激光蝕刻牙體組織在直接粘接技術(shù)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

劉政君

天津市河西區(qū)口腔醫(yī)院治療科，天津市 300202

近年來，隨著醫(yī)療科學(xué)技術(shù)的長足進(jìn)步，在牙體修復(fù)臨床操作領(lǐng)域，粘接材料以及粘接技術(shù)均得以快速發(fā)展［1］。在粘接過程中，影響其效果的因素較多，玷污層、粘接劑、混合層等均可對粘接效果產(chǎn)生影響［2］。對于粘接操作而言，有效清除玷污層以及高質(zhì)量形成混合層的作用十分重要［3］。為使得混合層達(dá)到高強(qiáng)度的效果，臨床將研制的重心轉(zhuǎn)移到針對牙體粘接面實(shí)施技術(shù)層面的改進(jìn)［4］。酸蝕牙體屬于既往常規(guī)方式粘接的核心操作內(nèi)容［5］。但Van Meerbeek B等［6］研究認(rèn)為，接受酸蝕處理后的牙體組織使用粘接劑，其穩(wěn)定性還不能完全確定。激光蝕刻臨床優(yōu)勢主要體現(xiàn)在并不接觸與污染到創(chuàng)面，其精確度可達(dá)到微米線度等方面，且隨著激光器功能不斷改進(jìn)改善，激光蝕刻技術(shù)在臨床應(yīng)用更為廣泛［7-8］。將該項(xiàng)技術(shù)引入口腔牙體修復(fù)治療以來，其因具備獨(dú)特的臨床優(yōu)勢已聯(lián)合并逐漸替代傳統(tǒng)療法應(yīng)用于牙體粘接技術(shù)中［9］，也為牙齒表面進(jìn)行預(yù)處理提供了切實(shí)可行的方法。本研究就激光蝕刻牙體組織在直接粘接技術(shù)應(yīng)用效果實(shí)施研究，獲得的一定的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)進(jìn)行綜述如下。

1 酸蝕在牙體粘接的研究

1.1 酸蝕對釉質(zhì)粘接的作用

牙釉質(zhì)也被稱之為琺瑯質(zhì)，屬于牙冠最表層。成熟的牙釉質(zhì)，顯示為白色半透明狀態(tài)，其鈣化程度高，質(zhì)地十分堅(jiān)硬。研究認(rèn)為，其主要成分95%是鈣和磷，其內(nèi)并無神經(jīng)和血管［10］。牙釉質(zhì)作為人體中最為堅(jiān)硬的一種物質(zhì)，其既可起到將食物嚼碎的作用，還可有效保護(hù)里層牙本質(zhì)。傳統(tǒng)釉質(zhì)粘接，一般選擇的釉質(zhì)酸蝕劑，主要是30%左右的凝膠型磷酸［11］。顯微鏡檢查顯示，實(shí)施改性技術(shù)處理后，其牙面釉質(zhì)相對粗糙，表層分布顯現(xiàn)為脫礦樣蜂窩狀［12］。在實(shí)施粘連時(shí)，粘接應(yīng)用的樹脂侵入釉柱及其內(nèi)的小孔后，會形成大小不一的樹脂突，樹脂突表現(xiàn)為網(wǎng)狀，可以確保釉質(zhì)能夠較為牢固地粘接［13］。但臨床予以磷酸溶液酸蝕釉質(zhì)后表層脫礦，也具有一定的潛在缺陷［14］。其不足之處，主要是粘接樹脂不能完全滲入形成樹脂突，可能有空隙存在，具備受酸攻擊風(fēng)險(xiǎn)［15］。Hajizadeh H［16］研究認(rèn)為，釉質(zhì)的抗剪切強(qiáng)度和是否經(jīng)過酸蝕沒有直接的關(guān)系，且理想的釉質(zhì)粘接界面，還要持續(xù)深入研究。

1.2 酸蝕對牙本質(zhì)粘接的功效

牙本質(zhì)屬于高度礦質(zhì)化組織，其硬度較釉質(zhì)軟。其成分含約80%無機(jī)物［17］。臨床當(dāng)前所應(yīng)用的全酸蝕粘接中酸蝕劑，大多數(shù)是強(qiáng)度相對較大的無機(jī)酸，通過沖洗將玷污層清洗掉，這樣使得潤濕的牙本質(zhì)界面粘接樹脂與牙本質(zhì)膠原形成混合層，成為影響粘接強(qiáng)度中最為主要的一種因素。但在膠原纖維網(wǎng)深部形成的粘接樹脂并沒有進(jìn)入到含水微小空隙，外界物質(zhì)由空隙內(nèi)進(jìn)行滲透與擴(kuò)散。再加上膠原纖維在水與基質(zhì)金屬蛋白酶的長期影響下，十分容易被降解和受到破壞，從而形成納米滲漏，此種情況并不利于長時(shí)間的粘接［18］。自酸蝕粘接酸蝕劑屬于為有機(jī)酸，其酸性并不強(qiáng)，顯示為弱酸性，其酸蝕的結(jié)束不需要借助外力便可以自行終止活動，使得經(jīng)過酸蝕后的玷污層發(fā)生溶解或者改性能發(fā)生改變。霍曉、王捷等［19-20］在研究中應(yīng)用激光共聚焦掃描鏡下觀測到應(yīng)用自酸蝕處理的粘接界面，發(fā)現(xiàn)粘接層存在裂紋。也有學(xué)者認(rèn)為自酸蝕粘接劑初始抗剪切與抗疲勞強(qiáng)度并不高，該項(xiàng)技術(shù)目前尚不能達(dá)到最佳的粘接功效［21］。

2 激光對牙體硬組織蝕刻作用的研究

2.1 激光應(yīng)用于牙體組織蝕刻的發(fā)展進(jìn)程

1960 年，科學(xué)家梅曼發(fā)明首臺紅寶石激光器。此后，激光技術(shù)得以在醫(yī)療領(lǐng)域中長足應(yīng)用和高速發(fā)展［22］。激光照射牙體并不會給病患機(jī)體帶來疼痛感，臨床應(yīng)用時(shí)也并無顯著的振動與熱效應(yīng)，這樣為臨床操作提供了便利［23］。鄭小婉等［24］在對經(jīng)過激光蝕刻后的牙體借助物理化學(xué)測試分析后發(fā)現(xiàn)，其可作取代酸蝕刻應(yīng)用于口腔牙體粘接。但相關(guān)激光蝕刻的研究臨床還存在一定爭議，且就現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料還不足以完全明確其療效、安全性與優(yōu)越性，其還處于不斷探索與發(fā)展階段，還需加強(qiáng)研究以進(jìn)一步論證其在臨床大力推廣的可行性。國外學(xué)者Visuril等經(jīng)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)激光處理過的牙本質(zhì)為復(fù)合材料創(chuàng)建了適合操作的較理想地粘接面。也有學(xué)者在顯微鏡下觀測到經(jīng)過該項(xiàng)技術(shù)處理過的牙面外觀和酸蝕后的外觀極為相似，都表現(xiàn)為蜂窩形狀或是隕石坑形狀，其粘接功能也更突出［25］?？傊す馕g刻牙體組織并建立較為理想的粘接面的臨床應(yīng)用價(jià)值，目前還需大量的實(shí)證加以支撐其觀點(diǎn)。

2.2 激光對牙體硬組織蝕刻功效機(jī)制

針對患者實(shí)施常規(guī)方式機(jī)械預(yù)備，將造成其患牙本質(zhì)表層覆蓋物體發(fā)生顯著變化，從而更換為含有碎屑、變性膠原等物質(zhì)的玷污層，并存在凹凸不平與不規(guī)則的碎屑，進(jìn)而堵塞牙本質(zhì)小管口，既影響樹脂填充遠(yuǎn)期療效，又容易導(dǎo)致邊緣發(fā)生微滲漏而繼發(fā)齲齒。應(yīng)用傳統(tǒng)酸蝕手段清除玷污層較為復(fù)雜且效果并不理想，還易導(dǎo)致病患手術(shù)中以及手術(shù)后發(fā)生敏感癥狀。鉺釔鋁石榴石激光（Er：YAG）可有效解決傳統(tǒng)酸蝕手段存在的弊端，可以在清除玷污層過程中，使其牙本質(zhì)表層形成酸蝕改變，但不會造成患者較為明顯的痛苦進(jìn)而不適感。Er：YAG是臨床目前應(yīng)用較多的一種牙體硬組織蝕刻激光技術(shù)，其包括鉺Er：YAG 激光（2.94 μm）與Er，Cr：YSGG 激光（2.78 μm）兩種。鉺激光的波長，較之于牙體硬組織中水（3.00 μm）以及羥磷灰石（2.80 μm）吸收峰值相對接近。鉺激光照射牙體硬組織表面時(shí)，使得其內(nèi)以上兩種物質(zhì)能夠盡快吸收所獲取到的能量，隨著能量的吸收其牙體表層溫度增高，水分子汽化并膨脹，在汽化膨脹階段其內(nèi)有機(jī)與無機(jī)物質(zhì)會以粒子噴射的方式在牙體表面以沒有規(guī)律可循的狀態(tài)分布，牙體硬組織脫礦但并不會對牙體表面形成玷污。顯微鏡下可觀測到病患牙本質(zhì)小管處于完全開放狀態(tài)，小管直徑較酸蝕后的更小，這樣更有益于生成理想的粘接界面，同時(shí)還可觀測到通過激光蝕刻后的牙體釉質(zhì)表層較粗糙，其表層圖案和酸蝕刻后十分接近，便于樹脂有效滲透并形成對應(yīng)的樹脂突，樹脂突之間相互交聯(lián)而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以確保釉質(zhì)能夠較為牢固的粘接，而在其表層發(fā)生的微小裂紋也有利于手術(shù)中的操作固定位置。激光蝕刻后，牙本質(zhì)可產(chǎn)生有效的小管開放，且表面具有特殊的不規(guī)則微固位形，不存在玷污層、牙本質(zhì)熔融和熱損傷，有助于有效粘接［26～27］。但也存在一直相悖的觀點(diǎn)，認(rèn)為該種方式對粘接性并無有益性。原因有兩點(diǎn)：一是由于激光照射后，病患牙本質(zhì)內(nèi)并非所有的小管都處于開放狀態(tài)，這樣造成并非全部界面均能實(shí)現(xiàn)有效粘接；二是由于經(jīng)激光蝕刻后，患牙本質(zhì)將產(chǎn)生膠原纖維融合，進(jìn)而損傷牙齒固有膠原纖維網(wǎng)，抑制樹脂擴(kuò)散，降低粘接強(qiáng)度和成效。

3 激光對牙體硬組織蝕刻作用的療效

3.1 應(yīng)用安全性

Er：YAG激光參數(shù)為40 mJ、10 Hz范圍內(nèi)，有助于安全進(jìn)行牙本質(zhì)蝕刻，同時(shí)給予電子顯微鏡可見其表層并不夠細(xì)膩，牙本質(zhì)小管開放，不存在玷污層和明顯裂紋狀態(tài)。但廉潔等［28］認(rèn)為實(shí)施激光照射后，病患牙髓腔由于溫度提升會出現(xiàn)明顯的受損狀況，其牙本質(zhì)硬度會發(fā)生輕微下降。也有觀點(diǎn)認(rèn)為在能量密度較大的狀態(tài)下，必然發(fā)生一定程度的牙體表層裂紋，同時(shí)能量密度較大也會使得髓腔溫度快速提升并導(dǎo)致牙髓損傷。故臨床在應(yīng)用Er：YAG激光進(jìn)行牙體組織蝕刻時(shí)，擇取適宜的參數(shù)是確保該項(xiàng)技術(shù)安全性的可靠保證。

3.2 對牙體粘接強(qiáng)度的影響

單純脈沖摻釹釔鋁石榴石（Nd：YAG）激光照射無法改善釉質(zhì)的粘接性，但若將Nd：YAG 激光聯(lián)合酸蝕技術(shù)應(yīng)用，則其互補(bǔ)長短后其粘性強(qiáng)度將得以大大提升。將Er：YAG激光聯(lián)合磷酸效果實(shí)施研究，認(rèn)為聯(lián)合應(yīng)用后能夠大幅度體質(zhì)牙本體釉質(zhì)的粘接強(qiáng)度。國外學(xué)者Gan等在實(shí)驗(yàn)中指出，牙體表層經(jīng)過Nd：YAG 激光預(yù)處理后，有利于提升粘接效果且不受到老化后的影響。Nd：YAG 激光照射牙本質(zhì)可顯著促進(jìn)牙本質(zhì)粘接性能好轉(zhuǎn)，且抗粘接強(qiáng)度明顯比并未受到照射的一組理想。適度的激光強(qiáng)度清除玷污層對膠原纖維無影響，可提升牙本質(zhì)的粘接效果［29］。究其原因，導(dǎo)致病患牙本體粘接強(qiáng)度并不高甚至變?nèi)醯囊蛩兀c牙體表層裂紋作用有關(guān)，以顯微鏡檢測樹脂-釉質(zhì)界面，其釉質(zhì)突間裂紋深度25 μm，而樹脂-牙本質(zhì)界面裂紋深度15 μm。牙體表層具有大范圍裂紋，將造成粘接不良。應(yīng)用高密度激光蝕刻牙體后，其照射區(qū)牙體組織表現(xiàn)為熔融狀，使得抗酸性加強(qiáng)而不能完全清除玷污層，使得微機(jī)械固位難度增大而削弱了粘接強(qiáng)度。

3.3 對修復(fù)材料密合度的影響

實(shí)施激光蝕刻，可以有效控制牙體粘接后微滲漏程度，同時(shí)提升粘接持久性。并借助Er：YAG激光探索分析體外V類洞充填修復(fù)后其邊緣的滲漏效果，結(jié)果顯示，實(shí)施激光蝕刻后，復(fù)合樹脂邊緣微滲漏量得以明顯降低。牙體實(shí)施激光預(yù)備和鉆預(yù)備，其粘接修復(fù)效果不存在差異。僅應(yīng)用脈沖Nd：YAG 激光進(jìn)行照射，可使釉質(zhì)以及復(fù)合樹脂的密合度明顯提升，如果在實(shí)施激光照射后，再予以35%的磷酸酸蝕，有助于極大強(qiáng)化釉質(zhì)和復(fù)合樹脂的密合度，避免微滲漏發(fā)生；牙本質(zhì)粘接中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)能夠提升洞壁之間的密合度，并有助于將洞壁內(nèi)牙本質(zhì)小管口完成良好封閉。牙本質(zhì)滲透性由牙本質(zhì)小管是否通暢密切相關(guān)，越是通暢越是容易滲透，其結(jié)合強(qiáng)度又受到牙本質(zhì)內(nèi)含水量的影響，水越少其結(jié)合強(qiáng)度越理想。郭昱成等［30］研究顯示，激光蝕刻后，微滲漏降低，同牙本質(zhì)小管直徑存在密切聯(lián)系。激光蝕刻造成管腔內(nèi)牙本質(zhì)發(fā)生脫礦，此種狀況主要出現(xiàn)在管周牙本質(zhì)，較之于酸蝕后牙本質(zhì)的小管直徑明顯偏小，因而牙本質(zhì)液滲出降低，粘接后微滲漏可能性也得以有效控制。

4 不同激光蝕刻牙體的研究

4.1 Er：YAG激光

Er：YAG 激光是激光蝕刻牙體應(yīng)用較多的一類激光。其波長2.94 μm，和牙體硬組織中水及羥基磷灰石吸收峰值類似。應(yīng)用鉺激光照射釉質(zhì)后，其水和羥基磷灰石可有效吸收激光能量，表層溫度急劇上升，發(fā)生汽化并急速膨脹，即出現(xiàn)“微爆炸”而達(dá)到蝕刻效果。有研究將不同參數(shù)激光應(yīng)用于不同深度牙本質(zhì)，也有學(xué)者通過研究，發(fā)現(xiàn)激光蝕刻后，其牙本質(zhì)粘接強(qiáng)度和不同牙本質(zhì)層的關(guān)系十分密切，無論牙本質(zhì)深淺，在實(shí)施激光蝕刻后，均無法提升其粘接性能。

4.2 Nd：YAG激光

Nd：YAG 激光屬于固體激光類型，其波長為1.06 μm，和紅外光類似。相關(guān)研究將其和酸蝕刻對比發(fā)現(xiàn)，牙體實(shí)施激光蝕刻后，其表面有粗糙多孔，深度較為明顯，這種界面粘接效果更好，所以認(rèn)為Nd：YAG 能夠作為酸蝕替代牙體粘接。亓坤等［31］研究表明，Nd：YAG是一類高能量密度激光，實(shí)施牙體蝕刻，有助于降低表層硬度，使得牙齒承壓能力變?nèi)醵绊懻辰有阅堋?/p>

4.3 CO2與二極管激光

牙體組織對于CO2激光能量有著十分明顯的吸收性。激光的穿透深度不會超過0.1 mm。牙本質(zhì)被激光實(shí)施照射后，將先后經(jīng)歷固體-液體-蒸汽三個(gè)具體階段性變化，各階段相對穩(wěn)定。實(shí)施低密度激光照射，可以有效促進(jìn)牙體組織的有效粘接。如果激光能量在12 J/cm2及以上，牙本質(zhì)表層的有機(jī)成分將會被汽化，進(jìn)而顯現(xiàn)出碳化層，嚴(yán)重影響激光與牙本質(zhì)的有機(jī)良好結(jié)合。二極管激光屬于長波長激光類型。長波二極管激光（如980 nm）能量更易被水吸收；短波長激光（如810 nm）能量則更容易被黑色素所吸收［32］。因此波長的長短影響著粘接效果，短波長不易被水接受而牙體表層溫度不易提升，而長波長因吸收熱量可導(dǎo)致汽化與膨脹，促進(jìn)牙本質(zhì)形態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。諸如，應(yīng)用940 nm 激光蝕刻牙體，通過兩步法全酸蝕完成直接粘接及修復(fù)。結(jié)果表明，其最終的結(jié)合強(qiáng)度并無明顯改變。這可能是因?yàn)檠荔w組織難以吸收二極管激光所導(dǎo)致。應(yīng)用970 nm 激光聯(lián)合全酸蝕粘接方式進(jìn)行處理，依托顯微鏡觀察，可見粘接劑滲入牙體，且有較明顯的樹脂突，其粘接強(qiáng)度明顯提升。但針對應(yīng)用二極管激光蝕刻牙體的粘接方式及其效果，臨床相關(guān)報(bào)道并不多，還需繼續(xù)研究以進(jìn)一步明確。

5 小結(jié)

自上世紀(jì)60 年代首臺激光器問世，激光技術(shù)廣泛應(yīng)用、高速發(fā)展，各種激光相繼問世，并廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)療。雖傳統(tǒng)酸蝕粘接材料以及操作技能方面經(jīng)歷過多次演變與發(fā)展完善，并取得了良好的治療效果。但其仍存在諸如粘結(jié)劑和被粘結(jié)作用物膨脹系數(shù)不匹配等問題，還需借助先進(jìn)的材料及操作技術(shù)以更好地服務(wù)于口腔牙體修復(fù)。隨著科技的進(jìn)步，激光蝕刻有著非接觸、零污染、可高精度等顯著特征，以及激光蝕刻牙體組織粘接技術(shù)因其安全性好、粘接強(qiáng)度強(qiáng)、對修復(fù)材料密合度更理想等臨床優(yōu)勢而深受臨床歡迎。本研究就不同激光酸蝕在牙體組織直接粘接的研究現(xiàn)狀、不同激光在不同參數(shù)時(shí)蝕刻牙體組織后的粘接效果等相關(guān)問題進(jìn)行了綜述，旨在為臨床應(yīng)用提供一定參考。