班晶浩 孙 翔 王卫国 王力锋 杨彦伟 刘 䶮 韩 晶 陈吉华（1.军事口腔医学国家重点实验室，第四军医大学口腔医学院，陕西 西安 710032；2.山东中医药大学护理系，济南 山东 250355）

激光结合自酸蚀粘接剂处理对非龋性硬化牙本质表面形貌的影响

班晶浩 孙 翔 王卫国 王力锋 杨彦伟 刘 䶮 韩 晶 陈吉华
（1.军事口腔医学国家重点实验室，第四军医大学口腔医学院，陕西 西安 710032；2.山东中医药大学护理系，济南 山东 250355）

通过比较不同功率Er,Cr：YSGG激光照射结合自酸蚀粘接剂处理后非龋性硬化牙本质表面的微观形貌和粗糙度，筛选改善非龋性硬化牙本质粘接效果最佳的激光使用功率。方法：选择具有龋性硬化牙本质的牛牙24颗，随机分为6组，每组4颗，其中A组作为空白对照组，其余5组分别进行Adper Easy One酸蚀（B组），涡轮机处理+Adper Easy One酸蚀（C组）以及功率分别为2 W，4 W，6 W的Er,Cr：YSGG激光+Adper Easy One酸蚀处理（D，E，F组）。使用三维形貌扫描仪量化其表面粗糙度；使用扫描电镜来观察经处理后的各组非龋性硬化牙本质表面的微观形貌并使用图像分析软件计算牙本质小管开放率。结果：A-F 组中E组的表面粗糙度最高，C组与E组之间无统计学差异；B组的表面粗糙度最低。使用图像分析软件分析扫描电镜照片得知，从A组到F组，开放程度依次提高，其中E、F组之间无统计学差异。结论：在本研究中，功率为4 W的Er,Cr：YSGG激光能最有效地改善非龋性硬化牙本质的表面形态，提高非龋性硬化牙本质的粘接效果。

Er,Cr：YSGG激光；功率；非龋性硬化牙本质；微观形貌

非龋性硬化牙本质常见于牙颈部的楔状缺损，此处的病损由于其结构的特异性从而导致其粘接修复失败率高，一直以来都是临床治疗的难点。已有研究表明非龋性硬化牙本质表面有超矿化层，牙本质小管管腔被矿化沉积的钙盐结晶堵塞，使非龋性硬化牙本质具有一定的抗酸性，导致酸蚀脱矿及树脂渗透效果不佳[1，2]，使粘接强度低于正常牙本质[3]。若对非龋性硬化牙本质先进行预处理，增加牙本质粘接面的粗糙度，去除小管内的矿化结晶柱，使树脂粘接剂能够有效的湿润，可改善非龋性硬化牙本质的粘接力。

Er,Cr：YSGG激光作为新一代水动力生物激光系统，其对牙体硬组织照射不会产生玷污层和热损伤[4]。尽管目前已有研究表明其能够改善非龋性硬化牙本质的粘接[5]，但其对于非龋性硬化牙本质微观形貌的观察也仅限于定性分析描述[6，7]，且对于其改善粘接的最佳使用功率，目前尚未有定论。本实验通过观察并比较不同功率的Er,Cr：YSGG激光照射后非龋性硬化牙本质的微观形貌，以期得到改善非龋性硬化牙本质粘接效果最佳的Er,Cr：YSGG激光使用功率。

1 实验部分

1.1 实验材料

1.1.1 主要材料及仪器

Er,Cr：YSGG激光治疗机，波长2 780 nm,频率20 Hz，输出功率0～6 W，脉冲能量0～300 mj，脉冲持续时间140～150μs，激光探头直径0.75 mm，美国Biolase公司；高速涡轮手机，日本NSK公司；粘接剂Adper Easy One、光固化机，美国3M ESPE；场发射扫描电镜（Hitachi S-4800）；三维形貌扫描仪（PS50），美国NANOVER Co.；低速金刚石切割机（SYJ-150型），沈阳科晶。

1.1.2 样本选择

新鲜拔出的24颗3岁以上牛的切牙，牙齿舌面重度磨耗，有暴露的非龋性硬化牙本质，且硬化牙本质视觉分级达III级以上（表1，根据North Carolina dentin sclerotic scale）[8]，除磨损外无隐裂、龋坏等，保存在37 ℃生理盐水中备用，1个月内使用。

1.2 实验方法

将24颗牛牙随机分为6组，每组4颗，使用慢速切割锯垂直于磨损舌面进行切割，得到厚度为3～4 mm的立方体试件。各组试件处理方法如下：A组：空白对照组，未进行任何处理；B组：硬化牙本质表面均匀涂布Adper Easy One粘接剂15 s，气枪轻吹5 s，使用丙酮、去离子水、95%酒精、去离子水依次冲洗去掉表面的粘接剂；C组：使用涡轮机在水冷却条件下去除非龋性硬化牙本质表层，冲洗后隔湿吹干，均匀涂布Adper Easy One粘接剂15 s，气枪轻吹5 s，使用丙酮、去离子水、酒精、去离子水依次冲洗去掉表面的粘接剂；D，E，F组：分别使用功率为2 W、4 W、6 W的激光处理非龋性硬化牙本质表面，其光纤头距离牙面约1.5～2 mm，光斑直径1mm，频率20 Hz，水压55%，气压65%，光纤头与牙面呈90°角，叠瓦状缓慢匀速扫描整个硬化牙本质面3次，清水冲洗后吹去多余水分，均匀涂布Adper Easy One粘接剂15 s，气枪轻吹5 s，使用丙酮、去离子水、酒精、去离子水依次冲洗去掉表面的粘接剂。将处理后的24个试件于非接触三维形貌扫描仪下测量其面粗糙度（Sa），三维形貌扫描仪的使用参数为：测量范围：2 mm×2 mm，steps：18 μm，频率：100 Hz。而后将所有试件超声清洗5 min，梯度乙醇脱水，干燥后喷金，扫描电镜观察表面。每个试件的电镜照片各取3张，使用图像分析软件Image Pro Plus 3.0来计算各组试件牙本质小管开放率。

1.3 统计学分析

采用SPSS 17.0统计软件对测得的数据进行单因素方差分析，多重比较采用SNK-q检验，P＜0.05为差异有显著性意义。

表1 硬化牙本质视觉分级Tab.1 Visual grading of sclerotic dentin

2 结果

2.1 各组非龋性硬化牙本质表面粗糙度比较

各组非龋性硬化牙本质的表面粗糙度值Sa见图1。E组的表面粗糙度最高，C组与E组之间无统计学差异；B组的表面粗糙度最低。即经4 W的Er,Cr：YSGG激光联合Adper Easy One粘接剂处理和经涡轮机联合Adper Easy One粘接剂处理的硬化牙本质其表面粗糙度显著高于其他组，经Adper Easy One粘接剂处理组最低。2.2 各组硬化牙本质表面的扫描电镜观察各处理组非龋性硬化牙本质表面的扫描电镜观察如图2所示。

图1 各组非龋性硬化牙本质的面粗糙度Fig.1 Roughness values of non-carious sclerotic dentin surfaces of various groups注：不同的小写字母表示组间有显著性差异（P＜0.05）

图2 各组非龋性硬化牙本质表面的扫描电镜图（FESEM ×5000）Fig.2 SEM photographs of non-carious sclerotic dentin surfaces of various groups

空白对照组（A组）表面呈现无结构的组织，表面有污染层，可见个别的牙本质小管开放；在粘接剂组（B组）中，硬化牙本质表面污染层被去除，但小管内仍被矿化结晶柱堵塞，只见硬化结晶柱与管间牙本质有狭长的裂纹存在；在涡轮机+粘接剂组（C组）中，绝大部分小管内可见突出于表面的矿化结晶柱；而在Er,Cr：YSGG激光+粘接剂组（D、E、F组）中，随着激光功率的增加，可见其表面粗糙，牙本质小管内的矿化结晶柱均得到一定的去除。

图2 A组非龋性硬化牙本质表面，可见其呈现无结构的组织，表面有污染层，有个别的牙本质小管开放；C组非龋性硬化牙本质表面，可见小管内突出于平面内的矿化结晶柱；D、E、F组非龋性硬化牙本质表面，可见其表面粗糙，牙本质小管呈逐渐开放。

2.3 各组硬化牙本质表面的小管开放率

各组非龋性硬化牙本质表面的小管开放率如图3所示，从空白对照组（A组）到6 W Er,Cr：YSGG激光+酸蚀剂组（F组），牙本质小管开放率依次逐渐增大，6 W Er,Cr：YSGG激光+酸蚀剂组的小管开放率最大，但与4 W Er,Cr：YSGG激光+酸蚀剂组的小管开放率相比，2者之间均无统计学差异。空白对照组牙本质小管开放率最低。

图3 各组非龋性硬化牙本质小管开放率Fig.3 Tubular opening rates of non-carious sclerotic dentin of various groups注：不同的小写字母表示组间有显著性差异（P＜0.05）

3 讨论

由于含有非龋性硬化牙本质的人牙较难收集，而牛牙的牙本质结构在微观形貌上与人牙相似，且重度磨耗的牛牙易受集，硬化区域较大，便于实验操作，所以在本实验中选用了含有非龋性硬化牙本质的牛切牙代替人牙来评价非龋性硬化牙本质的微观形貌[9～12]。

在非龋性硬化牙本质中，由于表层存在着耐酸蚀的超矿化层，小管内有着矿化结晶柱阻塞，难以形成树

脂突，导致非龋性硬化牙本质粘接力比正常牙本质低大约26%～30%[3,13]。

以往临床针对牙颈部的楔状缺损，往往使用的是涡轮机结合自酸蚀粘接剂处理，但修复失败率高。已有研究表明虽然涡轮机处理能够去掉硬化牙本质表面耐酸蚀的超矿化层，但也会产生包含有残余超矿化层在内的玷污层，而自酸蚀粘接剂并不能完全去净该玷污层[14]。Er,Cr：YSGG激光作为一种新型的水动力生物激光系统，利用其水光动能效应能够有效地切割牙体组织，且不会产生玷污层和热损伤，因此针对非龋性硬化牙本质的结构特点，使用Er,Cr：YSGG激光照射表面可能有利于改善其粘接强度。

激光照射对牙釉质和牙本质的粘接有一定的影响[15,16]。影响激光作用效果的一个重要参数是激光的使用功率。激光的功率过低，对牙面影响甚微，功率过高，则易造成牙面裂纹，使牙本质自身强度下降[6]。在本实验中，扫描电镜下观察，非龋性硬化牙本质经不同功率的Er,Cr：YSGG激光处理后表面没有玷污层，表面粗糙、清洁，经三维形貌扫描仪量化各组面粗糙度，从得到的数值可以推测，Er,Cr：YSGG激光在一定的功率范围内可能随着功率的增大而使得其对非龋性硬化牙本质的表面蚀刻粗化能力有所增强，而超过了一定的功率范围对非龋性硬化牙本质表面的切削能力要远高于蚀刻粗化能力，使得其表面粗糙度反而下降。而已有研究表明，粗糙的粘接界面更有利于非龋性硬化牙本质的粘接[6,17,18]。

在扫描电镜下观察还可发现，非龋性硬化牙本质经Adper Easy One自酸蚀粘接剂处理后，其表面平整，牙本质小管未开放，仅管周牙本质与矿化结晶柱之间有狭长的裂隙，推测超矿化层及牙本质小管内的小管内矿化结晶并未得到去除，Adper Easy One自酸蚀粘接剂只是去除了表面的污染层，致密的超矿化层由于耐酸性并未能得到粗化，所以得到了该组非龋性硬化牙本质表面粗糙度和牙本质小管开放率极低，这与以往的一些研究[14,19]有所不同。相比较于经涡轮机处理，非龋性硬化牙本质在经Er,Cr：YSGG激光处理后，其小管内的矿化结晶柱均能在不同程度上得到去除，其随着激光功率的增高，其牙本质小管开放程度明显提高，在使用图像分析软件对小管开放程度进行量化后，可以得到与前者相一致的结论。这使得非龋性硬化牙本质在经Er,Cr：YSGG激光联合自酸蚀粘接剂处理后，能够形成一定量的树脂突，从而能够进一步改善非龋性硬化牙本质的粘接效果。

在本文中，针对微观形貌分析主要侧重于2点来探讨对非龋性硬化牙本质粘接效果的改善，即表面粗糙度和牙本质小管开放率。而从本研究中所得的结果来看，经4 W功率的Er,Cr：YSGG激光处理后的非龋性硬化牙本质，其表面粗糙度最高，且其牙本质小管开放率也接近6 W激光处理组。综合考虑，推测4 W功率可能是改善非龋性硬化牙本质粘接效果最佳的激光使用功率。当然，本实验仅限于微观形态学研究，关于树脂粘接系统与非龋性硬化牙本质的粘接效果需要进一步的粘接强度实验以及边缘微漏研究等加以验证。

4 结论

在本研究中，功率为4 W的Er,Cr：YSGG激光能最有效地改善非龋性硬化牙本质的表面，有望最有效地改善非龋性硬化牙本质的粘接效果。

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1

Effect of combination of laser treatment and self-etch adhesive on dentin surface topography

BAN Jing-hao,SUN Xiang,WANG Wei-guo,WANG Li-feng,YANG Yan-wei,LIU Yan,HAN Jing,CHEN Ji-hua
(1.State Key Laboratory of Military Stomatology,Department of Prosthodontics,School of Stomatology,The Fourth Military Medical University,Xi'an,Shaanxi 710032,China;2.School of Stomatology,The Fourth Military Medical University,Military State Key Laboratory of oral science,Xi'an,Shaanxi 710032,China)

By comparing investigate the changes of surface micromorphology and roughness of non-carious sclerotic dentin treated by combination of Er,Cr:YSGG with various power and the self-etch adhesive, the suitable service power to produce the optimal bonding results of non-carious sclerotic dentin was obtained. Methods :twenty-four bovine incisors with non-carious sclerotic dentin were randomly divided into six groups(four incisors each group). The group A was left untreated The group B was treated with Adper Easy One adhesive only .The group C was treated by diamond bur ,and then with Adper Easy One adhesive. The group D,E and F were treated by the Er,Cr:YSGG laser with 2W,4W and 6W power respectively , followed with Adper Easy One .Then using 3D morphology scanner to quantify the surface roughness , afterwards,FESEM to observe the surface micromorphology of each group, and using the Image Pro Plus 3.0 software to measure the relative percentage of open tubule area, the data were analyzed by one-way analysis of variance and SNK-q test (p=0.05). Results: the group E shows the highest roughness value and the group B shows the lowest roughness value. The difference between group E and C was not statistically significant (P＞0.05) . The relative percentage(%) of open tubule area in group A-E was gradually ncreased. The difference between the group E and F was not statistically significant (P＞0.05) .Conclusion : in this study , 4W is he suitable service power of Er,Cr:YSGG laser to improve the boding results of non-carious sclerotic dentin according to the surface micromorphology.

Er,Cr:YSGG laser;power;non-carious sclerotic dentin;micromorphology

2014-06-28

班晶浩（1987-），男，硕士，主要研究领域为非龋性硬化牙本质的粘接。E-mail：jinghaoban@163.com。通讯联系人：陈吉华，教授，主任医师，博士生导师。E-mail：jhchen@fmmu.edu.cn。

国家自然科学基金81130078及长江学者和创新团队发展计划IRT13051资助。