鉺激光備洞對(duì)牙體與充填體間納米滲漏和粘結(jié)強(qiáng)度的影響

宋召龍，李艷萍，李思寧，張 琳

齲病是臨床上的常見(jiàn)病、多發(fā)病，復(fù)合樹(shù)脂充填是齲病的主要治療方法之一，窩洞制備即備洞是影響其充填效果的重要因素[1]。備洞是在去除齲壞組織后，按一定形態(tài)要求制備形成的洞形。目前，臨床上普遍使用高速渦輪手機(jī)備洞。此方法雖然快捷易行，但備洞時(shí)噪聲大，使患者產(chǎn)生恐懼感；且磨除牙體組織多，易導(dǎo)致患牙酸痛敏感[2]。

1997年摻鉺釔鋁石榴石(Er:YAG)激光獲得美國(guó)食品和藥品管理局批準(zhǔn)，成為切割牙體軟硬組織的激光應(yīng)用于臨床[3]。使用Er:YAG激光備洞，能在安全、無(wú)痛的基礎(chǔ)上清除玷污層及病變組織，還可以避免高速渦輪手機(jī)所產(chǎn)生的高溫、噪音和組織微裂[4]。

本研究主要比較Er:YAG激光和高速渦輪手機(jī)備洞光固化復(fù)合樹(shù)脂充填窩洞后，牙體與充填體間的納米滲漏及微拉伸強(qiáng)度，為醫(yī)生在臨床工作中選擇備洞方式提供參考。

1 材料和方法

1.1 儀器與材料

口腔Er:YAG激光治療系統(tǒng)(Fotona,lighewalker,德國(guó))，低速金剛砂圓鋸(650,SBT,美國(guó))，體視顯微鏡(Zeiss,Stemi SV,德國(guó))，掃描電鏡(JSM-6460,日本)，LED光固化機(jī)(EliparTM2500,3M-ESPE,美國(guó))，Instron萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)(深圳新三思量具廠,5 000 N,美國(guó))，游標(biāo)卡尺(北京測(cè)量?jī)x器廠)。粘結(jié)劑 Adeper Easy One(3M ESPE, 美國(guó))，光固化復(fù)合樹(shù)脂 Filtek Z350(3M ESPE,美國(guó))，硝酸銀(廣東光華科技股份有限公司)，氨水(天津市大茂化學(xué)試劑廠)，a-氰基丙烯酸乙酯瞬間膠粘劑(哈爾濱同林膠黏劑廠)，顯影液(天津市世紀(jì)奧博商貿(mào)有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 樣本的收集與制備 選擇近3個(gè)月內(nèi)因正畸治療拔除的人前磨牙32顆，要求牙齒完整，無(wú)齲壞、裂紋，4 ℃生理鹽水中保存。將32顆牙隨機(jī)平均分為2組，實(shí)驗(yàn)組為Er:YAG激光備洞，對(duì)照組為傳統(tǒng)高速渦輪手機(jī)備洞。所有實(shí)驗(yàn)牙均在離體牙牙合面制備長(zhǎng)寬高為3 mm×3 mm×3 mm的Ⅰ類洞。實(shí)驗(yàn)組備洞時(shí)激光器光纖頭距離牙體表面1.0～1.5 mm，光斑的直徑1 mm，按Er:YAG激光儀器使用說(shuō)明，將激光功率設(shè)定為4 W(65%氣壓、55%水壓)。兩組窩洞均按照廠家產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)用自酸蝕粘結(jié)劑Adper Easy One粘結(jié)，用Z350復(fù)合樹(shù)脂分層充填。所有樣本在5～55 ℃冷熱循環(huán)儀中冷熱循環(huán)2 400次。

1.2.2 納米滲漏實(shí)驗(yàn) 在對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中，各隨機(jī)抽取8顆牙齒制備納米滲漏實(shí)驗(yàn)測(cè)試試件。牙齒的表面涂2層指甲油(充填物表面、洞邊緣1 mm范圍內(nèi)除外)，浸泡于500 g/L氨化硝酸銀溶液(pH=9.5)中24 h，流水沖洗；然后浸泡于顯影液中8 h(同時(shí)熒光燈照射)，流水沖洗、吹干。用低速切割機(jī)于冷水下在充填物中央順牙齒長(zhǎng)軸沿近遠(yuǎn)中方向切開(kāi)牙齒。常規(guī)真空干燥、噴金，掃描電鏡下，觀察牙體與充填體粘結(jié)界面的滲漏情況。被硝酸銀染色的部位會(huì)呈現(xiàn)為發(fā)亮的白色。原因是經(jīng)過(guò)顯影液浸泡后，氨化硝酸銀溶液會(huì)被還原成銀，掃描電鏡觀察的同時(shí)，經(jīng)過(guò)元素分析，白色發(fā)亮的部分含有大量的銀。

1.2.3 微拉伸試件的制作及測(cè)試 剩余的16顆牙齒對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組各8顆，用石膏包埋所有牙根部，流水沖洗下用低速金剛砂切割機(jī)先從每個(gè)牙的近遠(yuǎn)中向切割，再?gòu)念a舌向切割，最后從牙頸部斷開(kāi)，使之形成截面約為1.0 mm×1.0 mm，高度為6.0～8.0 mm的矩形樹(shù)脂-牙本質(zhì)長(zhǎng)方體試件，每個(gè)試件通過(guò)游標(biāo)卡尺測(cè)試，試件之間的長(zhǎng)寬高一致，之后將試件儲(chǔ)存于37 ℃的生理鹽水中備用。

將試件用a-氰基丙烯酸乙酯瞬間膠粘劑將牙本質(zhì)端和樹(shù)脂端固定于特制的試件夾持固定裝置上，通過(guò)夾具連接到萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行微拉伸強(qiáng)度測(cè)試。傳感器100 N，拉伸應(yīng)力的加載速度為1.0 mm/min，記錄充填材料與牙面拉伸斷裂時(shí)的最大載荷(N)，體式顯微鏡下觀察斷裂面形式，按微拉伸粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)=最大載荷(N)/粘結(jié)面積(mm2)，計(jì)算每個(gè)試件的微拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

微拉伸粘結(jié)強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過(guò)SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，以P<0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 納米滲漏實(shí)驗(yàn)結(jié)果

掃描電鏡顯示，實(shí)驗(yàn)組牙體與充填體間幾乎沒(méi)有納米滲漏產(chǎn)生，對(duì)照組牙體與充填體間產(chǎn)生納米滲漏帶，即激光組的納米滲漏程度明顯低于對(duì)照組，圖1。

(a)：激光組；(b):對(duì)照組；D：牙本質(zhì)；H：混合層；R：復(fù)合樹(shù)脂(箭頭所指白色發(fā)亮條帶為納米滲漏)

圖1牙體與充填體間粘結(jié)界面的SEM圖(×200)

Fig.1SEM images of the bonding interface betweenthe dentin and the filling(×200)

2.2 微拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 斷面類型 體視顯微鏡下，微拉伸測(cè)試的兩組樣本斷裂類型幾乎全部為粘結(jié)界面破壞(圖2)。

2.2.2 微拉伸強(qiáng)度 實(shí)驗(yàn)組的微拉伸強(qiáng)度為(26.53±3.61)MPa，對(duì)照組為(16.10±4.91)MPa，即使用Er:YAG激光備洞，微拉伸強(qiáng)度明顯高于傳統(tǒng)渦輪手機(jī)備洞，兩組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表1和圖3。

3 討 論

Er:YAG激光是新一代水動(dòng)力生物激光系統(tǒng)，可用于治療齲病、牙本質(zhì)敏感、牙髓病、牙周炎、血管瘤以及種植體周圍炎等[5]。與傳統(tǒng)口腔治療方法相比，Er:YAG激光具有更加適合切除口腔軟硬組織的特點(diǎn)，在口腔治療中可以發(fā)揮凝固、燒灼、切割、氣化、麻醉、止痛等多種作用[6]。有研究表明，激光發(fā)散度小，具有較好的單色性和方向性、較高的能量和密度，照射到生物組織可產(chǎn)生光熱、光電磁、光化學(xué)以及生物刺激等效應(yīng)[7]。Er:YAG 激光通過(guò)熱化學(xué)作用，增加牙體組織的內(nèi)部壓力，無(wú)機(jī)物發(fā)生爆炸樣破壞，來(lái)達(dá)到切割牙體組織的目的[8]。在切割過(guò)程中能量瞬間轉(zhuǎn)化，具有無(wú)振動(dòng)、無(wú)痛、可以少用或不用麻藥的優(yōu)點(diǎn)。目前，關(guān)于激光備洞的相關(guān)研究較少，而且研究結(jié)論也不盡相同[9]。De Bruyne等[9]研究表明，激光備洞光固化復(fù)合樹(shù)脂充填后，可提高牙本質(zhì)與復(fù)合樹(shù)脂、玻璃離子水門(mén)汀間的抗剪切粘結(jié)強(qiáng)度。Sano等[10]研究表明，激光與高速渦輪手機(jī)備洞后，結(jié)果顯示激光組微滲漏程度高于高速渦輪手機(jī)組。

(a):激光組；(b):對(duì)照組；D：牙本質(zhì)；R：復(fù)合樹(shù)脂(箭頭指斷裂面位置)

圖2斷裂面的體視顯微鏡圖(×20)

Fig.2Stereoscopic microscope images of thefracture surface(×20)

表1 2組不同備洞方法微拉伸強(qiáng)度比較

*P<0.05

****P<0.000 1

圖32組不同備洞方法微拉伸強(qiáng)度比較

Fig.3Comparison of micro-tensile strength between twogroups with different preparation methods

傳統(tǒng)的微滲漏測(cè)試是用有機(jī)染料作為標(biāo)記物，使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察。1994年，Sano[10]提出納米滲漏的概念，即用硝酸銀作為標(biāo)記物，通過(guò)掃描電鏡觀察界面滲漏情況。硝酸銀中的銀離子(直徑約0.059 nm)滲染進(jìn)入粘結(jié)界面中的微小孔隙，經(jīng)還原劑(顯影液)還原成銀顆粒，在掃描電鏡下，被銀滲染的納米滲漏部位亮度會(huì)明顯升高，可以準(zhǔn)確地顯示納米滲漏部位[11-14]。本實(shí)驗(yàn)主要在掃描電鏡下觀察Er:YAG激光和高速渦輪手機(jī)備洞后牙體與充填體間的納米滲漏情況，結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組牙體與充填體間幾乎沒(méi)有納米滲漏產(chǎn)生，對(duì)照組則產(chǎn)生納米滲漏帶，說(shuō)明激光組的納米滲漏程度明顯低于對(duì)照組，即激光備洞能有效減少納米滲漏的發(fā)生。此結(jié)果與Lgs等[15]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同。其原因可能是激光預(yù)備牙體后，牙體組織表面有時(shí)會(huì)覆蓋一些燒灼時(shí)產(chǎn)生的微小碎片或者殘屑樣物質(zhì)，這種物質(zhì)相對(duì)容易被酸性物質(zhì)溶解，在激光照射后經(jīng)過(guò)酸蝕，可以將這部分不規(guī)則的組織溶解，因此在光固化復(fù)合樹(shù)脂充填前進(jìn)行常規(guī)酸蝕時(shí)能將其溶解，進(jìn)而在粘結(jié)時(shí)產(chǎn)生更好的邊緣封閉，減少滲漏[16]。酸蝕包括全酸蝕和自酸蝕粘結(jié)系統(tǒng)，自酸蝕粘結(jié)系統(tǒng)包含自酸蝕和粘結(jié)兩個(gè)部分，臨床上操作分兩步法和一步法，兩步法有涂酸蝕預(yù)處理劑和涂粘結(jié)劑兩個(gè)步驟，一步法只需涂一次即可。實(shí)驗(yàn)中用的是一步法自酸蝕粘結(jié)系統(tǒng)。另外，本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組中雜合帶比對(duì)照組窄(圖1),原因可能是經(jīng)過(guò)Er：YAG激光備洞后，雜合層中的牙本質(zhì)碎屑有很大一部分被氣化消失，而高速渦輪手機(jī)備洞后，會(huì)有很大一部分牙本質(zhì)碎屑?xì)埩簟?/p>

微拉伸測(cè)試是1994年由Sano等[10]提出，能夠測(cè)量出面積約1 mm2的樹(shù)脂粘結(jié)強(qiáng)度，與傳統(tǒng)的抗剪切力、拉伸實(shí)驗(yàn)等測(cè)試法相比，可以更準(zhǔn)確地評(píng)估粘結(jié)強(qiáng)度。本實(shí)驗(yàn)微拉伸測(cè)試結(jié)果顯示，使用Er:YAG激光備洞，微拉伸強(qiáng)度明顯高于傳統(tǒng)渦輪手機(jī)備洞，即有更好的粘結(jié)強(qiáng)度。Bahroloomi等[17]和Stefanova等[18]應(yīng)用Er:YAG激光在離體牙上備洞，測(cè)試充填體與牙體間的抗剪切強(qiáng)度，結(jié)果激光組明顯高于傳統(tǒng)渦輪手機(jī)組[19]，有更好的粘結(jié)強(qiáng)度，與本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果一致 。其原因可能是Er:YAG 激光備洞能明顯增加牙本質(zhì)表面的粗糙度，加大了牙本質(zhì)表面的粘結(jié)面積，從而增加組織的粘結(jié)強(qiáng)度[20]。

一些國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，大多是通過(guò)備洞充填后的掃描電鏡圖來(lái)比較粘結(jié)效果和滲漏程度[21-22]，而本實(shí)驗(yàn)主要是側(cè)重比較渦輪手機(jī)和Er:YAG激光備洞樹(shù)脂充填后的效果。至于備洞后充填前的對(duì)比，在以后的研究中，還有待進(jìn)一步研究。關(guān)于Er:YAG激光備洞后，是否引起牙體的超微形態(tài)變化還有待進(jìn)一步研究。