Er:YAG激光照射对牙本质与全瓷嵌体间粘接强度的影响

丁 群

陕西省宝鸡市口腔医院(宝鸡 721000)

主题词 牙本质 激光 全瓷嵌体 粘接性能

目前，使用计算机辅助设计与制作(Computer assisted design/computer assisted manufacturing，CAD/CAM)系统制作的全瓷嵌体进行牙体缺损组织的修复成为口腔临床治疗的一大趋势。然而，全瓷嵌体粘接后容易脱落仍是技术的敏感点之一。临床上，普遍使用35%～37%磷酸酸蚀剂对牙本质表面进行蚀刻处理后再进行粘接操作，以提高牙本质与全瓷嵌体间的粘接强度，从而提高全瓷嵌体修复的成功率。然而，多年的临床应用及实验室研究结果显示磷酸酸蚀牙本质往往会引起全瓷嵌体修复术后敏感的症状，增加患者的不适感[1]。因此，对新型牙本质表面处理方式的探索迫在眉睫。20世纪初第一台激光器应用于口腔医学领域，引起了学者们极大的兴趣。有学者研究证实，激光照射后，牙体硬组织表面具有特殊的形貌及成分改变，具有类似磷酸蚀刻的特征[2]。此外，激光的光热效应可使牙本质表层发生熔融及再结晶，对牙本质过敏症有一定的疗效[3]。因此，本课题旨在探讨具有蚀刻作用的Er:YAG激光是否可以替代磷酸酸蚀作为牙本质表面的处理方式，在提高全瓷嵌体修复的成功率的同时显著降低患者的术后敏感不适。

材料和方法

1 主要材料和设备 瓷块(IPS Empress CAD，Ivoclar Vivadent，美国)；氢氟酸凝胶(IPS Ceramic Etching Gel，Ivoclar Vivadent，美国)；35%磷酸酸蚀剂(UNI-ETCH，BISCO，美国)；粘接套装(DUO-LINK SE SYSTEM，BISCO，美国)；Er:YAG激光(LightWalker ST-E，Fotona，德国)；光固化灯(Bluephase NMC-LED，Ivoclar Vivadent，美国)；超声波洁牙机(UDS-E，桂林市啄木鸟医疗器械有限公司，中国)；慢速金刚锯(IsoMet，Buehler，美国)；水砂纸(STARCKE，德国)；超声清洗仪(KQ-400DB，江苏昆山市超声仪器有限公司，中国)；溅射镀膜机(E-1045，Hitachi，日本)；场发射扫描电子显微镜(S-4800，Hitachi，日本)；万能试验机(AGS-10KN, 日本)；体视显微镜(SZ61-SET，Olympus，日本)。

2 实验方法

2.1 样本选择及预处理：收集2017年3月至2017年9月于宝鸡市口腔医院因正畸治疗拔除的无龋坏、无缺损的人类前磨牙20颗。超声波洁牙机去除表面软垢、结石及色素，慢速金刚锯流水下将牙冠表面牙釉质层磨去，露出4 mm×2 mm的牙本质面，分别用400目、600目、800目、1200目水砂纸打磨牙本质面，蒸馏水超声清洗10 min，体视显微镜下确保牙本质表面无明显缺陷，吹干后备用。

2.2 样本分组及粘接：将上述20个牙本质样本随机分为A、B两组(n=10)。A组为全酸蚀组，牙本质表面采用35%磷酸酸蚀剂酸蚀15 s，大量流水彻底冲洗后风干；B组为Er:YAG激光组，将直径为1.3 mm的光纤头距牙本质表面约1 mm，以功率1.20 W、频率10 Hz、水8、气4的水汽比例垂直照射牙本质表面15 s，风干。氢氟酸凝胶酸蚀瓷块表面60 s，彻底冲洗后气枪吹干，涂抹硅烷偶联剂30 s，气枪吹干3 s，备用。1∶1混合ALL-BOND SE Part Ⅰ和ALL-BOND SE Part Ⅱ，涂抹于牙本质样本表面10 s，气枪缓慢轻吹，光固化灯光照10 s。混合双固化水门汀DUO-LINK，立即将其涂抹于牙本质样本上，并与处理好的瓷块进行粘接，清除边缘多余树脂水门汀，各个面光固化灯照射40 s。

2.3 扫描电镜观察：制备好的牙本质样本经室温干燥12 h，按照分组分别标记。采用溅射镀膜机在氩气环境下喷金；用场发射扫描电子显微镜(在5 kV加速电压下)，以二次电子成像模式不同倍数下对牙本质样本表面进行观察。

2.4 抗剪切粘接强度试验：将粘接好的样本固定于万能试验机上，以1 mm/min的加载速度下降抗剪切头加压于牙本质与瓷块间的粘接界面上，试件破坏时最大载荷记为N，剪切强度值(MPa)按如下公式计算：剪切强度值(MPa)=最大载荷(N)/粘接面积(mm2)

2.5 断裂模式分析：抗剪切粘接强度测试结束后，体视显微镜下观察各组样本的断裂模式，记录并分析。

3 统计学方法 采用IBM SPSS Statistics 19.0软件进行数据分析。单因素方差分析进行数据分析，比较两组样本抗剪切粘接强度；秩和检验分析两组样本断裂模式间的差异，P<0.05差异具有统计学意义。

结 果

1 扫描电镜观察 不同方式处理后牙本质表面扫描电镜图像，见图1。图1A为35%磷酸酸蚀后牙本质表面扫描电镜图像(3000×)，图像显示牙本质小管口完全开放，牙本质表面清洁，未见明显玷污层及碎屑。图1B为Er:YAG激光照射后牙本质表面扫描电镜图像(3000×)，图像显示牙本质小管口完全开放，管周及管间牙本质表面粗糙，牙本质表面清洁，未见明显玷污层及碎屑。

图1 不同方式处理后牙本质表面扫描电镜图像(3000×)

2 抗剪切粘接强度试验 不同方式处理后牙本质与瓷块间抗剪切粘接强度，见图2。

结果显示,全酸蚀组样本抗剪切粘接强度为(11.44±1.24)MPa，Er:YAG激光组样本抗剪切粘接强度为(11.72±1.22)MPa。统计学分析结果显示，全酸蚀组与Er:YAG激光组抗剪切粘接强度间差异无统计学意义(P>0.05)。

3 断裂模式分析 各组样本粘接断裂模式结果，见表1。瓷块内聚破坏：瓷块内部有应力集中，且高于粘接界面；粘接界面破坏：粘结剂与牙本质及瓷块间发生破坏，该界面破坏主要与粘接强度有关；粘结剂内聚破坏：粘结剂内部有应力集中，且高于粘接界面；混合破坏：上述破坏方式两个及两个以上同时存在。经秩和检验分析，不同方式处理后牙本质与瓷块粘接试件断裂模式间差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 不同方式处理后牙本质与瓷块粘接 试件断裂模式(例)

讨 论

牙本质较牙釉质而言，矿化程度低，有机物及水分较多，不利于粘接，是口腔临床全瓷嵌体粘接技术的一大难点。大量临床实践及研究结果证实，经磷酸酸蚀后牙本质表面玷污层及碎屑消失、牙本质小管开放、胶原纤维暴露，抗剪切粘接强度显著提高[4-5]。但磷酸酸蚀操作复杂，在无唾液及其他液体污染的前提下，从酸蚀、冲洗到吹干可进行粘接大约需要1 min。此外，牙本质小管为毛细管与牙髓相通，在磷酸的刺激下形成虹吸作用，牙本质小管液迅速流动，导致患者术后敏感发生率高[6]。因此，需要新的牙本质粘接前表面预处理方式的诞生。

本实验结果证实，Er:YAG激光仅需照射15 s即可替代磷酸酸蚀，在牙本质表面获得同样粘接效果的同时显著简化临床操作流程，与前人研究结果相似[7-9]。Er:YAG激光波长2940 nm，与水及羟基磷灰石的吸收峰相近。因此，激光照射牙本质后可引起局部温度迅速升高，表面玷污层、碎屑及水分迅速汽化，牙本质表面发生熔融、再结晶，牙本质小管完全开放，管周及管间牙本质形成凹凸不平的粗糙形貌。在粘接过程中，粘结剂及树脂水门汀可进入牙本质小管及这些凹凸不平处，形成树脂突，显著增加粘接面积，增强粘接强度。但有研究表明，Er:YAG激光照射后牙本质表面粘接性能较磷酸酸蚀后牙本质粘接性能好[5,10]。李进红等[11]及Alaghehmand等[12]则认为Er:YAG激光照射可降低牙本质表面粘接性能。这些研究结果的差异，可能与Er:YAG激光不同照射参数及不同操作方式有关。在一定参数范围内，牙本质表面发生一定熔融及再结晶现象，可增强牙本质表面粘接强度；激光能量过高时，牙本质表面可发生热损伤，牙本质小管形态塌陷、破坏，反而使其表面粘结强度降低[13]。本实验Er:YAG激光所用参数按设备说明设定，对牙本质表面粘接强度有显著增强作用。