Er：YAG激光用于根管預(yù)備與消毒的研究進(jìn)展

相豆豆, 程小剛 綜述; 余 擎 審校

(軍事口腔醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院牙體牙髓病科陜西省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安 710032)

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Er：YAG激光用于根管預(yù)備與消毒的研究進(jìn)展

相豆豆, 程小剛 綜述; 余 擎 審校

(軍事口腔醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院牙體牙髓病科陜西省口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安 710032)

根管治療術(shù)被普遍認(rèn)為是去除根管內(nèi)炎癥牙髓及感染物質(zhì)的最有效方法，然而初次根管治療的成功率為85%～90%，再治療成功率則更低，其失敗的原因主要與根管內(nèi)持續(xù)感染的存在有關(guān)。因此，有效的完成根管預(yù)備與消毒是保證根管治療成功的關(guān)鍵。Er:YAG(鉺釔鋁石榴石)激光是一種波長(zhǎng)為2.94 μm 的固體脈沖激光，其在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)始于1964年，并于2002年被FDA批準(zhǔn)用于根管治療的根管清理和消毒。此后研究進(jìn)一步證實(shí)，用Er:YAG激光進(jìn)行根管預(yù)備和消毒可有效去除根管內(nèi)感染,具有很好的臨床應(yīng)用前景。本文就Er:YAG激光在根管預(yù)備和消毒中的應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀作一綜述。

Er：YAG激光; 根管預(yù)備; 根管消毒

[Chinese Journal of Conservative Dentistry,2015,25(11):692]

根管治療術(shù)被普遍認(rèn)為是去除根管內(nèi)炎癥牙髓及感染物質(zhì)的最有效方法。但是，初次根管治療的成功率為85%～90%[1-2]，再治療成功率則更低，仍有一些病例由于細(xì)菌長(zhǎng)期殘留在充填后的根管內(nèi)而導(dǎo)致治療失敗[3]。

目前，臨床上進(jìn)行根管治療時(shí)，多采用機(jī)械預(yù)備聯(lián)合化學(xué)沖洗的方法來(lái)達(dá)到有效消毒(去除感染物質(zhì)、殺滅細(xì)菌)根管的目的。然而，由于根管系統(tǒng)解剖和感染的復(fù)雜性，一些存在于復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)的特殊細(xì)菌并不能被這種常規(guī)方法有效清除。自Takahashi[4](1996)將Er:YAG激光用于輔助根管消毒以來(lái)，相繼有諸多學(xué)者均對(duì)其在根管預(yù)備和消毒中的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究。本文就Er:YAG激光在根管預(yù)備和消毒中的應(yīng)用及其研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 概述

Er:YAG激光是一種波長(zhǎng)為2.94 μm的固體脈沖激光，其波長(zhǎng)恰好位于水的最高吸收峰值。自1964年[5-6]開(kāi)始，Er:YAG激光在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究日漸增多，其在牙體硬組織切削方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)也得到了越來(lái)越廣泛的認(rèn)可。Hibst等[7-8](1989)報(bào)道, Er:YAG激光能有效切割牙體硬組織。Takahashi[4](1996)將Er:YAG激光用于輔助根管消毒。1997年，Er:YAG激光獲得FDA(美國(guó)食品及藥物管理局)批準(zhǔn)作為牙體硬組織激光應(yīng)用于臨床。在學(xué)者們嘗試用激光替代傳統(tǒng)渦輪機(jī)備洞的研究進(jìn)程中，亦不乏有學(xué)者利用Er:YAG激光的切削作用，探討其在根管預(yù)備中的切削、成形以及清理消毒方面的作用效果[9]。2002年，Er:YAG激光獲FDA批準(zhǔn)用于根管治療中的根管清理和消毒[10]。而后隨著Er:YAG激光的實(shí)用性與安全性被逐漸認(rèn)可，其發(fā)展越來(lái)越快，并已廣泛應(yīng)用于口腔各類(lèi)疾病的治療[11-12]。

2 Er:YAG激光用于根管預(yù)備的研究

Er:YAG激光被水的吸收力是Nd:YAG激光的105倍，是CO2激光的10倍以上，而且含水量越高的活性組織其蒸發(fā)能力越高，因此Er:YAG激光在牙體硬組織切割方面可以發(fā)揮巨大的潛能[13]。研究已證實(shí)，Er:YAG激光可以高效地切割牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)而不會(huì)對(duì)牙髓造成熱損傷，用于去除齲損組織較為理想。學(xué)者們對(duì)Er:YAG激光在根管預(yù)備中的應(yīng)用效果進(jìn)行了嘗試性研究，結(jié)果顯示：采用Er:YAG激光對(duì)根管進(jìn)行預(yù)備可有效去除管壁的碎屑及玷污層，處理后牙本質(zhì)小管開(kāi)放，牙根表面也無(wú)熔融碎裂等熱傷害跡象，且較傳統(tǒng)的預(yù)備方法快而有效；從而認(rèn)為，采用Er:YAG激光預(yù)備根管是一種較為理想的方法，只要能量選擇合適就不會(huì)造成牙根表面的溫度超出安全閾值，亦不會(huì)對(duì)根尖周組織產(chǎn)生熱損傷[9,14-19]。Shoji等[20](2000)通過(guò)對(duì)Er:YAG激光的光纖進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種圓錐形的激光照射端(可使激光能量的80%向側(cè)方照射、20%向前方照射)來(lái)替代傳統(tǒng)工具進(jìn)行根管消毒預(yù)備，不僅獲得了理想的預(yù)備效果，同時(shí)還提高了擴(kuò)銼的速度。此后，又有學(xué)者通過(guò)改變光纖的直徑相繼設(shè)計(jì)出了不同材質(zhì)、不同形狀的光纖頭[10,14,16,21-24]，并通過(guò)改變功率[14,23,25]來(lái)觀(guān)察其對(duì)根管的預(yù)備效果，同時(shí)還對(duì)Er:YAG激光處理后的溫度改變作了研究[23-24]；最終提出，只要功率選擇合適，Er:YAG激光在根管預(yù)備中具有很好的臨床應(yīng)用前景。另外，Kimura等[22]還發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的根管預(yù)備方法相比，采用Er:YAG激光進(jìn)行根管預(yù)備時(shí)對(duì)根管充填后的滲漏無(wú)影響；但Mazeki等[9]認(rèn)為，用Er:YAG激光預(yù)備彎曲根管時(shí)應(yīng)注意減低照射時(shí)間及功率。在以上探索階段取得一定滿(mǎn)意結(jié)果的同時(shí)，激光預(yù)備根管也顯示出了諸如不能深入根尖1/3，根尖部的預(yù)備效果不如機(jī)用鎳鈦器械[10]且難以成形[26]等缺點(diǎn)(尤其對(duì)彎曲根管的應(yīng)用)。因此，單獨(dú)運(yùn)用激光進(jìn)行根管預(yù)備還有待進(jìn)一步研究。與此同時(shí)，隨著根管預(yù)備器械的不斷發(fā)展和現(xiàn)代根管治療理論的逐步完善，各種鎳鈦器械已成為根管治療過(guò)程中的重要用具[27]，并越來(lái)越受學(xué)術(shù)界青睞而成為研究的熱點(diǎn)。然而，盡管鎳鈦根管預(yù)備技術(shù)已步入成熟階段，但根據(jù)大量臨床觀(guān)察，其也存在一些不可避免的缺陷，如根管經(jīng)大錐度器械預(yù)備后會(huì)喪失大量的牙體組織，從而使牙根的抗折性能大大降低[28]、修復(fù)后有發(fā)生牙根縱折的傾向[29]等。有鑒于此，激光因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在口腔各領(lǐng)域的應(yīng)用研究仍呈現(xiàn)出方興未艾的景象。特別是將激光用于根管治療術(shù)時(shí)，因其能節(jié)省臨床操作時(shí)間、減輕醫(yī)師工作疲勞度、提高患者舒適度以及預(yù)后效果，而越來(lái)越受到學(xué)者們的關(guān)注，并已成為目前研究的熱點(diǎn)。

3 Er:YAG激光輔助根管消毒的原理

目前，臨床上進(jìn)行根管治療時(shí)多采用機(jī)械預(yù)備結(jié)合化學(xué)沖洗的方法來(lái)達(dá)到根管消毒的目的。但由于根管系統(tǒng)的解剖形態(tài)復(fù)雜性等原因[14]，常規(guī)方法并不能徹底清除根管內(nèi)的細(xì)菌和玷污層[30]。而Er:YAG激光主要以光致發(fā)熱作用為主，當(dāng)其作用于組織時(shí)，光照射處組織中所含的水分可吸收大量的熱[31]，由于熱量不能向周?chē)鷤鬟f很遠(yuǎn)，從而使局部升溫不高，在有外源水的作用下即可更好的發(fā)揮殺菌作用[32]；而且與其他激光相比，對(duì)組織造成的熱損傷最小[33]，即使輸出能量較低時(shí)也具有較高的殺菌能力。不僅如此，Er:YAG激光還具有有效去除根管壁碎屑和沾污層的特性[34]，特別適用于去除感染根管中的細(xì)菌及其生物膜。另外，由于Er:YAG激光可以達(dá)到一些藥物不能達(dá)到的區(qū)域，對(duì)側(cè)副根管內(nèi)的細(xì)菌也有一定的殺滅作用；并且特別適用于對(duì)藥物敏感的患者[35]。近年來(lái)，隨著激光在牙體牙髓病治療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，有關(guān)激光與沖洗劑聯(lián)合的激光活化沖洗法(Laser- activated irrigation, LAI)也已被應(yīng)用于臨床，并取得了滿(mǎn)意的效果[36]；尤其是Er:YAG激光與次氯酸鈉聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，更能顯著提高細(xì)菌的清除率，從而提高了根管消毒的效果[37]。另研究發(fā)現(xiàn)，將Er:YAG激光分別與次氯酸鈉、強(qiáng)酸性電解質(zhì)水聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，還能有效的清除不同深度牙本質(zhì)中的糞腸球菌[38]。

Er:YAG激光與沖洗劑聯(lián)合的消毒作用機(jī)制可概括為①Er:YAG激光聯(lián)合根管沖洗劑對(duì)根管進(jìn)行處理后，可通過(guò)光機(jī)械作用迅速激活沖洗劑，并使其化學(xué)性能和滲透性提高，此時(shí)Er:YAG激光與沖洗劑二者可產(chǎn)生協(xié)同作用，從而有效去除玷污層，并對(duì)根管進(jìn)行成形和清潔；②可產(chǎn)生大量氣泡，氣泡加速膨脹又會(huì)推動(dòng)液體快速流動(dòng)從而增強(qiáng)其反應(yīng)速率，并最終達(dá)到良好的組織溶解、玷污層去除及細(xì)菌殺滅的效果[39-40]；③瞬間產(chǎn)生的熱效應(yīng)可使根管壁牙本質(zhì)熔融并再結(jié)晶，同時(shí)還能殺滅根管內(nèi)的細(xì)菌并滅活其代謝產(chǎn)物；④通過(guò)產(chǎn)生光化效應(yīng)使細(xì)菌等生物大分子的原有化學(xué)鍵斷裂并形成新鍵，從而造成其原有結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或破壞，最終達(dá)到殺滅細(xì)菌并消除其代謝產(chǎn)物的目的。

4 Er:YAG激光輔助根管消毒的應(yīng)用

采用Er:YAG激光進(jìn)行輔助根管消毒時(shí)，其光纖既可深入根管發(fā)揮作用，亦可置于根管口作用于消毒液以促進(jìn)消毒液的流動(dòng)，從而達(dá)到較單獨(dú)應(yīng)用消毒劑更好的消毒效果[37-38,41]。由于脈沖Er:YAG激光的作用參數(shù)(功率及時(shí)間)不同，其殺菌效果也不盡相同；而且功率過(guò)大會(huì)造成組織損傷，若過(guò)小則達(dá)不到理想的殺菌效果。因此，為探尋合適的Er:YAG激光作用參數(shù)，已有越來(lái)越多的學(xué)者進(jìn)行了大量研究，并發(fā)現(xiàn)Er:YAG激光的照射功率、照射時(shí)間、脈沖頻率、光纖頭與管壁的夾角及距離均會(huì)影響激光的消毒能力[42]。以下就Er:YAG激光應(yīng)用于輔助根管消毒時(shí)的相關(guān)研究報(bào)道分4個(gè)方面加以敘述。

4.1 Er:YAG激光照射前根管的處理

根管預(yù)備時(shí)的工作寬度，是指根管應(yīng)該被擴(kuò)大的程度。合適的工作寬度是在保證根管清理效果的情況下盡可能多地保存健康牙體組織[43]。采用Er:YAG激光進(jìn)行輔助根管消毒時(shí)，在激光照射前應(yīng)將根管預(yù)備到工作長(zhǎng)度及一定的寬度，以利于激光光纖進(jìn)入根管并對(duì)其進(jìn)行更徹底的清理和成形。

在眾多研究中，近1/3的學(xué)者采用K銼以逐步后退法作根管預(yù)備，并分別將根管預(yù)備到ISO標(biāo)準(zhǔn)銼#60[34,44-45]、#50[15]、#45[46]、#40[47-48]。另有1/3的學(xué)者則采用鎳鈦器械，并以冠向下法預(yù)備根管。亦有學(xué)者采用#023球鉆從牙根兩端進(jìn)行預(yù)備后，再接種細(xì)菌并進(jìn)而檢測(cè)Er:YAG激光的殺菌效果[37-38,49]。George等[50]對(duì)Er:YAG激光聯(lián)合沖洗劑照射過(guò)程中沖洗劑擠出根尖孔的情況進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示：無(wú)論激光光纖頭的類(lèi)型、照射時(shí)距根尖的距離如何，不同激光都會(huì)造成沖洗劑擠出根尖孔；當(dāng)根尖寬度為ISO #15、照射距離為10 mm時(shí)，針頭沖洗組和激光光纖照射組的根尖處均有沖洗劑擠出，而且根尖寬度為ISO #20組時(shí)擠出量多于ISO #15組。以上結(jié)果提示，在采用激光聯(lián)合沖洗劑進(jìn)行根管處理時(shí)，尤其是以次氯酸鈉和過(guò)氧化氫作為沖洗劑的情況下，要綜合考慮、倍加小心，以免對(duì)根尖造成損傷。

4.2 Er:YAG激光的作用方式

在Er:YAG激光作用方式方面，較多的學(xué)者選擇了插入根管照射消毒的方式。然而激光是直線(xiàn)傳播、不可彎曲的，并且光纖伸入根管不能很好的對(duì)管壁側(cè)方起到清理作用，還可能會(huì)對(duì)尖周組織造成損傷，因此學(xué)者們對(duì)方法進(jìn)行了改進(jìn)。有學(xué)者提出，最好將根管預(yù)備到標(biāo)準(zhǔn)器械#30，以便200～320 μm直徑的傳統(tǒng)激光光纖插入至根尖部[51]。Stabholz等[52]通過(guò)對(duì)激光光纖頭進(jìn)行了改良，設(shè)計(jì)了400 μm直徑的條帶輻射狀照射端，只將根管擴(kuò)大到#20/06，再配合EDTA進(jìn)行照射即可取得一定的消毒效果；作者還建議，若使用傳統(tǒng)的光纖頭并以高功率進(jìn)行照射時(shí)，應(yīng)將光纖頭置于距根尖1～2 mm處。另有學(xué)者報(bào)道，將Er:YAG激光置于根管口，通過(guò)空穴效應(yīng)等激發(fā)沖洗劑在根管內(nèi)流動(dòng)，亦可達(dá)到一定的根管消毒效果；并證明其對(duì)于深入牙本質(zhì)小管300 μm處的糞腸球菌的清除率可達(dá)99.87%[37]。

4.3 Er:YAG激光的作用時(shí)間、功率、能量

關(guān)于Er:YAG激光輔助根管消毒時(shí)的作用參數(shù)目前仍在探尋嘗試當(dāng)中，且相關(guān)研究結(jié)果也不盡一致，很多研究仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明其對(duì)組織的安全性。縱觀(guān)近年來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn)，目前所采用的Er:YAG激光能量參數(shù)范圍為0.3～1.8 W、20～700 mJ[10,41,44,49]；照射時(shí)間為11～60 s[46,48]。Cheng等[37]報(bào)道，Er:YAG激光在15 Hz、0.3 W、60 s 的作用參數(shù)下對(duì)糞腸球菌具有最佳的殺菌效果，并且對(duì)組織幾無(wú)熱損傷；相對(duì)而言達(dá)到了比較理想的根管消毒效果。

4.4 Er:YAG激光與沖洗劑的配伍

Sahar-Helft等[53]對(duì)Er:YAG激光與洗必泰的協(xié)同作用進(jìn)行體外研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，二者搭配具有協(xié)同殺滅糞腸球菌的作用；并提出，低濃度洗必泰與Er:YAG激光聯(lián)合的治療方案對(duì)于抑制細(xì)菌生長(zhǎng)方面具有很好的應(yīng)用前景。兩年后該作者又對(duì)3種沖洗劑聯(lián)合一定參數(shù)的Er:YAG激光的殺菌作用進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)各聯(lián)合治療組均能有效的清除糞腸球菌生物膜；其中以170 g/L EDTA聯(lián)合12 Hz、500 mJ的Er:YAG激光組的效果最佳[54]。仇珺等[38]對(duì)Er:YAG激光分別于52.5 g/L 次氯酸鈉和酸性水聯(lián)合使用時(shí)的殺菌效果進(jìn)行了比較觀(guān)察，結(jié)果顯示，在一定功率下兩組的殺菌率沒(méi)有顯著差異，均可考慮應(yīng)用于臨床。Guidotti等[55]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，Er:YAG激光聯(lián)合25 g/L 次氯酸鈉對(duì)根管進(jìn)行照射后再使用170 g/L EDTA沖洗，在根尖1/3區(qū)域也同樣可達(dá)到很好的殺菌效果。

臨床上應(yīng)用于根管治療中的多種沖洗劑雖均具有殺滅根管內(nèi)細(xì)菌的作用，但由于其穿透力不強(qiáng)，并不能完全殺滅隱藏于牙本質(zhì)小管深處的微生物。因此，要想有效清除根管內(nèi)微生物就必須應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)及制劑使之能穿透牙本質(zhì)小管，以殺滅定植于根管深處的微生物。有鑒于此，光子誘導(dǎo)光聲流技術(shù)(Photon induced Photoacoustic Streaming, PIPS)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)可借助Er:YAG激光產(chǎn)生的光沖擊波，充分帶動(dòng)溶液沖洗包括主根管及根管側(cè)支在內(nèi)的所有區(qū)域，并能有效的清除玷污層，具有很好的臨床應(yīng)用前景。

5 目前存在的問(wèn)題及展望

第一，利用Er:YAG激光行根管預(yù)備的一大障礙是根管難以成形，這提示我們?nèi)蘸罂梢試L試在盡量少的機(jī)械預(yù)備基礎(chǔ)上，進(jìn)行激光輔助根管消毒；或通過(guò)研發(fā)新的根充材料，以達(dá)到最小損傷、嚴(yán)密充填、更好防止再感染的目的。第二，無(wú)論根管預(yù)備還是根管消毒，所用光導(dǎo)纖維都存在不能使激光到達(dá)根管系統(tǒng)的所有部位，尤其是根管側(cè)壁與彎曲根管的根尖，這在很大程度上影響了殺菌效果；迫切需要改進(jìn)激光光纖頭并且限定不同光纖頭的適應(yīng)證，或只需將Er:YAG激光置于根管口，通過(guò)激發(fā)根管內(nèi)的消毒劑來(lái)發(fā)揮殺菌作用。第三，Er:YAG激光活化沖洗時(shí)，還存在高濃度次氯酸鈉具有刺激性的問(wèn)題。由于根管治療過(guò)程中，不可避免的會(huì)有沖洗劑向根尖的擠出[56]，因此高濃度次氯酸鈉的刺激性可影響到根尖周組織。對(duì)于這一問(wèn)題，我們可以選擇具有廣譜高效抗菌活性的抗菌肽，或選擇殺菌作用強(qiáng)而快，且抗菌譜廣、安全無(wú)刺激性的強(qiáng)酸性電解質(zhì)水(SAEW)聯(lián)合Er:YAG激光行根管清理消毒。

綜上所述，采用Er:YAG激光進(jìn)行根管預(yù)備及消毒，不僅具有殺菌、消炎、去除玷污層，且省時(shí)、省力、舒適、創(chuàng)傷小等特點(diǎn)；同時(shí)還能避免治療過(guò)程中造成牙齒裂紋，并可加快根尖周病變的愈合、簡(jiǎn)化根管治療步驟、減輕患者痛苦，從而為提高臨床治療效率提供了可能。然而其最佳作用參數(shù)還有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

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Er:YAG laser application in root canal preparation and disinfection

XIANG Dou- dou, CHENG Xiao- gang, YU Qing

(StateKeyLaboratoryofMilitaryStomatology,DepartmentofOperativeDentistryandEndodontics,SchoolofStomatology,TheFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi′an710032,China)

Root canal therapy is generally considered to be the most effective method for the treatment of inflammation and infection of root canal, however, its success rate is 85% to 90% and even lower. The main reason of the failure is the existence of persistent infection, thus effectively complete root canal preparation and disinfection are the fundamental steps to a successful treatment. Er:YAG laser (erbium:yttrium-aluminum-garnet), first applied to the oral medicine in 1964 and approved for the use of root canal cleaning by FDA in 2002, is a kind of solid pulsed laser with a wavelength of 2.94 microns. Er: YAG laser applied in root canal preparation and disinfection, can effectively remove the infection. This review gives the summary of the present researches and applications about Er:YAG laser used in root canal preparation and disinfection.

Er:YAG laser; root canal preparation; root canal disinfection

2015-04-10

教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(IRT13051) 國(guó)家自然科學(xué)基金(31271048, 81371140) 陜西省自然基金科學(xué)(2013JM4037) 第四軍醫(yī)大學(xué)軍事醫(yī)學(xué)提升計(jì)劃課題(2014TSB-0402)

相豆豆(1989- )，女，漢族，黑龍江省黑河市人。碩士生(導(dǎo)師：余擎)

余 擎：E-mail：yuqing@fmmu.edu.cn

R780.8

A

1005-2593(2015)11-0692-06

10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.11.012