不同能量密度的Er：YAG激光蚀刻对窝沟封闭微渗漏的影响

刘利利,辛鹏飞，刘青梅，*

(1山西医科大学口腔医学院口腔医院口腔科，太原 030001；2山西医科大学第三医院，山西白求恩医院，山西医学科学院，同济山西医院口腔科；*通讯作者,E-mail:liuqingmei2006@sina.com)

龋病是儿童青少年的口腔常见病,2017年发布的全国第四次口腔流行病学检查数据显示[1],12岁年龄组的儿童恒牙患龋率高达34.5%，比10年前提升了7.8%。研究发现[2]，牙齿窝沟患龋的风险远远大于光滑面。窝沟封闭是预防窝沟龋发生的有效方法，而封闭剂的保留率、窝沟封闭的微渗漏程度是预防窝沟龋的关键[3]。近年来，学者们一直在寻找新的、高效的窝沟表面处理方法。随着激光技术的不断发展，为窝沟封闭在临床中的应用提供了新思路[4]。Er：YAG激光是最常用于处理牙体硬组织的激光，但既往研究表明，Er：YAG激光蚀刻窝沟界面的最佳参数尚不明确。因此本实验通过不同能量密度的Er：YAG激光蚀刻窝沟表面，评价不同能量密度Er：YAG激光对窝沟封闭微渗漏程度的影响。

1 材料与方法

1.1 实验材料和器械

37%磷酸酸蚀剂、窝沟封闭剂(美国3M公司)；指甲油(三福有限公司)；光固化灯(美国皓齿制品有限公司)；金刚砂片(日本松风株式会社)；高速涡轮机(美国MTI公司)；体视显微镜(德国蔡司集团)；杯状刷(东菀立港医疗器械有限公司)；双波长激光治疗仪(美国Fotona公司)；恒温培养箱(上海精宏实验设备有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 实验样本的选择 2020年7—10月在山西白求恩医院口腔颌面外科收集72颗第三磨牙，纳入标准为：窝沟深窄，无龋坏，无染色，无釉质发育不全，牙体完整等。清洁牙体表面的牙石和软组织，4 ℃的1%氯亚明溶液中浸泡保存。

1.2.2 实验样本的分组与处理 将离体牙试样随机均分为9组(n=8)：酸蚀组、100 mJ激光组、120 mJ激光组、140 mJ激光组、160 mJ激光组、100 mJ+酸蚀联合组、120 mJ+酸蚀联合组、140 mJ+酸蚀联合组、160 mJ+酸蚀联合组。将所有离体牙样本用低速小毛刷清洁牙面，设置激光参数：MSP模式，频率20 Hz，垂直于牙体表面发射激光，以1 mm/s速度移动进行照射。酸蚀组牙釉质窝沟表面以37%磷酸处理15 s；激光组分别以100，120,140,160 mJ处理牙釉质窝沟表面；Er：YAG/酸蚀联合组同样分别以100,120,140,160 mJ处理牙釉质窝沟表面后以37%磷酸处理15 s。行窝沟封闭术，检查窝沟封闭效果，要求边缘光滑，无气泡产生。

将样本浸泡于人工唾液中48 h,进行冷热循环实验，分别浸入5 ℃(冷循环)和55 ℃(热循环)生理盐水中进行循环，每个温度停留30 s，共循环500次。每组样本用蜡封闭根尖孔，于窝沟封闭剂边缘1 mm外的区域均匀涂布2层指甲油，晾干，备用。

1.2.3 微渗漏实验的方法与测定 将所有样本分组浸泡于1%亚甲蓝溶液中24 h，流动水冲洗样本表面多余染料，吹干。截除牙根部，硬石膏固定样本，用金刚砂片在水冷却条件下沿牙齿中央沟近中点隙、远中点隙及二者的中点3点相应的位置颊舌向切开，每个离体牙样本可得到6个剖面，每组共有48个剖面(n=48)。

选取2位评估者经过标准一致性检验，在体视显微镜40倍下，每个评估者对每个剖面的微渗漏情况分别进行2次评估，记录微渗漏值，1周之后，再进行一次评估，每个剖面共得到4个评分，取其中最高分作为最后的记录并进行统计分析。

染料渗漏严重程度分为4级：0级，边缘无染料渗入；1级，染料渗入深度未及封闭剂与牙釉质界面长度的1/2；2级，染料渗入深度超过封闭剂与牙釉质界面长度的1/2，但未及沟底；3级，染料到达沟底。

微渗漏发生率=有亚甲蓝渗入的剖面数量/剖面总数×100%。

1.3 统计学分析

本实验采用SPSS24.0统计软件进行实验资料的整理和分析。多组间的样本比较采用Kruskal-WallisHtest秩和检验，两两比较用多组独立样本秩和检验的两两比较。

2 结果

体视显微镜(×40)下观察样本切片显示，各组均可见不同程度的染料渗漏(见图1)，100 mJ激光组：窝沟右侧染料渗入未及封闭剂与牙釉质界面长度的1/2；120 mJ激光组：窝洞右侧染料渗漏及窝沟底，左侧仅边缘见染料渗漏；140 mJ激光组：窝洞右侧染料渗漏及窝沟底，左侧染料渗漏超过封闭剂与牙釉质界面长度的1/2，但未及沟底；160 mJ激光组：双侧仅边缘见染料渗漏；100 mJ+酸蚀联合组：双侧仅边缘见染料渗漏；120 mJ+酸蚀联合组：双侧染料渗漏达窝沟底；140 mJ+酸蚀联合组：左侧仅边缘处见染料渗漏，右侧染料渗漏超过封闭剂与牙釉质界面长度的1/2，但未及沟底；160 mJ+酸蚀联合组：双侧染料渗漏达窝沟底。

图1 不同能量密度的Er：YAG激光蚀刻后样本切片的微渗漏结果 (1%亚甲蓝染色，×40)Figure 1 Microleakage results of sample slices after Er: YAG laser etching with different energy densities (1% methylene blue staining,×40)

渗漏程度等级评分及微渗漏发生率分析结果显示，4个Er:YAG/酸蚀联合组渗漏发生率低于4个相应激光组和酸蚀组(见表1)。不同能量密度的Er：YAG激光对窝沟封闭体外微渗漏值的差异无统计学意义(P>0.05)，窝沟封闭的微渗漏程度相似；Er:YAG/酸蚀联合使用微渗漏值低于单独激光蚀刻，差异存在统计学意义(P<0.05)；单独激光蚀刻可达到与酸蚀类似的微渗漏值，差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 各组微渗漏等级评分结果及微渗漏发生率

3 讨论

新萌出的牙齿，窝沟较深，形态较为复杂，因此降低了氟化物对窝沟深处牙体组织的再矿化效果[5]，导致患龋率的增高。目前认为，窝沟封闭是预防并降低窝沟龋的一种有效方法，已广泛应用于临床中[6,7]。窝沟封闭的疗效与封闭剂和窝沟表面的边缘微渗漏密切相关，细菌、液体、分子和离子通过边缘微渗漏区进入窝沟表面，致使龋病在封闭材料下方发展，导致窝沟封闭的失败[8]。研究窝沟封闭边缘微渗漏的方法多样，染料渗漏法是最实用、最重要的方法之一,本实验采用分析染料渗透深度来评估窝沟封闭材料与窝沟表面间的微渗漏程度。

窝沟封闭材料的不同将导致窝沟封闭微渗漏程度的差异[9]。目前常用的窝沟封闭剂分为玻璃离子型、树脂型、树脂改良玻璃离子型。Alsabek等[10]的一项临床研究发现，玻璃离子型封闭剂的脱落率高于树脂型，但对于唾液分泌旺盛的低龄儿童，使用玻璃离子型窝沟封闭剂是更为合适的选择，因其表面可形成一层水凝胶层，不需要严格隔湿，疗效更佳。在一项对GICs(玻璃离子)长达13年的临床随访中发现,65%的新生恒磨牙窝沟面无龋损,说明GICs起到了一定的龋病预防作用[11]。研究发现[12]，树脂改良玻璃离子型窝沟封闭剂可以保持良好的粘接性能，保留率更高，这可能与树脂的微机械锁扣作用和玻璃离子的化学结合力共同作用相关。而且在此型窝沟封闭剂中可以观察到大量的钙离子和氟离子，可促进牙齿的再矿化[13,14]，达到预防龋齿的作用。因此，本实验采用树脂改良玻璃离子型窝沟封闭剂(3M ClinproTMXT)，其良好的流动性，可以渗入狭窄的窝沟底部[15]，减少微渗漏程度。

目前认为磷酸酸蚀冲洗技术仍为釉质粘接的金标准[16]，激光蚀刻并不能完全取代传统酸蚀技术。但酸蚀技术操作步骤繁琐，要求将酸蚀剂彻底冲洗后，再干燥，临床操作时间较长[17]，而且酸蚀剂具有一定刺激性，对于年龄较小的患儿来说，会增加治疗难度[18]。Er:YAG激光作为最常用于处理牙体硬组织的激光，对周围正常组织的损伤较小，在激光治疗过程中可以有效保护周围正常组织[19]，而且激光处理后的窝沟表面呈现出与酸蚀作用类似的白垩色表面[20]，可增强粘接强度，显著提高窝沟封闭剂的渗透性[21]，因此Er:YAG激光被学者们应用于牙体黏接中。研究表明，Er：YAG激光可以改变釉质钙磷比，增强抗酸性[22]，而且对变形链球菌和嗜酸乳杆菌均有显著的抑菌活性，可增强窝沟封闭的封闭效果[23]。另外，激光可简化窝沟封闭的操作步骤，缩短操作时间[24]，减少唾液的污染，从而降低微渗漏程度[25]，技术敏感性更低。

很多学者对不同参数的Er：YAG激光对窝沟封闭效果的影响展开了研究，既往研究显示[20]，Er:YAG激光蚀刻后,釉质表面出现凹坑状结构，表面粗糙，从而增强窝沟封闭剂的固位。我国学者[26]认为100 mJ/10～20 Hz的Er:YAG激光处理窝沟表面后,窝沟封闭的效果更好。马林等[27]学者发现激光蚀刻和酸蚀技术的窝沟封闭剂保存率相似,但舒适度优于传统的酸蚀技术。而Durmus等[28]研究发现，Er:YAG激光与酸蚀联合后窝沟封闭剂的保留率明显高于单独使用酸蚀技术。在本实验的研究结果中，与酸蚀组和单独激光蚀刻组相比，Er:YAG激光与酸蚀联合组窝沟封闭的微渗漏值更低，这与以往研究结果一致[29]。

激光蚀刻窝沟表面后，可观察到与酸蚀技术类似的白垩色表面，形成有利于粘接的粗糙表面。本实验研究结果显示，单独的激光蚀刻可达到与酸蚀类似的微渗漏程度(P>0.05)，在恒定的Er：YAG激光频率20 Hz下，不同能量密度100，120，140，160 mJ间的微渗漏值无显著性差异(P>0.05)，均可达到与酸蚀类似的微渗漏程度。结果提示，在一定能量密度范围内，随着激光能量密度的增加，窝沟封闭的微渗漏值无明显降低或升高。

综上所述，100～160 mJ/20 Hz范围内，不同能量密度的Er:YAG激光蚀刻对窝沟封闭微渗漏值的影响差异不显著;而Er：YAG激光蚀刻联合酸蚀可取得较单独Er：YAG激光蚀刻或单独酸蚀刻处理窝沟表面更良好的边缘密合性。本实验为离体实验，实验室条件很难真正的模拟口腔内的环境，离体牙与口腔内的活体牙相比，在结构性能上也会发生变化,因此，需进一步的临床实验。