铒激光在口腔医学中的应用

铒激光在口腔医学中的应用铒激光是一种硬组织激光。波长位于红外线区，能切割牙釉质、牙本质、龋坏组织和软组织。根据发生器的不同分为Er：YAG (铒、钇，铝、石榴石)和Er，Cr：YSGG (铒和铬、钇、钪、镓、石榴石)两种铒激光，波长分别是294m和278m，接近水吸收曲线及羟基磷灰石OH-吸收红外线峰值。两种激光都是固态激光，作用过程都有水的参与，水不仅冷却作用区域，而且参与了窝洞的机械预备机制。这类激光可以被水强烈吸收，产生光电解效应使水温急剧上升，蒸汽压从组织分子中放出产生微小的爆炸，结果升温的靶组织被爆裂性的去除。牙釉质、牙本质中羟基磷灰石对铒激光也有很强的吸收率，虽然牙本质、牙釉质中分别含有20和50的水分，但已足够吸收相 当的能量以使牙体硬组织被激光去除。大量的激光能量在术中被吸收去除硬组织，入射的能量几乎无残留，不会对周围组织产生高温损害，龋坏组织的极限拉伸强度较周围的健康釉质和本质低，较低能量的铒激光引发的热压作用就可以将其去除。Er，Cr：YSGG激光在口腔领域的实用性和安全性已得到多方面的认证，并已获得美国食品及药品管理局(FDA)批准。以下着重介绍铒激光在口腔医学方面的应用。1、铒激光对牙体组织的热损伤 铒激光对牙体硬组织的切割和磨除是通过热机械作用来完成。当应用水气冷却，激光对牙釉质、牙本质及牙髓都不会产生可逆的热损伤，在Tokonabe的研究中，Er：YAG激光照射过的牙体表面没有碎裂和炭化的热损伤迹象，组织学检查可见沿着洞底和洞壁的牙本质内有一条细的嗜碱线，这些微形态的改变都是周围组织最小热损伤的表现。Glockner等报告，在激光预备牙体时，使用水气冷却几秒钟后牙髓就从37降低到2530，即使在开髓时用温度探针直接测量牙髓内的温度也只有微弱的升高，而传统的涡轮机手机在开髓之前牙髓 的温度就可能超过了60。Rizoiu等使用Er，Cr：YSGG激光在离体人第三磨牙上制备近髓洞型，发现由于水和空气的冷却作用，激光处理后的牙髓温度下降了3，而涡轮机处理后的牙髓温度升高了14。2、铒激光对牙髓牙本质及牙骨质的影响Louw对牙髓的组织病理学和免疫组织化学研究发现，Er：YAG照射过的牙髓有显著的成纤维细胞增殖和修复性牙本质生成，降血钙素基因相关免疫活性肽纤维更早的增加，这表明牙髓产生了更早的恢复。在动物与人的第三磨牙的组织病理学研究发现，铒激光预备的深龋洞下牙髓组织没有任何的病理性变化，没有成牙本质细胞的改变。同样，Reich使用Er：YAG 激光在体内因正畸需要拔除的牙齿上制备腐洞，然后拔除，脱钙6周，苏木精和尹红染色，沿纵长轴切片，光镜下检查发现牙本质层减少，牙本质小管向表面放散，没有碎裂和结构的损伤记忆牙髓的炎症反应，牙髓循环正常，成牙本质细胞为常规的纺锤或星状排列，牙骨质和上皮附着也是正常的。铒激光只会影响根表面微形态和分解过程，不会引起根面蛋白化学结构的改变，对激光照射后的根表面原子分析也 显示钙磷比例没有很明显的改变。3、铒激光的扫描电镜研究铒激光照射后的牙齿表面与传统方法预备的牙面在微形态上是迥然不同的。用传统的涡轮机手机制备洞型，牙釉质表面会出现中央的微裂。而铒激光照射后的牙釉质表面是粗糙不规则的，出现了片状、层状、点坑状和沟槽状；牙本质表面较釉质出现更光滑和圆钝的外观，留下较小而浅 的坑状及沟状，另外没有玷污层，牙本质小管暴露，也无熔融和炭化的现象，越低的能量产生越浅的坑沟图案，与釉质相比，同等的能量在牙本质上产生更浅的坑状表面。利用铒激光进行无水操作时，扫描电子显微镜(SEM )显示了釉柱的圆形断裂，釉质融化，裂纹出现和边界光滑间隙的形成；而当使用水气冷却时可见有清晰的釉质边缘，牙面的沟状和圆锥状的坑状改变。在铒激光预备根管内壁时，根管壁上无碎屑、玷污层蒸发、牙本质小管开放，在铒激光照射的根表面上，没有熔融碎裂等热伤害迹象。 4、铒激光在口腔医学中的应用 41 窝洞预备硬组织激光使牙科治疗更容易、准确、保守和更少创伤，无痛治疗过程使大多数治疗过程中即使是深龋洞也无需使用麻醉，从而使多象限的充填可以一次完成。铒激光与传统手机相比，无震动、无噪音、无需与组织接触，而且减少了交叉感染，术野清晰，窝洞预备十分清洁，对龋坏组织的去除具有选择性。龋坏组织因为脱矿而比正常组织含有更多的水分，所以对铒激光的吸收率高于正常的组织，通过适当的选择功率等输出系统配比选择性地去除龋坏牙体组织，最大限度保留正常的牙釉质和牙本质，保证了牙体组织的完整性。许多体内、外动物实验证明了铒激光在牙体修复学中的生物安全性和临床有效性，热测量和组织学研究显示了对周围组织的最小热改变和正常的牙髓反应。Evesole等发现使用Er，Cr：YSGG激光预备牙体时，即使意外穿髓也没有炎症反应，而是在结缔组织上形成了一个薄的凝血层封闭。铒激光所制备的洞形是不规则的，洞的内壁有很多的点坑状，增加了微固位，未使用局麻下铒激光与传统方法窝洞制备对比疼痛不适的感觉显著降低，但是与传统的方法相比，所需的操作时间要稍长。铒激光还可去除除银汞外的陈旧充填物。铒激光在去除龋坏、窝洞的预备和充填方面是一种有效、准确和安全的仪器。42 牙周病及软组织手术Schwarz 等对Er：YAG对非手术性牙周病治疗的有效性进行了评估。利用160 mJpulse、10Hz的铒激光与传统治疗牙周病的洁治及根面平整方法(SPR) 对比，记录术前和术后3、6月的菌斑指数(P1)、牙龈指数(I)、探诊出血情况(BOP)、探诊深度(PD)、牙龈退缩情况(GR)和临床附着水平(CAL)，用配对t检验分析各临床指数和细菌种类的比例，6个月后，激光组BOP积分的减少、CAL的提高都显著优于SPR组，激光组的球菌和非活动杆菌显著减少，活动菌及螺旋体的数量也有降低，而且很容易地从根面去除牙结石，其中只有很少的患者感到不舒适的声音和震动，术中术后无不良影响。尽管铒激光照射过的根面有些不规则的微观形态，但没有临床的显著性，因此Er：YAG激光是非手术性牙周病治疗的很好替代方法。铒激光外科手术可以引起较少的出血和较早的创口愈合，可以用于很多软组织手术，比如系带手术、龈瘤、龈瓣切除、种植体暴露、黏膜病等。43 蚀刻作用选择适当能量的激光会使牙体表面产生类似于酸蚀后的白垩色外观，牙体 表面粗糙。Ceballos等发现，在釉质表面，激光并不能成为传统酸蚀剂的有效替代方法，单独酸蚀剂在颌面窝洞的边缘就会产生最低的微渗漏值，即最好的酸蚀效果。在龈壁处牙本质表面，尽管激光照射的牙本质表面出现了一些利于粘结的微观形态，激光与酸蚀剂的效果 并没有显著差别。但是在评估复合树脂与窝洞粘结效果的张力和剪切实验里，激光产生了与酸蚀相似的粘结效果。44 在根管治疗中的应用由于铒激光照射过的根管内壁较传统方法更加清洁，是去除玷污层最有效的方法，同时低能量的铒激光有较高的杀菌力。目前有一种锥形的激光头可以代替传统的机械根管预备，这种锥形头可以向侧方传递80的能量，向前方传递 2o的能量，并带有喷水嘴，经动物实验证明，可以有效地扩大根管并产生清洁的内壁，并为减少根管预备时间提高可能。45 盖髓术Jayawardena等研究了在意外穿髓后牙髓对Er：YAG激光的反应，发现与传统手机相比，激光备洞后暴露的牙髓没有出血，没有牙本质的碎片，会更频繁的形成牙本质桥，特别是在2周时，靠近穿髓处有较多的修复性牙本质的生成。因此铒激光所形成的意外穿髓有良好的愈合能力。46 在口腔颌面外科的应用有研究认为Er：YAG激光可以成功地为种植体的钛合金螺丝做骨组织整合，在激光照射后的骨缺损周围出现了无定型、富含矿物质的碳层，即一条嗜碱线，会阻止骨的吸收。也有学者认为单纯的激光照射尚不足以消除种植体周围炎，还应配合传统的手术治疗。