Er:YAG激光照射能量對牙本質小管封閉效果影響的研究

李 強 楊久慧 劉 佳 張 旻 陳永進

牙本質過敏癥（dentinal hypersensitivity，DH）是臨床上常見的以冷熱刺激或咬合不適為典型表現的口腔臨床癥狀，牙本質小管暴露是其主要病因之一。因此，封閉牙本質小關是治療DH 的關鍵。近年來，激光被用在DH 治療中[1，2]，尤其是Er:YAG 激光因其穿透性弱、不易引起牙髓反應而受到學者和臨床醫生的信賴，并取得了非常好的療效[3，4]。本實驗通過觀察Er:YAG 不同照射能量對牙本質小管封閉效果的影響，以期明確Er:YAG 激光治療DH 的合適能量范圍。

資料和方法

第四軍醫大學口腔醫院口腔頜面外科收集新鮮拔除阻生齒35 顆（男9 例，女14 例，年齡19～32歲），牙齒形態完整、無齲壞、無裂紋。用刀片刮去牙齒表面的軟組織和結石后，浸泡于0.9%生理鹽水中4℃冰箱保存備用。該實驗獲得第四軍醫大學口腔醫學院倫理委員會批準（IRB-REV-2016049）。

Fotona 雙波長激光治療儀（Fidelis，斯洛文尼亞）；慢速精密切割機（SYJ-150，沈陽科晶，中國）；超聲震蕩儀（YH-200DH，上海予皓科學儀器，中國）；冷場發射電子掃描顯微鏡（SM-4800，日立，日本）；0.5mol/L EDTA（天津市北辰方正，中國）；Image-Pro Plus 6.0 圖像分析軟件（Media Cybernetics，美國）；IBM SPSS Statistics 19.0（IBM，美國）。

依據Mordan 等[5]的方法制備DH 離體模型。取新鮮外科拔除35 顆離體牙，在冷凝水降溫下，應用慢速精密切割機延牙齒長軸垂直方向逐層切除牙釉質層直至暴露牙本質層，再將其制成約2mm 厚牙本質薄片，磨拋至表面光滑平整，用金剛砂車針將每個牙本質薄片等分成4 個扇形部分，共計140 個樣本。經0.5mmol/L EDTA 酸蝕5min、去離子水中超聲沖洗10min、蒸餾水沖洗60s 后置于0.9%生理鹽水中4℃冰箱保存備用。

取上述制備的140 個牙本質樣本，分別在每個樣本正中標記1mm×1mm 的處理區后，將其隨機分為E1-E14 共14 組（每組10 個），如表1。然后使用Fotona 雙波長激光治療儀中Er:YAG 激光（SP，光斑直徑3mm，0%水，0%氣），并依據分組設定的手具（聚焦式手具R02 和散焦式手具R14）和能量（0.3W～0.8W）對相應組樣本距離3cm 處照射2s[6]。照射過程中，各組樣本的非處理區域使用小于1mm 厚的白紙板進行覆蓋。

所有牙本質樣本置于干燥瓶內經自然干燥24h后，表面噴金，導電膠粘固；然后用掃描電鏡觀察各樣本處理區域的表面形態并采集圖像。

分別從每個樣本中隨機選取5 張處理區域的圖像，應用Image-Pro Plus 6.0 圖像分析軟件對圖像進行分析處理。首先利用軟件自動識別灰階變化功能識別牙本質小管口周界，選中圖像小管口暴露區域，并計算處理區域牙本質小管暴露的像素點面積作為牙本質小管暴露面積；然后再以空白對照組開放牙本質小管暴露面積為基準，利用公式牙本質小管封閉率＝（1-處理組牙本質小管暴露面積/對照組牙本質小管暴露面積）×100%，計算處理區域牙本質小管封閉率[7]。

表1 實驗分組及處理方式

應用SPSS19.0 軟件對所有實驗數據進行雙因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t 檢驗，檢驗水準α＝0.05。實驗數據以均數±標準差（±s）表示。

結 果

電鏡下各組樣本的表面形態如圖1 所示。E1 組和E2 組（空白對照組）牙本質表面平整，牙本質小管口完全均勻開放，小管周界清晰，呈圓形或類圓形；E3 組（R02 手具，0.3W 組）和E4 組（R14 手具，0.3W 組）可見牙本質小管口明顯縮小，但牙本質小管口仍清晰可見，呈類圓形或不規則形，且牙本質表面不平整；E5 組到E10 組（R02 手具0.4W～0.6W組和R14 手具0.4W～0.6W 組）牙本質小管口消失，并可見牙本質小管口表層有熔融層形成，表面均勻平整；E11 組到E14 組（R02 手具0.7～0.8W 照射組和R14 手具0.7W～0.8W 組）的牙本質表面牙本質小管口明顯熔融，小管口呈焦灼樣。

牙本質小管暴露面積分析結果如圖2 所示。兩種手具Er:YAG 激光照射后的牙本質小管暴露面積因照射能量的不同而不同。與對照組比較，當照射能量為0.3W～0.8W 時，兩種手具組的牙本質小管暴露面積均明顯小于對照組（P＜0.05）；而各照射能量組間互相比較，兩種手具0.3W 照射后牙本質小管暴露面積明顯高于其它能量照射組（P＜0.05），且0.7W 和0.8W 照射時的牙本質小管暴露面積明顯高于0.4W～0.6W（P＜0.05），而0.4W～0.6W 組牙本質小管暴露面積比較無明顯差異（P＞0.05）。當照射能量相同時，兩種手具組牙本質小管暴露面積比較無統計學意義（P＞0.05）。

牙本質小管封閉率分析結果如圖3 所示。兩種手具照射后的牙本質小管封閉率因照射能量不同而不同。與對照組比較，各實驗組牙本質小管均明顯封閉，且封閉率明顯大于對照組（P＜0.05）；且當照射能量為0.4～0.6W 時，兩種手具組的牙本質小管封閉率均較0.3W、0.7W 和0.8W 組明顯增大（P＜0.05），而0.4～0.6W 組牙本質小管封閉率比較無統計學意義（P＞0.05）；當照射能量相同時，兩種手具組的牙本質小管封閉率無明顯差異（P＞0.05）。

圖1 各組牙本質小管形態學觀察（SEM ×1000 倍）

圖2 不同手具和照射能量對牙本質小管暴露面積影響的分析

圖3 不同手具和照射能量對牙本質小管封閉率影響的分析

討 論

有學者綜述了Er:YAG 激光治療DH 的隨機對照臨床研究后，得出Er:YAG 激光能夠有效治療DH，但治療方式和參數設置有待進一步研究[8]。激光照射能量作為決定激光療效的主要因素之一[9]，勢必對牙本質小管封閉效果產生影響。

在牙本質小管開放情況下，溫度、化學及機械刺激作用于暴露牙本質小管傳導至牙髓易誘發DH[10]。波長2940nm 的Er:YAG 激光在水分子吸收熱量峰值附近，當牙本質羥基磷灰石中的水分子吸收激光能量后會產生微爆破，使羥基磷灰石及鈣鹽沉積堵塞牙本質小管，阻止了牙本質小管內容物的異常流動，并阻隔外界刺激物對牙髓神經的刺激，從而達到脫敏的目的[11]。本研究通過掃描電鏡觀察到Er:YAG激光不同照射能量對牙本質小管的封閉效果不同?？瞻讓φ战M的牙本質小管口均呈開放狀態，表面光滑清潔，周界清晰明顯，且小管直徑較大。當給予0.4W～0.6W Er:YAG 激光照射后，牙本質表面均勻平整，表層形成熔融層，統計結果也顯示牙本質小管暴露面積明顯減小、牙本質小管封閉率顯著提高，這表明Er:YAG 激光的光熱效應產生的熱量使得牙本質內水分子消耗、牙本質表層的羥基磷灰石發生熔融、再結晶，導致牙本質小管的封閉[12]。有學者[13]應用原子力顯微鏡觀察0.5W Er:YAG 激光處理的牙本質，結果與本研究有差異，即激光照射后牙本質表面的粗糙度明顯增加，但該研究照射時間30s 明顯長于本研究，照射距離4mm 也明顯小于本研究，這些因素都勢必會增加牙本質表面所接收到的激光能量，從而破壞牙本質結構。事實上，在本實驗中，當我們應用0.7W 和0.8W 的Er:YAG 激光照射牙本質后，就觀察到牙本質小管并沒有進一步開放，而是呈現嚴重焦炭化現象，并且照射過程中也可明顯看到牙本質樣本表面變成深黃色甚至黑色。國內學者[14]曾指出，Er:YAG 激光安全參數下，功率越高牙本質小管的直徑和密度越小，封閉效果越好，但是功率太大可使牙本質產生裂紋及碳化現象；國外學者[15]也報道，當Er:YAG 激光照射功率過大時牙本質小管會出現開放或炭化作用，隨著功率的進一步加大甚至可能出現裂紋以及組織破損。上述結果和研究提示我們，合適的Er:YAG 激光照射能量能夠有效封閉牙本質小管，而若輸出能量過高，反而會造成牙本質表層的碳化從而影響脫敏效果。

Er:YAG 激光能夠有效封閉牙本質小管、減少外界刺激對牙髓的影響，但由于牙齒磨耗、牙齦萎縮、外物摩擦（如牙刷）等因素，激光脫敏的長期效果也受到了學者們的關注。盡管個別學者認為Er:YAG激光有效減緩DH 疼痛感可以維持1 個月[16]，但多數臨床研究[17，18]顯示，應用Er:YAG 激光進行DH 患牙脫敏治療即刻效果非常明顯，臨床療效也可以維持2～6 個月不等。并且，為了取得更好的脫敏效果，目前學者們更推薦同時使用Er:YAG 激光和脫敏劑進行DH 治療。無論是基礎研究[4，14]還是臨床研究[19]都表明，Er:YAG 激光和其他脫敏劑聯合應用，能夠更好的封閉牙本質小管、最大化的緩解DH 臨床癥狀。