Er: Yag激光拆除3种材质贴面的实验研究

朱建宇 洪菲菲 何良航 温玮 雷贤林 张志升 尹路，3

1.厦门医学院附属口腔医院，厦门市口腔疾病诊疗重点实验室，厦门 361000；

2.厦门医学院口腔医学系，厦门 361023；

3.口腔生物材料福建省高校工程研究中心，厦门医学院，厦门 361023

随着微创、无痛等现代医疗观念的普及，激光在口腔各学科中的应用也越来越广泛[1-2]，例如去龋、脱敏等。Er: Yag 激光（掺铒钇铝石榴石激光），波长为2.94 μm，其能量可选择性地被水和羟磷灰石吸收，在组织内部产生“微爆破”，达到切削牙体组织的效果[1]，激光所有的能量都用于汽化局部，升温不高，羟磷灰石烧蚀过程中不会熔化，对牙体组织热损伤小[2]，由于持续喷水，激光能量大部分被水吸收，避免饵激光对牙髓组织的刺激[3-4]。因此目前Er: Yag 激光在口腔领域的关注度越来越高。贴面修复后可能因为各种原因需要取下，如敏感或疼痛、食物嵌塞及继发龋等，传统方法拆除贴面不仅费时费力，而且容易造成健康牙体组织的损伤[5-6]。本实验尝试采用Er:Yag激光体外去除临床常见材质贴面并研究其与传统方法的差别，为激光在临床无创拆除贴面提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 实验材料和仪器

实验材料：Vita Mark Ⅱ、Vita 琥珀瓷（Vita公司，德国），润瓷（深圳爱尔创新材料有限公司），3 种材料的主要成分见表1。RelyXTMUltimate树脂水门汀（3M 公司，美国），激光（Fotona公司，斯洛文尼亚），模型扫描设备（3Shape D700，3Shape 公司，丹麦），CAD 软件（Exocad 公司，美国），扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）（蔡司公司，德国）。

表1 实验组中3种材料的主要成分Tab 1 Main components of the three materials in the experimental group

1.2 离体牙的收集

离体牙纳入标准：收集厦门医学院附属口腔医院门诊拔除的33 颗健康正畸减数牙。样本来源者既往体健，无系统性疾病，年龄18~30岁；离体牙未行牙髓治疗和冠修复，且根尖完全形成，无根管钙化和吸收；牙根长14~15 mm；表面无龋、色素沉着及牙体缺损，清除牙根周围残留组织后储存于4 ℃的生理盐水中。本研究经厦门医学院附属口腔医院伦理委员会批准（伦理审批号：20-2012631028）。

1.3 牙体预备

预备体扫描后生成模型，运用CAD 软件（Exocad 公司，美国）设计贴面（图1），使用3种不同材质瓷块（Vita MarkⅡ单层色瓷立方、Vita琥珀瓷、树脂基陶瓷）制备贴面，此时应共有9种规格贴面，即：1）1.0 mm Vita MarkⅡ单层色瓷立方；2）1.5 mm Vita MarkⅡ单层色瓷立方；3）2.0 mm Vita MarkⅡ单层色瓷立方；4）1.0 mm Vita琥珀瓷；5）1.5 mm Vita 琥珀瓷；6）2.0 mm Vita琥珀瓷；7）1.0 mm 树脂类陶瓷；8）1.5 mm 树脂类陶瓷；9）2.0 mm 树脂类陶瓷，每种规格贴面各6 块，共54 块随机选取27 块（每种规格各3 块）作为贴面实验组，使用RelyXTMUltimate 树脂水门汀对以上离体牙及贴面进行粘接，粘接后保存1周备用。

图1 使用计算机辅助软件设计后的贴面Fig 1 The occlusal veneer designed by computer-aided software

1.5 Er: Yag激光拆除贴面

Er: Yag 激光初始参数[7]：功率2.5 W，频率20 Hz，脉冲能量125 mJ，水∶气为5∶4，Er: Yag激光照射路线：从贴面近中舌侧开始呈近远中向照射至远中颊侧，再从远中颊侧呈颊舌向照射至近中舌侧，若使用2.5 W 照射超过20 min后无法拆除，增大激光功率至3.5 W，以修复体自行脱落为结束时间（n=27）。在剩余27 块贴面（每种规格各3 块）中，取9 种规格贴面各1 块，不与离体牙粘接，直接使用Er: Yag 激光照射，作为贴面对照组。使用SEM 分别观察贴面表面和贴面组织面微形态，去贴面后的离体牙釉质表面形态。

2 结果

2.1 不同材质和厚度对激光去除效率的影响

使用功率2.5 W 的Er: Yag 激光去除粘接时间：1.0 mm Vita 琥珀瓷组（96.0 s±16.0 s）与1.0 mm Vita MarkⅡ组（84.5 s±19.5 s）间差异有统计学意义（P＜0.05）；1.5 mm Vita 琥珀瓷组（246.5 s±13.5 s）与1.5 mm Vita MarkⅡ组（170.0 s±14.0 s）间差异有统计学意义（P＜0.05）；使用功率2.5 W的Er: Yag激光去除2.0 mm的琥珀瓷组和Vita MarkⅡ组均超过20 min 无法取下，增加功率至3.5 W时，2.0 mm Vita 琥珀瓷组和2.0 mm Vita MarkⅡ组Er: Yag 激光去除粘接时间分别为（381.0±24.0）s、（341.5±26.5）s；树脂类陶瓷贴面经两种功率（2.5、3.5W）激光长时间（>20 min）照射后仍无法取下。

拆除过程中，1.0 mm Vita MarkⅡ组和1.0 mm Vita 琥珀瓷组可以将修复体完整取下来；1.5 mm MarkⅡ组、2.0 mm Vita MarkⅡ组和1.5 mm琥珀瓷组各出现1 组裂纹，2.0 mm 琥珀瓷组出现2 组裂纹；润瓷组则是出现修复体表面凹坑状，且功率越大，凹坑深度越深。

2.2 拆除后离体牙和贴面的SEM观察

拆除后离体牙粘接面SEM 下观察可见：各个实验组中均有烧蚀不规则表面。和对照组相比，牙本质小管、鳞片状和白垩状表面几乎看不见，考虑到激光照射作用于粘接树脂层，使其去粘接，而不是去除所有树脂粘接面，所以拆除后有残余材料在离体牙上，其中随着激光功率的增加，表面粗糙度和凹陷深度增加（图2）。拆除后修复体组织面SEM 下观察可见：各个实验组中均有烧蚀不规则表面。和对照组相比，修复体组织面残留树脂粘接剂且呈划痕状、凹坑状外观，几乎无法看到对照组中的结构。随着功率的增加，表面粗糙度和凹陷深度增加。

图2 离体牙和贴面的SEM观察 × 500Fig 2 Observation of the isolated teeth and occlusal veneer under SEM × 500

3 讨论

学者对陶瓷的激光透光率进行研究，结果表明陶瓷样品的种类、颜色和厚度对陶瓷的激光透光率有显著影响[8]，激光穿透瓷块到达粘接层也可能受到瓷块材料的物理性质影响[9]。这与实验中相同厚度下Vita 琥珀瓷拆除时间比Vita MarkⅡ还要长的结果一致。虽然Vita MarkⅡ和Vita 琥珀瓷皆为全瓷材料，但Vita MarkⅡ为长石类玻璃陶瓷类材料，而Vita 琥珀瓷里面除了二硅酸锂外，也含有10%氧化锆成分，可能阻射穿透，减少激光作用于粘接剂[10-11]。实验数据还表明，瓷块厚度越厚，拆除所需要的时间越长，所需功率越高[9]。在临床上若需要拆除贴面，可以先参考之前计算机辅助设计时贴面厚度的数据，来制定需要拆除贴面时激光功率的参数，若厚度为1~1.5 mm时，可以使用2.5 W 激光照射，在大部分厚度达2 mm 时，建议直接使用3.5 W 激光照射。但是在临床上，使用大功率拆除贴面可能导致修复体破损，若是想要保留原贴面修复体，建议从小功率开始进行去粘接，逐步加大功率[9]。

Er: Yag 激光还可用于复合树脂、玻璃离子等充填材料的去除[13-14]，原理和激光作用于龋坏组织和硬组织的原理相同，都是基于微爆破原理[2,15-16]。激光能量可通过热软化、热烧蚀或光烧蚀来降解树脂[17]，复合材料也可直接从牙齿表面烧蚀，因此使用激光作用于树脂类修复体时，激光的能量并非穿过修复体而是直接作用于修复体，造成修复体表面的损伤，以至于无法直接拆除树脂类贴面。近年来树脂类陶瓷用于贴面修复逐渐增加，对于如何拆除树脂类贴面还需其他临床研究。

综上所述，同种材质、相同厚度情况下：激光功率越大，拆除时间越短，当功率较小时，可能导致贴面无法拆除。相同厚度、相同功率情况下：激光穿透瓷块到达粘接层可能对瓷块结构产生影响。同种材料、相同功率情况下：瓷块厚度越厚，拆除所需时间越长，所需功率越大。激光无法直接拆除树脂类贴面。本实验只考虑到使用激光拆除后牙贴面，在修复体选择类型上还有所不足，包括嵌体、高嵌体、全冠等。这些修复体有固位型和抗力型，都可能影响激光去粘接，需要后续实验研究进一步探讨。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。