Er：YAG激光照射时间对牙本质小管封闭效果影响的研究

李 强 杨久慧 刘双云 刘 佳 张 旻 陈永进

牙本质过敏症(dentinal hypersensitivity，DH)的发生率约为10%～30%，严重影响患者的生活质量[1]。牙本质小管暴露是DH的主要病因之一，因此封闭牙本质小管是治疗DH的关键[2]。近年来，激光被用在DH治疗中，尤其是Er:YAG激光因其穿透性弱、不易引起牙髓反应而受到研究者和临床医生的信赖，并取得了非常好的疗效[3～5]。激光实质是一种粒子能量形式，其照射时间的长短会影响激光照射时能量的累积，从而引起被照射物体温度的变化。临床上口腔医生应用Er:YAG激光治疗DH时，最不希望的就是激光照射时间过长导致牙髓温度升高、造成牙髓损伤，因此，研究Er:YAG激光治疗DH的适宜照射时间至关重要。本研究通过扫描电镜观察应用Er:YAG激光照射不同时间后的牙本质小管封闭状态，研究Er:YAG激光照射时间长短对DH的治疗效果。

对象与方法

1.实验对象及来源：第四军医大学口腔医院口腔颌面外科收集新鲜拔除阻生齿40颗(男性13例，女性17例，患者年龄18～37岁)，牙齿形态完整、无龋坏、无裂纹。用刀片刮去牙齿表面的软组织和结石后，浸泡于0.9%NaCl注射液中4℃冰箱保存备用。该研究获得第四军医大学口腔医学院医学伦理学委员会批准(IRB-REV-2016049)。

2.实验材料及设备：Fotona双波长激光治疗仪(斯洛文尼亚Fideli公司)；慢速精密切割机(SYJ-150，沈阳科晶公司)；超声震荡仪(YH-200DH，上海予皓科学仪器公司)；冷场发射电子扫描显微镜(SM-4800，日本日立公司)； 0.5mol/L EDTA(天津市北辰方正化学试剂厂)；Image-Pro Plus 6.0 图像分析软件(美国Media Cybernetics公司)；IBM SPSS Statistics 19.0(美国IBM公司)。

3.牙本质过敏症离体模型的建立：依据Mordan等[6]方法制备DH离体模型。取新鲜拔除离体牙40颗，在冷凝水降温下，应用慢速精密切割机沿牙齿长轴垂直方向逐层切除牙釉质层直至暴露牙本质层，再将其制成约2mm厚牙本质薄片，磨抛至表面光滑平整，用金刚砂车针将每个牙本质薄片等分成4个扇形部分，共计160个样本。经0.5mmol/L EDTA酸蚀5min、去离子水中超声冲洗10min、蒸馏水冲洗60s后置于0.9%NaCl注射液中4℃冰箱保存备用。

4.实验分组及处理：将160个牙本质样本随机分为照射持续时间(duration，D)D1～D16共16组，每组10个，详见表1。其中D1、D2组分别为Fotona双波长激光治疗仪聚焦式照射手具(R02)和散焦式照射手具(R14)对照组，不做任何处理。D3～D16组每个样本正中标记1mm×1mm的处理区后，根据分组，使用Fotona双波长激光治疗仪中Er:YAG激光(20mj，20Hz，SP，光斑直径3mm)在距离样本3cm移动扫描照射。照射过程中，各组样本的非处理区域使用<1mm厚的白纸板进行覆盖。

表1 实验分组及处理方式

5.扫描电镜观察：所有牙本质样本置于干燥瓶内经自然干燥24h后，表面喷金，导电胶粘固；然后用扫描电镜观察各样本处理区域的表面形态并采集图像。

6.图像处理：分别从每个样本中随机选取5张处理区域的图像，应用Image-Pro Plus 6.0图像分析软件对图像进行分析处理。首先利用软件自动识别灰阶变化功能识别牙本质小管口周界，选中图像小管口暴露区域，并计算处理区域牙本质小管暴露的像素点面积作为牙本质小管暴露面积；然后再以空白对照组开放牙本质小管暴露面积为基准，利用公式牙本质小管封闭率(%)=(1-处理组牙本质小管暴露面积/对照组牙本质小管暴露面积)×100%，计算处理区域牙本质小管封闭率[7]。

结 果

1.牙本质小管表面形态观察：电镜下各组样本的表面形态如图1所示。D1组和D2组牙本质表面平整，牙本质小管口完全开放，小管周界清晰，呈圆形或类圆形。与对照组比较，D3～D16组均表现为牙本质小管口消失，并可见牙本质小管口表层有均匀致密的牙本质熔融层形成并封闭牙本质小管口。

图1 各组牙本质小管形态学观察(×1000)

2.牙本质小管暴露面积分析：与对照组比较，D3～D16实验组牙本质小管的暴露面积均明显小于对照组(P<0.05)；实验组间两种手具比较，差异无统计学意义(P>0.05);实验组间不同Er:YAG激光照射时间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

图2 不同手具和照射时间对牙本质小管 暴露面积影响的分析 与对照组比较，*P<0.05

3.牙本质小管封闭率分析：与对照组比较，实验组牙本质小管封闭率均明显增加(P<0.05)；牙本质小管封闭率随着照射时间的增加差异无统计学意义(P>0.05)。实验组间不同手具比较，差异无统计学意义(P>0.05，图3)。

图3 不同手具和照射时间对牙本质小管 封闭率影响的分析 与对照组比较，*P<0.05

讨 论

目前，治疗DH的方法较多。对于症状较轻的DH常采用药物脱敏治疗，而症状较重或者牙体组织缺损严重的患者，可考虑采用充填术和冠修复的方法。然而，药物脱敏的远期疗效不佳，修复治疗又存在磨除牙体组织等缺点，患者接受度较差。若症状已严重影响患者生活质量且各种治疗均无明显疗效，就必须考虑根管治疗。近年来，激光治疗DH的方法逐渐应用到临床中，最有可能成为理想的脱敏方法[2]。在众多激光种类中，Er:YAG激光具有特征性的光热效应和生物学效应，相对于传统的治疗方法具有更佳的疗效，显示出更大的优势，所以Er:YAG激光备受口腔医生推崇，越来越多地被应用到牙齿敏感患者的治疗中[4,5]。

本研究使用Er:YAG激光以光斑直径3mm照射2s，按照扫描移动照射的方法计算实验中的光照范围约10mm2，相当于1cm2需要照射20s。本研究中使用照射时间以2s为基准，通过增加照射频次和单次照射时间来增加牙本质标本照射时间，结果可见各实验组牙本质表面平整，绝大多数牙本质小管口熔融致密且均匀的封闭层，各组牙本质小管形态相似。这说明，无论通过增加照射次数还是延长单次照射时间都不改变Er:YAG激光对牙本质小管的封闭效果。虽然照射时间是影响Er:YAG激光对牙本质小管封闭的重要因素，但本研究结果显示照射时间的增加对牙本质小管封闭率无显著影响，未发现随照射时间延长而增加牙本质小管封闭效果的趋势，这可能由于本研究的基准时间较短，即使照射4次或增加4倍时间，激光能量的累积都未达到较高水平，若延长照射时间，能量累积至一定水平，Er:YAG激光热效应可能会破坏已经封闭的牙本质小管[8]。

Badran等[9]分别用60s和120s两个不同时间对牙本质盘进行Er:YAG激光照射，发现照射60s就可使牙本质小管口基本封闭，延长照射时间对封闭效果差异无统计学意义，这与本研究结论一致，只是两个实验所测量时间不同，这与实验设计等因素有关。丁亚娟等[10]研究认为照射时间对牙本质小管封闭效果的影响较小，随着照射时间的增加，牙本质小管封闭效果会逐渐减弱。本研究中激光的照射时间为20s，照射面积为整个牙本质盘，按其方法，单位牙本质小管接受到照射时间与本研究中光斑直径3mm照射1mm2区域的照射时间2s基本相同，这同样证实了本研究中激光照射时间不影响牙本质小管封闭效果的结论。

Moritz等[11]研究发现，激光长时间照射会使牙本质出现碳化、组织裂纹，这可能是因为激光照射使牙体组织中水分蒸发，继续照射使牙本质热量急剧累积导致。本研究中虽没有极长的照射时间，但Er:YAG激光的波长决定了水分子极易吸收Er:YAG激光能量，所以Er:YAG激光照射牙本质时，牙本质小管中的水分子极易蒸发或吸收Er:YAG激光能量分解，导致长时间照射时牙本质小管内水分子减少，从而有可能出现牙本质的碳化现象。

研究显示，无论DH模型牙本质盘的厚度为多少，Er:YAG激光封闭牙本质小管的深度为1.2～2.3μm[12,13]。但在临床中牙齿磨耗、楔状缺损等原因导致的牙本质过敏，均是由于牙本质变薄后牙髓对外界刺激敏感的结果。然而，到目前为止，有关牙本质厚度是否影响激光照射时间对DH治疗效果的临床研究还未见报道。因此，在未来研究中，笔者还将进一步针对牙本质厚度与激光辐照时间对牙本质小管封闭效果开展离体和在体研究。

综上所述，当适宜的Er:YAG激光照射时间有效封闭牙本质小管后，无论增加照射次数还是照射时间都不会再增加牙本质封闭效果，这对于临床上应用Er:YAG激光治疗DH具有一定的指导意义。在Er:YAG激光脱敏时，为了确保操作的安全性及缩短临床就诊时间，建议结合临床实际减少激光照射时间。