不同激光封闭牙本质小管效果的体外研究

何颖 陈世照 武明轩

牙本质过敏症(dentin hypersensitivity，DH)是指由于牙本质不同程度暴露，而使牙齿在受到如温度(冷热)，化学(酸甜)，机械(磨擦或咬硬物)等刺激时，出现的一种异常酸痛症状[1]。其发病机制有多种学说，其中的流体动力学说最被认同，该理论认为，治疗DH的关键是阻止牙本质小管内的液体流动，或者阻断牙髓神经传导[2]。因此，将牙本质小管封闭可有效改善牙本质过敏症状。传统的治疗方法是使用脱敏药物，诸如氟化物、树脂类脱敏剂等。20世纪80年代后期，有学者将激光引入此领域。目前，应用较多的是Er:YAG激光、Nd:YAG激光和半导体激光。激光实质是一种粒子能量形式，半导体激光和Er:YAG激光照射能使牙本质表面形成薄薄一层熔融物覆盖牙本质小管口，将其封闭[3-5]，进而阻断神经传导，减轻牙齿疼痛症状；牙本质敏感症患者如果长期经Er:YAG激光照射脱敏，其牙本质细胞的防御反应可以被刺激调动，进而修复性牙本质的形成被促进[4]，而照射距离和不同手具可影响Er:YAG激光的牙本质封闭效果[6]。半导体激光和Er:YAG激光都能够有效封闭牙本质小管从而改善牙本质过敏症状。本实验拟构建离体牙本质敏感模型进行体外实验，在对模型分别使用两种激光处理后，进行冷热循环老化处理前后牙本质小管暴露情况的比较，从而比较哪种激光封闭牙本质小管效果更好，能显效更快、疗效更持久，为牙本质敏感的临床治疗提供一定的理论依据和实践参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集河北医科大学口腔医院颌面外科新鲜拔除的第三磨牙25颗，其中男14例,女11例；年龄18～40岁。纳入标准：牙齿外形完整、无牙隐裂、无龋病、无氟斑、无牙体硬组织疾病等。用刮治器刮除牙齿表面的牙石及肉芽组织后,浸于 0.9%氯化钠溶液中，放在4℃冰箱中冷藏保存。

1.2 实验仪器设备 双波长激光治疗仪(斯罗文尼亚Fotona公司，型号：M021-5AF/1)；半导体激光(斯罗文尼亚Fotona公司,型号：M002 3A/4)；慢速精密切割机(SYJ-150,沈阳科晶公司)；超声震荡仪(上海予皓科学仪器公司Y，H-200DH)；冷场发射电子扫描显微镜(日本日立公司，SM-3500N)；冷热循环仪(苏州威尔实验用品有限公司，TC-501F(111))；超声纯水机(SMART N2)；0.5 mol/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 25.0(美国IBM公司)。

1.3 方法

1.3.1 牙本质过敏症离体模型的建立:离体牙本质模型预备：收集患者拔除的离体牙25颗，用冷凝水降温，将牙体于牙釉质界上1.0mm处垂直牙体长轴切割，深约2 mm，制成边长4 mm大小的正方形的牙本质盘，依次用600、800目的碳化硅砂纸将牙本质盘表面打磨至光滑平整，然后用0.5 mmol/L EDTA 酸蚀5 min、用去离子水超声荡洗10 min、蒸馏水冲洗1 min,并浸泡在0.9%氯化钠溶液中于4℃ 冰箱冷藏备用。

1.3.2 牙本质敏感模型的分组:将5个样本作为空白对照组，其余20个样本随机分成A、B两组，每组10个牙本质过敏模型。干燥后备用。Er:YGA激光(A组):使用Fotona 双波长激光治疗仪、散焦式照射手具(R14)、Er:YAG激光(SP,40 mJ,10 Hz,0.4 W,水0，气0，光斑直径约2 mm)，垂直于牙本质盘表面，探头顶端距离牙面约2 cm，快速均匀移动照射20 s。半导体激光(B组)：使用Fotona 半导体激光(1.0W,CW，光斑直径约2 mm)与牙本质盘表面成 90°，探头顶端距离牙面约1 cm，快速均匀移动照射20 s。随机选取2组的一半样本和对照组样本在扫描电镜下观察牙本质小管的暴露情况。

1.4 冷热循环老化实验 将A、B组剩余的一半样本放在37℃水中保存1周后，在冷热循环仪中冷热循环4 000次，水温5℃～55℃，水中停滞30 s然后离开水面2 s。在扫描电镜下观察记录牙本质小管暴露情况。

1.5 牙本质样本检测分析 扫描电镜下观察的结果：将牙本质样本置于干燥瓶内，自然干燥1 d,按要求对样品表面进行喷金,并用导电胶粘固在观察托盘上；然后用扫描电镜观察各样本的牙本质小管暴露情况并采集图像。图像处理:分别从每个样本中随机选取 5 张采集的扫描电镜图像,应用 Image-Pro Plus 6.0 图像分析软件对图像进行分析处理。采用面积法，先利用软件自动识别功能标记牙本质小管口的边界,选中图像中牙本质小管口的暴露区域,并计算处理区域牙本质小管暴露的面积作为牙本质小管的暴露面积；然后再以空白对照组开放牙本质小管暴露面积作为基准,根据公式：牙本质小管暴露率(%)=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%，计算样本牙本质小管暴露率[7]。

2 结果

2.1 牙本质样本结果

2.1.1 扫描电镜下牙本质样本表面牙本质小管观察:空白对照组样本的牙本质小管口几乎完全开放,漏斗口状，周界清楚,呈圆形或椭圆形。A组牙本质小管口大多封闭，少数为半封闭或开放，部分可见裂纹和突起。被封闭牙本质小管口上面覆盖有一层熔融的牙本质，表面不平整，可能是由于存在少许玷污层。B组牙本质表面呈现条纹状，牙本质小管口几乎全部被封闭，仅有少数呈线条状开口且不连续，表面有分散的颗粒物。见图1。

图1 3组牙本质小管表面形态

2.1.2 牙本质小管暴露面积数据分析:对比对照组,A、B 2组牙本质小管的暴露面积均明显小于空白对照组(P<0.05)，且B组牙本质小管暴露面积小于A组(P<0.05)。

2.1.3 牙本质小管暴露率数据分析：A、B 2组的牙本质小管暴露率分别为(4.16±0.17)%和(1.27±0.08)%。与对照组(10.4±0.09)%相比均有明显减小(P<0.01)，且B

表1 牙本质小管暴露率

2.2 老化实验后的A、B两组牙本质样本结果

2.2.1 扫描电镜下牙本质样本表面牙本质小管观察：A组牙本质表面熔融牙本质被破坏而消失，牙本质小管口开放，且形态变得不规则，有不同程度的侵蚀扩大。B组牙本质表面熔融层仍存在，几乎全部牙本质小管口仍被封闭，仅个别开放，可见玷污层裂纹和颗粒。见图2。

2.2.2 牙本质小管暴露面积分析:B组牙本质小管的暴露面积明显小于实验A组(P<0.05)。

2.2.3 牙本质小管暴露率数据分析：经老化实验后A组的牙本质小管暴露率为(19.06±0.69)%，B组为(1.51±0.04)%。2组差异有统计学意义(P<0.01)。见表2。

表2 老化实验组牙本质小管暴露率

3 讨论

牙本质过敏症呈短暂性尖锐疼痛，发病速度快，患者通常痛苦难忍[6]。目前，治疗DH 的方法较多，传统方法包括脱敏剂、充填术和冠修复。对于症状轻者，可采用药物脱敏治疗，但往往效果不持久，需要反复脱敏。冠修复则需要磨除较多正常牙体组织，损伤较大且费用较高，患者往往不愿接受。若过敏症状已经明显影响患者的咀嚼功能、形成顽固性敏感症，且各种治疗方法均无良好疗效则需要失活牙髓，行根管治疗再冠修复。不仅增加了患者的经济负担而且磨除了大量的牙体组织，与目前提倡的微创治疗背道而驰。近年来，激光治疗DH的方法逐渐应用于临床，疗效较好且微创，并且与药物脱敏联合应用效果更佳[8]。激光种类繁多,Er:YAG 激光和半导体激光相对于传统的治疗方法，因其具有的光热效应和生物学效应,使治疗效果更佳,显示出更大的优势,所以更多的口腔医生将这两种激光用于治疗牙齿敏感患者[9,10]。

本实验使用的Er:YAG激光，波长为2 940 nm，其能量能更多地选择性地被牙体中的水吸收，形成蒸汽而产生内部压力，直至达到熔点，使无机物质发生爆炸性破坏。因此，牙本质中羟基磷灰石及钙盐由于热能而熔融，形成熔融层，堵塞牙本质小管[11]。目前研究认为，Er:YAG激光治疗DH可能通过3种途径：(1)牙本质小管由于激光照射吸收热量，发生熔化再结晶；(2)受到激光照射的区域内的牙本质小管内神经发生生理改变，使神经纤维反应变得迟钝[12]；(3)牙本质管液由于Er:YAG激光较高的吸水性和热效应而蒸发、使盐类沉积，封闭小管[13]，加之其热效应小于其他类激光[14]。杨久慧等[6]的研究发现，FOTONA双波长激光治疗仪的Er:YAG激光散焦式手具(R14)较聚焦式手具(R02)有更佳的牙本质小管封闭效果。所以，本实验选用了散焦式手具(R14)。本实验在激光照射后A组仍存在少量半封闭或开放的牙本质小管[15]，可能是由于激光治疗中存在角度受限、光斑直径较小等局限性，导致在照射牙本质时存在盲区，使能量不能被牙面均匀吸收；同时，激光产生的能量不足，也不能完全消融玷污层，导致样本表面存在较细颗粒物[9]。

半导体激光穿透力强,热效应高,极短时间内使牙本质小管中蛋白质发生变性凝固[13]，从而封闭牙本质小管，达到治疗牙本质敏感症的作用。虽然在照射牙本质脱敏过程中，可以使牙髓腔温度升高，但仍低于Nd:YAG激光，且温度升高<5.5℃,不会对牙髓组织造成不可逆性的损伤[16]。

本实验采用两种激光对相同面积的牙本质照射相等的时间，比较其对牙本质小管的封闭效果，结果显示：半导体激光的疗效优于Er:YAG激光。分析原因可能是两种激光光热效应存在差异，半导体激光更优，故B组牙本质表面熔融效果更好，牙本质小管封闭率更高。国内有学者对半导体激光治疗牙本质过敏症做了Metar分析提示半导体激光能够显著缓解牙本质敏感症患者的临床症状,具有十分积极的治疗作用[17]。赵莹等的研究也证明半导体激光可以有效的治疗合面磨耗引起的牙本质过敏症。该治疗方法脱敏效果好，疗效持久,操作简单,老年患者容易接受[18]。

Er:YAG激光组在冷热循环老化实验(5～55℃老化实验)后，牙本质小管的开放更为严重，这可能是由于熔融层厚度不足，牙本质小管封闭浅，容易引起牙本质小管的再暴露[19]。

而半导体激光的穿透性强，热熔融效果更好，使封闭距离更长，从而抗老化效果较Er:YAG激光更佳。以后研究中也可以在封闭深度上做观察对照研究。

根据李强等[20]的研究，照射时间不能影响Er:YAG激光的牙本质小管封闭效果，但照射距离可以影响其效果——>1 cm后，距离牙体越远其牙本质封闭效果越好[6]。本实验采用的是距离牙体2 cm，如再增加Er:YAG激光手具距离牙齿的距离，可能会有不一样的实验结果，这也有待以后进一步研究比较。

综上所述，相同的照射时间照射同等面积的牙本质小管，半导体激光封闭牙本质小管效果优于Er:YAG激光，且抗老化效果较好。这对于临床上应用两种激光治疗DH有一定的指导意义。考虑到仪器成本及体积等因素，半导体激光更具优势。