Er：YAG 激光和传统去腐对两种粘接系统粘接性能的影响*

葛 超 魏俭铭 褚亚辉

龋病[1]是危害人类健康的三大口腔疾病之一，它是一种常见病、多发病，尤其65～74 岁年龄段老年人的患病率高达98.4%。所以龋病的治疗是非常重要的，龋病的传统治疗方法就是用涡轮手机去除腐质后进行充填治疗，而传统涡轮手机去腐产生的钻牙的声音会使很多患者产生牙科畏惧症[2]，目前，有一种生物激光治疗系统可用于牙体硬组织的切割，与传统高速涡轮手机去腐相比，它具有舒适、无痛、震动小、对牙髓刺激性低等优点[3,4,6]，更易于被患者接受，特别是有牙科畏惧症的患者人群。而且传统涡轮手机去腐后组织表面会形成玷污层，并有大量不规则的牙本质碎屑堵塞牙本质小管，不仅影响粘接效果，并且易造成边缘微渗漏，产生继发龋，影响龋病治疗的效果。传统的酸蚀方法虽然可以去除玷污层，但可能会激惹牙髓使患者产生牙本质过敏。有研究发现，激光不但对牙髓无明显的刺激，而且能有效去除牙本质表面的玷污层，在表面产生类酸蚀样的效果。本实验将对两种不同去腐方式对自酸蚀，全酸蚀两种系统粘接性能的影响进行研究。

1.材料与方法

1.1 研究对象 于2020 年12 月在沧州市中心医院口腔科收集60～80 岁拔除的牙体完整、无龋的第8 磨牙27 颗，置于4℃生理盐水中保存备用，要求时长不超过3 个月。

1.2 实验仪器和材料 Er：YAG 激光(Fotona公司，德国)；快速涡轮手机(kavo 公司，德国)；E-1010 型离子衍射仪(日立公司，日本)；S-4800型场发射扫描电子显微镜(日立公司，日本)；858Mini Bionix 微力疲劳试验机(MTS 公司，美国)；3M Single bondTMUniversal 通用粘接剂(3M公司，美国)；3M AdperTMsingle bond2 Adhesive(3M 公司，美国)；3M Z350 复合树脂(3M 公司，美国)Gluma 酸蚀剂(贺利氏古莎齿科有限公司，中国)。

1.3 实验方法

1.3.1 实验分组 本实验分为两部分，第一部分是通过场扫描电镜观察传统去腐与Er：YAG 激光去腐后牙本质微结构的变化，第二部分是通过微拉伸粘接强度测试比较两种去腐方法对粘接效能的影响。第一部分分为传统去腐组、传统去腐加酸蚀组和激光去腐三组(每组一颗牙)。第二部分将24 颗牙随机分为传统去腐组(A 组12 颗牙齿)和Er:YAG激光去腐组(B 组12 颗牙)，A 组使用球钻预备牙本质表面，B 组使用Er：YAG 激光预备牙本质表面。每组再分为全酸蚀组(A1 组、B1 组)、自酸蚀组(A2 组、B2 组)两个亚组，每组6 颗牙。

1.3.2 牙体预备 牙钻传统去腐的牙齿：用传统涡轮手机在喷水条件下垂直于牙体长轴磨除各标本合面釉质，暴露牙本质层。

Er：YAG 激光去腐的牙齿：用涡轮机在喷水条件下垂直于牙体长轴磨除各标本合面釉质直至暴露牙本质，后使用Er：YAG 激光照射牙本质表面，功率设定为80mJ，15Hz，水汽比例为40%水，60%汽，使用时光纤头垂直牙体表面，距表面1mm 呈网状扫描式照射10s。

1.3.3 样本处理 第一部分实验样本：将三组处理过的牙体在牙本质处理面下2mm 处截断牙齿，将样本制备成1mm×1mm×2mm 的薄片(传统去腐加酸蚀组的牙本质薄片需酸蚀30s)。

第二部分实验样本A1 组：Gluma 酸蚀剂酸蚀牙本质表面30 s 后，涂布3M AdperTMsingle bond2 Adhesive；B1 组激光处理后的表面直接涂布3M AdperTMsingle bond2 Adhesive；A2、B2 组：牙本质表面直接涂布3M SinglebondTMUniversal 通用粘接剂。处理过的表面均使用LED 光固化灯光照10s。然后使用Z350 复合树脂逐层充填约5mm 每层厚度不超过2mm，每层充填后使用LED 光固化机光照30s。将充填完树脂的样本牙用高速金刚砂车针于喷水条件下切除牙根，再将充填完树脂的牙本质块制备成粘合面积约为1mm×1mm,粘接界面处缩窄的哑铃型测试片。

1.3.4 扫描电镜观察样本表面形态 实验第一部分预备后的牙本质样本薄片经2.5%戊二醛固定，乙醇逐级脱水，干燥，喷金，行扫描电子显微镜观察样本表面的形态变化。

1.3.5 微拉伸粘接强度测试 用游标卡尺测量每个试片，并计算出每个试件的实际粘接面积。然后将试件逐一固定在微力疲劳试验机上，加载速度为1.0mm/ min，记录每个试件断裂时的最大载荷值(N)，按公式微拉伸粘接强度(MPa)=最大载荷(N)/ 粘接面积(mm2)计算出每个测试片的粘接强度[3]。

1.4 统计学方法 使用SPSS19.0 软件，结果以均数±标准差()表示，并应用单因素方差分析做两组比较，P＜0.05 代表差异具有统计学意义。

2.结果

2.1 扫描电镜下牙本质表面形态 传统去腐加酸蚀牙本质表面形态：牙本质表面光滑干净未见玷污层，可见分布均匀完全开放的牙本质小管，管口边缘清晰呈圆形。

传统去腐牙本质表面形态：牙本质表面被一层玷污层所覆盖，未见有开放的牙本质小管，玷污层粗糙不平，呈断层状结构。

激光去腐牙本质表面形态：牙本质表面未见明显的玷污层，可见开放的牙本质小管，管口周围发白，但管径较小，牙本质表面较粗糙，未见裂纹样结构。

图1 传统去腐加酸蚀牙本质表面形态(电镜×2000)

图2 传统去腐牙本质表面形态(电镜×2000)

图3 激光去腐牙本质表面形态(电镜×2000)

2.2 微拉伸粘接强度测试结果

表1 各分组粘接强度

传统牙钻预备后与Er：YAG 激光预备后全酸蚀粘接强度对比，A1[26.32±6.43MPa]＞B1[25.52±3.43MPa](P＞0.05)，差异不具有显著性。传统牙钻预备后与Er：YAG 激光预备后自酸蚀粘接强度对比A2 [21.52 ±4.52MPa]＜B2 [25.92 ±7.24MPa](P＜0.05)，差异具有统计学意义。

3.讨论

我国是一个龋病高发的国家，据调查显示我国5 岁以下儿童的患龋率为66%，12 岁儿童中为28.9%，35～44 岁年龄段为88.1%，65～74 岁年龄段为98.4%，而他们的非治疗率分别达到了97.1%，88.9%，80.1%，92.1%[1]。可见我国龋齿的患病率高，治疗率非常低，尤其是65～74 岁年龄段的老年患者，除了老年患者对龋齿的认识不足，临床传统的牙钻去腐，存在着噪声大、预备量大、容易激惹牙髓产生疼痛等不足，从而使患者产生牙科畏惧症而不愿意再次接触牙齿治疗。随着微创牙科治疗的发展，Er：YAG 激光在去腐时因具有无噪音、去腐精确，低震动对牙髓无刺激不产生疼痛等优势，而被越来越多的应用到临床治疗中[5,6]。

目前牙本质粘接系统主要有全酸蚀粘接系统和自酸蚀粘接系统。全酸蚀粘接系统主要靠酸蚀剂中35%～40%的磷酸去除玷污层，形成开放牙本质小管，粘接剂和树脂渗入到小管内形成树脂突，另外酸蚀剂使牙本质表面脱矿，粘接剂渗入到脱矿的纤维网中形成混合层，混合层和树脂突共同形成粘接强度。自酸蚀粘接系统是通过玷污层改性，树脂渗入脱矿层所形成的混合层，从而形成粘接强度。这两种粘接系统都是基于传统涡轮机牙钻预备后牙体表面形态结构发展而来，关于Er：YAG 激光处理过的牙本质界面对粘接系统粘接强度的影响，以往进行了大量研究，但大多集中于Er：YAG 激光去腐后涂布自酸蚀粘接剂的研究[7-9]，本文比较了两种去腐方法对两种粘接系统粘接强度的影响，拟为探索更适合的去腐方式和粘接系统的临床治疗提供理论依据。

扫描电镜下，传统牙钻去腐后牙本质表面产生较厚且不规则的玷污层，将牙本质小管全部覆盖，玷污层的存在不利于粘接剂渗入牙本质小管和粘接面积的增加，而酸蚀过的牙本质表面无明显的玷污层，牙本质小管开放，管口脱矿，管径变大，有研究表明[10]，在一定程度上这种表面形态有利于粘接剂渗入牙本质小管，增强牙本质的粘接性能。扫描电镜下，Er：YAG 激光去腐后的牙本质表面类似于酸蚀后的牙本质表面，但是牙本质小管的开放直径相对于酸蚀后的管径小，这可能是由于Er：YAG 激光照射于牙齿表面时，由于其波长与牙体中羟基磷灰石、水的吸收峰值接近，所以会被迅速吸收，同时组织表面温度升高使的组织内的水汽化膨胀，使牙体组织破碎，从而形成类酸蚀的牙齿表面[11]，而由于铒激光无脱矿作用，所以保持了牙本质小管管口的原来大小，全酸蚀粘接剂也无法渗入到脱矿纤维中，形成具有一定粘接强度的混合层。但是这种类酸蚀的牙齿表面形态有利于粘接剂渗入牙本质小管，增强牙本质的粘接性能，并且高于自酸蚀粘接剂改性玷污层形成混合层的粘接强度[10]，这与本实验微拉伸粘接强度测试实验的结果相一致，B2 组粘接强度强于A2 组。虽然酸蚀使牙本质小管管径增大，加大了粘接剂与牙本质小管的粘接面积，增强了粘接强度，但是酸的作用也通过增大的牙本质小管，使管内液体流动从而激惹牙髓牙本质复合体，引发活髓牙的敏感症状[12]，甚至导致牙髓炎的发生[13]，另有研究显示，酸蚀有时会使牙本质小管存在过度脱矿的情况，即脱矿层厚度与粘接剂渗入深度存在差异，故将形成纳米渗漏而影响粘接性能[14]。所以虽然Er：YAG 激光处理后的牙本质小管的开口直径小于酸蚀后的小管直径，也无混合层的形成，但微拉伸粘接强度测试实验结果显示，A1 组的粘接强度与B1 组粘接强度无显著性差异，所以对于粘接强度无显著性影响。并且Er：YAG 激光无酸的作用，不会对牙髓造成刺激。

综上所述，Er：YAG 激光去腐后，不论使用自酸蚀粘接系统还是全酸蚀粘接系统均产生了较强的粘接效果。