作者：侯曄坡，南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院口腔科；高杰，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院牙體牙髓病科

目前，臨床上常用的陶瓷表面處理技術(shù)為氫氟酸刻蝕、噴砂、硅烷偶聯(lián)化等，一般認(rèn)為2.5%~10%的氫氟酸酸蝕玻璃陶瓷0.5~3 min，可獲得最佳粘接強(qiáng)度，但氫氟酸對人體具有毒性和強(qiáng)腐蝕性，且當(dāng)已粘固的口內(nèi)陶瓷修復(fù)體斷裂需要重新粘接時(shí)，氫氟酸因其強(qiáng)腐蝕性無法用于口內(nèi)粘接前處理。Er:YAG激光是一種新出現(xiàn)的口腔治療激光，由于其高效、安全的切割能力，眾多學(xué)者對該激光處理牙科陶瓷材料展開了一系列研究，本文對Er:YAG激光在牙科陶瓷材料粘接性能中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1. Er:YAG激光作用于陶瓷材料表面處理的機(jī)制

Er:YAG（鉺、釔、鋁、石榴石）激光是一種水動(dòng)力生物激光系統(tǒng)，波長為2.94 μm。相比其他激光，Er:YAG激光較為突出的特點(diǎn)為可對硬組織進(jìn)行作用，照射時(shí)可精確控制對深層組織的熱穿透，影響范圍只限于幾微米的表面結(jié)構(gòu)上，并不會(huì)造成被照射物體的熱損傷，也不會(huì)對被照射面造成裂隙或裂紋。目前，Er:YAG激光對牙體硬組織的作用已得到大部分學(xué)者的肯定，Soares等認(rèn)為Er:YAG激光作用于牙本質(zhì)后，在牙本質(zhì)面形成彈坑、鱗片樣的不規(guī)則粗糙面，可增加牙本質(zhì)與粘接劑間的接觸面積。

陶瓷材料與牙體組織結(jié)構(gòu)不同，陶瓷缺乏與Er:YAG激光波長接近的羥磷灰石，大部分陶瓷由基質(zhì)、晶?；蛘哐趸嗩w粒組成。激光照射時(shí)，通過機(jī)器自帶的噴水裝置在陶瓷表面形成一層水膜，當(dāng)激光達(dá)到一定能量時(shí)，瞬間高溫或壓強(qiáng)作用破壞局部陶瓷晶體及基質(zhì)，可在瓷表面形成分散的凹坑，改變陶瓷的機(jī)械固位，影響陶瓷修復(fù)體與粘接劑及牙體組織的物理粘接形式，進(jìn)而影響修復(fù)體的粘接效果。

2. Er:YAG激光對陶瓷材料修復(fù)時(shí)粘接性能的影響

目前，粘接性能的評價(jià)指標(biāo)主要包括牙體組織與修復(fù)體的粘接強(qiáng)度和界面密合性。粘接強(qiáng)度常測試?yán)旎蚣羟袕?qiáng)度，界面密合性常以微滲漏深度來代表。Er:YAG激光照射后陶瓷表面結(jié)構(gòu)是否得到有效改變，以及這種改變是否能影響修復(fù)體的粘接性能，目前還存在爭議。

2.1 微觀結(jié)構(gòu)

Er:YAG激光照射后，陶瓷表面微觀結(jié)構(gòu)的改變是影響粘接性能改變的基礎(chǔ)，而激光刻蝕不引起陶瓷本身結(jié)構(gòu)的破壞，是其提高粘接性能的前提。Arami等通過比較不同激光對Y-TZP陶瓷表面粗糙度的影響發(fā)現(xiàn)，Nd:YAG、CO2激光雖然可以增大表面粗糙度，但可在處理表面形成許多微裂紋，而Er:YAG激光在增加陶瓷表面粗糙度時(shí)并不會(huì)損害陶瓷表面結(jié)構(gòu)。其原因可能是Nd:YAG和CO2激光作用時(shí)陶瓷表面溫度升高過大，短時(shí)間內(nèi)的溫差變化加劇了被照物體表面的熱溶解，激光照射完成后陶瓷表面瞬間降溫，從而導(dǎo)致晶相不規(guī)則凝固，致使表面出現(xiàn)裂隙等結(jié)構(gòu)，而Er:YAG激光照射時(shí)的可調(diào)節(jié)水氣比可防止陶瓷表面溫度過度升高，進(jìn)而保護(hù)陶瓷表面結(jié)構(gòu)不受破壞。

daFerreira等通過三維成像發(fā)現(xiàn)，不同脈寬的Er:YAG激光對Y-TZP陶瓷表面均有粗化作用，其中600 μs脈寬處理后，可在陶瓷表面形成與化學(xué)硅涂層類似的臺(tái)階高度，在只有少量的表面體積丟失的同時(shí)，還可形成有效的粗糙度。這些研究結(jié)果均表明，Er:YAG激光照射不會(huì)影響陶瓷本身結(jié)構(gòu)，照射后形成的表面粗糙結(jié)構(gòu)為后續(xù)粘接效果的改善提供了基礎(chǔ)。然而部分學(xué)者在實(shí)驗(yàn)中得出相反的結(jié)論。

Kara等認(rèn)為，Er:YAG激光照射后可在陶瓷表面形成貝殼狀或眼淚狀的凸起結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)雖然可以增強(qiáng)陶瓷與樹脂間的機(jī)械固位，但是激光溫度冷熱交替的變化會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，從而降低粘接強(qiáng)度。Kara等通過觀察不同表面處理對二硅酸鋰玻璃陶瓷IPS Empress 2表面粗糙度的影響，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的氫氟酸刻蝕相比，Er:YAG激光并不能增加陶瓷表面粗糙度。Erdur等通過原子力學(xué)顯微鏡測量同樣發(fā)現(xiàn)，Er:YAG激光照射并不能增加玻璃陶瓷表面的粗糙度。陶瓷結(jié)構(gòu)及激光參數(shù)可影響表面微觀結(jié)構(gòu)的改變，不同學(xué)者在研究時(shí)使用陶瓷種類及激光參數(shù)不盡相同，所以可能導(dǎo)致形成不同的微觀結(jié)構(gòu)。

在判斷某種激光是否能對陶瓷表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效刻蝕時(shí)，需研究激光不同參數(shù)的刻蝕效果，參數(shù)值過大或過小會(huì)導(dǎo)致陶瓷表面固位力減弱或無法提供固位結(jié)構(gòu)。筆者所在課題組通過不同脈沖能量的Er:YAG激光照射對可切削陶瓷表面微觀結(jié)構(gòu)影響的前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于IPS e.max CAD陶瓷，100和200 mJ Er:YAG激光照射僅提供少量長柱狀的凸起固位；當(dāng)脈沖增加至300或400 mJ時(shí)，陶瓷表面形成大量均勻的凸起固位；當(dāng)脈沖超過500 mJ時(shí)，陶瓷表面可形成小裂紋。對于VitaEnamic陶瓷，由于所含樹脂成分多，當(dāng)脈沖能量僅為100 mJ時(shí)也可出現(xiàn)表面破壞征象。因此，當(dāng)在臨床上使用激光時(shí)，為獲得最佳效果，需根據(jù)不同陶瓷成分及組成選擇最適宜的參數(shù)。

2.2 粘接強(qiáng)度

粘接強(qiáng)度是評價(jià)修復(fù)體粘接性能的主要指標(biāo)，也是目前學(xué)者對粘接性能研究最多的內(nèi)容。有研究結(jié)果表明，單獨(dú)使用Er:YAG激光處理不同組成成分的陶瓷的表面，便可獲得比傳統(tǒng)方法高的粘接強(qiáng)度，可作為一種臨床上陶瓷的表面處理方法。G?k?e等通過比較不同脈沖能量的Er:YAG激光照射對Empress 2陶瓷的粘接效果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)脈沖為300 mJ時(shí)，陶瓷間的粘接強(qiáng)度高于氫氟酸刻蝕。此結(jié)論與Aksakalli等的研究結(jié)果一致。對于使用不同燒結(jié)時(shí)間制作的氧化鋯陶瓷，Dede等認(rèn)為Er:YAG激光照射均可增加粘接強(qiáng)度。

Akin等同樣認(rèn)為激光照射可作為氧化鋯陶瓷粘接時(shí)有效的表面處理方式。對于Y-TZP陶瓷，Akin等也有同樣的發(fā)現(xiàn)。當(dāng)口內(nèi)有陶瓷修復(fù)體而需要進(jìn)行正畸托槽粘接時(shí)，因?yàn)閺?qiáng)腐蝕性不建議將氫氟酸用于口內(nèi)粘接，其他傳統(tǒng)方法粘接強(qiáng)度低，而若使用Er:YAG激光預(yù)處理的方法，可大大提高修復(fù)體與托槽間的粘接強(qiáng)度。Yassaei等發(fā)現(xiàn)，玻璃陶瓷使用Er:YAG激光照射后可增加其與正畸托槽的粘接強(qiáng)度，1.6 W的Er:YAG激光處理可作為替代氫氟酸刻蝕的表面處理方法。也有部分學(xué)者認(rèn)為，單純Er:YAG激光不能獲得理想的粘接強(qiáng)度，需要多種表面處理方式聯(lián)合使用，以滿足臨床上的粘接要求。

Dilber等發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)Er:YAG激光作用于長石質(zhì)陶瓷Vita VM 9時(shí)，表面粗糙度無明顯改變，但Er:YAG激光聯(lián)合噴砂處理可獲得最大表面粗糙度。單純使用噴砂易造成玻璃陶瓷表面結(jié)構(gòu)大量喪失，且噴砂后的表面多形成尖銳的不均勻圓孔狀凸起。Er:YAG激光照射后，陶瓷表面的凸起結(jié)構(gòu)相對平滑，可彌補(bǔ)噴砂后的不規(guī)則微觀結(jié)構(gòu)。Yavuz等同樣認(rèn)為，單純使用Er:YAG激光并不能增加IPS Empress2和Vita VM 9這2種玻璃陶瓷的粘接強(qiáng)度，但若在氧化鋁噴砂后使用Er:YAG激光，可獲得最佳粘接強(qiáng)度，可作為粘接前的一種表面處理方式。然而，部分學(xué)者認(rèn)為，Er:YAG激光雖然可改變陶瓷表面微觀結(jié)構(gòu)，但是這種改變并不能為陶瓷提供機(jī)械固位力，Er:YAG激光仍不能增加陶瓷材料的粘接強(qiáng)度。

部分學(xué)者發(fā)現(xiàn)，對于長石質(zhì)玻璃陶瓷，氫氟酸刻蝕、硅烷化及噴砂仍然是最理想的表面處理方式，Er:YAG激光照射并不能提高其粘接強(qiáng)度，即使是Er:YAG激光聯(lián)合氫氟酸刻蝕，其粘接強(qiáng)度仍然低于單純使用氫氟酸刻蝕，從而認(rèn)為激光不能作為該陶瓷常用的表面處理方法。Yavuz等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，無論是二硅酸鋰玻璃陶瓷還是氧化鋯滲透玻璃陶瓷，Er:YAG激光均不會(huì)增加其粘接強(qiáng)度。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與部分學(xué)者的研究結(jié)果相差較大，可能是由于所選激光的脈沖、功率、波長及照射時(shí)間等參數(shù)不同。

2.3 界面密合性

目前，學(xué)者對于激光照射后陶瓷的粘接性能的研究多限于粘接強(qiáng)度方面，而對界面密合性研究較少。界面密合性是影響修復(fù)體長期效果的重要因素，微滲漏的存在可使液體及細(xì)菌等滲入修復(fù)體與牙體粘接界面，增加了繼發(fā)齲及術(shù)后敏感的發(fā)生率。學(xué)者們從不同的角度研究提高界面密合性的方法，其中激光的使用得到了部分學(xué)者的肯定。Akin等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Er:YAG激光照射后的微滲漏等級降低，認(rèn)為Er:YAG激光可減小Y-TZP陶瓷與牙本質(zhì)粘接后的微滲漏深度，從而提高界面密合性。

閆凱旋也通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合適參數(shù)的Er:YAG激光可降低玻璃陶瓷與牙本質(zhì)間的微滲漏，與氫氟酸處理的效果無明顯差異。均勻的微機(jī)械嵌鎖結(jié)構(gòu)是提高陶瓷修復(fù)體界面密合性的前提，Er:YAG激光可通過對參數(shù)的控制達(dá)到理想的表面形貌，這為臨床上Er:YAG激光的運(yùn)用提供了理論依據(jù)。

3. Er:YAG激光去除陶瓷修復(fù)體或陶瓷托槽的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的托槽去除方法為火燒及噴砂，但均存在粘接劑去除不完全、降低托槽二次粘接強(qiáng)度等問題，且火燒法大大影響托槽美觀性，而傳統(tǒng)的車針法去除陶瓷修復(fù)體將影響修復(fù)體二次使用，甚至傷及天然牙。Er:YAG激光的出現(xiàn)為臨床上解決這類問題提供了較好的選擇。Rechmann等、Iseri等、Yassaei等通過研究發(fā)現(xiàn)，Er:YAG激光在去除陶瓷全冠或貼面時(shí)，不會(huì)破壞全冠及牙本質(zhì)，激光僅作用于修復(fù)體與粘接的接觸面，而不會(huì)作用于粘接劑與牙體接觸面。使用激光去除修復(fù)體時(shí)，需根據(jù)修復(fù)體種類及厚度確定激光參數(shù)，如去除相同厚度的氧化鋯修復(fù)體，其Er:YAG激光能量參數(shù)應(yīng)大于玻璃陶瓷，因?yàn)檠趸喬沾缮⑸湎禂?shù)更大，穿過瓷層需要更多能量。

Han等認(rèn)為，Er:YAG激光在不損害陶瓷托槽表面結(jié)構(gòu)的情況下，可以有效去除托槽表面的粘接劑，是一種可靠的陶瓷托槽循環(huán)利用的處理方法。這一觀點(diǎn)在Tozlu等的實(shí)驗(yàn)中同樣得到證實(shí)。Tak等通過運(yùn)用5種不同的粘接劑將托槽粘接于牙面，發(fā)現(xiàn)Er:YAG激光均能有效去除其粘接力。當(dāng)Er:YAG激光照射時(shí)間合適時(shí)，牙體組織的溫度變化均在可接受范圍內(nèi)，不會(huì)對牙體組織造成損害；在有水冷卻的情況下，激光照射致牙髓腔溫度增加不超過牙髓腔正常情況下可承受的溫度變化范圍。Er:YAG激光可用于去除陶瓷修復(fù)體或托槽，其機(jī)制可能為：Er:YAG激光通過自身系統(tǒng)將吸收的水分轉(zhuǎn)變成動(dòng)能作用于粘接劑，粘接劑受力后溶解摧毀。

通過對激光參數(shù)的調(diào)節(jié)，可控制其作用力的大小，使該力作用于粘接劑而對牙體組織無破壞作用，雖然在能量轉(zhuǎn)換過程中可形成部分熱能，但是整個(gè)激光照射過程均有水霧冷卻，可防止牙體組織溫度過度升高。與傳統(tǒng)方法相比，Er:YAG激光對陶瓷修復(fù)體或托槽二次使用時(shí)的美觀性能大有改善，但是若陶瓷較薄，單位面積內(nèi)吸收激光照射的能量值變大，透明度將降低，影響美觀。Ural等認(rèn)為，當(dāng)Er:YAG激光密度為400 mW·cm^-2時(shí)，可降低陶瓷表面1.5 mm的半透光性。臨床上若是使用Er:YAG激光去除陶瓷修復(fù)體或托槽，在設(shè)定參數(shù)時(shí)，不僅要考慮去除粘接力的影響，還要考慮該參數(shù)對二次使用時(shí)美觀性能的影響。

4. 展望

Er:YAG激光在陶瓷材料粘接前的預(yù)處理或去除陶瓷材料方面均有一定效果，關(guān)鍵在于選擇合適的參數(shù)。若參數(shù)選擇合適，不僅能提高粘接強(qiáng)度、界面密合性，增強(qiáng)修復(fù)體的遠(yuǎn)期效果，還能不影響其透明度，獲得最佳美學(xué)效果。但是針對臨床上常用的陶瓷種類，目前尚未有統(tǒng)一的參數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)，且目前對于Er:YAG激光的研究僅限于體外研究，尚未見有關(guān)臨床研究的報(bào)道。筆者認(rèn)為在確定參數(shù)后，可從臨床出發(fā)，對Er:YAG激光作用于陶瓷材料的粘接效果做病例追蹤報(bào)告或臨床試驗(yàn)。

來源：侯曄坡,高杰.Er:YAG激光照射對牙科陶瓷材料粘接影響的研究進(jìn)展[J].國際口腔醫(yī)學(xué)雜志,2019,46(01):68-72.