劉雁 李麗婭 杜啟濤 萬寶杰 寧鳳霞 宿彤

半導體激光又稱二極管激光，是波長為800～980 nm的低能量激光，應用于根管預備后根管內照射，能有效殺菌，控制炎癥，增加根管充填的封閉性，減少微滲漏，提高根管治療的成功率[1]。機制是依靠其產生的熱效應，破壞根管內細菌的細胞結構以及對牙本質小管的改建作用，從而改變根管壁界面。以往的研究多集中于根管壁的超微結構的角度以及根管微滲漏方面來探討激光的效應。本研究分析經半導體激光照射后根管封閉劑在根管壁表面的鋪展能力即研究根管封閉劑對根管壁的潤濕性，探討激光對根管壁的影響，找出最佳的激光參數(shù)，為臨床提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料和設備

根管封閉劑Seal easy mix(VDW，德國)；PROTAPER鎳鈦器械(Densply，美國)；EDTA凝膠(美塔，韓國)；流動樹脂BEAUTIFUL flow plus(松風，日本)；接觸角測量儀(JC2OOOC1，上海中晨數(shù)字技術設備有限公司)；980 nm半導體激光(北京大恒新紀元)；掃描電子顯微鏡(Supra55,Zeiss，德國)。

1.2 方法

1.2.1 牙本質樣本制備 選取因牙周病或正畸而拔除的第二前磨牙35 個。標準：(1)牙根發(fā)育完成，牙體保持完整，無齲壞，無明顯裂紋；(2)扁平單根管，彎曲度<20°，未經治療。

清除軟組織及牙石，用高速手機在釉牙骨質界處截去牙冠，每個根管使用PROTAPER鎳鈦器械預備至F3，根管預備過程中使用EDTA凝膠潤滑根管壁，每次更換器械使用1%NaClO溶液沖洗根管，預備完玻璃離子暫封浸泡于0.9%的生理鹽水中4 ℃冰箱保存。截去根尖1/3，保留根冠2/3，使用骨鑿將牙根縱劈開，保留根管壁剖面完整，打磨樣本底并包埋于流動樹脂中，水平儀調整使底部水平，制成長約7 mm，寬約4 mm，厚度約2 mm的牙本質片70 個(70 個樣本分成7 組，因為對照無需分亞組，每組樣本是10 個，其中有2 個做掃描電鏡，另8 個做接觸角測量的樣本)。

1.2.2 實驗分組 分實驗組和對照組，實驗組根據(jù)激光功率分3 組，每組再根據(jù)時間分2 個亞組，如下：A組對照；B1組1 W激光照射10 s；B2組1 W激光照射20 s；C1組2 W激光照射10 s；C2組2 W激光照射20 s；D1組3 W激光照射10 s；D2組3 W激光照射20 s。操作時光纖距離根管壁約1 mm成“Z”型折線非接觸式照射，1 次5 s停留5 s再按同樣方式照射5 s。

1.2.3 接觸角測量 將根管封閉劑Seal easy mix(VDW)根據(jù)說明書在室溫下迅速混合，按照分組在處理過的牙本質樣本表面滴加，在接觸角測量儀上測量封閉劑在1 min和靜置60 min時與牙本質表面的接觸角(圖 1)。

測試方法:(1)選擇需要用的測試照片；(2)然后用量角法測試；(3)選擇基準線；(4)頁面上會出現(xiàn)兩條垂直相交直線，移動這兩條直線，使其與液滴兩邊相切；(5)然后向下移動兩條直線，使兩條直線交點與液滴頂點重合；(6)向左旋轉兩條直線，使一條直線和液滴與基準線的交點重合，將180減去屏幕中顯示的接觸角數(shù)值，就是左接觸角；(7)同理向右旋轉兩條直線，得出右接觸角。本實驗統(tǒng)一使用左接觸角計算。

1.2.4 掃描電鏡 每組各取兩個樣本在掃描電子顯微鏡下觀察根管壁的超微結構。

1.3 統(tǒng)計學分析

2 結 果

2.1 各組牙本質樣本表面的接觸角

各組60 min的接觸角均小于1 min時的接觸角；時間是10 s時，接觸角對照組>1 W>2 W>3 W；時間是20 s時，接觸角對照組>1 W>2 W>3 W。

各組1 min和60 min對比，對照組、1 W組和3 W組均有顯著性差異(P<0.05)，對照組與2W組無差異(P>0.05)；當時間為10 s時，1 min的接觸角對照組和實驗組間均無差異，實驗組間也無差異；60 min的接觸角對照組與2 W、3 W組有差異，與1 W組無差異，1 W組與3 W組有差異，1 W組與2 W組無差異，2 W組與3 W組無差異；當時間為20 s時，1 min的接觸角對照組和實驗組間均無差異，實驗組間也無差異；60 min的接觸角對照組與各實驗組均有差異，各實驗組間無差異(表 1)；當功率相同時，各實驗組10 s與20 s在1 min和60 min的接觸角均有差異(圖 2～3,表 1)。

圖 2 激光照射10 s接觸角 圖 3 激光照射20 s接觸角

2.2 各組樣本表面形態(tài)

A組鏡下玷污層，大塊碎屑，牙本質小管開放較少；B1組鏡下大塊碎屑，部分牙本質小管開放；B2組碎屑少而小，大部分牙本質小管開放；C1組鏡下少許碎屑,開放的牙本質小管管口有阻塞物；C2組鏡下幾乎無碎屑，牙本質小管管口阻塞明顯；D1鏡下牙本質小管開放或熔融,管口有阻塞物；D2組牙本質小管熔融明顯，管口也少見阻塞物(圖 4)。

表 1 激光不同參數(shù)在牙本質表面的接觸角

圖 4 各組樣本表面形態(tài) (SEM， ×1 000)

3 討 論

根管治療過程中根管封閉劑與根管壁之間的粘附力主要受固體表面自由能即潤濕性的影響，潤濕性能是指一種液體在固體表面的鋪展能力[2]，可用接觸角表示。接觸角值與表面自由能是一種相反關系，即接觸角越小，潤濕性越好，表面自由能越大[3]。對于根管壁，Anastáclo等[4]認為激光照射引起從玷污層改造到最初熔融的超微結構變化，而且這些效應會隨激光功率的增加而增強。不同的根管封閉劑鋪展能力不同，實驗使用臨床常用的樹脂類根管封閉劑。液滴量的改變會影響所測量的接觸角數(shù)值[5]，所以在實驗中統(tǒng)一使用根管封閉劑廠家標準的混合注射器滴加相同液滴量進行測量。對于輸出功率的設定，臨床上一般控制在 1.0～3.0 W，隨著功率的增大激光的作用效果也會加強，但過高的功率對根管壁及根尖周組織會造成損傷。半導體激光的光纖伸入根管內照射時間的長短，亦是影響其消毒效果的因素之一。接觸時間越長，接觸越充分，殺菌效果就越好。在考慮安全的條件下臨床上一般多次進行根管內照射，每次控制在 5～10 s[6]。本實驗分別選取了1、2、3 W 3 個功率，照射時間為10 s和20 s，為防止連續(xù)照射對根管壁造成的熱損傷，實驗中每次照射5 s，間隔5 s然后再照射5 s。

研究結果發(fā)現(xiàn)無論是否使用激光照射，在60 min的接觸角都小于1 min的接觸角，說明隨著時間的延長，封閉劑在根管壁都會有一定的鋪展能力，這一點通過本實驗比較滴加封閉劑1 min 和60 min的接觸角測定證明，發(fā)現(xiàn)后者均小于前者。在研究中設定了3 種功率1、2、3 W，作用時間分別為10 s和20 s，測量結果發(fā)現(xiàn)隨著激光功率的增加，接觸角變小，潤濕性能增加，特別是60 min后的接觸角與未經激光照射組比較，有顯著性差異，說明封閉劑在激光處理后的根管壁界面有更好的鋪展能力。經激光照射的根管壁表面的狀況是影響潤濕性的主要因素，半導體激光清除玷污層能力較好，經激光照射的根管比未經處理的根管封閉性會有所提高[7-8]。本實驗掃描電鏡觀根管壁的牙本質超微結構發(fā)生明顯變化：玷污層逐漸消失，牙本質小管從開放到逐漸熔融，根管壁趨于光滑。牙本質小管這種或熔融或開放的改變，影響根管壁牙本質的潤濕性能，改變了根管壁對根管封閉劑的吸附能力。從電鏡觀察3 W照射后的根管壁結構更適合根管封閉劑在根管壁表面的鋪展。但是由于激光照射后會引起牙本質小管的熔融，理論上這種熔融并不利于根管封閉劑滲入深層牙本質小管，有研究發(fā)現(xiàn)980 nm激光雖然改善了牙本質小管的形態(tài)，但增加了根尖微滲漏[4]；也有研究認為激光照射做為根管預備的輔助手段，對根尖微滲漏無明顯影響[9]。所以潤濕性好雖然反應了根管封閉劑的鋪展能力佳，但是否有利于減少微滲漏，還需要進一步的實驗研究。其次,半導體激光可深入至牙本質小管內1 000 μm處，而普通化學消毒劑的滲透深度則僅在100 μm以內[10],牙本質小管閉鎖會形成一種光滑、低滲透性的根管壁,而微生物往往可以侵入深達牙本質小管2 000 μm的地方,這種熔融的根管壁可能使牙本質小管深部的細菌得到保護[11]。研究認為激光在根管治療中作為一種補充的消毒方法，與5.25%的次氯酸鈉聯(lián)合使用功率2 W時能達到更好的抑菌效果[12-13]。激光照射能增強根管封閉劑對牙本質的粘接強度[14]，不同的根管封閉劑對封閉性能有不同影響，980 nm激光照射根管牙本質可增加AH Plus封閉劑的粘接強度，但對epiany封閉劑的粘接無影響[15]，因此下一步還需要對臨床常用的其它封閉劑如氫氧化鈣類封閉劑，生物陶瓷類封閉劑分別進行研究，以期找到最適合的激光參數(shù)和臨床組合。

激光作用于根管壁牙本質時可造成根管外部和相鄰組織溫度的升高，有可能誘發(fā)牙根和牙周膜纖維的吸收 、牙槽骨壞死及疼痛等。陳幸等[16]研究認為3 W的功率會使根管外壁溫度升高大于7 ℃。實驗中功率3 W間隔照射20 s，根管壁未見碳化、牙本質壁出現(xiàn)裂隙等現(xiàn)象，考慮連續(xù)照射的不確定性，臨床中建議使用3 W功率間隔照射20 s。

如何使根尖獲得良好的封閉能力一直是研究的難點，而且激光對根尖封閉性能的影響一直有不同觀點[4,9,17]。本實驗采用的是冠2/3的牙本質樣本，根尖區(qū)因為直徑小彎曲度大，牙本質樣本較難制作，且臨床中根尖區(qū)光纖難以深入，因此有待于進一步研究。

綜上，使用半導體激光進行根管壁照射可以增加根管封閉劑在根管壁的潤濕性，有利于根管封閉劑在根管壁上的鋪展，臨床中要選擇合適的激光參數(shù)和照射時間。但如何提高根管治療的成功率，尚需要從根管封閉劑的種類、抗菌效果及減少微滲漏等諸多方面來考慮。