Er:YAG激光照射能量對牙本質(zhì)小管封閉效果影響的研究

李 強(qiáng) 楊久慧 劉 佳 張 旻 陳永進(jìn)

牙本質(zhì)過敏癥（dentinal hypersensitivity，DH）是臨床上常見的以冷熱刺激或咬合不適為典型表現(xiàn)的口腔臨床癥狀，牙本質(zhì)小管暴露是其主要病因之一。因此，封閉牙本質(zhì)小關(guān)是治療DH 的關(guān)鍵。近年來，激光被用在DH 治療中[1，2]，尤其是Er:YAG 激光因其穿透性弱、不易引起牙髓反應(yīng)而受到學(xué)者和臨床醫(yī)生的信賴，并取得了非常好的療效[3，4]。本實驗通過觀察Er:YAG 不同照射能量對牙本質(zhì)小管封閉效果的影響，以期明確Er:YAG 激光治療DH 的合適能量范圍。

資料和方法

第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院口腔頜面外科收集新鮮拔除阻生齒35 顆（男9 例，女14 例，年齡19～32歲），牙齒形態(tài)完整、無齲壞、無裂紋。用刀片刮去牙齒表面的軟組織和結(jié)石后，浸泡于0.9%生理鹽水中4℃冰箱保存?zhèn)溆?。該實驗獲得第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院倫理委員會批準(zhǔn)（IRB-REV-2016049）。

Fotona 雙波長激光治療儀（Fidelis，斯洛文尼亞）；慢速精密切割機(jī)（SYJ-150，沈陽科晶，中國）；超聲震蕩儀（YH-200DH，上海予皓科學(xué)儀器，中國）；冷場發(fā)射電子掃描顯微鏡（SM-4800，日立，日本）；0.5mol/L EDTA（天津市北辰方正，中國）；Image-Pro Plus 6.0 圖像分析軟件（Media Cybernetics，美國）；IBM SPSS Statistics 19.0（IBM，美國）。

依據(jù)Mordan 等[5]的方法制備DH 離體模型。取新鮮外科拔除35 顆離體牙，在冷凝水降溫下，應(yīng)用慢速精密切割機(jī)延牙齒長軸垂直方向逐層切除牙釉質(zhì)層直至暴露牙本質(zhì)層，再將其制成約2mm 厚牙本質(zhì)薄片，磨拋至表面光滑平整，用金剛砂車針將每個牙本質(zhì)薄片等分成4 個扇形部分，共計140 個樣本。經(jīng)0.5mmol/L EDTA 酸蝕5min、去離子水中超聲沖洗10min、蒸餾水沖洗60s 后置于0.9%生理鹽水中4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

取上述制備的140 個牙本質(zhì)樣本，分別在每個樣本正中標(biāo)記1mm×1mm 的處理區(qū)后，將其隨機(jī)分為E1-E14 共14 組（每組10 個），如表1。然后使用Fotona 雙波長激光治療儀中Er:YAG 激光（SP，光斑直徑3mm，0%水，0%氣），并依據(jù)分組設(shè)定的手具（聚焦式手具R02 和散焦式手具R14）和能量（0.3W～0.8W）對相應(yīng)組樣本距離3cm 處照射2s[6]。照射過程中，各組樣本的非處理區(qū)域使用小于1mm 厚的白紙板進(jìn)行覆蓋。

所有牙本質(zhì)樣本置于干燥瓶內(nèi)經(jīng)自然干燥24h后，表面噴金，導(dǎo)電膠粘固；然后用掃描電鏡觀察各樣本處理區(qū)域的表面形態(tài)并采集圖像。

分別從每個樣本中隨機(jī)選取5 張?zhí)幚韰^(qū)域的圖像，應(yīng)用Image-Pro Plus 6.0 圖像分析軟件對圖像進(jìn)行分析處理。首先利用軟件自動識別灰階變化功能識別牙本質(zhì)小管口周界，選中圖像小管口暴露區(qū)域，并計算處理區(qū)域牙本質(zhì)小管暴露的像素點(diǎn)面積作為牙本質(zhì)小管暴露面積；然后再以空白對照組開放牙本質(zhì)小管暴露面積為基準(zhǔn)，利用公式牙本質(zhì)小管封閉率＝（1-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%，計算處理區(qū)域牙本質(zhì)小管封閉率[7]。

表1 實驗分組及處理方式

應(yīng)用SPSS19.0 軟件對所有實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t 檢驗，檢驗水準(zhǔn)α＝0.05。實驗數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。

結(jié) 果

電鏡下各組樣本的表面形態(tài)如圖1 所示。E1 組和E2 組（空白對照組）牙本質(zhì)表面平整，牙本質(zhì)小管口完全均勻開放，小管周界清晰，呈圓形或類圓形；E3 組（R02 手具，0.3W 組）和E4 組（R14 手具，0.3W 組）可見牙本質(zhì)小管口明顯縮小，但牙本質(zhì)小管口仍清晰可見，呈類圓形或不規(guī)則形，且牙本質(zhì)表面不平整；E5 組到E10 組（R02 手具0.4W～0.6W組和R14 手具0.4W～0.6W 組）牙本質(zhì)小管口消失，并可見牙本質(zhì)小管口表層有熔融層形成，表面均勻平整；E11 組到E14 組（R02 手具0.7～0.8W 照射組和R14 手具0.7W～0.8W 組）的牙本質(zhì)表面牙本質(zhì)小管口明顯熔融，小管口呈焦灼樣。

牙本質(zhì)小管暴露面積分析結(jié)果如圖2 所示。兩種手具Er:YAG 激光照射后的牙本質(zhì)小管暴露面積因照射能量的不同而不同。與對照組比較，當(dāng)照射能量為0.3W～0.8W 時，兩種手具組的牙本質(zhì)小管暴露面積均明顯小于對照組（P＜0.05）；而各照射能量組間互相比較，兩種手具0.3W 照射后牙本質(zhì)小管暴露面積明顯高于其它能量照射組（P＜0.05），且0.7W 和0.8W 照射時的牙本質(zhì)小管暴露面積明顯高于0.4W～0.6W（P＜0.05），而0.4W～0.6W 組牙本質(zhì)小管暴露面積比較無明顯差異（P＞0.05）。當(dāng)照射能量相同時，兩種手具組牙本質(zhì)小管暴露面積比較無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

牙本質(zhì)小管封閉率分析結(jié)果如圖3 所示。兩種手具照射后的牙本質(zhì)小管封閉率因照射能量不同而不同。與對照組比較，各實驗組牙本質(zhì)小管均明顯封閉，且封閉率明顯大于對照組（P＜0.05）；且當(dāng)照射能量為0.4～0.6W 時，兩種手具組的牙本質(zhì)小管封閉率均較0.3W、0.7W 和0.8W 組明顯增大（P＜0.05），而0.4～0.6W 組牙本質(zhì)小管封閉率比較無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；當(dāng)照射能量相同時，兩種手具組的牙本質(zhì)小管封閉率無明顯差異（P＞0.05）。

圖1 各組牙本質(zhì)小管形態(tài)學(xué)觀察（SEM ×1000 倍）

圖2 不同手具和照射能量對牙本質(zhì)小管暴露面積影響的分析

圖3 不同手具和照射能量對牙本質(zhì)小管封閉率影響的分析

討 論

有學(xué)者綜述了Er:YAG 激光治療DH 的隨機(jī)對照臨床研究后，得出Er:YAG 激光能夠有效治療DH，但治療方式和參數(shù)設(shè)置有待進(jìn)一步研究[8]。激光照射能量作為決定激光療效的主要因素之一[9]，勢必對牙本質(zhì)小管封閉效果產(chǎn)生影響。

在牙本質(zhì)小管開放情況下，溫度、化學(xué)及機(jī)械刺激作用于暴露牙本質(zhì)小管傳導(dǎo)至牙髓易誘發(fā)DH[10]。波長2940nm 的Er:YAG 激光在水分子吸收熱量峰值附近，當(dāng)牙本質(zhì)羥基磷灰石中的水分子吸收激光能量后會產(chǎn)生微爆破，使羥基磷灰石及鈣鹽沉積堵塞牙本質(zhì)小管，阻止了牙本質(zhì)小管內(nèi)容物的異常流動，并阻隔外界刺激物對牙髓神經(jīng)的刺激，從而達(dá)到脫敏的目的[11]。本研究通過掃描電鏡觀察到Er:YAG激光不同照射能量對牙本質(zhì)小管的封閉效果不同?？瞻讓φ战M的牙本質(zhì)小管口均呈開放狀態(tài)，表面光滑清潔，周界清晰明顯，且小管直徑較大。當(dāng)給予0.4W～0.6W Er:YAG 激光照射后，牙本質(zhì)表面均勻平整，表層形成熔融層，統(tǒng)計結(jié)果也顯示牙本質(zhì)小管暴露面積明顯減小、牙本質(zhì)小管封閉率顯著提高，這表明Er:YAG 激光的光熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量使得牙本質(zhì)內(nèi)水分子消耗、牙本質(zhì)表層的羥基磷灰石發(fā)生熔融、再結(jié)晶，導(dǎo)致牙本質(zhì)小管的封閉[12]。有學(xué)者[13]應(yīng)用原子力顯微鏡觀察0.5W Er:YAG 激光處理的牙本質(zhì)，結(jié)果與本研究有差異，即激光照射后牙本質(zhì)表面的粗糙度明顯增加，但該研究照射時間30s 明顯長于本研究，照射距離4mm 也明顯小于本研究，這些因素都勢必會增加牙本質(zhì)表面所接收到的激光能量，從而破壞牙本質(zhì)結(jié)構(gòu)。事實上，在本實驗中，當(dāng)我們應(yīng)用0.7W 和0.8W 的Er:YAG 激光照射牙本質(zhì)后，就觀察到牙本質(zhì)小管并沒有進(jìn)一步開放，而是呈現(xiàn)嚴(yán)重焦炭化現(xiàn)象，并且照射過程中也可明顯看到牙本質(zhì)樣本表面變成深黃色甚至黑色。國內(nèi)學(xué)者[14]曾指出，Er:YAG 激光安全參數(shù)下，功率越高牙本質(zhì)小管的直徑和密度越小，封閉效果越好，但是功率太大可使牙本質(zhì)產(chǎn)生裂紋及碳化現(xiàn)象；國外學(xué)者[15]也報道，當(dāng)Er:YAG 激光照射功率過大時牙本質(zhì)小管會出現(xiàn)開放或炭化作用，隨著功率的進(jìn)一步加大甚至可能出現(xiàn)裂紋以及組織破損。上述結(jié)果和研究提示我們，合適的Er:YAG 激光照射能量能夠有效封閉牙本質(zhì)小管，而若輸出能量過高，反而會造成牙本質(zhì)表層的碳化從而影響脫敏效果。

Er:YAG 激光能夠有效封閉牙本質(zhì)小管、減少外界刺激對牙髓的影響，但由于牙齒磨耗、牙齦萎縮、外物摩擦（如牙刷）等因素，激光脫敏的長期效果也受到了學(xué)者們的關(guān)注。盡管個別學(xué)者認(rèn)為Er:YAG激光有效減緩DH 疼痛感可以維持1 個月[16]，但多數(shù)臨床研究[17，18]顯示，應(yīng)用Er:YAG 激光進(jìn)行DH 患牙脫敏治療即刻效果非常明顯，臨床療效也可以維持2～6 個月不等。并且，為了取得更好的脫敏效果，目前學(xué)者們更推薦同時使用Er:YAG 激光和脫敏劑進(jìn)行DH 治療。無論是基礎(chǔ)研究[4，14]還是臨床研究[19]都表明，Er:YAG 激光和其他脫敏劑聯(lián)合應(yīng)用，能夠更好的封閉牙本質(zhì)小管、最大化的緩解DH 臨床癥狀。