劉 升(綜述),雷序江,汪建中(審校)

(1.南昌大學研究生院醫(yī)學部2009級;2.江西省人民醫(yī)院口腔科,南昌330006)

自1955年M.G.Buonocore[1]將酸蝕技術(shù)應用于牙體黏結(jié)修復以來,黏結(jié)技術(shù)已取得巨大發(fā)展,酸蝕已成為牙黏結(jié)修復術(shù)中的一項常規(guī)技術(shù),但目前酸蝕刻法仍存在牙髓刺激等問題難以克服,學者們正致力于尋找更為安全有效的處理方法。1960年美國T.H.Maiman[2]研究制成世界上第一臺紅寶石激光器以來,現(xiàn)激光器已多達數(shù)千種,應用范圍涉及到各個領域,處理牙體黏結(jié)界面可產(chǎn)生類似酸蝕的效果,對牙髓的刺激性小,備受關(guān)注。本文就幾種常用的鉺激光、釹激光、準分子激光、二氧化碳激光在牙體黏結(jié)面的處理作一綜述。

1 鉺激光對牙體黏結(jié)界面的影響

鉺激光根據(jù)發(fā)生器的不同可分為鉺∶釔鋁石榴石激光(Er∶YAG激光)和鉺,鉻∶釔銑嫁石榴石(Er,Cr∶YSGG激光),2種激光都是固態(tài)激光,位于中紅外區(qū),波長分別是2 940 nm和2 780 nm,作用過程都有水的參與,作用原理相似。

1.1 Er∶YAG對牙體黏結(jié)界面的影響

Er∶YAG激光照射后的牙釉質(zhì)表面是粗糙不規(guī)則的,出現(xiàn)了片狀、層狀、點坑狀和溝槽狀。牙本質(zhì)表面較釉質(zhì)出現(xiàn)更光滑和圓鈍的外觀,留下較小而淺的坑狀及溝狀,沒有玷污層,也無熔融和炭化的現(xiàn)象,牙本質(zhì)小管暴露,小管口放大成袖口狀[3]。

S.R.Visuri等[4]研究發(fā)現(xiàn),復合樹脂對Er∶YAG激光照射的牙本質(zhì)的抗剪切黏結(jié)力優(yōu)于傳統(tǒng)酸蝕方法處理的牙本質(zhì),并認為管周牙本質(zhì)礦化程度高,它的保留可能是剪切黏接強度提高的主要原因。但是A.C.Ramos等[5]發(fā)現(xiàn)Er∶YAG激光照射的牙本質(zhì)與傳統(tǒng)酸蝕方法處理的牙本質(zhì),其拉伸黏結(jié)強度在統(tǒng)計上沒有顯著的差別。A.Martinez Insua等[6]認為Er∶YAG激光照射牙體組織后進行黏結(jié)修復所獲得的黏結(jié)力低于傳統(tǒng)酸蝕方法所獲得的黏結(jié)力,激光蝕刻后的釉質(zhì)和牙本質(zhì)表層都存在廣泛的表面下裂隙,這與黏結(jié)失敗有關(guān)。不同的黏結(jié)體系和樹脂材料、激光的參數(shù)設置不同等原因可能會導致上述不同的結(jié)論。

1.2 Er,Cr∶YSGG對牙體黏結(jié)界面的影響

Er,Cr∶YSGG激光在輸出功率為4 W,掃描電子顯微鏡下可見牙釉質(zhì)表面呈多形態(tài)斷面,釉柱清晰,無玷污層,無微裂及熔融改變;牙本質(zhì)表面粗糙,呈魚鱗片狀,可見少量碎屑,牙本質(zhì)小管結(jié)構(gòu)清晰,幾乎無玷污層和微裂,無炭化及熱損傷跡象[7]。

M.Hossain等[8]研究表明Er,Cr∶YSGG激光在輸出功率為3W,氣70%,水20%時,處理牙面6 s要比37%的磷酸酸蝕的牙面清潔,粗糙度也顯著增加,增加黏接面的粗糙度和清潔度就能增加黏接面積和表面的自由能,從而增強黏接力。林瓊光等[9]認為Er,Cr∶YSGG激光蝕刻牙本質(zhì)與常規(guī)酸蝕的區(qū)別在于,酸蝕可使管周牙本質(zhì)脫礦,牙本質(zhì)小管呈漏斗狀改變,形成的樹脂突為短圓錐形,易在樹脂聚合收縮力的作用下從小管內(nèi)脫出,而Er,Cr∶YSGG激光蝕刻牙本質(zhì)時無脫礦作用,牙本質(zhì)小管開口也無擴大,從而形成長圓柱狀密集的樹脂突增加了樹脂的黏接力。B.S.Lee等[10]認為單獨激光切割不利于樹脂牙本質(zhì)的黏結(jié),而激光切割聯(lián)合酸蝕和傳統(tǒng)手機切割聯(lián)合酸蝕都可以達到提高牙本質(zhì)黏結(jié)強度的效果。

到目前為止關(guān)于鉺激光預備牙體硬組織后是否可以提高材料與牙體組織的黏結(jié)強度仍然存在爭議。

2 釹激光對牙體黏結(jié)界面的影響

1961年Johnson發(fā)明了摻釹釔鋁石榴石(Nd∶YAG)激光器,屬固體激光,波長1 060 nm。Nd∶YAG激光具有類似電凝的作用,主要是通過激光的熱效應、光化學效應、機械效應、電磁效應、生物刺激效應等引起表面硬組織改變。Nd∶YAG激光操作簡單,容易控制,也不失為一種理想的牙面處理方法。

2.1 Nd∶YAG激光對牙釉質(zhì)黏結(jié)界面的影響

用Nd∶YAG激光照射釉質(zhì)表面后,在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)其組織表面產(chǎn)生許多密集形態(tài)和邊緣不規(guī)則的凹窩結(jié)構(gòu),深度20～40 nm不等,這一形態(tài)學變化與磷酸酸蝕牙釉質(zhì)相似,并可以獲得與磷酸酸蝕相同的黏結(jié)強度,但是激光功率參數(shù)過高會使牙釉質(zhì)產(chǎn)生許多微小的裂紋[11]。J.A.Hess[12]認為,激光照射牙釉質(zhì)表面后,表面會變粗糙,形成的這種蜂窩狀結(jié)構(gòu)可能為液狀樹脂單體的滲入,形成樹脂突提供空間。但M.T.Ariyaratnam等[13]通過研究發(fā)現(xiàn),雖然Nd∶YAG激光能夠很好得粗化牙釉質(zhì)表面,但經(jīng)激光處理后的牙釉質(zhì)表面微硬度差,黏結(jié)強度明顯低于酸蝕組。王海云等[14]認為隨著激光功率的增加,牙釉質(zhì)的抗剪切強度有所增加,但該趨勢與牙髓腔的溫度變化成反比關(guān)系,因此激光的刻蝕效果則很難于達到磷酸酸蝕的效果。目前,普遍認為Nd∶YAG激光處理牙釉質(zhì)可以顯著提高釉質(zhì)與樹脂的黏結(jié)強度,但是否可以代替磷酸酸蝕,還有待于進一步的研究。

2.2 Nd∶YAG激光對牙本質(zhì)黏結(jié)界面的影響

羅渝寧等[15]認為,脈沖Nd∶YAG激光的光熱效應可以汽化牙本質(zhì)表面的玷污層,并使牙本質(zhì)小管口熔融而部分關(guān)閉,減少液體向外流動,在表面形成比較規(guī)則的“彈坑”樣凹陷及無數(shù)小泡樣突起,整個表面結(jié)果呈熔巖樣改變,牙本質(zhì)小管口呈封閉狀態(tài),牙面變得干凈而粗糙,通過Nd∶YAG激光處理與37%磷酸酸蝕的對比研究,發(fā)現(xiàn)Nd∶YAG激光處理的牙本質(zhì),其抗剪切強度顯著高于磷酸酸蝕組。J.M.White等[16]證明Nd∶YAG激光作用于牙本質(zhì),使牙本質(zhì)表面發(fā)生改變,不但可降低其表面滲透性,還可增強其表面微機械固位力。但是M.T.Ariyaratnam等[13]認為Nd∶YAG激光處理后,雖然能很好地粗化牙本質(zhì),但黏結(jié)強度與未經(jīng)表面處理組無統(tǒng)計學差異。由于在研究中采用的是離體牙,無牙本質(zhì)小管液存在,而過分干燥的牙本質(zhì)表面不利于黏結(jié),因此與臨床活體牙的處理效果有所差別。牙本質(zhì)樹脂黏結(jié)界面的微型態(tài)與牙本質(zhì)樹脂間黏結(jié)力的關(guān)系尚存在爭議,有待進一步實驗證實。

3 準分子激光對牙體黏結(jié)界面的影響

準分子激光是一種氣體激光,其工作物質(zhì)有稀有氣體鹵化物和稀有氣體氧化物。常用的有波長為248 nm的氟化氪準分子激光(Kr∶F準分子激光)和波長為193 nm的氟化氬準分子激光(Ar∶F準分子激光)。

3.1 Kr∶F對牙體黏結(jié)界面的影響

陸煒煒等[17]用Kr∶F準分子激光照射牙面后發(fā)現(xiàn),其輸出能量低時釉質(zhì)表面呈現(xiàn)粗糙的氣泡樣改變,輸出能量增高時掃描電鏡觀察釉質(zhì)表面呈現(xiàn)熔融的棱柱狀結(jié)構(gòu)。低能量密度(0.3、0.5、0.6 J·cm-2)照射后,照射區(qū)與周邊無明顯分界,釉質(zhì)形態(tài)改變不明顯。中等能量密度(0.9、1.0、1.25 J·cm-2)照射后,準分子激光首先作用于“柱鞘”區(qū),從而產(chǎn)生不規(guī)則結(jié)構(gòu),這是一個多孔區(qū)域,柱間質(zhì)的晶體束與釉柱晶體束相接。這個無晶體的“柱鞘”區(qū)大約0.1 μ m寬,主要由蛋白質(zhì)組成。高能量密度(2.0 J·cm-2)照射后,釉質(zhì)表面出現(xiàn)相對均一的小孔,遍布整個輻射區(qū),填塞整個柱間質(zhì)的空隙,表面內(nèi)為一典型的微孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),直徑大約100～200 nm,與紅外激光處理后的釉面形貌相似。S.Eugenio等[18]對Kr∶F準分子激光處理后的牙本質(zhì)中發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的酸蝕比較其粘結(jié)強度未有明顯的提高。

3.2 Ar∶F對牙體黏結(jié)界面的影響

O.Feuerstein等[19]用Ar∶F激光照射人牙釉質(zhì),證實了這種位于紫外區(qū)域的準分子激光,對釉質(zhì)的作用以光切割效應為主,而非熱效應。隨著能量密度增加,表面形態(tài)由粗糙變得光滑,在極高能量時,表面又變成粗糙,其蝕刻深度無明顯差異。P.Wilder Smith等[20]用Ar∶F準分子激光對釉質(zhì)完整的離體牙進行照射,在光鏡和電鏡下觀察,光鏡下釉質(zhì)表面無明顯碳化,僅見部分照射區(qū)存在一些汽化形成的凹陷,電鏡下可見釉質(zhì)面均勻分布的細小氣孔和少量的菱形結(jié)構(gòu),同時,釉質(zhì)表面的高度礦化層因激光照射而消失。Ar∶F準分子激光對釉質(zhì)表面的影響可因不同的激光參數(shù)而不同,但表面結(jié)構(gòu)的改變可以根據(jù)治療的需要而有效控制。

4 二氧化碳激光對牙體黏結(jié)界面的影響

二氧化碳激光(CO2激光)屬氣體激光,常用波長1 060 nm,輸出功率0.5～6 W,能量轉(zhuǎn)換效率高。Z.Kantorowitz等[21]觀察到CO2激光照射后的釉質(zhì)表面熔融,且有釉質(zhì)的剝脫現(xiàn)象,部分區(qū)域出現(xiàn)50～75 μ m的細裂縫,這個可能與能量密度有關(guān)。R.Fuhrmann等[22]對比CO2激光與37%磷酸處理牙釉質(zhì)的抗拉強度,激光照射組為3.3 MPa,酸蝕組為4.9 MPa,但認為激光組抗拉強度仍可滿足臨床黏接的需要。吳美娟等[23]認為CO2激光照射牙本質(zhì)后,隨著能量的不同,牙本質(zhì)小管可出現(xiàn)表面粗糙、管腔堵塞,甚至封閉,也可見到小管更加開放等不同的變化,當激光能量密度在6 J·mm-2左右,可起到封閉牙本質(zhì)小管的作用,通過掃描電鏡觀察CO2激光封閉牙本質(zhì)小管后的表面形狀有利于牙科材料的固位。

綜上所述,鉺激光、釹激光、準分子激光、二氧化碳激光照射牙體黏結(jié)面后能夠達到與酸蝕相似的表面形態(tài)是肯定的,在黏結(jié)面與復合樹脂之間的黏結(jié)力方面尚存一定的爭議。隨著口腔激光機的進一步開發(fā)和完善,在處理牙體黏結(jié)界面取代傳統(tǒng)的酸蝕是完全可能的。

[1] Buonocore M G.A simple method of increasing the adhesion ofacry lic filling materials to enamel surfaces[J].J Dent Res,1955,34(6):849-853.

[2] Maiman T H.Stimulated optical radiation in ruby[J].Nature,1960,187:493-494.

[3] De Souza Gabriel A E,Chinelatti M A,Borsatto M C,et al.Effect of Er∶YAG laser irradiation distance on superficial dentin morphology[J].Am J Dent,2006,19(4):217-221.

[4] Visuri S R,Gilbert J L,Wrig ht D D,et al.Shear strength of composite bonded to Er∶YAG Laser-prepared Dentin[J].Dent Res,1996,75(1):599-605.

[5] Ramos A C,Esteves Oliveira M,Arana Chavez V E,et al.Adhesives bonded to erbium:yttrium-aluminum-garnet laser-irradiated dentin:transmission electron microscopy,scanning electron microscopy and tensile bond strength analyses[J].Lasers Med Sci,2010,25:181-189.

[6] Martinez Insua A,Da Silva Dominguez L,Rivera F G,et al.Differences in bonding to acid-etched or Er:YAG-laser-treated enamel and dentin surfaces[J].Prosthet Dent,2000,84(3):280-288.

[7] 于靜濤,賈興亞,喬麗艷,等.鉺,鉻∶釔鈧鎵石榴石激光切割牙體硬組織效果的掃描電子顯微鏡觀察[J].華西口腔醫(yī)學雜志,2003,21(5):356-358.

[8] Hossain M,Nakamura Y,Yamada Y,et al.Analysis of surface roughness of enamel and dentin after Er,Cr∶YSGG Laser Irradiation[J].Clin Laser Med Surg,2001,19(6):297-303.

[9] 林瓊光,張飛成,尹興喆,等.Er,Cr∶YSGG激光在齲病治療中的應用研究[J].現(xiàn)代口腔醫(yī)學雜志,2005,19(2):168-171.

[10] Lee B S,Lin P Y,Chen M H,et al.Tensile bond strength of Er,Cr∶YSGG laser-irradiated human dentin and analysis of dentin-resin interface[J].Dent Mater,2007,23(5):570-578.

[11] Lan W H.A comparision of bond strengths following treatment with Er∶YAG laser and phosphoric acid[J].Int Congr Ser,2003,1248:51-59.

[12] Hess J A.Subsurface morphological changes of Nd∶YAG laser-etched enamel[J].Lasers Surg M ed,1997,21(2):193-197.

[13] A riyaratnam M T,Wilson M A,Mackie I C,et al.A comparison of surface roughness and composite enamel bond strength of human enamel following the application of the Nd∶YAG laser and etching with phosphoric acid[J].Dent Mater,1997,13(1):51-55.

[14] 王海云,陳鐵,謝黎.脈沖Nd∶YAG激光刻蝕牙釉質(zhì)對牙釉質(zhì)形態(tài)及其抗剪切強度的影響[J].暨南大學學報,2010,31(4):403-406.

[15] 羅渝寧,陳柯.Nd∶YAG激光處理與磷酸酸蝕牙本質(zhì)后抗剪切粘結(jié)強度的比較研究[J].臨床口腔醫(yī)學雜志,1996,12(1):21-23.

[16] White J M,Goodis H E,Setcos J C,et al.Effects of pulsed Nd∶YAG laser energy on human teeth:a three-year followup study[J].Am Dent Assoc,1993,124(7):45-51.

[17] 陸煒煒,俞未一,孫衛(wèi)斌,等.Kr∶F準分子激光作用釉質(zhì)產(chǎn)生的形態(tài)學變化[J].口腔醫(yī)學,2000,20(1):8-9.

[18] Eugenio S,Osorio R,Sivakumar M.Bond streng th of an etchand-rinse adhesiveto KrF excimer laser-treated dentin[J].Photomed Laser Surg,2010,28(1):97-102.

[19] Feuerstein O,M ayer I,Deutsch D.Physico-chemical changes of human enamel irradiated with ArF excimer laser[J].Lasers Surg Med,2005,37(3):245-251.

[20] Wilder Smith P,Lin S,Nguyen A,et al.Morphological effects of A rF excimer laser irradiation on enamel and dentin[J].Lasers Surg Med,1997,20(2):142-148.

[21] Kantorowitz Z,Featherstone J D,Fried D.Caries prevention by CO2laser treatment:dependency on the number of pulses used[J].Am Dent Assoc,1998,129(5):585-591.

[22] Fuhrmann R,Gutknecht N,Magunski A,et al.Conditioning of enamel with Nd∶YAG and CO2dental laser systems and with phosphoric acid.An in-vitro comparison of the tensile bond strength and the mo rphology of the enamel surface[J].Orofac Orthop,2001,62(5):375-386.

[23] 吳美娟,趙福運.CO2激光照射后牙本質(zhì)變化的掃面電鏡觀察[J].中國激光醫(yī)學雜志,2001,10(1):28-30.