因重度牙周炎拔除的前磨牙分别经三种方法处理后牙根表面粗糙度和形态对比观察

高静，王丽霞，崔冰，申静

1天津市口腔医院，天津 300041；2南开大学医学院

重度牙周炎是由菌斑微生物引起的以牙周支持组织破坏为主的慢性感染性疾病，是我国成年人丧失牙齿的首位原因[1]。牙周非手术治疗的目的是彻底清除牙菌斑、牙结石和病变的牙骨质，以阻止疾病的进展。彻底的机械清创可以使成纤维细胞黏附于根面，这是牙周组织再生的先决条件。通过手用刮治器可以有效地消除牙菌斑和牙结石，但其对操作者的要求较高，且操作具有一定难度。超声设备去除龈下结石和菌斑的能力均优于手持器械，但在牙周袋的深处超声波无法达到完全彻底的清创[2]，且还有形成污染气溶胶的缺点。机械性根面清创术可形成玷污层，该玷污层可作为牙周组织和牙根表面之间的屏障，抑制新的结缔组织附着的形成，从而影响牙周愈合过程。近年来，随着激光技术的兴起，临床上引入了牙科激光，增强了成纤维细胞与牙根表面的生物相容性、附着力[3]。激光是非手术牙周治疗最有前景的方法之一，它可以实现出色的组织消融，并具有强大的抗菌和消毒效果[4,5]。Er:YAG激光属于中红外线激光，波长2.94 μm，可有效去除根面菌斑和牙石，不对邻近牙周组织造成热损伤，并能杀死牙周致病菌和致龋菌，在龈下刮治具有较高的临床应用价值[6]。目前，国内外研究中关于Er:YAG激光辅助龈下刮治和根面平整(SRP)在牙周炎治疗中的疗效尚存在争议[7～9]。本研究分别采用Er:YAG激光、超声刮治、手动刮治分别对重度牙周炎前磨牙进行根面处理，比较三种方法处理后牙根表面粗糙度和形态，以期为临床医师治疗重度牙周炎患牙选择合适的治疗方法提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料 收集2018年7～12月天津市口腔医院口腔外科门诊拔除的重度牙周炎前磨牙90颗(附着丧失>6 mm，Ⅱ°～Ⅲ°松动，近6个月内未进行过牙周治疗、未服用抗生素。在显微镜4倍放大下评估牙根表面，无龋齿，无根裂的前磨牙)和正畸减数拔除的健康前磨牙10颗。牙齿拔除后，去除附着在牙齿表面的软组织，不要损坏牙根表面，将牙齿放到0.5%次氯酸钠溶液中消毒30 min，清洗后浸泡于4 ℃无菌生理盐水中保存。

1.2 主要设备 Fotona双波长激光(欧洲之星公司，斯洛文尼亚)；扫描电镜Hitachi SU8010(日立，日本)；Gracey刮治器(hu-friedy，美国)；P5超声洁牙机(赛特力，法国)；表面轮廓仪(Form Talysurf i-series 5，上海笃擎仪器有限公司)。

1.3 离体牙处理方法 分别使用40、60、80、100、120、140、160 mJ/P脉冲能量Er:YAG激光(频率10 Hz，功率1 W，水/气：50%，15°～20°角)处理患牙各10颗(分别记为A、B、C、D、E、F、G组)，使用超声洁牙机处理患牙10颗(H组)，使用Gracey刮治器处理患牙10颗(I组)，10颗健康前磨牙不进行任何处理(J组)。以上所有操作均由同一名牙周专科医师完成，所有实验牙齿处理后根面肉眼观察无牙石及碎屑，并在显微镜4倍放大下进行确认。

1.4 离体牙牙片表面粗糙度检测及表面形态学形态学观察 取上述处理完成后的所有牙齿，分别在水冷却下从邻面釉牙骨质界下2 mm处切取5 mm×5 mm×1 mm的根片，每颗牙选取2片较完整的根片备用。①牙片表面粗糙度：分别从每组样本中各随机抽取10片根片，流动水冲洗，自然风干，采用表面轮廓仪测量每个根片的表面粗糙度，读取表面粗糙度Ra值。②牙片表面形态学：分别从每组样本中各随机抽取10片根片，用20 mL/L戊二醛液4 ℃下固定24 h，乙醇梯度脱水、干燥、喷金，扫描电镜下观察根片表面形态改变，包括牙骨质表面形态特点、消融或炭化样改变、表面粗糙程度、玷污层、牙本质小管暴露情况并拍照。

2 结果

2.1 各组患牙牙根表面粗糙度比较 A、B、C、D、E、F、G、H、I、J组Ra值分别为4.91±1.22、4.71±1.70、6.67±2.88、6.73±4.28、5.14±2.46、7.57±3.53、7.46±5.89、2.92±0.77、2.72±1.06、2.19±0.51，A、B、C、D、E、F、G、H、I组分别与J组比较，A、B、C、D、E、F、G组分别与H、I组比较，A、B、C、D、E组分别与F、G组比较，P均<0.05。

2.2 各组患牙牙根形态比较 A～E组牙根表面清洁，表面粗糙，呈颗粒突起样外观，无玷污层，无牙本质小管暴露，组织无碳化；F、G组牙根面更加粗糙，可见牙本质小管暴露;H、I组牙根表面可见玷污层，碎屑，未见牙本质小管的暴露;J组牙根表面光滑平坦，无玷污层(详见图1)。

图1 各组牙根形态电镜扫描图像(×1 000)

3 讨论

重度牙周炎是菌斑微生物引起的感染性疾病，可造成严重的牙周组织萎缩和牙槽骨丧失，长期的炎症刺激会导致牙周袋形成，牙龈出血、附着丧失，牙槽骨吸收，牙齿松动、移位甚至脱落，牙周炎是成年人牙齿缺失的主要原因之一。菌斑生物膜是牙周病的始动因子，菌斑控制是治疗和预防牙周病的重要方法。牙周非手术治疗的重点是去除牙周袋内的菌斑、牙石、病变牙骨质等，从而达到去除感染组织获得牙周健康的目的。通过手工或超声器械进行龈下刮治和SRP是目前临床上最经典的治疗方法，龈下刮治是指用龈下刮治器械去除附着于牙周袋内牙根表面上的龈下牙石和菌斑，SRP是指用龈下刮治器械清除附着和嵌入牙骨质内的牙石，并刮除牙根表面受到毒素污染的病变牙骨质，从而形成光滑、坚硬清洁的根面，使根面成为具有生物相容性的表面，有利于牙周组织的附着和新生。重度牙周炎由于牙周组织破坏严重，存在深而复杂的牙周袋，无论是手工器械还是超声设备，都无法彻底清除根面上所有感染物，残留的细菌会阻碍牙周组织的愈合。传统牙周非手术治疗虽可以获得良好的临床效果，但易形成玷污层，影响牙周膜成纤维细胞的再附着，不利于牙周组织再生[10]。用超声洁牙机处理的根面中几乎有1/3显示存在玷污层[11]。手用刮治器处理的牙根表面中，玷污层的存在甚至更高[12]。

近年来随着激光技术的兴起，人们开始将其引入牙周治疗领域。牙周治疗最重要目标之一是结缔组织附着在先前被牙周炎损坏的牙根表面上，从牙根表面清除龈下微生物群和细菌内毒素对于成纤维细胞的迁移和附着是必不可少的，激光照射辅助牙周非手术治疗作为传统SRP的辅助手段在临床上的应用越来越多。Er:YAG激光属于中红外线激光，波长2.94 μm，对软硬组织均有切割效果，仅能穿透约0.01 mm的牙体组织。Er:YAG激光较其它激光最为显著的优点是，在有效去除根面牙石的同时不对邻近组织造成热损伤，并能杀死牙周致病菌，能在尽量减小对软硬组织损伤的情况下进行牙周治疗。Er:YAG激光能影响根面的形态和粗糙度，改变根面的生物相容性，激光可以提供出色的组织消融，并具有很强的杀菌和消毒作用，而不会产生玷污层，为牙周组织的附着提供有利条件[13]。牙根表面形态是成纤维细胞黏附的重要因素，一些研究报道成纤维细胞更可能附着在粗糙根面上而不是光滑根面上。通过Er:YAG激光照射获得的这种表面变化可能会暴露出对成纤维细胞趋化性具有高度选择性的化学物质。有研究认为激光照射后的根面微观结构有利于血凝块和血凝纤维蛋白的黏附，从而促进初始细胞和组织的附着[12]。Arora等[14]发现，所有的根面处理方式包括手动刮治、超声刮治和Er,Cr:YSGG激光都增加了牙根表面的粗糙度。此外，激光产生的表面更粗糙，牙根表面形态发生变化最大。李金焕等[15]的研究表明，单纯手工刮治组根面光滑但有玷污层，手工刮治辅助激光照射组根面形成层状或颗粒状粗糙外观，粗糙度大于单纯手工刮治组。Amid等[16]的一项研究评估了手动刮治器，超声洁牙机和Er:YAG激光对牙周病患牙牙根表面粗糙度和超微结构的影响，发现在不同技术之间，表面粗糙度和表面形态均无显着差异。但是，激光照射的牙根表面更不规则，且表面变形更大。在Amid等[17]的另一项研究中，100 mJ和150 mJ的Er:YAG激光照射会增加牙根表面粗糙度，与手动器械相比，Er:YAG照射后的根面显示出更高的碳和氧百分比，这可能对活成纤维细胞的新附着具有一定的临床意义。粗糙的表面会增强生物膜的积聚，尤其是当粗糙的表面位于龈上附近时，因此，必须对龈上牙面抛光以防止细菌生物膜的积聚。另一方面，龈下的粗糙表面可能对牙周治疗有益，因为它们会增强稳定的血纤维蛋白网络的黏附并促进成纤维细胞和间充质细胞随后迁移，这些相互作用加速了牙周再生的过程。激光可以有效地去除牙根表面的牙结石和感染牙骨质。激光的消毒和抗菌特性比其他方式更具优势。牙根表面粗糙度对牙周健康是有益还是有害的，取决于牙根表面的部位。通过激光处理获得的粗糙根面可能会导致在牙根表面冠状部分形成生物膜，但与此同时，在根中和根尖区牙根表面可能通过促进细胞黏附和增殖从而加速新的牙周附着形成[18]。Er:YAG激光可以精确地消融硬组织，提高牙周炎患牙根部清创术和杀菌效率。Bolortuya等[19]的一项研究对牙根表面进行了形态分析和粗糙度测量。结果表明用Er:YAG激光照射的牙本质表面更粗糙，在12和24 h后附着的成纤维细胞数量最多，Er:YAG激光照射引起的根面形态学改变对成纤维细胞附着在牙本质表面具有良好的作用。在Talebi-Ardakani等[20]的研究中，检查了Er:YAG牙周清创术后成纤维细胞在牙根表面的附着和增殖，Er:YAG激光处理的表面显示出最高的细胞增殖活力，而激光照射处理的样品呈现出最不规则的表面，这可能为成纤维细胞在根面的黏附和生长增加了表面积。Badran等[21]的一项随机临床对照试验对非吸烟慢性牙周炎患者的非手术性牙周治疗的短期效果进行研究，使用临床牙周参数和操作舒适性将Er:YAG激光牙周清创术与手动SRP进行了比较。研究结果表明，Er:YAG仅在临床附着水平评分上具有统计学上的显着优势，Er:YAG激光清创术比手动SRP减轻痛苦且更舒适，可以在不注射麻醉药的情况下进行。Er:YAG激光清创术可被认为是机械治疗慢性牙周炎的替代方法。但Er:YAG激光清创术的长期临床结果，还需要更大的样本进一步的研究。本研究发现，手用刮治器、超声洁牙机、Er:YAG激光都增加了牙根表面的粗糙度。此外，激光产生的表面更粗糙，根部表面形态发生变化最大。40～120 mJ/P脉冲能量的Er:YAG激光照射后的根面平均粗糙度无明显差异，牙根表面清洁，无玷污层，无牙本质小管暴露，组织无碳化。140～160 mJ/P脉冲能量的Er:YAG激光照射区根面更加粗糙，可见牙本质小管暴露。建议临床应用中脉冲能量应在120 mJ/P范围内。

总之，手工刮治、超声刮治、Er:YAG激光均增加了重度牙周炎患牙牙根表面粗糙度。手工刮治和超声刮治组相对激光组根面光滑，但存在玷污层，不利于牙周组织的附着；Er:YAG激光可去除根面玷污层，形成清洁的根面，有利于牙周组织的附着，优于传统手动刮治和超声刮治；Er:YAG激光处理后的根面更粗糙，40～120 mJ/P脉冲能量的Er:YAG激光照射后的根面平均粗糙度变化不大，140～160 mJ/P激光产生的表面粗糙度明显增大，建议临床应用脉冲能量在120 mJ/P范围内。