Er:YAG 激光和酸蝕技術(shù)作用于牙本質(zhì)表面后剪切強(qiáng)度的比較

嚴(yán) 維，周 旋，張子璇，王 洋

(佛山市第一人民醫(yī)院 口腔醫(yī)學(xué)中心，廣東 佛山 528000)

牙本質(zhì)的表面處理對(duì)其粘結(jié)效果的影響非常重要。臨床粘結(jié)修復(fù)最常見(jiàn)的技術(shù)是酸蝕技術(shù)，經(jīng)國(guó)內(nèi)外學(xué)者和臨床醫(yī)生的不斷完善，酸蝕技術(shù)在臨床上的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛。但是過(guò)去的全酸蝕技術(shù)容易導(dǎo)致牙齒過(guò)敏、微滲漏、固化不全等。［1］近年來(lái)許多學(xué)者嘗試用Er:YAG 激光蝕刻牙本質(zhì)表面，并研究Er:YAG 激光照射后牙表面的粘結(jié)性能。但是Er:YAG 激光照射對(duì)牙本質(zhì)的粘結(jié)強(qiáng)度是否影響，國(guó)內(nèi)外研究尚有爭(zhēng)議。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較各組之間剪切強(qiáng)度大小來(lái)評(píng)價(jià)Er:YAG 激光照射與酸蝕對(duì)牙本質(zhì)界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

選擇2013 年6 月至2013 年8 月就診于廣東省佛山市第一人民醫(yī)院口腔醫(yī)學(xué)中心因正畸減數(shù)拔除的上頜第一前磨牙50 顆，排除標(biāo)準(zhǔn):1)體視顯微鏡下觀察牙根有明顯裂痕;2)氟斑牙、四環(huán)素牙以及釉質(zhì)發(fā)育不全;3)牙根表面齲壞或有充填材料。所有離體牙均刮除牙石及根面的牙周膜，放入含有1%麝香草酚的溶液中備用。

1.2 樣本制備

將所有離體牙自釉牙骨質(zhì)界下5mm 截去牙根，在流水沖洗下用高速手機(jī)磨除釉質(zhì)層，使其牙本質(zhì)層完全暴露，面積不小于3mm ×3mm。依次使用320#、400#、600#砂紙打磨牙面。再用自凝塑料包埋，露出牙本質(zhì)面。

1.3 分組粘結(jié)

將制作好的樣本沖洗、隔濕、干燥后，隨機(jī)分為A、B、C、D、E 五組，分別作不同處理。A組:37%磷酸酸蝕15s，沖洗60s，然后吹干;B組:使用Er:YAG 激光照射10s;C 組:Er:YAG激光照射10s 后，再用37%磷酸酸蝕15s，沖洗吹干;D 組:37%磷酸酸蝕15s，沖洗吹干后，再用Er:YAG 激光照射10s;E 組:作為對(duì)照組不做表面處理。B、C、D 三組的Er:YAG 激光照射均使用Er:YAG 激光機(jī)(Kavo 公司，德國(guó))，輸出能量為140mJ、頻率25Hz、光斑直徑2mm、照射距離12mm，在有水噴霧的狀態(tài)下垂直照射。

牙本質(zhì)表面涂粘結(jié)劑Adper Single Bond 2 (3M公司，美國(guó))，QHL75 光固化燈(Dentsply/Caulk，美國(guó))照射20s。用直徑為2mm、高為2mm 的透明塑料管為光固化樹(shù)脂(Z250，3M 公司，美國(guó))塑形并保證各樣本的粘結(jié)面積一致。去除邊緣多余樹(shù)脂，用QHL75 光固化燈照射40s 保證樹(shù)脂固化。所有樣本粘結(jié)樹(shù)脂后浸泡在37℃的恒溫人工唾液中24h 取出。

1.4 剪切強(qiáng)度測(cè)試

將所有樣本置于萬(wàn)能材料力學(xué)測(cè)試機(jī)(Instron公司，美國(guó))上，刃部厚度為0.5mm，置于樹(shù)脂與粘結(jié)劑上，以1mm/min 速度加載至粘結(jié)劑斷裂，光固化復(fù)合樹(shù)脂脫落。自動(dòng)記錄力值(單位:N)，并通過(guò)以下公式轉(zhuǎn)化成剪切強(qiáng)度(單位:MPa)。

剪切強(qiáng)度 (MPa) = 斷裂時(shí)的載荷力值(N)/樹(shù)脂粘結(jié)面積(mm2)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 16.0 統(tǒng)計(jì)軟件包對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。所有數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±S)表示。各組間數(shù)據(jù)采用單因素方差分析，并用SNK－q檢驗(yàn)對(duì)各組進(jìn)行兩兩比較。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

先酸蝕后激光照射組(D 組)的剪切強(qiáng)度最高，高于先激光照射后酸蝕組(C 組)和單純酸蝕組(A 組)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05)。C組和A 組的剪切強(qiáng)度之間未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P ＞0.05)，但都高于單純激光照射組(B 組) (P ＜0.05)。且A、B、C、D 四組的剪切強(qiáng)度均高于對(duì)照組(E 組)(P ＜0.05)。

表1 各組間剪切強(qiáng)度比較

3 討論

粘結(jié)強(qiáng)度是評(píng)價(jià)粘結(jié)性能的重要指標(biāo)。目前體外實(shí)驗(yàn)常用剪切強(qiáng)度或拉伸強(qiáng)度來(lái)反映粘結(jié)強(qiáng)度，由于咀嚼過(guò)程中主要修復(fù)體承受的主要是剪切力，加之剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)試件制備簡(jiǎn)單，避免了試件制備過(guò)程中產(chǎn)生誤差，因此本實(shí)驗(yàn)采用剪切強(qiáng)度來(lái)測(cè)試粘結(jié)劑在牙本質(zhì)表面的粘結(jié)強(qiáng)度。Marshall 等的研究表明復(fù)合樹(shù)脂完成聚合收縮的時(shí)間在24 小時(shí)以上，［2］所以本實(shí)驗(yàn)所有樣本粘結(jié)樹(shù)脂后浸泡在37℃的恒溫人工唾液中24 小時(shí)后進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試。

酸蝕技術(shù)是臨床粘接修復(fù)的常規(guī)技術(shù)，1979年，F(xiàn)usayama T 等人提出全酸蝕理論，［3］酸蝕后的牙釉質(zhì)表面因鈣磷脫落形成無(wú)數(shù)微小的孔隙，牙本質(zhì)表面酸蝕后脫礦而且消除玷污層，牙本質(zhì)小管開(kāi)放所形成一個(gè)多孔的膠原纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，與樹(shù)脂突一起產(chǎn)生機(jī)械嵌合提供粘結(jié)所需的固位力。但操作過(guò)程中吹干了膠原纖維中的水分，使其塌陷，從而不能與粘結(jié)劑有效結(jié)合。還會(huì)導(dǎo)致牙齒過(guò)敏、牙髓炎、微滲漏、繼發(fā)齲、充填體脫落等情況出現(xiàn)。為了避免這種缺陷，1992 年Knaca 等人提出了“牙本質(zhì)濕粘結(jié)”的理論，［1］該理論的獨(dú)特之處在于認(rèn)為適當(dāng)?shù)乃肿佑欣谡辰Y(jié)，因?yàn)樗梢允寡辣举|(zhì)中膠原纖維網(wǎng)的維持在較為疏松狀的態(tài)，這樣的話(huà)微孔開(kāi)放后有助于樹(shù)脂的滲入。但水分對(duì)于牙本質(zhì)粘結(jié)來(lái)說(shuō)是一把雙刃劍，一定的含水量可避免牙本質(zhì)膠原纖維網(wǎng)的干燥崩塌，并保持膠原基質(zhì)的空狀結(jié)構(gòu)，有利于樹(shù)脂結(jié)合，但是水量過(guò)多也會(huì)和樹(shù)脂單體爭(zhēng)奪空間，影響樹(shù)脂單體對(duì)微孔的滲透。

針對(duì)酸蝕的不足，第五代牙本質(zhì)粘結(jié)系統(tǒng)提出自酸蝕粘結(jié)理論，將酸蝕和底膠兩步合并為一步，這樣省去了單獨(dú)的酸蝕步驟，操作簡(jiǎn)便、快捷。其酸性功能成分既能夠使表淺的牙本質(zhì)組織脫礦，又可以溶解玷污層內(nèi)殘余的礦物質(zhì)。玷污層本身并沒(méi)有完全去除，與滲入的粘結(jié)樹(shù)脂單體一起滲入牙本質(zhì)小管產(chǎn)生機(jī)械嵌合。［4］但是新的自酸蝕粘結(jié)系統(tǒng)在臨床操作過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)了有不足之處，由于沒(méi)有沖洗、吹干步驟這些步驟，部分細(xì)菌和薄膜還會(huì)殘留在牙本質(zhì)與樹(shù)脂的粘結(jié)界面，這使得樹(shù)脂不能夠完全滲透、樹(shù)脂固化也不充分，從而造成混合層外粘結(jié)界面出現(xiàn)微滲漏，這些不利的因素可直接影響粘結(jié)效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。［5］

由于酸蝕系統(tǒng)在處理牙本質(zhì)粘結(jié)界面的不足，激光開(kāi)始成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究對(duì)象，1997 年美國(guó)FDA 通過(guò)了Er:YAG 激光作為口腔硬組織激光的認(rèn)證。［6］Er:YAG 激光波長(zhǎng)2940nm，位于中紅外區(qū)，接近水吸收曲線(xiàn)及羥基磷灰石吸收的紅外線(xiàn)峰值。水和羥基磷灰石吸收激光能量后，溫度和壓力快速升高導(dǎo)致組織爆裂，從而達(dá)到消融牙體硬組織的目的。齲壞組織中含有的水分比正常牙體組織高，拉伸強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常牙體組織，因此較低能量的Er:YAG 激光就可以消除齲壞組織。在水的參與下，Er:YAG 激光照射牙釉質(zhì)表面后產(chǎn)生類(lèi)似于酸蝕后的白堊色外觀，電鏡下可見(jiàn)坑窩狀、槽溝狀、片層狀缺損;Er:YAG 激光照射牙本質(zhì)后去除了牙本質(zhì)表面的玷污層，增加牙本質(zhì)表面的滲透性，羥基磷灰石融解，暴露出牙本質(zhì)小管結(jié)構(gòu)，有利于復(fù)合樹(shù)脂的粘結(jié)。［7］

各組剪切強(qiáng)度比較顯示:單純酸蝕組比單純激光照射組處理后的牙本質(zhì)表面剪切強(qiáng)度更高，與國(guó)外學(xué)者的研究一致。Dunn 等人的研究認(rèn)為，無(wú)論是提高牙釉質(zhì)還是牙本質(zhì)的粘結(jié)強(qiáng)度，酸蝕的效果均優(yōu)于Er:YAG 激光照射。［8］酸蝕與激光照射共同作用于牙本質(zhì)表面之后，剪切強(qiáng)度較單獨(dú)作用更高。但是酸蝕與激光照射的先后順序不同，得到的剪切強(qiáng)度也有差異。先酸蝕后激光照射組得到的剪切強(qiáng)度顯著高于單純酸蝕組，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;而先激光照射后酸蝕組的剪切強(qiáng)度盡管高于單純酸蝕組，但二者并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。由于酸蝕作用下牙本質(zhì)脫礦且玷污層消除，牙本質(zhì)小管開(kāi)放所形成并形成強(qiáng)度不一的膠原纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。而之后進(jìn)行Er:YAG 激光照射選擇的能量較低，只能消除低強(qiáng)度的膠原纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，保留了強(qiáng)度較高的膠原纖維網(wǎng)架，因此反而有利于樹(shù)脂的嵌合。因此，能量較弱的Er:YAG 激光照射單獨(dú)作用效果較差，但可與酸蝕技術(shù)產(chǎn)生協(xié)同作用，產(chǎn)生更高的粘結(jié)強(qiáng)度。

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