Er:YAG激光在拆除全瓷修复体中应用的研究进展

    近年来随着材料的发展，全瓷修复体在口腔临床中应用日趋广泛。全瓷修复体按材料种类可分为玻璃陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷。其中玻璃陶瓷及氧化锆全瓷材料在临床中应用最为广泛。玻璃陶瓷包括长石质陶瓷、白榴石加强玻璃陶瓷、二硅酸锂陶瓷。
    长石质陶瓷拥有极佳的半透性但强度低，临床应用受限；而白榴石加强玻璃陶瓷、二硅酸锂陶瓷兼具良好的半透性及强度，广泛用于贴面、单冠、嵌体的制作；玻璃陶瓷可以被氢氟酸酸蚀，获得极佳的粘接强度；而氧化锆陶瓷虽然半透性不佳，但拥有极高的强度，广泛用于后牙单冠、固定桥的制作。
    尽管全瓷修复体性能优秀，其在临床的长期修复效果仍然面临考验。据报道二硅酸锂单冠的5年存留率为96.6%，氧化锆单冠则为92.1%，失败原因包括崩瓷、边缘着色、继发龋等。当全瓷修复体因这些原因需要拆除时，其特点增加了拆除难度。拆除修复体的方法包括机械破坏、超声、敲击等。
    机械破坏是应用最广泛，成功率最高的方法；而其他方法存在成功率低、牙齿意外脱位等风险。当使用车针机械破坏玻璃陶瓷修复体时，虽然其强度不高，但由于其良好的半透性，在车针磨除时难以区分牙体组织及陶瓷材料，容易造成牙体组织的损伤。且玻璃陶瓷具有良好的粘接性能，二硅酸锂陶瓷全冠经树脂水门汀粘接后固位力高达387～522N，难以简单使其脱位。
    对于氧化锆陶瓷，其挠曲强度高达1000MPa远高于烤瓷修复体的120MPa，不易发生变形折断，导致拆除难度增大。因此传统机械破坏在拆除全瓷修复体时费时费力，已不能满足临床的需要。铒钇铝石榴石（erbium-doped：yttrium-aluminum-garnet，Er：YAG）激光是一种波长为2940nm的激光，与水分子吸收峰高度重合。
    Er：YAG激光特点在于其传递的能量可以高效作用于含水或相关基团的分子而极少被其他分子吸收，从而精确作用于含水物质避免对其他物质产生损伤。因此，Er：YAG激光广泛应用于牙周治疗、根管治疗、脱敏治疗等口腔治疗领域。
    近年来临床医师开始尝试用激光拆除全瓷修复体。拆除全瓷修复体时，通过设置Er：YAG激光的照射参数使其选择性作用于水门汀而避免损伤牙体组织及修复体，从而完整地取下全瓷修复体。本文将对Er：YAG激光拆除全瓷修复体的应用及研究进展做一简要综述。
    1.Er：YAG激光对各类全瓷修复体的拆除效果
    1.1Er：YAG激光拆除玻璃陶瓷修复体的效果
    Kursoglu等报道了2例采用Er：YAG激光拆除玻璃陶瓷贴面的案例，使用Er：YAG激光（320mJ/pluse，20Hz）照射白榴石加强玻璃陶瓷贴面9s后，成功将其取下。Oztoprak等和Iseri等在体外研究了Er：YAG激光对玻璃陶瓷贴面粘接强度的影响，他们采用Er：YAG激光（100mJ/pluse，50Hz）分别照射二硅酸锂贴面3、6、9s，贴面抗剪切强度从照射之前的（27.5±1.44）MPa依次下降为（10.58±0.9）MPa、（8.47±0.8）MPa、（3.54±0.46）MPa。
    Er：YAG激光仅作用数秒就使得瓷贴面粘接强度出现了显著的下降。Rechmann等在体外采用Er：YAG激光（126～590mJ/pulse，10Hz）照射20颗二硅酸锂全瓷冠，所有牙冠均成功取下，平均每颗花费了190s。以上研究表明，Er：YAG激光可以快速有效地拆除玻璃陶瓷单冠及贴面，对于其他修复体形式的拆除效果尚未见报道。
    1.2Er：YAG激光拆除氧化锆陶瓷修复体的效果
    目前关于Er：YAG激光拆除氧化锆修复体的研究均为体外研究，尚无临床报道。Grzech-Lesniak等在体外采用Er：YAG激光（300mJ/pluse，15Hz）照射了13颗氧化锆单冠，所有单冠均成功取下，平均每颗花费了386s。Er：YAG激光不但能用来拆除天然牙上的氧化锆全冠，还可以用于拆除种植体基台上的氧化锆牙冠。
    Elkharashi等在体外研究了Er：YAG激光（300mJ/pluse，15Hz）对氧化锆基台上氧化锆单冠的拆除效果，研究结果显示拆除一颗氧化锆基台上的氧化锆全冠平均需要320s。
    2.Er：YAG激光拆除全瓷修复体时对牙及修复体的影响
    2.1对牙髓的影响
    Zach等的动物实验表明牙髓内温度上升超过5.5℃时，牙髓将发生不可逆损伤。Baldissara等研究认为牙髓温度上升在8.9～14.7℃的范围内都不会导致牙髓的病变。Rechmann等在体外采用Er：YAG激光（560mJ/pluse，10Hz）测试拆除20个二硅酸锂单冠，在辅助气枪冷却的条件下，髓腔温度平均上升了（5.4±2.2）℃；其中有8个样本温度升高超过了5.5℃，最高达11.5℃。
    Albalkhi等在体外采用Er：YAG激光（360mJ/pluse，15Hz）拆除二硅酸锂贴面时，接触和非接触模式下髓腔的温度变化分别为（4.21±0.3）℃及（2.90±0.32）℃。Er：YAG激光在拆除氧化锆单冠时髓腔温度最高可上升22.88℃，超过了Baldissara等提出的阈值上限。综上所述，对于玻璃陶瓷，Er：YAG激光在拆除贴面时，髓腔温度上升幅度较小，在安全范围内；而拆除全冠时，髓腔温度上升幅度较大，可能超出牙髓的耐受阈值；而对于氧化锆单冠，Er：YAG激光拆除的温度上升可能会远超牙髓的耐受阈值，产生不良影响。
    2.2对牙体组织的影响
    Morford等采用Er：YAG激光（133mJ/pluse，10Hz）拆除二硅酸锂贴面后通过光学显微镜观察牙体组织表面，发现釉质表面没有发生损伤且树脂水门汀大多残留于牙体组织表面，其实验结果显示粘接界面的破坏主要发生在贴面和树脂水门汀之间而不是牙体组织与树脂水门汀之间。
    Rechmann等在研究中也发现Er：YAG激光拆除二硅酸锂单冠后基牙牙本质表面并未发生任何着色和树脂水门汀的碳化。对于氧化锆陶瓷，Elkharashi等在体外用Er：YAG激光反复取下氧化锆单冠3次后，牙体组织也并未发生损伤。因此，无论是玻璃陶瓷还是氧化锆陶瓷，Er：YAG激光拆除时均不会导致牙体组织的损伤。
    2.3对修复体的影响
    Rechmann等的另一项体外研究显示Er：YAG激光可以完整取下二硅酸锂和氧化锆单冠，且残留在冠内的树脂水门汀大多变性或碳化容易去除。此外，将Er：YAG激光取下的二硅酸锂及氧化锆单冠重新粘接后再次测量Er：YAG激光需要的拆除时间，作用时间与第一次无明显差异。
    Karagoz-Yildirak等采用Er：YAG激光（300mJ/pluse，10Hz）拆除白榴石加强玻璃陶瓷和二硅酸锂陶瓷贴面后重新粘接，发现白榴石加强玻璃陶瓷和二硅酸锂贴面的二次粘接强度仍然与激光照射前接近。上述结果均表明对于玻璃陶瓷及氧化锆陶瓷，Er：YAG激光均可完整取下修复体，且不会影响其再次粘接的效果。
    3.Er：YAG激光拆除全瓷修复体的可能机制
    Er：YAG激光的波长为2940nm，与水的红外线吸收峰值接近，因此其能量可以被含水的组织吸收。红外光谱分析显示二硅酸锂陶瓷的红外线吸收峰主要在Si-O（1100cm-1带），氧化锆陶瓷红外线吸收峰主要在Zr-O（690cm-1带），两者均不包含水的特征吸收带。而树脂水门汀除了包含C＝O（1680/1630cm-1带）还有一个明显的水特征吸收带（3750～3640cm-1带及3600～3400cm-1带）。因此，Er：YAG激光的能量不会被全瓷修复体吸收而是被树脂水门汀吸收，使得树脂水门汀被破坏从而取下修复体。
    Tocchio等进一步探讨了Er：YAG激光破坏树脂水门汀的具体作用机理，并提出了3种可能作用机制：热软化、热消融、光消融。热软化即树脂水门汀因吸收了激光能量温度上升变软，从而使表面修复体脱落。热消融则是树脂水门汀发生了更加迅速的升温直接气化挥发；光消融则是树脂水门汀吸收了较高的激光能量超过了分子的离解能，树脂水门汀直接发生分解从而使得表面修复体脱落；其他学者提出了物理破坏也可能参与了Er：YAG激光破坏树脂水门汀的过程。
    4.Er：YAG激光拆除全瓷修复体的效果影响因素
    4.1修复体材质及厚度
    Rechmann等在体外比较了不同全瓷材质及厚度对单冠传递Er：YAG激光（126～700mJ/pluse，10Hz）能量的影响。在厚度不变的情况下，1mm的二硅酸锂陶瓷可以传递60.4%±4.2%的激光能量，白榴石加强玻璃陶瓷为48.6%±1.7%，氧化锆陶瓷为9.9%±0.9%；而当厚度增厚为2.5mm时，传递的能量比例显著降低，二硅酸锂陶瓷仅为20.5%±1.8%，氧化锆陶瓷降为4.9%±0.6%。1mm的二硅酸锂陶瓷下的树脂水门汀（Multilink Automix）发生消融所需功率为126mJ/pluse，白榴石加强玻璃陶瓷下的消融功率与其接近，而1mm的氧化锆陶瓷需要700mJ/pluse的激光功率才能消融。
    2.5mm的二硅酸锂下所需消融功率为304mJ/pluse，而2.5mm的白榴石加强玻璃陶瓷需要功率为409mJ/pluse；而1.5mm的氧化锆下方的水门汀在最高功率（700mJ/pluse）下也无法消融。结果表明，透光性好的玻璃陶瓷更容易拆除，透光性较差的氧化锆修拆除需要较高的激光功率才能拆除，且对于同种修复材料，瓷层厚度越薄越容易拆除。此外，较厚的氧化锆修复体（>1.5mm）会严重影响Er：YAG激光的拆除效果。
    4.2粘接水门汀种类
    Grzech-Lesniak等比较了树脂加强型玻璃离子水门汀及树脂水门汀对于Er：YAG激光（300mJ/pluse，15Hz）拆除钛基台上的二硅酸锂单冠的影响。结果显示树脂加强型玻璃离子水门汀组需要97.5s，树脂水门汀组需要196.5s，结果表明树脂水门汀较树脂加强型玻璃离子水门汀更难拆除。另外，不同品牌的树脂水门汀之间也存在差异。总之，采用不同类型的水门汀及不同品牌的树脂水门汀均会影响Er：YAG激光拆除玻璃陶瓷修复体的速度；而水门汀对Er：YAG激光拆除氧化锆修复体的影响尚无报道。
    4.3激光脉冲功率及作用模式
    如前所述，不同材质的全瓷修复体发生水门汀消融所需的最低激光脉冲功率不同。对于1mm的玻璃陶瓷，拆除需要的激光脉冲功率需达126mJ/pluse。而对于氧化锆全瓷修复体，仅1mm的氧化锆陶瓷也要700mJ/pluse才能消融。
    Albalkhi等在体外进一步研究了激光接触模式对拆除速度的影响，Er：YAG激光（360mJ/pluse，15Hz）拆除二硅酸锂贴面时，接触模式下激光照射时间需要（96.4±10.4）s，非接触模式下仅需（12.6±2.3）s；同种模式下（非接触），功率降低为270mJ/pluse时，所需照射时间延长至30s。因此，需达到一定激光脉冲功率才能有效拆除全瓷修复体，且提高功率可有效缩短拆除时间。此外，非接触模式可以更快地拆除玻璃陶瓷贴面。
    4.4其他因素
    对于激光频率、粘接剂类型及基牙对Er：YAG激光拆除全瓷修复体的影响目前还未见报道。Deeb等比较了与Er：YAG激光波长相近的Er，Cr：YSGG激光在拆除乳牙及恒牙表面的氧化锆单冠时的区别。结果显示，乳牙所需要的的Er，Cr：YSGG激光照射时间为125s，恒牙为227s。基牙及其他因素对Er：YAG激光拆除全瓷修复体的影响还需进一步研究。
    5.小结
    综上所述，Er：YAG激光可以高效地应用于玻璃陶瓷修复体的拆除，对于1mm内的氧化锆修复体也能发挥作用。水门汀类型及不同品牌的水门汀等均可影响Er：YAG激光拆除全瓷修复体的速度，因此拆除全瓷修复体之前应充分了解这些因素；且Er：YAG激光功率应根据修复体材质及厚度做出调整。Er：YAG激光拆除全瓷修复体的具体作用机制以及激光频率、粘接剂类型、基牙对拆除的影响尚不明确，需要后续研究进一步探讨。