Er：YAG激光在齲病治療中的研究進(jìn)展

 作者：吳秀麗，劉魯川，第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所口腔科
激光于1959年由美國(guó)紐約州哥倫比亞大學(xué)的Gordon Gould首先提出，1960年Miaman制造了世界上臺(tái)紅寶石激光；此后，激光在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域飛速發(fā)展，并逐漸被推廣應(yīng)用。激光治療具有無(wú)震動(dòng)、無(wú)異味、定位準(zhǔn)確、無(wú)需麻醉、出血少、殺菌等優(yōu)勢(shì)，因而越來越受臨床醫(yī)師和患者的歡迎。本文就鉺釔鋁石榴石（erbium；yttrium-aluminum-garnet，Er：YAG）激光在齲病預(yù)防和治療方面的應(yīng)用及研究進(jìn)展作一綜述。
1.Er：YAG激光簡(jiǎn)介
Er：YAG激光屬于低強(qiáng)度激光，其波長(zhǎng)為2.94μm，就其對(duì)水的吸收特性來說，是Nd：YAG激光的105倍，是二氧化碳?xì)怏w激光的10倍以上，且因其接近羥基磷灰石吸收紅外線的峰值，故可以有效的去除牙本質(zhì)和釉質(zhì)。
1997年美國(guó)食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)Er：YAG激光用于臨床治療牙體硬組織疾病。隨著Er：YAG激光逐漸被認(rèn)可，其發(fā)展也越來越快，并在國(guó)內(nèi)外被廣泛用于治療各類口腔疾病。在硬組織中，Er：YAG激光可用于預(yù)防齲損、去齲和備洞、表面蝕刻、根管預(yù)備及消毒、根尖手術(shù)等；在軟組織中，Er：YAG激光可用于牙周手術(shù)、牙齦手術(shù)、系帶切除術(shù)、口腔潰瘍治療、牙髓切斷術(shù)等。
2.Er：YAG激光預(yù)防和治療

齲病的作用機(jī)制當(dāng)牙體硬組織開始脫礦呈白堊色改變時(shí)，可通過Er：YAG激光照射來阻斷齲病的進(jìn)一步發(fā)展。Er：YAG激光的防齲機(jī)制為：①改變釉質(zhì)結(jié)構(gòu)，降低其可溶性；②通過使釉質(zhì)表面熔融、微孔封閉而增強(qiáng)其抗脫鈣能力；③促進(jìn)釉質(zhì)對(duì)氟的吸收。有研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)Er：YAG激光照射的釉質(zhì)表面溫度可上升達(dá)300℃，從而使釉質(zhì)的有機(jī)物氧化，碳酸鹽和水減少，焦碳酸鹽大量生成，釉質(zhì)的抗酸性增強(qiáng)；除此之外，在釉質(zhì)熔融以及再結(jié)晶過程中，還可通過生成不可溶性物質(zhì)而降低釉質(zhì)的溶解性。
當(dāng)牙體硬組織的形態(tài)遭到破壞時(shí)，就只能通過充填術(shù)進(jìn)行治療，即通過手術(shù)方法去除齲損組織并制備一定的洞形，然后再使用牙科充填材料恢復(fù)牙齒形態(tài)和功能。但在臨床上使用高速渦輪機(jī)去除齲損組織時(shí)，常會(huì)磨除過多的健康牙體組織，而使用Er：YAG激光進(jìn)行制洞則不易損傷健康牙體組織。Er：YAG激光切割牙體硬組織的原理是：根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)，當(dāng)Er：YAG激光照射于牙齒硬組織表面時(shí)，牙齒中的水和羥基磷灰石會(huì)迅速吸收激光能量，同時(shí)牙體組織表面溫度升高，局部組織內(nèi)的水汽化膨脹，并產(chǎn)生“微爆炸”，從而使牙體組織破碎。由于激光切割組織時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱能，所以必須在噴水冷卻的條件下進(jìn)行，以減少對(duì)靶組織的熱損傷；除此之外，在噴水同時(shí)還能沖走局部“爆破”時(shí)產(chǎn)生的碎屑，使牙體組織表面清潔。
3.Er：YAG激光在預(yù)防和治療齲病中的應(yīng)用
3.1Er：YAG激光在齲病預(yù)防中的應(yīng)用

Diaz-monroy等研究發(fā)現(xiàn)，Er：YAG激光照射釉質(zhì)后，可使釉質(zhì)中的C元素比例降低，Ca、P、O元素的比例增加，Cl元素的比例不變，而且隨著激光照射能量的增加，釉質(zhì)中的Ca/P比值也相應(yīng)增加。Rodriquez-Vilchis等分別用能量密度為12.7、7.5、11.0J/cm2的Er：YAG激光照射釉質(zhì)樣本，經(jīng)X射線能譜分析發(fā)現(xiàn)，低能量照射組的Ca百分比重增加，而高能量照射組的Ca百分比重?zé)o明顯變化。以上研究結(jié)果均提示，Er：YAG激光照射釉質(zhì)表面能增強(qiáng)釉質(zhì)的抗酸性。Er：YAG激光聯(lián)合氟化物不僅可提高釉質(zhì)的抗酸性，還能增強(qiáng)其再礦化能力；
吳嬰南等通過實(shí)驗(yàn)比較了Er：YAG激光、含氟凝膠以及兩者聯(lián)用對(duì)釉質(zhì)抗酸性的影響，結(jié)果顯示，使用能量為50mJ的Er：YAG激光照射釉質(zhì)10s能達(dá)到與12.3g/L含氟凝膠涂布4min組相似的防齲作用，且Er：YAG激光和氟化物聯(lián)合應(yīng)用能更好地增強(qiáng)釉質(zhì)對(duì)飲料腐蝕的抵抗性。
3.2Er：YAG激光去齲備洞
由于齲損牙體組織與正常牙體組織相比，不僅含水量不同（前者高于后者），兩者的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的成分比例也不同。因此，在使用Er：YAG激光進(jìn)行制洞時(shí)，齲損組織更容易被去除。Raucci-Neto通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比了不同頻率的Er：YAG激光消融正常牙本質(zhì)和脫礦牙本質(zhì)的效率，結(jié)果顯示，當(dāng)Er：YAG激光頻率相同時(shí)，脫礦牙本質(zhì)更容易被消融。Raucci-Neto等研究發(fā)現(xiàn)，使用120mJ、6Hz和160mJ、6Hz的Er：YAG激光照射齲損牙本質(zhì)10s后，掃面電鏡下可見牙本質(zhì)表面規(guī)則、平坦、牙本質(zhì)小管部分閉塞；而使用200mJ、6Hz和250mJ、6Hz的Er：YAG激光照射后，則可見牙本質(zhì)表面不規(guī)則、管間牙本質(zhì)被大量消融、牙本質(zhì)小管開放，說明低能量的Er：YAG激光具有選擇性去齲的作用。
在使用Er：YAG激光去齲備洞時(shí)，應(yīng)選擇適宜參數(shù)。因?yàn)檫^小能量的激光照射可能達(dá)不到切割效果，而過大能量的激光照射則會(huì)使牙齒硬組織表面發(fā)生碳化、熔融、裂縫等形態(tài)學(xué)變化。楊文東等使用Er：YAG激光進(jìn)行離體牙窩洞預(yù)備時(shí)發(fā)現(xiàn)，分別使用能量為700、400mJ的Er：YAG激光切割釉質(zhì)和牙本質(zhì)后，掃描電鏡下觀察顯示，釉質(zhì)及牙本質(zhì)表面均發(fā)生了熔融現(xiàn)象。張筍等分別使用2、3、4W的Er：YAG激光制備牙合面洞，通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，2、3W組的牙本質(zhì)小管均呈開放狀態(tài)，且無(wú)玷污層及熔融、裂縫，而4W組的牙本質(zhì)表面形態(tài)明顯較其他兩組更加不規(guī)則，且局部有熔融、裂縫等現(xiàn)象的發(fā)生；由此說明，在使用Er：YAG激光治療齲損時(shí)其能量應(yīng)控制在4W內(nèi)才能保證治療的安全。
由于高速渦輪機(jī)在去除齲損組織時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲和振動(dòng)，容易使患者產(chǎn)生恐懼，特別是在深齲治療時(shí)常需使用局部麻醉，更增加了患者尤其是兒童患者的恐懼感，從而不利于患者的良好配合。而使用Er：YAG激光進(jìn)行去齲時(shí)，則因其噪聲小、震動(dòng)小，且無(wú)需使用局部麻醉，從而使治療更加舒適。Mosskull等比較了Er：YAG激光和高速渦輪機(jī)在去齲備洞過程中的噪聲指數(shù)和患者的疼痛指數(shù)，結(jié)果顯示，Er：YAG激光組的疼痛指數(shù)及噪音指數(shù)均低于高速渦輪機(jī)組（P＜0.05），且多數(shù)患者愿意選擇使用Er：YAG激光。Zhegova等使用Er：YAG激光治療兒童乳牙齲病時(shí)發(fā)現(xiàn)，在20例兒童齲病患者中，雖然有超過2/3的兒童患者在接受口腔治療時(shí)出現(xiàn)不配合、消極的行為，但絕大部分兒童都能接受Er：YAG激光治療，且在治療前和治療中均不需要使用局部麻醉。
3.3Er：YAG激光表面蝕刻
復(fù)合樹脂其洞形預(yù)備較銀汞合金修復(fù)簡(jiǎn)單，牙本質(zhì)小管與樹脂之間形成樹脂突的微機(jī)械固位，能保存更多的健康牙體組織。Garshasbzadeh等分別使用高速渦輪機(jī)、Er：YAG激光及Er，Cr：YSGG激光在牙本質(zhì)表面?zhèn)涠春鬁y(cè)定牙本質(zhì)與復(fù)合樹脂之間的粘結(jié)強(qiáng)度，結(jié)果顯示，Er：YAG激光組的粘結(jié)強(qiáng)度明顯大于其他兩組，說明Er：YAG激光能增強(qiáng)牙齒表面與復(fù)合樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度。Pires等通過實(shí)驗(yàn)比較了Er：YAG激光、酸蝕以及兩者聯(lián)合使用對(duì)釉質(zhì)和牙本質(zhì)與樹脂粘結(jié)強(qiáng)度的影響，結(jié)果顯示，單獨(dú)Er：YAG激光處理組的釉質(zhì)或牙本質(zhì)與樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度，均接近于單獨(dú)酸蝕處理組的結(jié)果，說明Er：YAG激光照射可代替370g/L磷酸酸蝕處理方法。
3.4Er：YAG激光備洞對(duì)繼發(fā)齲的影響

高速渦輪機(jī)在切削牙本質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量玷污層，而玷污層的存在將會(huì)影響修復(fù)體與洞壁的密合性，從而使修復(fù)體與洞壁間發(fā)生微滲漏，并進(jìn)而導(dǎo)致繼發(fā)齲、術(shù)后過敏、充填體脫落甚至牙髓病變等。有研究發(fā)現(xiàn)，Er：YAG激光制洞后的牙本質(zhì)表面粗糙不平呈鱗片狀、牙本質(zhì)小管開放、無(wú)玷污層，是一種理想的粘結(jié)面。Arami等研究發(fā)現(xiàn)，Er：YAG激光備洞后的牙齒表面有一些微小碎片或殘屑樣物質(zhì)，由于這些物質(zhì)是激光備洞時(shí)所產(chǎn)生的高熱燒蝕組織而形成的，且易被酸性物質(zhì)溶解，所以在激光照射牙體組織后結(jié)合酸蝕可以溶解這些不規(guī)則的組織，從而為更好的邊緣封閉提供條件。
4.Er：YAG激光照射后牙髓的生物學(xué)效應(yīng)

由于健康牙髓對(duì)溫度的耐受極為有限，短時(shí)間內(nèi)少許的溫度變化即可導(dǎo)致牙髓組織損傷。因此，采用Er：YAG激光備洞時(shí)，其所產(chǎn)生的熱量對(duì)牙髓組織的影響不容忽視。
有研究發(fā)現(xiàn)，使用Er：YAG激光備洞時(shí)髓腔溫度升高在5℃范圍內(nèi)，牙髓組織未發(fā)生不可逆性損傷。Firoozmand等比較了高速渦輪機(jī)、慢速手機(jī)、Er：YAG激光（250mJ、4Hz）備洞后的髓腔內(nèi)溫度變化，發(fā)現(xiàn)高速渦輪機(jī)組和慢速手機(jī)組的髓腔溫度變化分別為（1.92±0.80）℃和（1.34±0.86）℃，而激光組的髓腔溫度變化僅為（0.75±0.39）℃，證明了Er：YAG激光備洞時(shí)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)要小于高速渦輪機(jī)及慢速手機(jī)。組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)，在水冷卻的情況下用Er：YAG激光去齲備洞后并不會(huì)損傷牙髓組織及其細(xì)胞。
Singh等分別用Er：YAG激光及高速渦輪機(jī)在20個(gè)人前磨牙上備洞后即刻拔除，光學(xué)顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，激光組中有2個(gè)牙齒的牙髓組織有中度炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，其余18個(gè)牙齒的牙髓組織無(wú)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)；而在高速渦輪機(jī)組則有12個(gè)牙齒的牙髓組織有中度炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，僅8個(gè)牙齒的牙髓組織無(wú)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，說明Er：YAG激光組的牙髓炎性反應(yīng)顯著輕于高速渦輪機(jī)組。Arunothai等研究發(fā)現(xiàn)，用100～300mJ、10Hz的Er：YAG激光在水冷卻條件下照射距離髓腔500μm的牙本質(zhì)表面時(shí)并不會(huì)損傷牙髓組織和牙髓細(xì)胞，而使用500mJ、10Hz的Er：YAG激光照射則會(huì)對(duì)I型膠原纖維及牙髓細(xì)胞造成不可逆性損傷。另有研究還發(fā)現(xiàn)，選用適宜參數(shù)的Er：YAG激光對(duì)恒牙及乳牙進(jìn)行備洞時(shí)，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)不僅不會(huì)損傷牙髓，同時(shí)還能降低其炎癥反應(yīng)。
綜上所述，Er：YAG激光能通過提高釉質(zhì)的抗酸性，而起到預(yù)防齲病的作用；去齲備洞時(shí)，Er：YAG激光作為一種新型的組織切割工具，可以安全、有效的切割牙體硬組織，并能減輕患者的疼痛、消除其恐懼心理，同時(shí)還能大程度的去除齲損組織，且不會(huì)對(duì)牙髓、牙周組織造成傷害；激光預(yù)備后的窩洞表面清潔、無(wú)玷污層，牙本質(zhì)小管開放，不僅能增強(qiáng)牙體組織與充填材料的粘結(jié)強(qiáng)度，還有利于減少洞壁與充填體之間微滲漏的發(fā)生。