Er,Cr:YSGG激光處理技術(shù)對(duì)楔狀缺損粘結(jié)面的影響

劉 芮，夏 榮，肖楠楠，王 超

楔狀缺損呈楔形，涉及牙釉質(zhì)、牙本質(zhì)、牙骨質(zhì)面，頸部牙齦包繞，伴齦溝液滲出，長期暴露于口腔環(huán)境后，牙本質(zhì)發(fā)生反應(yīng)性變化，常使牙本質(zhì)小管閉合；增加了粘結(jié)面處理難度，導(dǎo)致楔缺充填后充填體易脫落，邊緣變色等并發(fā)癥[1-2]，提高楔狀缺損粘結(jié)力，增強(qiáng)充填體的固位，減少楔缺充填后并發(fā)癥一直是臨床的難點(diǎn)。近年來國內(nèi)外研究[3]發(fā)現(xiàn)Er,Cr:YSGG激光對(duì)牙面的處理可以提高牙體組織的粘結(jié)強(qiáng)度，Er,Cr:YSGG激光與水和羥基磷灰石晶體的光譜吸收范圍相匹配，照射牙面時(shí)可使釉質(zhì)和牙本質(zhì)10～20 μm厚吸收能量，內(nèi)部發(fā)生微爆破，去除玷污層并使牙面粗糙，呈白堊色，類似于酸蝕處理[4-5]。該研究采用Er,Cr:YSGG激光聯(lián)合常規(guī)酸蝕技術(shù)對(duì)楔狀缺損表面處理比較各組的剪切粘結(jié)強(qiáng)度。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試劑Er,Cr:YSGG水激光口腔治療儀(美國Biolase公司)；CLEAN-02超聲波清洗機(jī)(寧波藍(lán)野醫(yī)療器械有限公司)；uni-etch酸蝕劑、第八代All-bond universal通用型粘結(jié)劑(美國Bisco公司)；ESPE Easy One第七代免酸蝕粘結(jié)劑(美國3M公司)；Spectrum光固化復(fù)合樹脂(美國Dentsply公司)；JEM2100F場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(日本電子株式會(huì)社)；E3000電子動(dòng)靜態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)(美國Instron公司)；TC-501F冷熱循環(huán)機(jī)(上海華鄰實(shí)業(yè)有限公司)。

1.2 離體牙收集收集安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院口腔科2018年4～7月因治療需要拔除的第三磨牙，要求牙冠完整，無齲壞、修復(fù)、根管治療、牙隱裂、四環(huán)素牙、死髓牙；拔牙后，用牙周刮治器刮除表面結(jié)石、軟垢，組織殘留物，0.5%氯胺溶液消毒48 h，室溫下保存于生理鹽水中，每2 d更換1次溶液。

1.3 試件的制備與分組

1.3.1試件的制備 用慢速手機(jī)在水霧狀態(tài)下將離體牙頰面沿釉牙骨質(zhì)界向內(nèi)制備深5 mm、牙合齦高度4 mm(牙周探針進(jìn)行測(cè)量)，近遠(yuǎn)中貫通的V類洞型，沿著缺損的冠向面向舌側(cè)延伸至冠根分離，取冠向面處理；將制備好的牙齒塊包埋于高度15 mm、直徑10 mm的聚四氟乙烯模具內(nèi)，自凝樹脂固定，暴露楔缺牙面。牙面采用水砂紙?zhí)荻葤伖猓?00目、400目、600目。將試件置于超聲波清洗機(jī)中，溫度設(shè)置20 ℃，連續(xù)震蕩120 min，取出試件置于生理鹽水中，等待處理。粘結(jié)面處理之后每個(gè)樣本粘結(jié)面上固定直徑3 mm、高4 mm的圓柱形模具，嚴(yán)格按廠家說明進(jìn)行樹脂充填。

1.3.2粘結(jié)面處理 自酸蝕處理：牙面清理干燥，使用自酸蝕粘結(jié)劑，均勻的涂抹于牙面20 s，三用氣槍輕輕吹勻，光固化燈光照20 s。全酸蝕處理：35%磷酸凝膠均勻涂布于牙面，30 s后，流水沖洗5 s，水霧沖洗15 s，無油無水氣槍輕吹牙面，至牙面呈白堊色；使用通用型粘結(jié)劑，于牙面反復(fù)涂抹20 s，輕輕吹勻，光照20 s。Er,Cr:YSGG激光處理：采用Er,Cr:YSGG激光器(2 780 nm，1.5 W，20 Hz，脈沖時(shí)間140 s，光斑尺寸600 μm，空氣壓力65%，水壓55%)，選用MgG6工作尖，距牙表面1 mm，光纖末端與牙面垂直，瓦疊式移動(dòng)，每次連續(xù)照射時(shí)間不超過5 s。

1.3.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分組 采用系統(tǒng)抽樣將所有試件隨機(jī)分6組，每組20顆，G1組：自酸蝕組；G2組：全酸蝕組；G3組：Er,Cr:YSGG激光處理組；G4組：Er,Cr:YSGG激光+自酸蝕組；G5組：全酸蝕+Er,Cr:YSGG激光組；G6組：Er,Cr:YSGG激光+全酸蝕組。

1.4 冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)所有試件按組標(biāo)記，固定于搖臂上，在溫度設(shè)置5 ℃、55 ℃水槽中各水浴30 s，循環(huán)5 000次。

1.5 剪切粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試將標(biāo)準(zhǔn)試件(粘結(jié)面直徑3 mm)固定于萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的夾具上，調(diào)整單刃狀鋼具刀刃與粘結(jié)面之間的距離為2 mm，刀刃施力方向與粘結(jié)面平行，對(duì)樹脂柱施加速度為0.5 mm/min的徑向剪切力(N)至樹脂柱斷裂，記錄試件失敗時(shí)最大剪切粘結(jié)強(qiáng)度(MPa)。

1.6 掃描電鏡觀察粘結(jié)前各實(shí)驗(yàn)組隨機(jī)抽取3個(gè)試件，55%、75%、95%梯度乙醇溶液脫水、固定，噴金，掃描電鏡下觀察分析處理后牙表面形貌特征變化。

2 結(jié)果

2.1 剪切粘結(jié)強(qiáng)度結(jié)果如表1所示，采用單因素方差分析比較6組處理方式之間的差異，剪切粘結(jié)強(qiáng)度最大值在G5組中，最小值在G3組。在圖1中可以觀察到SBS平均值，G6組>G5組>G4組>G2組>G1組>G3組，其中G5組與G6組，G1組與G2組的均值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與其余各組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 各組剪切粘結(jié)力最大值、最小值、均值和標(biāo)準(zhǔn)差

圖1 6組粘結(jié)剪切力

與G1組比較：**P<0.01；與G2組比較：##P<0.01；與G3組比較：▽▽P<0.01；與G4組比較：△△P<0.01

2.2 試件處理面形貌SEM顯示未處理的牙面(圖2)可觀察到拋光后留下的劃痕，劃痕周圍玷污層厚而致密；35%磷酸酸蝕后(圖3)，去除了表面玷污層，牙本質(zhì)小管呈開放狀態(tài)，小管管壁光滑。1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光處理后(圖4)，牙本質(zhì)小管形態(tài)隱約可見，呈堵塞狀態(tài)，小管未開放，可觀察到釉質(zhì)牙本質(zhì)界(EDJ)裂隙但釉質(zhì)牙本質(zhì)形態(tài)均不明顯。先35%磷酸處理，后水激光處理組(圖5)，牙本質(zhì)小管明顯開放，小管管壁形成崎嶇不規(guī)則的膠原纖維網(wǎng)，小管周圍可見明顯顆粒狀物實(shí)為激光作用導(dǎo)致的牙本質(zhì)表面膠原纖維膜內(nèi)水分“爆沸”造成的微小開口；G5組與G6組(圖6)牙本質(zhì)小管開放狀態(tài)及內(nèi)壁狀態(tài)相似，膠原纖維網(wǎng)明顯，小管周圍牙本質(zhì)表面顆粒物存在；幾種處理方式均可觀察到釉質(zhì)牙本質(zhì)界裂隙(圖3C、4C、5C、6C)，G5組與G6組處理方式中釉質(zhì)狀態(tài)與G2組相似，觀察釉質(zhì)牙本質(zhì)界突起朝向牙本質(zhì)、釉柱呈魚鱗狀排列，G3組釉柱形態(tài)不明顯。

圖2 未處理組600目砂紙拋光后電鏡圖A：未處理組牙面×1 000；B：未處理組牙面×10 000

3 討論

粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)是最常用的定量評(píng)估粘結(jié)劑效果的實(shí)驗(yàn)，SEM可定性評(píng)價(jià)粘結(jié)界面，為材料的粘結(jié)性能提供有效信息[6-7]。粘結(jié)剪切強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)雖然對(duì)區(qū)分牙本質(zhì)粘結(jié)劑的效果有實(shí)用價(jià)值，但粘結(jié)劑的粘結(jié)強(qiáng)度依賴于它的使用方法，粘結(jié)強(qiáng)度不能作為臨床使用評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)[8]。冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)是最有效的老化方法，在這種方法中，交替高熱量循環(huán)加

圖3 35%磷酸酸蝕組電鏡圖A：35%磷酸酸蝕組牙面×1 000；B：35%磷酸酸蝕組牙面×10 000；C：EDJ×500

圖4 Er,Cr:YSGG激光組電鏡圖A：Er,Cr:YSGG激光處理組牙面×1 000；B：Er,Cr:YSGG激光處理組牙面×10 000；C：EDJ×500

圖5 全酸蝕組+Er,Cr:YSGG激光組電鏡圖A：全酸蝕組+Er,Cr:YSGG激光處理組牙面×1 000；B：全酸蝕組+Er,Cr:YSGG激光處理組牙面×10 000；C：EDJ×500

圖6 Er,Cr:YSGG激光+全酸蝕組電鏡圖A：Er,Cr:YSGG激光+全酸蝕處理組牙面×1 000；B：Er,Cr:YSGG激光+全酸蝕處理組牙面×10 000；C：EDJ×500

速了復(fù)合樹脂的老化性能，削弱了復(fù)合樹脂內(nèi)部和表面結(jié)構(gòu)未反應(yīng)雙鍵的數(shù)量，冷熱循環(huán)效應(yīng)受周期頻率的影響，在過去的一些研究中認(rèn)為5 000次冷熱循環(huán)(5 ℃、55 ℃)可很好地降低修復(fù)粘結(jié)強(qiáng)度，相當(dāng)于粘結(jié)后在口腔內(nèi)使用半年時(shí)間[9-10]。

本實(shí)驗(yàn)中所有處理牙面SEM均觀察到釉質(zhì)牙本質(zhì)界裂隙，這可能與制備試件時(shí)所使用的切割力過大有關(guān)；1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光組觀察到釉柱與牙本質(zhì)小管形態(tài)均不如其他組明顯，牙本質(zhì)小管未開放，形態(tài)不清；35%磷酸處理后，牙本質(zhì)小管明顯開放，管壁光滑，未見明顯的膠原纖維網(wǎng)；G3組SBS值最低，1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光對(duì)牙齒的處理效果不如35%酸蝕劑明顯；為了鑒別Er,Cr:YSGG激光與35%酸蝕劑兩種方法使用順序?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，故設(shè)置G5與G6兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組。兩組中SEM均可見牙本質(zhì)小管內(nèi)膠原纖維網(wǎng)明顯，G5組與G6組SBS值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這提示酸蝕效果不受激光與酸蝕劑使用順序的影響。影響牙體組織粘結(jié)強(qiáng)度的因素有很多，而粘結(jié)混合層的形成與牙面牙本質(zhì)小管的開放狀態(tài)密切相關(guān)，G5組與G6組SBS值明顯高于其他各組，1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光與35%磷酸酸蝕劑聯(lián)合使用后，通過SEM觀察不僅牙本質(zhì)小管充分暴露，小管管壁形成崎嶇不規(guī)則的膠原纖維網(wǎng)，小管周圍可見明顯顆粒狀物實(shí)為激光作用導(dǎo)致牙本質(zhì)表面膠原纖維膜內(nèi)水分“爆沸”造成的微小開口，使粘結(jié)劑與樹脂單體有效滲入牙本質(zhì)層，更好的形成了牙-樹脂微機(jī)械嵌合，形成高質(zhì)量混合層結(jié)構(gòu)，提高了剪切粘結(jié)強(qiáng)度。

Ayar et al[11]認(rèn)為Er,Cr:YSGG激光與通用粘結(jié)劑聯(lián)合使用時(shí)可以提供更好的粘結(jié)強(qiáng)度，但主要與粘結(jié)劑品牌類型有關(guān)；Obeidi et al[5]認(rèn)為Er,Cr:YSGG激光酸蝕時(shí)間可顯著影響牙釉質(zhì)與復(fù)合樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度；在本實(shí)驗(yàn)中功率1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光，單獨(dú)使用時(shí)酸蝕效果不如自酸蝕或全酸蝕效果顯著，但是與自酸蝕或者全酸蝕聯(lián)合使用時(shí)能明顯增加牙面-樹脂的剪切粘結(jié)強(qiáng)度，Amirhossein et al[12]發(fā)現(xiàn)Er,Cr:YSGG激光在1.5～2 W時(shí)能實(shí)現(xiàn)臨床可接受的粘結(jié)強(qiáng)度；也有研究指出Er,Cr:YSGG激光不能有效的用于牙釉質(zhì)的酸蝕[13-14]，其粘結(jié)強(qiáng)度是低于37%磷酸，這項(xiàng)研究結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，也提示Er,Cr:YSGG激光作用于牙面的效果與激光參數(shù)、作用時(shí)間等因素有關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)存在一定的局限性，楔狀缺損引起牙體組織反應(yīng)性變化和口腔中的微環(huán)境是體外實(shí)驗(yàn)所不能模擬的；而且本實(shí)驗(yàn)在限定參數(shù)下僅對(duì)楔狀缺損的冠向面進(jìn)行了研究；根向面多涉及牙骨質(zhì)，牙本質(zhì)小管排列方式也與冠向面有差異；需要對(duì)楔狀缺損的根向面及更多的激光參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

綜上，Er,Cr:YSGG激光操作簡單、安全、微創(chuàng)，可有效地去除玷污層，減輕患者痛苦。1.5 W、20 Hz的Er,Cr:YSGG激光可聯(lián)合全酸蝕或自酸蝕用于楔狀缺損冠向面的處理，能夠提高界面的粘結(jié)性能。但對(duì)楔狀缺損根向面粘結(jié)性能的臨床療效及持久性尚需進(jìn)一步研究。