Er：YAG激光照射時間對牙本質小管封閉效果影響的研究

李 強 楊久慧 劉雙云 劉 佳 張 旻 陳永進

牙本質過敏癥(dentinal hypersensitivity，DH)的發生率約為10%～30%，嚴重影響患者的生活質量[1]。牙本質小管暴露是DH的主要病因之一，因此封閉牙本質小管是治療DH的關鍵[2]。近年來，激光被用在DH治療中，尤其是Er:YAG激光因其穿透性弱、不易引起牙髓反應而受到研究者和臨床醫生的信賴，并取得了非常好的療效[3～5]。激光實質是一種粒子能量形式，其照射時間的長短會影響激光照射時能量的累積，從而引起被照射物體溫度的變化。臨床上口腔醫生應用Er:YAG激光治療DH時，最不希望的就是激光照射時間過長導致牙髓溫度升高、造成牙髓損傷，因此，研究Er:YAG激光治療DH的適宜照射時間至關重要。本研究通過掃描電鏡觀察應用Er:YAG激光照射不同時間后的牙本質小管封閉狀態，研究Er:YAG激光照射時間長短對DH的治療效果。

對象與方法

1.實驗對象及來源：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40顆(男性13例，女性17例，患者年齡18～37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%NaCl注射液中4℃冰箱保存備用。該研究獲得第四軍醫大學口腔醫學院醫學倫理學委員會批準(IRB-REV-2016049)。

2.實驗材料及設備：Fotona雙波長激光治療儀(斯洛文尼亞Fideli公司)；慢速精密切割機(SYJ-150，沈陽科晶公司)；超聲震蕩儀(YH-200DH，上海予皓科學儀器公司)；冷場發射電子掃描顯微鏡(SM-4800，日本日立公司)； 0.5mol/L EDTA(天津市北辰方正化學試劑廠)；Image-Pro Plus 6.0 圖像分析軟件(美國Media Cybernetics公司)；IBM SPSS Statistics 19.0(美國IBM公司)。

3.牙本質過敏癥離體模型的建立：依據Mordan等[6]方法制備DH離體模型。取新鮮拔除離體牙40顆，在冷凝水降溫下，應用慢速精密切割機沿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160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%NaCl注射液中4℃冰箱保存備用。

4.實驗分組及處理：將160個牙本質樣本隨機分為照射持續時間(duration，D)D1～D16共16組，每組10個，詳見表1。其中D1、D2組分別為Fotona雙波長激光治療儀聚焦式照射手具(R02)和散焦式照射手具(R14)對照組，不做任何處理。D3～D16組每個樣本正中標記1mm×1mm的處理區后，根據分組，使用Fotona雙波長激光治療儀中Er:YAG激光(20mj，20Hz，SP，光斑直徑3mm)在距離樣本3cm移動掃描照射。照射過程中，各組樣本的非處理區域使用<1mm厚的白紙板進行覆蓋。

表1 實驗分組及處理方式

5.掃描電鏡觀察：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。

6.圖像處理：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]。

結 果

1.牙本質小管表面形態觀察：電鏡下各組樣本的表面形態如圖1所示。D1組和D2組牙本質表面平整，牙本質小管口完全開放，小管周界清晰，呈圓形或類圓形。與對照組比較，D3～D16組均表現為牙本質小管口消失，并可見牙本質小管口表層有均勻致密的牙本質熔融層形成并封閉牙本質小管口。

圖1 各組牙本質小管形態學觀察(×1000)

2.牙本質小管暴露面積分析：與對照組比較，D3～D16實驗組牙本質小管的暴露面積均明顯小于對照組(P<0.05)；實驗組間兩種手具比較，差異無統計學意義(P>0.05);實驗組間不同Er:YAG激光照射時間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。

圖2 不同手具和照射時間對牙本質小管 暴露面積影響的分析 與對照組比較，*P<0.05

3.牙本質小管封閉率分析：與對照組比較，實驗組牙本質小管封閉率均明顯增加(P<0.05)；牙本質小管封閉率隨著照射時間的增加差異無統計學意義(P>0.05)。實驗組間不同手具比較，差異無統計學意義(P>0.05，圖3)。

圖3 不同手具和照射時間對牙本質小管 封閉率影響的分析 與對照組比較，*P<0.05

討 論

目前，治療DH的方法較多。對于癥狀較輕的DH常采用藥物脫敏治療，而癥狀較重或者牙體組織缺損嚴重的患者，可考慮采用充填術和冠修復的方法。然而，藥物脫敏的遠期療效不佳，修復治療又存在磨除牙體組織等缺點，患者接受度較差。若癥狀已嚴重影響患者生活質量且各種治療均無明顯療效，就必須考慮根管治療。近年來，激光治療DH的方法逐漸應用到臨床中，最有可能成為理想的脫敏方法[2]。在眾多激光種類中，Er:YAG激光具有特征性的光熱效應和生物學效應，相對于傳統的治療方法具有更佳的療效，顯示出更大的優勢，所以Er:YAG激光備受口腔醫生推崇，越來越多地被應用到牙齒敏感患者的治療中[4,5]。

本研究使用Er:YAG激光以光斑直徑3mm照射2s，按照掃描移動照射的方法計算實驗中的光照范圍約10mm2，相當于1cm2需要照射20s。本研究中使用照射時間以2s為基準，通過增加照射頻次和單次照射時間來增加牙本質標本照射時間，結果可見各實驗組牙本質表面平整，絕大多數牙本質小管口熔融致密且均勻的封閉層，各組牙本質小管形態相似。這說明，無論通過增加照射次數還是延長單次照射時間都不改變Er:YAG激光對牙本質小管的封閉效果。雖然照射時間是影響Er:YAG激光對牙本質小管封閉的重要因素，但本研究結果顯示照射時間的增加對牙本質小管封閉率無顯著影響，未發現隨照射時間延長而增加牙本質小管封閉效果的趨勢，這可能由于本研究的基準時間較短，即使照射4次或增加4倍時間，激光能量的累積都未達到較高水平，若延長照射時間，能量累積至一定水平，Er:YAG激光熱效應可能會破壞已經封閉的牙本質小管[8]。

Badran等[9]分別用60s和120s兩個不同時間對牙本質盤進行Er:YAG激光照射，發現照射60s就可使牙本質小管口基本封閉，延長照射時間對封閉效果差異無統計學意義，這與本研究結論一致，只是兩個實驗所測量時間不同，這與實驗設計等因素有關。丁亞娟等[10]研究認為照射時間對牙本質小管封閉效果的影響較小，隨著照射時間的增加，牙本質小管封閉效果會逐漸減弱。本研究中激光的照射時間為20s，照射面積為整個牙本質盤，按其方法，單位牙本質小管接受到照射時間與本研究中光斑直徑3mm照射1mm2區域的照射時間2s基本相同，這同樣證實了本研究中激光照射時間不影響牙本質小管封閉效果的結論。

Moritz等[11]研究發現，激光長時間照射會使牙本質出現碳化、組織裂紋，這可能是因為激光照射使牙體組織中水分蒸發，繼續照射使牙本質熱量急劇累積導致。本研究中雖沒有極長的照射時間，但Er:YAG激光的波長決定了水分子極易吸收Er:YAG激光能量，所以Er:YAG激光照射牙本質時，牙本質小管中的水分子極易蒸發或吸收Er:YAG激光能量分解，導致長時間照射時牙本質小管內水分子減少，從而有可能出現牙本質的碳化現象。

研究顯示，無論DH模型牙本質盤的厚度為多少，Er:YAG激光封閉牙本質小管的深度為1.2～2.3μm[12,13]。但在臨床中牙齒磨耗、楔狀缺損等原因導致的牙本質過敏，均是由于牙本質變薄后牙髓對外界刺激敏感的結果。然而，到目前為止，有關牙本質厚度是否影響激光照射時間對DH治療效果的臨床研究還未見報道。因此，在未來研究中，筆者還將進一步針對牙本質厚度與激光輻照時間對牙本質小管封閉效果開展離體和在體研究。

綜上所述，當適宜的Er:YAG激光照射時間有效封閉牙本質小管后，無論增加照射次數還是照射時間都不會再增加牙本質封閉效果，這對于臨床上應用Er:YAG激光治療DH具有一定的指導意義。在Er:YAG激光脫敏時，為了確保操作的安全性及縮短臨床就診時間，建議結合臨床實際減少激光照射時間。