Er,Cr:YSGG激光对釉质抗酸能力影响的体外研究

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  【摘要】 目的 探讨Er,Cr:YSGG激光是否能增强釉质抗龋能力,在抗酸能力上是否与多乐氟存在差别。
  方法 选取因正畸减数需要,新鲜拔除的前磨牙48颗,将标本随机分为四组,每组12颗。术前用DIAGNOdent探测笔检测初始各组DIAGNOdent数值(DD值),对照组未做处理,实验1~3组分别进行激光照射釉质表面、多乐氟涂布、激光照射联合多乐氟涂布;将所有标本放入脱矿液7 d;7 d后实验停止,记录DD值。
  结果 脱矿后,实验各组与对照组相比DD值减小,差异有统计学意义(P<0.01);激光组与多乐氟组DD值差异无统计学意义(P>0.05);激光联合多乐氟组同其余各组相比脱矿后DD值最小,差异有统计学意义(P<0.05)。
  结论 一定功率下Er,Cr:YSGG激光可以增强釉质抗酸能力,Er,Cr:YSGG激光聯合多乐氟,在牙釉质抗酸中可以起协同作用。
  【关键词】 Er,Cr:YSGG激光;牙釉质;抗酸能力
  中图分类号:R781.2 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2019.10.006
  In vitro study on the effect of Er,Cr:YSGG laser on the acid resistance of enamel
  YANG Xue1,2,ZHAO Fuhai1,2,YAN Zhihao1,2,XING Huiyan1,2,DENG Min1,LU Jiao1,2,LI Shufang1
  (1.Department of Stomatology of Affiliated Hospital,2.Graduate School,Youjiang Medical University for Nationalities,Baise 533000,China)
  【Abstract】 Objective To investigate whether Er,Cr:YSGG laser can enhance the anti-caries ability of enamel and whether it is different from Duraphat in acid resistance.
  Methods 48 fresh extracted premolars were selected because of orthodontic reduction.The specimens were randomly divided into four groups,with 12 in each group.The initial DIAGNOdent values(DD values) of each group were detected with DIAGNOdent probe pen before operation,but the control group was not treated.The experimental group 1,experimental group 2 and experimental group 3 were given laser irradiation on the surface of enamel,Duraphat coating and laser irradiation combined with Duraphat coating,respectively.All specimens were put into demineralization solution for 7 days.After 7 days,the experiment was stopped and the DD values were recorded.
  Results After demineralization,the DD values of the experimental groups decreased compared with the control group,with statistical significance(P<0.01).There was no significant difference in DD values between the laser group and the Duraphat group(P>0.05).Compared with other groups,the DD value of laser combined with Duraphat group was the smallest after demineralization,and the difference was statistically significant(P<0.05).
  Conclusion At a certain power,Er,Cr:YSGG laser can enhance the acid resistance of enamel,Er,Cr:YSGG laser combined with Duraphat plays a synergistic role in the acid resistance of enamel.
  【Key words】 Er,Cr:YSGG laser;enamel;acid resistance
  龋病是指由细菌产酸引起无机物脱矿、有机物分解,造成牙体硬组织破坏的一种慢性疾病,严重影响人类口腔及全身健康,通过一些措施提高釉质抗酸能力是早期预防龋病的重要方法。Er,Cr:YSGG(铒铬铱钪镓石榴石晶体)激光于1998年在美国食品药物管理局初次获得使用牌照后迅速得到广泛认可,目前在口腔领域常用于根管治疗、牙周炎治疗、粘结酸蚀以及口腔外科领域的应用等[1~6]。Er,Cr:YSGG 激光是否能增强釉质抗龋能力,在抗酸能力上是否和临床上含氟涂料中使用率最高的多乐氟存在差别仍然未知。我们在离体牙实验中,利用 Er,Cr:YSGG 激光照射牙面对比牙齿局部使用多乐氟,评价两者单独使用和联合使用对釉质抗酸能力的影响结果,旨在为 Er,Cr:YSGG 激光在釉质防龋方面的临床运用提供理论依据。   1 材料与方法
  1.1 实验仪器与材料
  Er,Cr:YSGG水激光口腔治疗仪(美国Biolaser公司)、DIAGNOdent pen激光荧光龋诊断仪(德国Kavo公司)、乙酸分析纯(CH3COOH,上海生工生物有限公司)、多乐氟(Duraphat,美国高露洁棕榈有限公司)、氢氧化钠[Na(OH)2,上海生工生物有限公司]、抗酸指甲油(广州市诗盈化妆品科技有限公司)、去离子水(右江民族医学院实验室提供)、37℃电热恒温水浴箱(北京利康达圣科技发展有限公司)、实验室 pH 计(上海梅特勒-托利多公司)、4°C 冰箱(中国海尔公司)。所有试剂均处于保质期以内。
  1.2 实验方法
  1.2.1 样本的选择和制备
  本实验统一收集在右江民族醫学院附属医院口腔正畸科就诊的 14~25 岁因正畸减数拔牙的新鲜前磨牙,要求术前X线片显示根尖孔发育完全、冠根均无龋、无裂纹、无氟斑牙、无四环素牙、无牙釉质发育不全或矿化不全且 DIAGNOdent 激光探测笔读数(DD 值)在 0~4 之间,按照以上标准收集标本 48 颗。DD 值同脱矿程度呈正比,正常釉质 DD 值范围为 0~12,根据读数可以迅速地判断釉质的脱矿程度,已被证实该机器读数误差小、结论可靠[7]。实验牙颊侧留下一 片5 mm×5 mm 大小、未有抗酸指甲油的釉质开窗区,其余部分用指甲油封闭,冲洗干净后置入生理盐水,4℃ 冰箱中保存备用(15 d 内用于实验)。
  1.2.2 抗酸实验
  清洁后将 48 颗离体牙完全随机分为四组,分别为对照组、实验组 1(激光组)、实验组 2(多乐氟组)、实验组 3(激光联合多乐氟组),每组 12 颗。术前用 DIAGNOdent 激光探测笔检测初始各组 DD 值作为基线处 DD 值,记录基线处 DD 值之后,对各组进行抗酸实验,各组操作如下:①对照组:用气枪吹干牙面,再用去离子水冲洗;②激光组:用气枪吹干牙面后,按照频率=30 Hz、功率=3.5 W、空气量=75%,水量=85%的参数设定,用 Er,Cr:YSGG 激光探头距离牙面 1~2 mm 处垂直均匀地来回照射开窗区 10 s,去离子水冲洗;③多乐氟组:气枪吹干牙面后均匀涂布多乐氟,完全覆盖住开窗区,10 min 后去离子水冲洗;④激光联合多乐氟组:干燥牙面,用设定同样参数的 Er,Cr:YSGG 激光探头距离牙面 1~2 mm 处垂直均匀地来回照射开窗区 10 s,去离子水冲洗,干燥,再均匀涂布多乐氟,完全覆盖住开窗区,10 min 后再次用去离子水冲洗。将处理完毕的各组标本放入配制好的等量酸蚀液[8](0.1 mol/L 乙酸、1%琼脂、制霉菌素适量,碳酸氢钠调节至 pH=4)中 24 h,37℃水浴恒温,每 24 h 更换新制备的脱矿液,以保障脱矿液浓度;每天用激光龋齿探测笔检测标本 DD 值,肉眼观察开窗区颜色变化,口腔探针探查牙面粗糙度及硬度;7 d 后抗酸实验停止,记录酸蚀后 DD 值。以上的每次 DD 值测量均为同一人在同一环境下在开窗区选取 5 个点,每个开窗区测量点均测试 3 次,取平均值后作为测量 DD 值。
  1.3 统计学方法
  采用SPSS 23.0软件对数据进行处理,计量资料服从正态分布,以均数±标准差(±s)表示,多组之间的比较采用单因素方差分析,组间进一步两两比较采用LSD检验,检验水准:α=0.05,双侧检验。
  2 结果
  2.1 肉眼观察、探诊检查结果
  脱矿前实验标本釉质表面光滑且平整,呈淡黄色,有一定的透明度;经酸蚀液浸泡后,发现对照组开窗区牙釉质呈明显白垩色,无光泽,用探针探查牙面较粗糙;激光组、多乐氟组、激光联合多乐氟组白垩色仍然可见,但较对照组略有减少;多乐氟组、激光联合多乐氟组有淡黄色色素沉着,因此肉眼观察白垩色较激光组淡;探诊检查实验组各组釉质表面仍然粗糙,与对照组相似。
  2.2 DIAGNOdent 探测笔测量结果
  脱矿前基线 DD 值各组间差异无统计学意义(P=0.865);酸蚀 7 d 之后, 四组的 DD 值均有所增加,与浸泡脱矿液前相比差异有统计学意义(P<0.05);各组脱矿后 DD 值差异比较有统计学意义(P<0.01),进一步两两比较,发现激光组与多乐氟组脱矿后 DD 值差异无统计学意义(P>0.05),激光联合多乐氟组 DD 值最小,与其他各组之间差异均有统计学意义(P<0.05);各组样本于脱矿液中的第3天后DD值变化开始出现差异。见表1~表2、图1~图2。
  3 讨论
  Er,Cr:YSGG 激光可以同时输出水和激光,因水分子和激光有着接近的波长,故水分子极容易吸收激光能量,获能后的水分子与空气混合形成雾水化颗粒,携带着大量激光超强动能的这些颗粒作用于牙面后产生微破裂,从而对口腔的软硬组织产生物理及化学作用[9~10]。根据产品使用手册得知,水激光输出功率范围是 1~8 W, 频率 10~60 Hz,波长 2780 mm,不同的输出功率和频率会对治疗结果产生影响[11]。国外学者[12]研究表明,虽然设置不同的激光功率不会显著影响牙体硬组织的硬度,但牙齿表面的微观结构会改变,该研究指出:当功率>4.5 W 时,牙本质表明开始出现消融,表明形态受到破坏,但刘思婧等[13]发现较低功率(2.5 W)的激光对釉质的抗酸效果不理想,因此激光功率的选择应在 2.5~4.5 W之间。另有国外学者[14]进行体外实验,在牛牙上进行不同脉冲频率下的 Er,Cr:YSGG 激光抗酸测试,结果显示:当脉冲频率设定为 30 Hz 时,实验牙齿抗酸性最强。根据国内外学者的研究和器械使用手册上推荐的数值,本实验采用了功率3.5 W、频率30 Hz 的参数进行实验。   DD值越小說明脱矿程度越低,因此本实验在标本牙的选入时,排除了DD值>4 的牙齿,且样本之间DD 值差异无统计学意义,证明了样本牙矿化程度良好,矿化程度基本一致。在抗酸实验中每天定时测量DD 值,结果发现对照组DD 平均值在脱矿的第 7 天时DD 值>12,根据使用手册与其他学者研究,此数值为正常矿化与脱矿的临界值,大于该数值提示牙釉质已经出现脱矿,这也解释了实验中抗酸实验为何进行了7 d。抗酸实验后,检测出各组DD 值均大于脱矿前测量的DD 值,组间差异有统计学意义,说明尽管经过一些抗酸处理,仍然有一定程度的脱矿。此结果提示这些抗酸处理只是预防措施,最重要的是脱离导致脱矿的某种环境,这样后续的治疗才更有意义;实验各组与对照组相比DD 值较小,差异有统计学意义,说明无论是单独用水激光、单独使用多乐氟、水激光联合多乐氟处理牙面在牙釉质抗酸上均有一定效果。
  Er,Cr:YSGG 激光能增强牙齿抗酸性能,可能与Er,Cr:YSGG 激光照射牙面后产生的热作用能够封闭釉质表面微孔,抑制脱矿液中某些导致釉质脱矿的离子进入牙面,从而增强釉质抗酸性[15]有关。激光组、多乐氟组脱矿后DD 值差异无统计学意义则说明 Er,Cr:YSGG 在牙釉质抗酸能力方面与单独使用多乐氟无明显差别,该现象可能是牙面经过激光照射后釉质的碳酸盐及结晶水减少,导致了羟基磷灰石的溶度变高,蛋白质分解减少,焦磷酸盐含量增多,釉质溶解性减弱[10],而多乐氟作用于牙面之后能够在牙面形成薄膜并释放氟离子,氟离子将羟基磷灰石替换成氟磷灰石,因此釉质更耐酸,由于观察时间较短, 两组DD 值之间无统计学差异,延长脱矿时间后两组间是否存在差别有待进一步探究;激光联合多乐氟组DD 值最小,与激光组、多乐氟组差异均有统计学意义,说明Er,Cr:YSGG 激光能与多乐氟在釉质抗酸上能够互相促进,可能是当标本牙釉质受到Er,Cr:YSGG 激光照射后釉质表面产生熔融现象和再结晶物,从而导致釉质脱钙降低并与多乐氟作用于牙面后产生的矿物盐晶体互相促进形成更为难以溶解的氟磷灰石,因此Er,Cr:YSGG 激光与多乐氟在抗酸中可以起协同作用,然而水激光与多乐氟作用的顺序对抗酸性是否有影响仍需要进一步实验进行验证[16]。
  Er,Cr:YSGG激光可以增强釉质抗酸能力,Er,Cr:YSGG激光联合多乐氟,在牙釉质抗酸中可以起协同作用,为Er,Cr:YSGG激光在临床上龋病预防的应用提供一定的理论依据,但具体协同作用机制还有待进一步研究。
  参 考 文 献
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  (收稿日期:2019-08-20 修回日期:2019-09-24)
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