Er:YAG激光在龋病诊疗中应用的研究进展

高志琴，王 蕊，李美华

(吉林大学第二医院口腔科，吉林 长春130041)

Er:YAG激光是一种新型的应用于牙体硬组织的激光，其作为一种口腔疾病的治疗措施广泛地应用于龋病的治疗，除了高效地切割牙釉质和牙本质而不损伤牙髓之外，还具有无痛、舒适、安全和微创等优势。因其在龋病治疗中的研究和应用不断深入，本文对Er:YAG激光的工作原理及其对龋病的预防和治疗做一综述。

1 Er:YAG激光的工作原理

Er:YAG激光是一种波长为2.94 μm的红外线激光，与水(3.0 μm)的吸收峰值很接近，也接近羟基磷灰石对红外线的吸收峰值，因此牙体硬组织中的水分以及羟基磷灰石中的OH-对Er:YAG激光有强大的吸收。虽然牙釉质和牙本质中的含水量分别为10%和20%，但其足够吸收激光的能量，被吸收的能量导致温度和压力急剧升高，发生汽化，产生“微爆炸”[1],有效地消融病变的牙体硬组织。发生汽化的水分子随后凝集成水滴，带走碎屑的同时可以降低周围组织的温度，不会导致正常组织及牙髓温度的过度升高。同时，龋坏组织的含水量高于正常牙体组织，激光在去除病变组织的时候可以最大限度地保留正常组织。另一方面，Er:YAG激光中的能量大部分被水和羟基磷灰石吸收，剩余的能量不会对剩余牙体造成危害。因此，Er:YAG激光可以作为切割牙体硬组织的合适工具。

2 Er:YAG激光应用于预防龋齿

氟化物防龋已经广泛地应用于临床，激光防龋在近年来的研究中逐渐深入，许多研究肯定了激光在龋病预防中的作用。Liu Y[2]认为，铒激光照射牙面可以促使釉质的羟基磷灰石转化为氟化羟基磷灰石，降低釉质的溶解性。激光照射可以增加牙本质对氟的摄取，从而抵抗龋齿的发展。吴婴南[3]比较了Er:YAG激光、含氟凝胶以及两者联用对釉质耐酸性的影响，发现单纯使用Er激光与单独使用AFP含氟凝胶对釉质的抗酸性没有统计学差异，Er激光可以协同AFP凝胶增强釉质的抗酸性，降低釉质的溶解性。有研究发现，激光照射增加了氟化物在牙釉质中的渗入，激光照射结合氟化物的施用显著增强了牙釉质的耐酸性[4]。Er:YAG激光照射的牙釉质的耐酸性显著增加，其化学成分亦有明显变化，表现为Ca、P、O比例的升高和C比例的下降，而Cl没有改变，同时激光照射后，Ca/P增加[5]。一项体外研究表明，与单独使用氟化银二胺(SDF)治疗的组相比，在激光-SDF治疗组中观察到更高的氟摄取，尤其是在再矿化之后，这表明再矿化在氟化物吸收过程中起着重要作用。在这项研究中，SDF应用随后对牙本质进行亚烧蚀低能量Er：YAG激光照射，使牙本质表面在化学和机械方面更能抵抗龋齿发展。同时，在该研究中，在激光处理组中检测到更高的Ca和P重量百分比，并且在任何处理组之间未检测到显着的Ca/P差异[6]。

3 Er:YAG激光应用于窝沟封闭

窝沟封闭技术是预防龋病发生的有效方法，通过在点隙裂沟涂布高分子材料即窝沟封闭剂，从而阻止细菌及其代谢产物的侵蚀。Er:YAG激光能够气化杂质及龋坏组织，熔融牙体组织使封闭剂渗入窝沟裂缝。Hossain[7]等研究发现，使用200 mJ(25.5 J/cm2)的低能量密度的激光能够有效地清除凹坑和裂缝中的有机碎片，导致釉质表面的不规则性和粗糙度增加，促进封闭剂对牙面的粘附。一项研究中，分别使用磷酸，Er:YAG激光，磷酸+Er:YAG激光处理预备过的牙面，比较不同处理对复合树脂与牙面粘接强度的影响，结果表明与单独使用磷酸和Er:YAG激光相比，磷酸+Er:YAG激光联合应用使复合材料的粘接强度更高[8]。Er:YAG激光的应用可以增强牙体与封闭剂的机械固位。在封闭剂的保留方面，Shahabi[9]等的研究表明，激光照射和磷酸酸蚀后窝沟封闭剂的保留率无统计学差异，但大多数的儿童表示涂布封闭剂之前，激光照射比磷酸酸蚀更舒适，窝沟封闭时激光可以代替磷酸进行牙面处理。Memarpour[10]等的临床观察发现激光行釉质成形术之后酸蚀，比传统方法或单独使用激光获得更高的窝沟封闭剂保留率，同时与传统的用金刚砂车针进行釉质成形术相比，激光更容易被患儿接受。也有学者发现激光对窝沟封闭的消极影响，认为磷酸蚀刻是处理裂缝最有效的方法，不能被激光取代。使用37%磷酸和激光+37%磷酸处理对窝沟封闭剂的粘合强度无统计学差异，相比两者，单独使用激光的粘合强度最低，激光不可以代替酸蚀刻进行牙表面处理[11]。

4 Er:YAG激光应用于龋病治疗

4.1 Er:YAG激光去腐备洞

Hibst和Keller首先通过Er：YAG激光证明了牙齿硬组织的有效消融，一项研究比较了铒激光和旋转钻头对腔的制备，与旋转钻头相比，激光去除损失的健康牙本质更少[12]。铒激光和钨钻、聚合物钻一样，可以有效的去除感染的牙本质，达到与常规机械治疗相同的效果。 Raucci-neto[13]的研究表明，使用不同频率的激光照射正常牙本质和龋齿牙本质都无热损伤迹象，由于龋齿牙本质的含水量比正常牙本质多，故龋齿牙本质的消融强度和消融量较正常牙本质更多。不同频率和能量的铒激光对牙齿硬组织的消融都是有效的，激光消融硬组织无任何热损伤或融化的迹象。Trevelin,Lívia Tosi[14]等，用不同脉冲宽度的铒激光照射牙本质，SEM形态分析显示牙本质表面不规则，没有玷污层，牙本质小管开放，管周牙本质突出，牙本质具有消融的特征，较小的脉冲宽度对牙本质的消融更有效。激光预备优于传统机械预备的特点是噪音小、疼痛感轻、无需麻醉、患者舒适度高。Hjertton[15]等评估了用高速手机和激光进行腔制备的时间和青少年的主观感受，发现激光消融引起令人不快的气味并且比使用高速钻孔制备更耗时，但是当在健康前磨牙的颊表面上进行2 mm深的腔时，大多数青少年优选激光消融。一项荟萃分析的研究结果表明，与传统的机械预备相比，铒激光降低了局部麻醉的要求，但需要更多的腔体预备时间，二者在牙髓活力与术后敏感性之间没有显著性差异[16]。

4.2 Er:YAG激光与微渗漏

复合树脂作为口腔中最常见的窝洞充填材料，其充填窝洞后容易发生继发龋，而继发龋的发生归因于微渗漏的存在。除了与玷污层的清除、材料的性能等因素相关外，不同的牙面处理与微渗漏的发生有直接关系。Er：YAG激光作为一种牙本质处理方法，其对窝洞处理后复合树脂微渗漏的影响有不同的观点。Lupi-Pégurier[17]等的体外研究表明与单独的酸蚀刻、高速手机+酸蚀刻、激光+酸蚀刻相比，单独的激光制备产生更多的微渗漏，将激光用于牙釉质的制备时必须联合酸蚀刻。Korkmaz[18]发现，与传统的高速手机相比，铒激光制备的V类腔洞形成了更多的微渗漏，研究中铒激光组采用了自酸蚀粘接系统和纳米复合材料。Zahra Bahrololoomi[19]等对铒激光制备的复合修复体的微渗漏程度进行了一项体外研究，发现同样使用酸蚀冲洗粘接系统时，激光制备的空腔比金刚石钻孔制备的空腔具有更高的微渗漏，而两者在自酸蚀粘接系统中无显著差异。Tuna[20]等的研究得出，激光制备的V类腔洞比高速手机制备的腔洞具有更高的微渗漏，用两种方法制备的腔洞都表现出颈部区域比咬合面区域更大的微渗漏。激光参数对微渗漏的影响上，Korkmaz[21]等研究不同脉冲宽度的激光制备的V类腔洞用复合树脂充填后的微渗漏，SEM形态分析显示，用铒激光制备腔体时，不同参数的设置对微渗漏没有影响。

4.3 Er:YAG激光表面蚀刻与粘接修复

牙本质的全酸蚀粘接系统是广泛应用于牙体粘接修复的技术，随着激光治疗口腔疾病的应用，激光照射对牙本质粘结强度影响的研究也越来越多，研究的结果存在争议。Ceballos[22]提出激光照射不能替代传统的酸蚀刻，单独的酸蚀刻比单独的激光照射或激光照射与酸蚀刻的组合具有更强的剪切粘合强度，铒激光产生的激光改性层不利于牙本质的粘附。激光蚀刻具有更低的粘接强度的原因可能是激光酸蚀刻的牙釉质和牙本质无表面下裂隙，激光蚀刻的牙釉质和牙本质在粘合部分观察到广泛裂缝， 所以酸蚀刻获得的粘接强度高于激光蚀刻。也有研究得出不同的结果 ，Sasaki[8]等发现用Er:YAG激光处理后用磷酸蚀刻的牙釉质相比单独用磷酸或激光处理的牙釉质具有更大的粘合强度。有学者研究了激光处理对牙本质表面性能及树脂粘结强度的影响，发现激光照射的牙本质表面清洁。Er:YAG激光处理增加了牙本质与树脂的剪切粘结强度，且激光处理组明显高于单独的酸处理以及激光加酸处理[23]。

综上所述，Er:YAG激光对牙体窝洞的治疗是有效的，相比传统治疗具有安全、舒适、高效、微创等优势，同时能够明显减小患者的牙科恐惧感，为龋病的治疗带来福音。Er:YAG激光照射可以有效地切割牙体组织，增强釉质的抗酸性，在龋病的防治和治疗之中有广阔前景。但其对硬组织的切割效率有待提高，另外，与机械预备相比，激光照射对牙体组织和复合树脂的粘结强度以及二者之间的微渗漏有待进一步研究。总之，更多的科学研究应致力于提高激光设备的安全性、可操作性和适用范围，以便激光技术可以更快地推动口腔疾病治疗的发展。