Er:YAG激光与高速手机处理乳牙牙本质表面对不同粘结剂树脂修复后剪切强度的影响

许 岩，刘乐华，汪 凤，詹 娟，阿孜古丽·阿不都热依木，李 娜，王 丽，魏 琰

(乌鲁木齐市口腔医院儿童牙病科，乌鲁木齐 830000)

激光具有消毒、杀菌、无振动、精准、微创、舒适、无痛或微疼、产热少不刺激牙髓、操作过程安全方便等诸多优点，被越来越多的医务人员乃至患者所接受，Er:YAG激光自1997年被美国食品和药品监督管理局(FDA)批准应用于牙体硬组织后[1]，对其相关研究越来越多，研究发现激光处理后的牙本质表面呈波浪状，不光滑，扫描电镜下观察发现牙本质小管口完全开放，无玷污层覆盖[2]，这一点被越来越多的研究所证实。然而牙本质经激光处理后，其对树脂剪切强度影响的相关研究却存在争议，因为激光处理对牙本质与树脂充填材料剪切强度的影响因素很多，比如激光的种类，激光的相关参数，树脂水门汀的种类，以及牙本质的自身特性等都将影响最终的研究结果[3]。本研究采用同一激光、相同参数下对乳牙牙本质进行处理，并研究其对不同粘结剂剪切强度的影响，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 主要实验设备与器械Lite Tonch Er:YAG laser激光仪；0.8 mm×17 mm激光工作尖；NSK PANA-MAX QD快速手机；MANI TC-11EF车针；Gluma 35% 酸蚀剂；3M ESPE Single Bond Universal粘结剂；3M ESPE AdperTMSingle Bond2粘结剂；3M ESPE FiltekTMZ350树脂；光固灯；0.9%氯化钠注射液(新疆华世丹药业股份有限公司)；牙科石膏；镀膜仪(E-1045,日本日立)；扫描电镜(LEO 1430VP，德国蔡司)；万力测试仪(WDW-20，日本)；徕卡M320F12显微镜(德国)。

1.2 实验方法

1.2.1 实验样本收集 收集124颗因乳牙滞留拔除的无龋坏、无隐裂、无充填材料，无牙齿颜色改变的下牙合乳前牙。使用刮匙清除周围组织，置于4℃ 0.9%生理盐水中备用，时间不超过1个月。

1.2.2 实验样本分组 用树脂充填出乳牙牙根以利于包埋，并使用SPSS软件将牙齿随机分成4组：A组：Er:YAG激光+3M ESPE Single Bond Universal，B组：Er:YAG激光+酸蚀+3M ESPE AdperTMSingle Bond2，C组：高速手机+酸蚀+3M ESPE AdperTMSingle Bond2，D组：高速手机+3M ESPE Single Bond Universal。

1.2.3 实验样本制备 将充填好的乳牙牙根垂直包埋于超硬石膏中。A组与B组使用能量为200 MJ，频率为20 HZ，功率为4 W，喷水位为8，工作尖使用0.8 mm×17 mm的Er:YAG激光距离牙面1 mm处非接触式处理牙齿表面，去除1 mm深度的牙齿，直至露出牙本质层。C组与D组使用NSK快速手机，MANI TC-11EF车针，在喷水的情况下均匀磨除牙齿1 mm，直到牙本质层。所有处理后的样本使用徕卡M320F12显微镜观察牙齿表面，确保处理层到达牙本质层。B组和C组应用全酸蚀粘结剂(Gluma 35%酸蚀剂酸蚀乳牙牙本质60 s，冲洗10 s，用棉球吸干冲洗残留的水分，干燥后的牙面具有光泽但没有明显的积水。牙面干燥后立即用充分浸润粘结剂的棉棒在牙齿表面涂布2～3层粘结剂反复摩擦涂布牙体粘结面15 s，气枪轻轻吹干5 s以挥发溶剂，光固化10 s)。A组和D组应用自酸蚀粘结剂(直接用棉球吸干预备后牙面上的水分，干燥后的牙面具有光泽但没有明显的积水。牙面干燥后立即用充分浸润粘结剂的棉棒在牙齿表面反复摩擦涂布牙体粘结面20 s，气枪用柔和的气流轻吹粘结剂5 s，直至粘结剂不再活动并溶液完全蒸发为止，光固化10 s)。

将2 mm×2 mm×4 mm的长方体模具固定于处理后的牙面上，另一名操作者用填充器进行分层填充，每层充填2 mm，光照20 s，填充树脂高度4 mm。光照后去除空心模具，再次光照20 s，在树脂粘结好后将整个样本浸泡于0.9%生理盐水中24 h。

1.2.4 实验结果的观察与测定

1.2.4.1 扫描电镜观察 使用镀膜仪镀膜喷金样本牙齿30 s，再使用扫描电镜进行牙本质表面的观察。

1.2.4.2 剪切强度测试 将样本固定于测试仪载物台上，加载力方向与充填树脂垂直，在与树脂充填材料粘结面4 mm处的树脂处给予加载负荷2 t,加载速度为1 mm/min的力，直至粘结界面断裂，并读取万能试验机上的剪切强度值并做记录。

1.3 统计学方法应用SPSS 23.0软件，采用析因设计的方差分析，分析乳牙牙本质不同处理方法与不同粘结剂对树脂剪切强度的影响，以及两者之间是否存在交互作用，检验水准P<0.05。

2 结果

2.1 扫描电镜观察结果乳牙牙本质表面经高速手机处理后比较平坦，有车针留下的划痕，牙本质小管被玷污层覆盖，观察不到牙本质小管口的完全开放(图1 a)；乳牙牙本质表面经4 W Er:YAG激光处理后表面不光滑，呈波浪状，层片状，牙本质如错落的岩壁边缘不光滑，可观察到大量牙本质小管开放，管口周围致密白线围绕，管周牙本质突出于管间牙本质上，还可见细小裂隙存在于牙本质中(图1 b)。

a 高速手机处理后的乳牙牙本质

b Er:YAG激光处理后的乳牙牙本质

图1 高倍镜下乳牙牙本质经不同处理方法处理后的表面形态(SEM×3000)

2.2 剪切强度测试结果使用同种牙本质处理方法时，全酸蚀粘结剂组均优于自酸蚀粘结剂组(P<0.05)，使用同种粘结剂时，激光处理组均优于高速手机组(P<0.05)，牙本质处理方法与粘结剂之间对树脂剪切强度没有交互作用(见表1、2)。

表1 乳牙牙本质不同处理方式对不同粘结剂树脂修复后剪切强值(Mpa, ±s)

表2 牙本质处理方法和粘结剂析因分析结果

3 讨论

Er:YAG激光(即铒:钇铝石榴石激光)，是一种脉冲式固体激光，在激光光谱上主要分布在近红外、中红外区域，属于不可见光[4,5]。其波长2940 nm，在水和羟基磷灰石的主吸收峰值附近，当此激光照射于牙体硬组织时，组织中的水及羟磷灰石可以很好地吸收激光能量，水的温度和压力迅速升高，引起“微爆炸”从而爆裂式去除吸收能量的含水组织[6]。在此过程中激光能量大部分被水分吸收转化为动能，加之外界水的冲刷作用，从而对深层组织的热损伤变得很小，使得牙髓组织免受因传统机械去腐过程中摩擦产热受到的热损伤，从而提高了舒适感，使得患儿更易于接受激光去腐治疗[7]。

实验发现激光处理后的牙体呈片状，波浪状不光滑的表面，牙本质如错落的岩壁。一方面是由于各牙体硬组织中化学组成成分尤其是含水量不同，甚至在同一牙体硬组织中其分布也不均匀，使得激光能量吸收不均匀，从而造成“微爆炸”不在同一水平造成的。另一方面是由于激光操作时，光纤头与处理组织为非接触式，人工操作不能确保操作的距离恒定不变造成的。在“微爆炸”的同时，激光手柄前端的喷水口将碎屑冲刷干净，从而不形成玷污层。除此之外，由于管间牙本质的含水量高于管周牙本质[8]，因此，激光处理后管间牙本质较管周牙本质去除多，而使得管周牙本质突出于管间牙本质上，类似“袖口”外观。

而高速手机是通过车针的高速旋转，机械地磨擦除去牙体组织，并且在此过程中，去除的牙体组织变成粉粒与龋洞内的细菌及口腔唾液、水相互黏着，覆盖于牙本质表面形成玷污层[9],并且在摩擦过程中留下机械划痕。

本研究发现无论是Er:YAG激光还是高速手机，全酸蚀粘结剂粘结效果均优于自酸蚀粘结剂。这可能是因为全酸蚀粘结系统可以有效去除玷污层，并且使牙本质轻度脱矿，激光处理并酸蚀后的牙本质表面也没有玷污层，并且小管口被扩大，均有利于树脂突和混合层的形成。而对于自酸蚀粘结系统来说是将玷污层改性、溶解等，共同参与粘结。甘婧等研究发现全酸蚀粘结系统与自酸蚀粘结系统相比，形成的树脂突长而完整，数量多[10]。而高速手机处理并酸蚀后的牙本质玷污被去除，牙本质小管开放，但小管口未被扩大。

本研究结果还发现，对于乳牙来说无论是自酸蚀粘结剂还是全酸蚀粘结剂，使用4 W Er:YAG激光处理均可提高其对树脂的剪切强度,并且 Er:YAG激光+酸蚀处理组的剪切强度优于其他组。原因可能是一方面激光处理后，不光滑、不平整、粗糙的乳牙牙本质表面形态增加了粘结面积；另一方面可能是激光处理后的牙本质没有玷污层的形成，利于粘结剂的粘结。除此之外，有学者认为低于熔融阈值的激光可使牙质层表面的液体蒸发，有利于粘结，从而增加了粘结效果[11]。还有学者发现无论是高速手机预备+全酸蚀处理，还是激光预备+自酸蚀粘结其粘结界面树脂突长而粗, 微机械嵌合好。但是高速手机预备+自酸蚀处理后粘结界面混合层不均一, 树脂突明显少而稀疏[12-13],只见零星树脂突, 且直径小, 长度短。

在临床工作中，尤其是儿童牙病的诊治过程中，由于儿童的配合度以及配合时间都与成人有很大的差别，医务人员不仅需要考虑粘结剂的粘结效果，更需要考虑操作的简便、舒适与安全性。本研究为临床儿童牙病的治疗选择合适的粘结剂和牙体预备工具提供了一定的理论依据。但对于激光来说，不同能量、频率、功率均会对牙齿组织产生不同的影响，因此对于怎样合理的选择参数，是本课题组今后不断研究的方向。