不同激光封閉牙本質(zhì)小管效果的體外研究

何穎 陳世照 武明軒

牙本質(zhì)過敏癥(dentin hypersensitivity，DH)是指由于牙本質(zhì)不同程度暴露，而使牙齒在受到如溫度(冷熱)，化學(xué)(酸甜)，機(jī)械(磨擦或咬硬物)等刺激時(shí)，出現(xiàn)的一種異常酸痛癥狀[1]。其發(fā)病機(jī)制有多種學(xué)說，其中的流體動(dòng)力學(xué)說最被認(rèn)同，該理論認(rèn)為，治療DH的關(guān)鍵是阻止牙本質(zhì)小管內(nèi)的液體流動(dòng)，或者阻斷牙髓神經(jīng)傳導(dǎo)[2]。因此，將牙本質(zhì)小管封閉可有效改善牙本質(zhì)過敏癥狀。傳統(tǒng)的治療方法是使用脫敏藥物，諸如氟化物、樹脂類脫敏劑等。20世紀(jì)80年代后期，有學(xué)者將激光引入此領(lǐng)域。目前，應(yīng)用較多的是Er:YAG激光、Nd:YAG激光和半導(dǎo)體激光。激光實(shí)質(zhì)是一種粒子能量形式，半導(dǎo)體激光和Er:YAG激光照射能使牙本質(zhì)表面形成薄薄一層熔融物覆蓋牙本質(zhì)小管口，將其封閉[3-5]，進(jìn)而阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)，減輕牙齒疼痛癥狀；牙本質(zhì)敏感癥患者如果長期經(jīng)Er:YAG激光照射脫敏，其牙本質(zhì)細(xì)胞的防御反應(yīng)可以被刺激調(diào)動(dòng)，進(jìn)而修復(fù)性牙本質(zhì)的形成被促進(jìn)[4]，而照射距離和不同手具可影響Er:YAG激光的牙本質(zhì)封閉效果[6]。半導(dǎo)體激光和Er:YAG激光都能夠有效封閉牙本質(zhì)小管從而改善牙本質(zhì)過敏癥狀。本實(shí)驗(yàn)擬構(gòu)建離體牙本質(zhì)敏感模型進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，在對模型分別使用兩種激光處理后，進(jìn)行冷熱循環(huán)老化處理前后牙本質(zhì)小管暴露情況的比較，從而比較哪種激光封閉牙本質(zhì)小管效果更好，能顯效更快、療效更持久，為牙本質(zhì)敏感的臨床治療提供一定的理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集河北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院頜面外科新鮮拔除的第三磨牙25顆，其中男14例,女11例；年齡18～40歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：牙齒外形完整、無牙隱裂、無齲病、無氟斑、無牙體硬組織疾病等。用刮治器刮除牙齒表面的牙石及肉芽組織后,浸于 0.9%氯化鈉溶液中，放在4℃冰箱中冷藏保存。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 雙波長激光治療儀(斯羅文尼亞Fotona公司，型號：M021-5AF/1)；半導(dǎo)體激光(斯羅文尼亞Fotona公司,型號：M002 3A/4)；慢速精密切割機(jī)(SYJ-150,沈陽科晶公司)；超聲震蕩儀(上海予皓科學(xué)儀器公司Y，H-200DH)；冷場發(fā)射電子掃描顯微鏡(日本日立公司，SM-3500N)；冷熱循環(huán)儀(蘇州威爾實(shí)驗(yàn)用品有限公司，TC-501F(111))；超聲純水機(jī)(SMART N2)；0.5 mol/L EDTA(天津市北辰方正化學(xué)試劑廠)；Image-pro plus 6.0圖像分析軟件(美國 Media Cybernetics公司)；IBM SPSS Statistics 25.0(美國IBM公司)。

1.3 方法

1.3.1 牙本質(zhì)過敏癥離體模型的建立:離體牙本質(zhì)模型預(yù)備：收集患者拔除的離體牙25顆，用冷凝水降溫，將牙體于牙釉質(zhì)界上1.0mm處垂直牙體長軸切割，深約2 mm，制成邊長4 mm大小的正方形的牙本質(zhì)盤，依次用600、800目的碳化硅砂紙將牙本質(zhì)盤表面打磨至光滑平整，然后用0.5 mmol/L EDTA 酸蝕5 min、用去離子水超聲蕩洗10 min、蒸餾水沖洗1 min,并浸泡在0.9%氯化鈉溶液中于4℃ 冰箱冷藏備用。

1.3.2 牙本質(zhì)敏感模型的分組:將5個(gè)樣本作為空白對照組，其余20個(gè)樣本隨機(jī)分成A、B兩組，每組10個(gè)牙本質(zhì)過敏模型。干燥后備用。Er:YGA激光(A組):使用Fotona 雙波長激光治療儀、散焦式照射手具(R14)、Er:YAG激光(SP,40 mJ,10 Hz,0.4 W,水0，氣0，光斑直徑約2 mm)，垂直于牙本質(zhì)盤表面，探頭頂端距離牙面約2 cm，快速均勻移動(dòng)照射20 s。半導(dǎo)體激光(B組)：使用Fotona 半導(dǎo)體激光(1.0W,CW，光斑直徑約2 mm)與牙本質(zhì)盤表面成 90°，探頭頂端距離牙面約1 cm，快速均勻移動(dòng)照射20 s。隨機(jī)選取2組的一半樣本和對照組樣本在掃描電鏡下觀察牙本質(zhì)小管的暴露情況。

1.4 冷熱循環(huán)老化實(shí)驗(yàn) 將A、B組剩余的一半樣本放在37℃水中保存1周后，在冷熱循環(huán)儀中冷熱循環(huán)4 000次，水溫5℃～55℃，水中停滯30 s然后離開水面2 s。在掃描電鏡下觀察記錄牙本質(zhì)小管暴露情況。

1.5 牙本質(zhì)樣本檢測分析 掃描電鏡下觀察的結(jié)果：將牙本質(zhì)樣本置于干燥瓶內(nèi)，自然干燥1 d,按要求對樣品表面進(jìn)行噴金,并用導(dǎo)電膠粘固在觀察托盤上；然后用掃描電鏡觀察各樣本的牙本質(zhì)小管暴露情況并采集圖像。圖像處理:分別從每個(gè)樣本中隨機(jī)選取 5 張采集的掃描電鏡圖像,應(yīng)用 Image-Pro Plus 6.0 圖像分析軟件對圖像進(jìn)行分析處理。采用面積法，先利用軟件自動(dòng)識別功能標(biāo)記牙本質(zhì)小管口的邊界,選中圖像中牙本質(zhì)小管口的暴露區(qū)域,并計(jì)算處理區(qū)域牙本質(zhì)小管暴露的面積作為牙本質(zhì)小管的暴露面積；然后再以空白對照組開放牙本質(zhì)小管暴露面積作為基準(zhǔn),根據(jù)公式：牙本質(zhì)小管暴露率(%)=處理組牙本質(zhì)小管暴露面積/對照組牙本質(zhì)小管暴露面積)×100%，計(jì)算樣本牙本質(zhì)小管暴露率[7]。

2 結(jié)果

2.1 牙本質(zhì)樣本結(jié)果

2.1.1 掃描電鏡下牙本質(zhì)樣本表面牙本質(zhì)小管觀察:空白對照組樣本的牙本質(zhì)小管口幾乎完全開放,漏斗口狀，周界清楚,呈圓形或橢圓形。A組牙本質(zhì)小管口大多封閉，少數(shù)為半封閉或開放，部分可見裂紋和突起。被封閉牙本質(zhì)小管口上面覆蓋有一層熔融的牙本質(zhì)，表面不平整，可能是由于存在少許玷污層。B組牙本質(zhì)表面呈現(xiàn)條紋狀，牙本質(zhì)小管口幾乎全部被封閉，僅有少數(shù)呈線條狀開口且不連續(xù)，表面有分散的顆粒物。見圖1。

圖1 3組牙本質(zhì)小管表面形態(tài)

2.1.2 牙本質(zhì)小管暴露面積數(shù)據(jù)分析:對比對照組,A、B 2組牙本質(zhì)小管的暴露面積均明顯小于空白對照組(P<0.05)，且B組牙本質(zhì)小管暴露面積小于A組(P<0.05)。

2.1.3 牙本質(zhì)小管暴露率數(shù)據(jù)分析：A、B 2組的牙本質(zhì)小管暴露率分別為(4.16±0.17)%和(1.27±0.08)%。與對照組(10.4±0.09)%相比均有明顯減小(P<0.01)，且B

表1 牙本質(zhì)小管暴露率

2.2 老化實(shí)驗(yàn)后的A、B兩組牙本質(zhì)樣本結(jié)果

2.2.1 掃描電鏡下牙本質(zhì)樣本表面牙本質(zhì)小管觀察：A組牙本質(zhì)表面熔融牙本質(zhì)被破壞而消失，牙本質(zhì)小管口開放，且形態(tài)變得不規(guī)則，有不同程度的侵蝕擴(kuò)大。B組牙本質(zhì)表面熔融層仍存在，幾乎全部牙本質(zhì)小管口仍被封閉，僅個(gè)別開放，可見玷污層裂紋和顆粒。見圖2。

2.2.2 牙本質(zhì)小管暴露面積分析:B組牙本質(zhì)小管的暴露面積明顯小于實(shí)驗(yàn)A組(P<0.05)。

2.2.3 牙本質(zhì)小管暴露率數(shù)據(jù)分析：經(jīng)老化實(shí)驗(yàn)后A組的牙本質(zhì)小管暴露率為(19.06±0.69)%，B組為(1.51±0.04)%。2組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表2。

表2 老化實(shí)驗(yàn)組牙本質(zhì)小管暴露率

3 討論

牙本質(zhì)過敏癥呈短暫性尖銳疼痛，發(fā)病速度快，患者通常痛苦難忍[6]。目前，治療DH 的方法較多，傳統(tǒng)方法包括脫敏劑、充填術(shù)和冠修復(fù)。對于癥狀輕者，可采用藥物脫敏治療，但往往效果不持久，需要反復(fù)脫敏。冠修復(fù)則需要磨除較多正常牙體組織，損傷較大且費(fèi)用較高，患者往往不愿接受。若過敏癥狀已經(jīng)明顯影響患者的咀嚼功能、形成頑固性敏感癥，且各種治療方法均無良好療效則需要失活牙髓，行根管治療再冠修復(fù)。不僅增加了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)而且磨除了大量的牙體組織，與目前提倡的微創(chuàng)治療背道而馳。近年來，激光治療DH的方法逐漸應(yīng)用于臨床，療效較好且微創(chuàng)，并且與藥物脫敏聯(lián)合應(yīng)用效果更佳[8]。激光種類繁多,Er:YAG 激光和半導(dǎo)體激光相對于傳統(tǒng)的治療方法，因其具有的光熱效應(yīng)和生物學(xué)效應(yīng),使治療效果更佳,顯示出更大的優(yōu)勢,所以更多的口腔醫(yī)生將這兩種激光用于治療牙齒敏感患者[9,10]。

本實(shí)驗(yàn)使用的Er:YAG激光，波長為2 940 nm，其能量能更多地選擇性地被牙體中的水吸收，形成蒸汽而產(chǎn)生內(nèi)部壓力，直至達(dá)到熔點(diǎn)，使無機(jī)物質(zhì)發(fā)生爆炸性破壞。因此，牙本質(zhì)中羥基磷灰石及鈣鹽由于熱能而熔融，形成熔融層，堵塞牙本質(zhì)小管[11]。目前研究認(rèn)為，Er:YAG激光治療DH可能通過3種途徑：(1)牙本質(zhì)小管由于激光照射吸收熱量，發(fā)生熔化再結(jié)晶；(2)受到激光照射的區(qū)域內(nèi)的牙本質(zhì)小管內(nèi)神經(jīng)發(fā)生生理改變，使神經(jīng)纖維反應(yīng)變得遲鈍[12]；(3)牙本質(zhì)管液由于Er:YAG激光較高的吸水性和熱效應(yīng)而蒸發(fā)、使鹽類沉積，封閉小管[13]，加之其熱效應(yīng)小于其他類激光[14]。楊久慧等[6]的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OTONA雙波長激光治療儀的Er:YAG激光散焦式手具(R14)較聚焦式手具(R02)有更佳的牙本質(zhì)小管封閉效果。所以，本實(shí)驗(yàn)選用了散焦式手具(R14)。本實(shí)驗(yàn)在激光照射后A組仍存在少量半封閉或開放的牙本質(zhì)小管[15]，可能是由于激光治療中存在角度受限、光斑直徑較小等局限性，導(dǎo)致在照射牙本質(zhì)時(shí)存在盲區(qū)，使能量不能被牙面均勻吸收；同時(shí)，激光產(chǎn)生的能量不足，也不能完全消融玷污層，導(dǎo)致樣本表面存在較細(xì)顆粒物[9]。

半導(dǎo)體激光穿透力強(qiáng),熱效應(yīng)高,極短時(shí)間內(nèi)使牙本質(zhì)小管中蛋白質(zhì)發(fā)生變性凝固[13]，從而封閉牙本質(zhì)小管，達(dá)到治療牙本質(zhì)敏感癥的作用。雖然在照射牙本質(zhì)脫敏過程中，可以使牙髓腔溫度升高，但仍低于Nd:YAG激光，且溫度升高<5.5℃,不會(huì)對牙髓組織造成不可逆性的損傷[16]。

本實(shí)驗(yàn)采用兩種激光對相同面積的牙本質(zhì)照射相等的時(shí)間，比較其對牙本質(zhì)小管的封閉效果，結(jié)果顯示：半導(dǎo)體激光的療效優(yōu)于Er:YAG激光。分析原因可能是兩種激光光熱效應(yīng)存在差異，半導(dǎo)體激光更優(yōu)，故B組牙本質(zhì)表面熔融效果更好，牙本質(zhì)小管封閉率更高。國內(nèi)有學(xué)者對半導(dǎo)體激光治療牙本質(zhì)過敏癥做了Metar分析提示半導(dǎo)體激光能夠顯著緩解牙本質(zhì)敏感癥患者的臨床癥狀,具有十分積極的治療作用[17]。趙瑩等的研究也證明半導(dǎo)體激光可以有效的治療合面磨耗引起的牙本質(zhì)過敏癥。該治療方法脫敏效果好，療效持久,操作簡單,老年患者容易接受[18]。

Er:YAG激光組在冷熱循環(huán)老化實(shí)驗(yàn)(5～55℃老化實(shí)驗(yàn))后，牙本質(zhì)小管的開放更為嚴(yán)重，這可能是由于熔融層厚度不足，牙本質(zhì)小管封閉淺，容易引起牙本質(zhì)小管的再暴露[19]。

而半導(dǎo)體激光的穿透性強(qiáng)，熱熔融效果更好，使封閉距離更長，從而抗老化效果較Er:YAG激光更佳。以后研究中也可以在封閉深度上做觀察對照研究。

根據(jù)李強(qiáng)等[20]的研究，照射時(shí)間不能影響Er:YAG激光的牙本質(zhì)小管封閉效果，但照射距離可以影響其效果——>1 cm后，距離牙體越遠(yuǎn)其牙本質(zhì)封閉效果越好[6]。本實(shí)驗(yàn)采用的是距離牙體2 cm，如再增加Er:YAG激光手具距離牙齒的距離，可能會(huì)有不一樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這也有待以后進(jìn)一步研究比較。

綜上所述，相同的照射時(shí)間照射同等面積的牙本質(zhì)小管，半導(dǎo)體激光封閉牙本質(zhì)小管效果優(yōu)于Er:YAG激光，且抗老化效果較好。這對于臨床上應(yīng)用兩種激光治療DH有一定的指導(dǎo)意義?？紤]到儀器成本及體積等因素，半導(dǎo)體激光更具優(yōu)勢。