Er∶YAG激光蚀刻牙釉质黏接效能的实验研究

郑小婉　秦　璐　张冠民　赵　颖

(首都医科大学宣武医院口腔科,北京 100053)



Er∶YAG激光蚀刻牙釉质黏接效能的实验研究

郑小婉秦璐张冠民赵颖*

(首都医科大学宣武医院口腔科,北京 100053)

【摘要】目的 比较Er∶YAG激光蚀刻与传统磷酸酸蚀牙釉质表面后正畸托槽的黏接效果。方法选取因正畸需要而拔除4颗前磨牙的患者26例共104颗牙。每位患者的4颗离体前磨牙采用抽签法随机分入4组中，各组分别采用磷酸或不同工作参数的 Er∶YAG激光处理牙釉质表面：A组35%(质量分数)磷酸酸蚀，B组Er∶YAG激光蚀刻(能量200 mJ、频率30 Hz、水量6/8),C组Er∶YAG激光蚀刻(能量250 mJ、频率30 Hz、水量6/8)和D组Er∶YAG激光蚀刻(能量300 mJ、频率20 Hz、水量6/8)。应用扫描电镜下观察牙釉质表面微结构变化；应用原子力显微镜观测其表面粗糙度和表面峰峰值，然后黏接托槽并进行抗剪切强度和黏接剂残余指数的测定。结果扫描电镜下观察牙釉质表面，4组都表现为釉柱中心凹陷，呈Ⅰ型酸蚀模式。C组蜂窝状边界最清晰。4组间表面粗糙度差异有统计学意义(P<0.01)，其中A组最低，B、C、D 3组随激光能量值提高而增加。牙釉质表面峰峰值D组最大，A组最小。抗剪切强度A组最高，C组与A组最接近,两组间差异无统计学意义(P>0.05)。4组间的黏接剂残余指数差异无统计学意义(P>0.05)。结论在合适工作参数下，Er∶YAG激光蚀刻后，牙釉质表面形貌和黏接效能与35%(质量分数)磷酸酸蚀后效果相近。

【关键词】Er∶YAG激光；蚀刻；抗剪切强度；扫描电镜；原子力显微镜；表面粗糙度

将托槽黏接于牙釉质表面是固定矫治技术临床操作的第一步，黏接前对牙釉质表面的酸蚀处理是提高托槽黏接强度的重要步骤。引入临床近40年的磷酸酸蚀剂法，给固定矫治技术带来了革命性的变化。但文献[1-2]报道酸蚀剂法具有使牙釉质脱矿导致矫治过程中托槽周边患龋率升高的潜在缺点而且再黏接强度明显下降。早期有低能量激光和Nd∶YAG激光处理可增强牙釉质表面耐酸性，降低龋病发生的报道。1990年Hoke等[3]报道了波长为2 940 nm的Er∶YAG激光，最易被水分子和羟基磷灰石吸收，利用水分子键断裂形成微爆破可有效切割牙釉质和牙本质，是第1个被应用于牙体硬组织的激光。有文献[4-5]表明激光蚀刻牙釉质使其表面温度升高，但温度升高的程度不会对牙髓造成损害。

扫描电镜下观察Er∶YAG激光蚀刻牙釉质表面可见与磷酸酸蚀相似的表面微结构[6]。有研究[7-8]表明Er∶YAG激光蚀刻牙釉质可达到与磷酸酸蚀相近的抗剪切强度，认为激光蚀刻牙釉质可替代磷酸酸蚀，但有研究[9-10]显示激光蚀刻不能达到与磷酸相近的抗剪切强度，认为激光蚀刻牙釉质不能代替磷酸酸蚀。

本研究拟采用不同工作参数的Er∶YAG激光，对照磷酸酸蚀剂法处理牙釉质表面，观察其微结构变化，测定表面粗糙度、表面峰峰值、托槽黏接的抗剪切强度及黏接剂残余指数,从宏观到微观系统地探讨Er∶YAG激光蚀刻牙釉质的黏接效能,并确定Er∶YAG激光蚀刻牙釉质的最佳工作参数范围。

1材料和方法

1.1样本采集入组

收集26名患者的因正畸治疗需要同时拔除的4颗离体前磨牙共104颗。要求冠部牙釉质完整，无龋损、无充填体、无矿化不全等牙体硬组织缺损且未经过根管治疗。将每名患者的4颗离体前磨牙随机分入A、B、C、D 4组，每组26颗。

1.2样本处理

1.2.1离体牙保存

拔除后的离体牙,为防止细菌积聚，立即浸泡于1%(体积分数)麝香草酚溶液中，24 h后置于37 ℃蒸馏水中保存，每周更换蒸馏水，保存时间不超过6个月。

1.2.2离体牙牙釉质表面处理

先使用低速手机、橡皮杯及不含氟的抛光膏清洁离体牙颊面20 s，然后分组对每颗离体牙牙冠颊面中1/3 进行处理。

A组：采用35%(质量分数)磷酸酸蚀剂(格鲁玛酸蚀剂，贺利氏古莎，德国)酸蚀60 s，蒸馏水冲洗。B、C、D组均采用波长2 940 nm的Er∶YAG激光(LiteTouchTM，Syneron，以色列)，采用直径1.3 mm，长度19 mm的光纤工作尖，工作距离2 mm，工作角度60°，按照以下不同工作参数蚀刻15 s。B组：能量200 mJ、频率30 Hz、水量6/8；C组：能量250 mJ、频率30 Hz、水量6/8；D组：能量300 mJ、频率20 Hz、水量6/8。然后彻底吹干15 s。

1.2.3原子力显微镜观测样本处理

采用抽签法随机抽取4名患者的离体前磨牙，将每个患者的4颗离体牙随机分入A、B、C、D组，每组4颗。首先将每个离体牙样本分别包埋于自制模具(直径2 cm，高4 cm的圆柱体)中，将每个患者的4颗离体牙模具同时置于磨光机(EcoEet 250 Pro，Buehler，德国)的载物孔中。使用磨光机(压力：100 N, 转速：100 r/min, 金刚砂纸：1200)同时进行表面磨光处理，时间为5 min，使前磨牙弧形的颊面呈现为较平坦的牙釉质平面。再按照本文中牙釉质表面处理的方法分别对A、B、C、D 4组样本进行处理。之后，对样本进行再次磨光处理(压力：100 N，转速：50 r/min，金刚砂纸：1200),磨光时间为1 min。然后存放于干燥器中24 h。使用原子力显微镜(Prima,NT-MDT,俄罗斯)进行接触模式观测,观测探针型号为CSG01(NT-MDT,俄罗斯)。

1.2.4扫描电镜观测样本处理

采用抽签法随机抽取2名患者的离体前磨牙共8颗。每个患者的4颗离体前磨牙随机分入A、B、C、D组，每组2颗。完成以上牙釉质表面处理，存放于干燥器中24 h。将每个样本固定于试件台上，应用离子喷涂仪(Jfc-1100，岛津，日本)喷金处理(电流：5～10 mA,电压：1.2 kV,喷金时间：5 min)。用洗耳球轻轻吹去可能残留于样本表面的杂质后，将样本放置于扫描电镜(EVO 18,ZEISS,德国)真空发射场内观察牙釉质表面微结构观察。

1.2.5离体牙黏接托槽

首先在已处理的牙釉质表面涂布光固化正畸黏接剂前体(Transbond MIP，3M，美国)，气枪吹匀，然后将备有光固化正畸黏接剂(Transbond XT，3M，美国)底板面积为9.99 mm2的前磨牙托槽(Z2矫治器，奥杰，中国)置于其上并紧压，使用探针将托槽四周溢出的多余黏接剂去除干净。使用光固化灯(F02616，SATELEC，法国)在托槽的合方和龈方各照射20 s，然后将每组20个样本放在37 ℃水浴中保存24 h。

1.3观测方法及观测指标

1.3.1牙釉质表面微结构

采用扫描电镜分别对4组前磨牙颊面牙釉质表面酸蚀和蚀刻区域进行观察。

1.3.2牙釉质表面粗糙度(surface roughness)和表面峰值(P-P)

采用原子力显微镜分别对4组前磨牙牙釉质表面酸蚀和蚀刻区域的三维形貌进行观测，将每个样本牙釉质表面划分为5个区域(左上区、右上区、左下区、右下区以及中间区)，从每一区域中各随机选择一30 μm×30 μm的观察范围进行观测，每个区域都无重叠，测定样本的表面粗糙度和表面峰峰值并记录。

1.3.3抗剪切强度(shear bond strength，SBS)

将已黏结托槽的样本包埋于树脂基台中，基台固定于万能试验机(3367,Instron公司,美国)的试架台上，万能试验机的加载头平行于托槽底板,从冠方向根方以1 mm/min的速度对托槽切端持续加载，直至托槽脱落。记录每组离体牙的抗剪切力的最大值，然后根据前磨牙托槽底板面积计算得到抗剪切强度。抗剪切强度(Pa)=抗剪切力(N)/托槽底板面积(m2)。

1.3.4黏结剂残余指数(adhesive remnant index，ARI)

应用立体显微镜(220670，Olympus公司,日本)观测托槽脱落后各离体牙牙釉质表面ARI指数[11]并记录。ARI分级标准为：1分，无黏结剂残留于牙齿表面；2分，<50%的黏结剂残留于牙体组织表面；3分，≥50%的黏结剂残留于牙体组织表面；4分，所有的黏结剂均残留于牙体组织表面。

1.3.5牙釉质-黏接剂界面的观察

使用专用切片机(IsoEet Low Speed SAW， Buehler公司，德国)垂直于颊面方向沿牙体长轴颊舌向剖开，在15%(体积分数)盐酸溶液中浸泡15 s，震荡30 s，存放于干燥器中24 h。应用离子喷涂仪对样本进行喷金处理，对牙釉质-黏接剂界面进行扫描显微镜观察。

1.4统计学方法

2结果

2.1牙釉质表面微结构的比较

扫描电镜下观察可见A组和B、C、D组牙釉质表面形态相似，表现为较均匀的鳞状外观，釉柱中心凹陷，呈现Ⅰ型酸蚀模式。其中，A组牙釉质表面可见有较多碎屑；B、C组牙釉质表面均匀，形态统一,牙釉质碎屑较少，但C组釉柱边界更清晰；D组牙釉质表面可见较多的裂隙和牙釉质断层，釉柱环状凹陷边界不清，存在熔融区(图1)。

图1　扫描电镜下观察各组牙釉质表面微结构

A：Group A showed more debris; B：the honeycomb border of group B showed less debris; C:Honeycomb border of group C was the most clearly. D: Enamel surface of group D showed more cracks and melt areas; SEM:scanning electron microscope.

2.2牙釉质表面粗糙度和表面峰峰值的比较

原子力显微镜下观测各组牙釉质表面三维形貌，可见4组牙釉质表面粗糙不平，脊和沟数量不同。相比于原子力显微镜观测确定的“0”点平面，A组牙釉质表面脊的数量较多，可见较多浅沟(浅裂隙)，表面粗糙度为(69.39±7.60)nm；B组牙釉质表面脊和沟数量相当；C组牙釉质表面沟的数量明显多于脊，深沟(裂隙)数量较多；D组牙釉质表面深沟数量最多，且深度较大(图2，图3)。B、C、D组牙釉质表面粗糙度递增，A组与B、C、D组间牙釉质表面粗糙度均差异均有统计学意义(P<0.01)。A组平均P-P值较小，C组平均P-P值最大，且与A、B、D组间差异均有统计学意义(P<0.05)(表1)，但D组每样本的最大P-P值明显高于前3组(表2)。

图2　原子力显微镜观测各组牙釉质表面三维形貌(30 μm×30 μm)

A：35% acid etching；B：Er:YAG laser etching(parameter:200mJ，30Hz，6/8water)；C：Er:YAG laser etching(parameter:250mJ，30Hz，6/8water)；D：Er:YAG laser etching(parameter:300mJ，20Hz，6/8water); The 3D morphology of enamel surface of each group was observed under atomic force microscope, and the surface was rough, and the number of ridges and grooves were different； AFM：atomic force microscope.

图3　AFM镜下牙釉质表面形态高度差

A:The enamel surface of group A showed a larger number of ridges; B: The number of grooves was similar to ridges in the enamel surface of group B; C:Group C enamel surface groove significantly was greater than the number of ridge, deep groove of the large number (crack); D: Group D enamel surface deep groove, the amount and depth was larger; AFM：atomic force microscope.

表1　磷酸酸蚀和不同工作参数

表2　4组间牙釉质表面最大P-P值的比较

2.3黏接剂残余指数的比较

A、B、C、D 4组的黏接剂残余指数计分主要集中于1分和2分(A组20个样本中共有17个样本的黏接剂残余指数计分为1或2，B组有18个，C组有17个，D组有19个)，即牙釉质表面黏接剂残留量多为0～50%。4组间黏接剂残余指数间差异无统计学意义(χ2=2.991，P>0.05，表3)。

2.4抗剪切强度的比较

A组的抗剪切强度最高为(25.09±5.19)MPa，与C组抗剪切强度(23.37±4.28)MPa,差异无统计学意义(P>0.05)，但与B组(20.63±4.94)MPa、D组(16.17±3.63)MPa间差异有统计学意义(P<0.01)，而B、C、D 3组间两两比较，差异均有统计学意义(P<0.01,表4)。

表3　磷酸酸蚀和不同工作参数的Er∶YAG激光蚀刻牙釉质表面黏接剂残余指数的比较

ARI:adhesive remnant index.

2.5牙釉质-黏接剂界面结构的比较

扫描电镜下从牙齿剖面观察牙釉质-黏接剂界面，A组可见牙釉质表面规律排列的树脂突，长度和形态基本一致；B组可见黏接界面呈连续的凹凸起伏，但未观察到明显的树脂突；C组树脂突形态与A组相似，长度更长，但数量较少；D组在同样放大倍数(1 000×)下可见渗入牙釉质表面的黏接剂基底宽大，末端狭长延伸至牙釉质表面深层(图4)。

3讨论

3.1离体牙入组的设计

牙齿发育的各个阶段会受到基因、环境、表观遗传等因素的调控，造成牙齿表型的不同。有研究[12]显示，具有相同基因型的同卵双生子间的牙齿表型也有差异。本研究将收集的每名患者的4颗离体前磨牙随机分入A、B、C、D 4组中(26名患者，每名患者4颗离体前磨牙，共104颗，每组26颗)，相当于每组样本间为自身对照，最大限度地减少了因患者的性别、年龄、生长环境、生活习惯等的不同而造成的样本牙釉质表面初始微结构的差异。从而增强了研究结果的可信度。

3.2不同方法处理牙釉质表面后表面形貌和牙釉质-黏接剂界面结构的变化

波长为2 940 nm的Er∶YAG激光在蚀刻牙釉质表面的过程中,激光能量被牙釉质中的水和羟磷灰石吸收,使牙釉质表面水分子键断裂，产生微爆破，从而达到去除硬组织的目的。Kwon等[13]研究Nd∶YAG激光处理牙釉质表面，可见火山口样凹陷，伴有牙釉质的熔融和凝固，且每个凹陷内有大量的微孔存在。

图4　扫描电镜下观察各组牙釉质-黏接剂黏接界面

A:The resin tags of enamel-bonding interface showed a similar morphology and length in group A; B: The interface of group B showed the continuous of bump ups and downs, the resin tags were not seen; C:The resin tags in group C was similar to group A, and was longer than that of in group A; D:The adhesive in the interface showed a wide basement and a narrow bottom stretched into the enamel surface.

Artun等[11]发现Nd∶YAG激光作用后牙釉质表层出现广泛裂隙，可能会导致黏接强度减弱。但未对其他参数设置下的Nd∶YAG激光照射效果进行比较。Trün等[14]应用不同功率的Er,Cr:YSGG激光蚀刻牙釉质与磷酸酸蚀相比较：磷酸酸蚀牙釉质可见较均匀的表面，酸蚀区域为釉柱中心和釉柱间质，呈现Ⅲ型酸蚀模式；0.75W Er,Cr:YSGG激光蚀刻牙釉质可见釉柱凹陷，釉柱间质未见明显减少，呈现Ⅰ型酸蚀模式；1.5W Er,Cr:YSGG激光蚀刻可见釉柱间质明显减少，呈现Ⅱ型酸蚀模式。而同样是Er,Cr:YSGG激光，乔丽艳等[15]将激光参数设置为6 W照射牙釉质后，可见牙釉质表面不平，呈鳞片状,釉质结构清晰可见,但作者并未对激光处理后牙釉质表面形貌与常见酸蚀模式比对分类。分析文献[13-15]可得出，应用不同种类激光或使用不同工作参数设置的激光蚀刻牙釉质，牙釉质表面微结构可呈现不同的改变。本研究在预实验阶段，采用了5种不同工作参数设置(能量150～400 mJ，频率15～45 Hz，水量6/8)的Er∶YAG激光进行牙釉质蚀刻，并与磷酸酸蚀牙釉质后托槽的抗剪切强度进行了小样本对比，发现Er∶YAG激光在能量200～300 mJ，频率20～30 Hz，水量6/8区间内可达到接近或高于磷酸酸蚀的抗剪切强度，所以本研究选定B、C、D 3组工作参数Er∶YAG激光与磷酸酸蚀进一步比较研究。应用4种不同方法处理牙釉质后在扫描电镜下观察其表面，可见4组均表现为较均匀的鳞状外观，釉柱中心凹陷，呈现Ⅰ型酸蚀模式，与Lee等[6]的研究结果相似。Er∶YAG激光工作参数为能量250 mJ、频率30 Hz、水量6/8时蚀刻牙釉质表面的鳞状外观最清晰。当Er∶YAG激光工作参数为能量300 mJ、频率30Hz、水量6/8时牙釉质表面釉柱环状凹陷的边界不清，存在部分熔融区。这可能由于相同频率下，Er∶YAG激光能量加大，使激光的能量密度相对增加，导致牙釉质表面温度升高，激光的光热效应成为主要作用。有研究[7-8]显示激光在蚀刻牙釉质过程中持续喷水，牙釉质表面温度升高的程度并不会对牙髓组织造成伤害。在牙釉质黏接界面剖面的观察中，Tengrungsun等[16]研究对比了使用38%磷酸酸蚀和Er∶YAG激光蚀刻后进行黏接的牙釉质-黏接剂界面，发现激光蚀刻组树脂突数量少，磷酸酸蚀组可见较多树脂突。本研究Er∶YAG激光在工作参数为250 mJ、频率30Hz、水量6/8时黏接界面剖面观察可见树脂突形态与磷酸酸蚀组相似，但数量较磷酸酸蚀组少，长度较长。Er∶YAG激光工作参数为能量300 mJ、频率20 Hz、水量6/8时黏接界面可见渗入牙釉质表面的黏接剂基底宽大，末端狭长。这可能是由于Er∶YAG激光在此种参数设置下蚀刻牙釉质，使牙釉质表面产生熔融区，且牙釉质表面裂隙较多、较深，使渗入的黏接剂呈现较宽大的基底和狭长的末端。牙釉质表面裂隙产生的原因，可能有3个：一是牙釉质表面本身存在裂隙；二是牙釉质表面处理导致裂隙出现；三是应用扫描电镜观察前样本干燥的步骤也可能造成牙釉质表面出现裂隙。本研究中扫描电镜下观察4组牙釉质表面均可见到裂隙，D组裂隙较多，A组裂隙最长，但并未对处理前的牙釉质表面进行观察，无法判断是否与不同的牙釉质表面处理方法有关。

3.3不同方法处理牙釉质后表面粗糙度的比较

理想的牙釉质表面处理方法，一方面需要最大化地粗化牙釉质表面以增加黏接面积，而获得更大的黏接强度；另一方面应避免由于改变牙釉质表面的微结构而增加牙釉质的易患龋性。本研究中相比于Er∶YAG激光蚀刻组，磷酸酸蚀组的表面粗糙度均值和最大P-P值、平均P-P值均最小，但表面微结构中脊的数量远多于其他3组，对应抗剪切强度最大。随着Er∶YAG激光工作参数加大，牙釉质表面粗糙度加大；同时样本的最大P-P值也随着激光参数值增加而加大，但平均P-P值C组最大D组牙釉质表面粗糙度最大，所有样本中3个最大P-P值也均出现在D组，但其抗剪切强度却最低。分析原因，可能因为Er∶YAG激光能量设置过大，激光作用区域温度升高产生熔融效应，使牙釉质表面熔融，因此牙釉质表面平均P-P值小于C组；最大P-P值对应表面处理后产生的裂隙深度，D组深裂隙多于其他组，且裂隙深度最大，反而导致黏接强度下降。C组Er∶YAG激光蚀刻后牙釉质表面平均P-P值最大，但浅裂隙多于D组，深裂隙较少，对应着黏接强度大于B组和D组。粗糙度的改变对托槽的黏接强度有影响，同时对牙釉质的耐酸性可能也有影响。研究[3-4,17]显示激光能在一定程度上改变牙釉质表面形态，产生熔融和釉质晶体的再结晶，封闭了牙釉质表面从而减低牙釉质表面脱矿，使牙釉质耐酸性增强。Kwon等[13]比较磷酸酸蚀和Nd∶YAG激光蚀刻牙釉质表面的结构变化，表明激光照射可增强Ca/P比例，牙釉质表面产生β-磷酸三钙，增强牙釉质的抗酸性并防止龋病的进程。但与Rodriguez-vilchis等[17]应用不同工作参数Er∶YAG激光(12.7J/cm2、7.5 J/cm2、11 J/cm2)照射牙釉质后，比较牙釉质表面形成的火山口样结构及其周围牙釉质内的Ca、P、O、Cl比重的变化。结果表明Ca、P、Cl 3种元素的比重在火山样结构及其周围牙釉质内均有显著变化。当激光应用较低能量密度(7.5 J/cm2)照射牙釉质时，Ca比重显著增加。但能量密度较高时(12.7 J/cm2、11 J/cm2)，牙釉质表面火山口样结构处的Ca比重并没有增加。Osagh等[19]认为尽管应用较低能量密度照射牙釉质表面后形成的火山口样结构可能会使细菌更容易积聚，但Ca元素比重的增加，也增强了牙釉质表面的耐酸性。关于Er∶YAG激光蚀刻牙釉质表面粗糙度的变化及各元素比重的变化对牙釉质抗龋性的影响仍需进一步研究。

3.4不同方法处理牙釉质表面黏接效能的比较

目前，常用托槽黏接的抗剪切强度和黏接剂残余指数评价托槽的黏接效能。Dunn 等[9]研究表明，磷酸酸蚀组抗剪切强度明显高于Er∶YAG激光蚀刻组且后者黏结剂残余指数较磷酸酸蚀组小。该结论与Contrerasbulnes 等[10]研究结论相似，后者的研究证实Er∶YAG激光蚀刻后其剪切强度未达到常规托槽黏接所需要的剪切强度，但其同时提出不同参数激光蚀刻效果可能存在差异。而有的研究结果与之相反。Aleksic等[7]研究Er∶YAG激光蚀刻、磷酸酸蚀与两者结合应用的比较，几组间抗剪切强度及黏结剂残余指数的测定结果差异无统计学意义(P>0.05)，表明激光蚀刻可产生与磷酸酸蚀相同的黏接效果。与Lan[8]的研究结果相似，其通过抗剪切强度测试分析表明两种酸蚀技术黏接结果差异无统计学意义(P>0.05)，但联合应用较单独使用激光蚀刻或磷酸酸蚀效果更佳。也有部分研究者[19]通过改变激光蚀刻时间的长短、能量密度设置或是激光工作尖与牙釉质距离和角度等来研究牙釉质蚀刻效果的差异。Rizcalla等[18]通过改变激光的空气压力、水流速率和脉冲频率来比较预备牙釉质和牙本质速度的不同以及对表面形态作用的差异，得出在应用Er∶YAG激光预备牙釉质和牙本质中，微调各项参数是获得高蚀刻率和较小表面损伤的关键。本研究在比较多种参数设置的预试验基础上比较3种不同参数设置的Er∶YAG激光蚀刻牙釉质与35%磷酸酸蚀的抗剪切强度，得出C组Er∶YAG激光(能量250 mJ、频率30 Hz、水量6/8)蚀刻牙釉质可达到与磷酸酸蚀组相近的抗剪切强度，且两组间黏接剂残余指数差异无统计学意义(P>0.05)。认为在此参数设置下Er∶YAG激光蚀刻可达与磷酸酸蚀后牙釉质的黏接效能相近。若将Er∶YAG激光牙釉质蚀刻用于临床替代磷酸酸蚀，就减少了冲净牙面上酸蚀剂所需的时间，从而降低了酸蚀牙面被唾液再污染的风险，间接地提高了托槽的黏接效能。

3.5未来的研究方向

目前仍处于应用离体牙研究Er∶YAG激光蚀刻牙釉质效能的阶段，其临床应用效果是否与本研究结果相一致仍是未知数。正畸临床操作中托槽脱落常有发生，托槽的再黏接效能降低。有研究者将CO2激光用于牙釉质的再蚀刻过程，其研究结果显示：初次蚀刻牙釉质表面后的抗剪切强度明显低于磷酸酸蚀，黏结剂残余指数也较低；但激光再蚀刻牙釉质表面后抗剪切强度明显高于磷酸酸蚀[19-21]。那么，Er∶YAG激光在适当参数设置下是否会更有益于牙釉质的再蚀刻过程呢？本课题组将用以后的研究来验证。

将工作参数设置为能量250 mJ、频率30 Hz、水量6/8时Er∶YAG激光蚀刻牙釉质后表面形貌和牙釉质-黏接剂界面树脂突形态与35%(质量分数)磷酸酸蚀后相似，且黏接效能与35%(质量分数)磷酸酸蚀相近。在此工作参数设置下，Er∶YAG激光蚀刻牙釉质后表面粗糙度和表面峰峰值较高，其对牙齿的长期影响仍需进一步研究。

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编辑慕萌

Effect of Er∶YAG laser etching on enamel surface

Zheng Xiaowan，Qin Lu，Zhang Guanmin，Zhao Ying*

(DepartmentofStomotology,XuanwuHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100053,China)

【Abstract】ObjectiveTo compare the effect of Er∶YAG laser etching on the surface of enamel with the phosphoric acid etching. MethodsA total of 104 extracted premolars were collected from 26 orthodontic patients. The four premolars of each patient were randomly divided into 4 groups (26 teeth/group)，and the enamel etching were done respectively with different methods or at different parameters: group A 35% phosphoric acid etching and three Er∶YAG laser groups (group B 200 mJ, 30Hz, 6/8 water; group C 250 mJ,30 Hz, 6/8 water; group D 300 mJ, 20 Hz, 6/8 water). Scanning electron microscope (SEM) was used to observe the morphology of enamel surface, and atomic force microscope (AFM) was used to measure the roughness of enamel. The shear bond strength (SBS) and adhesive remnant index (ARI) were surveyed after bracket bonding on the enamel surface. ResultsThe enamel surface of four groups showed a pattern in which there was a distinct hollowing of prism centers, called typeⅠetching pattern, with a generalized roughening enamel surface. The honeycomb border of group C was the clearest. The roughness value was raised with increasing laser parameters, and the significant statistical difference (P<0.01) existed among the four groups. The highest peak-peak values of enamel surface were in group D. Group A showed lowest peak-peak values. Group C has the most similar enamel-bonding interface morphology to that of group A. The highest SBS was measured in group A, group C has no statistically significant difference with group A (P>0.05). No statistical difference of ARI scores were found in the four groups (P>0.05). ConclusionYAG laser etching with appropriate parameter can achieve the similar enamel surface morphology and SBS to phosphoric acid etching.

【Key words】Er∶YAG laser; etching; shear bond strength (SBS); scanning electron microscope (SEM); atomic force microscope (AFM); surface roughness

*Corresponding author， E-mail：zhying19@aliyun.com

[doi：10.3969/j.issn.1006-7795.2016.03.007]

【中图分类号】R 783.5

(收稿日期：2016-03-29)

网络出版时间：2016-06-0719∶07网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.r.20160607.1907.048.html

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