激光處理牙體黏結(jié)界面的研究進(jìn)展

劉 升(綜述),雷序江,汪建中(審校)

(1.南昌大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)部2009級(jí);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(yīng)用于牙體黏結(jié)修復(fù)以來(lái),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(fù)術(shù)中的一項(xiàng)常規(guī)技術(shù),但目前酸蝕刻法仍存在牙髓刺激等問(wèn)題難以克服,學(xué)者們正致力于尋找更為安全有效的處理方法。1960年美國(guó)T.H.Maiman[2]研究制成世界上第一臺(tái)紅寶石激光器以來(lái),現(xiàn)激光器已多達(dá)數(shù)千種,應(yīng)用范圍涉及到各個(gè)領(lǐng)域,處理牙體黏結(jié)界面可產(chǎn)生類(lèi)似酸蝕的效果,對(duì)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(zhǔn)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(duì)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(zhǎng)分別是2 940 nm和2 780 nm,作用過(guò)程都有水的參與,作用原理相似。

1.1 Er∶YAG對(duì)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(diǎn)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(guān),留下較小而淺的坑狀及溝狀,沒(méi)有玷污層,也無(wú)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(fù)合樹(shù)脂對(duì)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(rèn)為管周牙本質(zhì)礦化程度高,它的保留可能是剪切黏接強(qiáng)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(qiáng)度在統(tǒng)計(jì)上沒(méi)有顯著的差別。A.Martinez Insua等[6]認(rèn)為Er∶YAG激光照射牙體組織后進(jìn)行黏結(jié)修復(fù)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(shù)脂材料、激光的參數(shù)設(shè)置不同等原因可能會(huì)導(dǎo)致上述不同的結(jié)論。

1.2 Er,Cr∶YSGG對(duì)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(jiàn)牙釉質(zhì)表面呈多形態(tài)斷面,釉柱清晰,無(wú)玷污層,無(wú)微裂及熔融改變;牙本質(zhì)表面粗糙,呈魚(yú)鱗片狀,可見(jiàn)少量碎屑,牙本質(zhì)小管結(jié)構(gòu)清晰,幾乎無(wú)玷污層和微裂,無(wú)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(shí),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(qiáng)黏接力。林瓊光等[9]認(rèn)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(shù)脂突為短圓錐形,易在樹(shù)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(shí)無(wú)脫礦作用,牙本質(zhì)小管開(kāi)口也無(wú)擴(kuò)大,從而形成長(zhǎng)圓柱狀密集的樹(shù)脂突增加了樹(shù)脂的黏接力。B.S.Lee等[10]認(rèn)為單獨(dú)激光切割不利于樹(shù)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(jī)切割聯(lián)合酸蝕都可以達(dá)到提高牙本質(zhì)黏結(jié)強(qiáng)度的效果。

到目前為止關(guān)于鉺激光預(yù)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(qiáng)度仍然存在爭(zhēng)議。

2 釹激光對(duì)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(zhǎng)1 060 nm。Nd∶YAG激光具有類(lèi)似電凝的作用,主要是通過(guò)激光的熱效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、電磁效應(yīng)、生物刺激效應(yīng)等引起表面硬組織改變。Nd∶YAG激光操作簡(jiǎn)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(duì)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(xué)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(qiáng)度,但是激光功率參數(shù)過(guò)高會(huì)使牙釉質(zhì)產(chǎn)生許多微小的裂紋[11]。J.A.Hess[12]認(rèn)為,激光照射牙釉質(zhì)表面后,表面會(huì)變粗糙,形成的這種蜂窩狀結(jié)構(gòu)可能為液狀樹(shù)脂單體的滲入,形成樹(shù)脂突提供空間。但M.T.Ariyaratnam等[13]通過(guò)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(qiáng)度明顯低于酸蝕組。王海云等[14]認(rèn)為隨著激光功率的增加,牙釉質(zhì)的抗剪切強(qiáng)度有所增加,但該趨勢(shì)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(dá)到磷酸酸蝕的效果。目前,普遍認(rèn)為Nd∶YAG激光處理牙釉質(zhì)可以顯著提高釉質(zhì)與樹(shù)脂的黏結(jié)強(qiáng)度,但是否可以代替磷酸酸蝕,還有待于進(jìn)一步的研究。

2.2 Nd∶YAG激光對(duì)牙本質(zhì)黏結(jié)界面的影響

羅渝寧等[15]認(rèn)為,脈沖Nd∶YAG激光的光熱效應(yīng)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(dòng),在表面形成比較規(guī)則的“彈坑”樣凹陷及無(wú)數(shù)小泡樣突起,整個(gè)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(guò)Nd∶YAG激光處理與37%磷酸酸蝕的對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)Nd∶YAG激光處理的牙本質(zhì),其抗剪切強(qiáng)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(qiáng)其表面微機(jī)械固位力。但是M.T.Ariyaratnam等[13]認(rèn)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(qiáng)度與未經(jīng)表面處理組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。由于在研究中采用的是離體牙,無(wú)牙本質(zhì)小管液存在,而過(guò)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(shù)脂黏結(jié)界面的微型態(tài)與牙本質(zhì)樹(shù)脂間黏結(jié)力的關(guān)系尚存在爭(zhēng)議,有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

3 準(zhǔn)分子激光對(duì)牙體黏結(jié)界面的影響

準(zhǔn)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(zhǎng)為248 nm的氟化氪準(zhǔn)分子激光(Kr∶F準(zhǔn)分子激光)和波長(zhǎng)為193 nm的氟化氬準(zhǔn)分子激光(Ar∶F準(zhǔn)分子激光)。

3.1 Kr∶F對(duì)牙體黏結(jié)界面的影響

陸煒煒等[17]用Kr∶F準(zhǔn)分子激光照射牙面后發(fā)現(xiàn),其輸出能量低時(shí)釉質(zhì)表面呈現(xiàn)粗糙的氣泡樣改變,輸出能量增高時(shí)掃描電鏡觀(guān)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(wú)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(zhǔn)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(gè)多孔區(qū)域,柱間質(zhì)的晶體束與釉柱晶體束相接。這個(gè)無(wú)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(duì)均一的小孔,遍布整個(gè)輻射區(qū),填塞整個(gè)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(duì)Kr∶F準(zhǔn)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(qiáng)度未有明顯的提高。

3.2 Ar∶F對(duì)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(shí)了這種位于紫外區(qū)域的準(zhǔn)分子激光,對(duì)釉質(zhì)的作用以光切割效應(yīng)為主,而非熱效應(yīng)。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(shí),表面又變成粗糙,其蝕刻深度無(wú)明顯差異。P.Wilder Smith等[20]用Ar∶F準(zhǔn)分子激光對(duì)釉質(zhì)完整的離體牙進(jìn)行照射,在光鏡和電鏡下觀(guān)察,光鏡下釉質(zhì)表面無(wú)明顯碳化,僅見(jiàn)部分照射區(qū)存在一些汽化形成的凹陷,電鏡下可見(jiàn)釉質(zhì)面均勻分布的細(xì)小氣孔和少量的菱形結(jié)構(gòu),同時(shí),釉質(zhì)表面的高度礦化層因激光照射而消失。Ar∶F準(zhǔn)分子激光對(duì)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(duì)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(zhǎng)1 060 nm,輸出功率0.5～6 W,能量轉(zhuǎn)換效率高。Z.Kantorowitz等[21]觀(guān)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(xì)裂縫,這個(gè)可能與能量密度有關(guān)。R.Fuhrmann等[22]對(duì)比CO2激光與37%磷酸處理牙釉質(zhì)的抗拉強(qiáng)度,激光照射組為3.3 MPa,酸蝕組為4.9 MPa,但認(rèn)為激光組抗拉強(qiáng)度仍可滿(mǎn)足臨床黏接的需要。吳美娟等[23]認(rèn)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(jiàn)到小管更加開(kāi)放等不同的變化,當(dāng)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(guò)掃描電鏡觀(guān)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(zhǔn)分子激光、二氧化碳激光照射牙體黏結(jié)面后能夠達(dá)到與酸蝕相似的表面形態(tài)是肯定的,在黏結(jié)面與復(fù)合樹(shù)脂之間的黏結(jié)力方面尚存一定的爭(zhēng)議。隨著口腔激光機(jī)的進(jìn)一步開(kāi)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。

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