sci, 2011, 26(6):749-754.

[24] Bolortuya G, Ebihara A, Ichinose S, et al. Effects of dentin surface modifications treated with Er:YAG and Nd:YAG laser irradiation on fibroblast cell adhesion[J]. Photomed Laser Surg, 2012, 30(2):63- 70.

[25] Bodrumlu E, Keskiner I, Sumer M, et al. Temperature variation during apicectomy with Er:YAG laser[J]. Photomed Laser Surg, 2012, 30(8):425-428.

（本文采编 王晴）

Application of erbium laser to treat periapical diseases

Ju Yingxin, Liu Luchuan. (Dept. of Stomatology, Daping Hospital, Research Institute of Surgery, The Third Military Medical University, Chongqing 400042, China)

Erbium laser is applied to hard tissues. In erbium laser application, a large amount of energy is absorbed by the irradiated tissue, and incident energy is almost non-residual. This process prevents excessive energy accumulation and thermal damage to the surrounding tissues of the irradiated area. The cleaning and shaping of a root canal are important processes in root canal treatment. After a root canal is prepared by using an erbium laser, a smear layer is not formed on the canal wall, and the dentinal tubule is opened. Erbium laser irradiation combined with ethylene diamine tetraacetic acid or sodium hypochlorite can effectively remove the smear layer, clean the root canal, and open the dentin tubule. Bacterial infection is the main pathogenic factor of periapical diseases. Erbium laser irradiation combined with traditional methods elicits good sterilization effect. When root canal treatment is unsuccessful, apicoectomy is commonly performed to treat periapical diseases. After apicoectomy is conducted using an erbium laser, a smooth, clean, and carbon-free surface is formed in the resection area. This process also results in minimal tissue trauma. Wound healing and apical sealing are also efficient. Erbium laser irradiation requires appropriate energy parameters and thus can avoid damage to periapical tissues. Low energy application via erbium laser irradiation can create good conditions for the adhesion of fiber stem cells.

erbium laser； periapical disease； root canal therapy； apicectomy

R 781.34

A

10.7518/gjkq.2016.04.021

2015-12-16；

2016-04-19

鞠迎新，硕士，Email：juyingxin88@163.com

刘鲁川，教授，博士，Email：LiuLuchuan1957@126.com