激光在牙齿漂白中的应用现状

2019-4-12 15:04  来源:中国实用口腔科杂志
作者:邹朝晖 毛巧美 邹政 梁潇月 闫国晖 阅读量:4783

    随着生活水平的提高,人们对牙齿美观的要求逐渐增长,牙齿美白也越来越受到人们的重视。常用的牙齿美白方法有牙齿漂白、树脂修复、烤瓷冠及瓷贴面修复等。这些方法各有其优缺点,其中牙齿漂白技术自诞生至今已超过百年,该方法无需磨除牙体组织,但耗时长,就诊次数多,还可能出现术中或术后敏感。

    自20世纪90年代起,激光技术被广泛应用于口腔医学领域,在牙齿漂白方面也取得了令人瞩目的实验和临床成果,且与传统的牙齿漂白方法相比拥有无法比拟的优势,已成为牙齿漂白中的研究热点。现就激光在牙齿漂白中的应用现状做一介绍。

    1.应用于牙齿漂白的激光种类

    有研究报道,可用于牙齿漂白的激光有氩离子激光、CO2激光、Nd:YAG激光、Er:YAG激光、Nd:YAP激光以及半导体激光等。其中波长为480nm的氩离子激光、波长为10600nm的CO2激光以及波长为980nm的镓铝砷(GaAlAs)半导体激光先后经美国食品药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准用于牙齿漂白治疗。然而,美国牙科协会(American Dental Association,ADA)在1998年的一项研究报告中指出,由于CO2激光对牙体组织的影响尚不清楚且缺乏随机对照实验,故临床上不推荐使用CO2激光辅助牙齿漂白。目前常用的牙齿漂白激光有Nd:YAG激光、Er:YAG激光、Nd:YAP激光、半导体激光等。

    2.激光牙齿漂白的原理

    目前关于牙齿漂白的原理一般认为是通过氧化反应来达到漂白的目的。而氧化反应的过程即是将过氧化氢分解为水分子和活性氧。其中,活性氧基团将包含色原体的长链分子分解为短链分子,将深色的碳环或双碳环化合物转换成较简单的化合物,长链分子一般呈现深色调,而短链分子呈现浅色调,由此将深色调转换成浅色调。

    一般的漂白物质(如过氧化氢、过氧化脲等)释出的过氧化氢分子质量较小,且能较容易地穿透牙釉质和牙本质到达深层,将色素置换成浅色的简单化合物,其余的分解成水而释出,即将牙齿内有机色素由碳环结构漂白至亲水性无色素结构,达到漂白效果。而漂白反应中氧化剂的漂白潜力是由活性氧基团的氧化还原电位决定的,氧化还原电位越高,漂白效果就越强。在常见活性氧基团中,羟基自由基具有最高的氧化还原电位,是最强的活性氧基团,还有单线态氧也是一种非常有效的活性氧基团。

    关于激光应用于牙齿漂白的作用机制有多种学说。有些学者认为,当激光照射于有色牙齿表面时,激光的能量被牙面上的漂白药物吸收后,能够催化和加速过氧化氢与牙齿内色素的氧化还原反应,使牙齿表面的色素颗粒氧化分解,从而起到牙齿漂白的效果。除此之外,Sun认为氩激光能够迅速激活不稳定的活性过氧化氢分子,使其达到高频振荡特征的状态,并迅速解离成相当活泼的自由基与牙面色素发生反应以漂白牙齿。同时还有学者提出应用光动力疗法进行漂白,其中的光敏剂被光激发,产生活性单线态氧和羟基自由基,可对漂白起到非常好的增强作用。但确切的作用机制目前尚不十分清楚,还需更多的实验研究来深入探讨。

    3.激光牙齿漂白的适应证

    各项关于牙齿漂白的实验研究表明,当激光用于牙齿漂白时,对轻、中度的增龄性变色牙、氟斑牙、四环素牙、外源性染色牙(烟渍、茶渍、咖啡、可乐和红酒等)以及外伤变色牙等均产生了良好的效果。由此可见,激光漂白牙齿的适应证十分广泛。

    4.激光牙齿漂白与其他光源漂白的区别

    漂白剂可通过热和光活化,而其中应用光激活漂白的设备包括卤素灯装置、等离子弧光灯和激光器等。冷光牙齿漂白技术是用卤素灯、LED灯以及等离子弧光灯等低温光源作为加速器,在短时间内使美白剂透过牙本质小管与沉积在牙齿表面及深层的色素发生反应,以达到美白效果。Beyond冷光美白仪使用的美白剂主要成分是35%过氧化氢,其美白原理是通过波长为480~520nm的高强度蓝光,经过处理隔离一切有害的紫外光和红外光,再照射到牙齿表面使牙釉质和牙本质与沉积在牙齿表面的色素发生氧化还原反应。但该过程作用时间较长,术后对牙釉质表面的粗糙度及硬度影响较大。研究显示,冷光美白术后牙齿表面有不同程度大小的微孔凹陷,呈蚀刻样改变,除此之外还有异物吸附于表面,说明冷光美白术后牙齿表面脱矿作用严重。

    而激光和其他光源之间的区别在于激光器仅在单波长处发出明确定义的单色光,其操作时间较短,且用激光漂白对牙齿表面的损伤较小,照射后观察可见牙釉质表面有不规则裂缝及再矿化结晶,牙本质小管被侵蚀呈熔融状态。还有报道显示激光漂白可减少牙釉质的脱矿现象,从而减少牙齿美白后敏感的发生。且有学者对激光与冷光漂白氟斑牙疗效进行比较,即刻结果显示激光优于冷光美白,1年后随访疗效激光同样优于冷光美白。

    5.激光漂白对牙齿表面结构的影响

    许多研究表明,当牙齿漂白时,由于漂白剂的作用,牙釉质的结构发生变化,产生多孔表面,同时釉质失去棱柱状结晶形态,导致粘合强度下降,同时降低了牙釉质的表面硬度和弹性模量等。而学者们通过研究发现,应用激光进行牙齿漂白能有效地减少这种变化。Son等关于二极管激光漂白牙齿的研究表明,在无激光照射的情况下单纯使用漂白剂处理的牙齿牙釉质结晶度降低,而经过激光照射的牙齿牙釉质结晶度的下降程度减少,而且随着激光照射时间的延长牙釉质的结晶度也随之增加,说明过氧化氢联合二极管激光漂白牙齿能有效保护牙釉质结构。

    还有研究者分别以Er:YAG激光、Nd:YAG激光和CO2激光对家庭漂白的第三磨牙牙齿表面进行处理后,扫描电镜观察牙齿表面形态的改变,Er:YAG激光处理的表面呈现出不规则的微孔,呈片状;Nd:YAG激光处理的表面显示出一些熔化和再结晶区域,并且在一些区域中观察到液滴图案;CO2激光处理的表面显示有熔化区域和裂缝;而没有进行表面处理的漂白牙齿中,可看到表面溶解和轻微的多孔结构;其结果显示,Er:YAG激光可最好地与家庭漂白的牙齿相互作用。

    其他学者的研究也证实,使用激光能在过氧化氢等进行氧化反应时降低对牙釉质表面的侵蚀作用,并能降低釉质微粗糙度的增加幅度。而与其他光源牙齿漂白相比较,研究结果显示激光漂白对减小牙齿表面结构损伤的效果更佳。李雯等通过扫描电镜观察冷光、半导体激光以及Nd:YAP激光牙齿漂白术后牙釉质表面微结构变化情况,结果显示3种漂白技术都可达到显著的美白效果,其中半导体激光和Nd:YAP激光操作时间较短,且对牙釉质表面的损伤较冷光漂白小。

    李春年等也通过扫描电镜观察了半导体激光漂白和冷光漂白后牙釉质脱矿情况及使用氟保护剂后牙齿的再矿化情况,结果显示半导体激光漂白可减少牙釉质的脱矿现象,同时半导体激光可更好地保留住术后脱敏剂,从而减少牙齿漂白后敏感的发生。由此可见,激光辅助牙齿漂白能够很好地保护牙釉质表面微结构的完整性,对于增强漂白后牙齿的粘接强度、表面硬度等都起到了良好的作用,更减轻了术后牙齿敏感发生的概率。

    6.激光牙齿漂白的效果

    在有关激光牙齿漂白的实验室及临床研究中普遍有明显的颜色改变,并且在激光牙齿漂白与非激光漂白系统的比较中,普遍认为激光有更为良好的效果。有研究表明,激光对氟斑牙、四环素牙、增龄性黄牙的漂白有效率均高于家庭美白套装组。还有研究亦显示,与使用低浓度过氧化氢(15%~20%)的非光活化系统相比,光活化系统产生更好的即时漂白效果。Son等认为,激光束可非常快速地激活高浓度的过氧化氢(35%),从而有助于实现令人满意的牙齿增白效果,并且与其他激光系统相比,二极管激光具有更大的穿透深度。而Shahabi等在比较KTP、CO2、Nd:YAG和二极管等不同类型的激光和常规方法漂白后牙齿颜色的变化时发现,所有漂白技术都是有效的,但KTP激光活化漂白效率明显更高,紧随其后的是CO2激光激活漂白技术,Nd:YAG和二极管激光活化漂白与单独用作漂白剂的过氧化氢具有相似的效果。

    各种激光在不同研究中显现的效果不尽相同,这与各项研究中使用的漂白剂浓度、激光参数、使用方法不同等都可能有相关联系。而由于使用的过氧化氢浓度、激光波长差异(特别是二极管)以及激光设置差异等因素,很难从现有文献中比较出激光牙齿漂白的效果。虽然结果各有不同,但都显示出了激光的有效性。而与其他光源漂白的疗效相比,激光也显示出了更为显著的效果。如靳文华在对Nd:YAG激光漂白的研究中指出,Nd:YAG激光穿透深度较大,可选择性地去除深层次的色素,作用效果强,其与冷光美白仪漂白氟斑牙疗效进行对比后发现,激光组有效率为94%,冷光美白组有效率为74%,显示激光漂白氟斑牙效果优于冷光美白仪。

    李永彦等研究KJZ型Nd:YAG激光和Beyond冷光美白仪对氟斑牙牙齿美白的疗效,结果发现,激光和冷光美白治疗即刻疗效虽无明显差异,但术后即刻过敏反应激光组较少,且1年后激光治疗组的疗效也明显优于冷光美白组。徐彦彬等比较了半导体激光漂白、冷光美白、家庭漂白各自的优缺点以及患者对治疗的满意程度,发现3种方法对牙齿颜色的改变没有显著差异,其中半导体激光漂白操作时间短,且操作中患者有中等酸痛,患者总体满意度较高。然而也有学者研究发现,漂白效果主要与漂白剂的化学成分有关,与使用的光源类型可能无关。

    在对文献系统评价的基础上分析出:当高浓度的过氧化氢(25%~35%)用作漂白凝胶时,光活化系统和非光活化系统都表现出相似的即时和短期漂白效果。因此有学者提出,决定含有过氧化物凝胶的整体牙齿漂白效果的两个关键因素是过氧化氢的浓度和作用时间。还有部分学者认为,尽管激光漂白系统在效果上与其他漂白系统无明显差异,但在漂白效率上还是有明显提升。

    7.激光牙齿漂白的安全性

    有研究报道,应用半导体激光对大鼠牙齿进行漂白后其牙髓组织内P物质、降钙素相关肽和5-羟色胺等疼痛递质的表达升高,且连续频率的刺激性高于间断频率,表明激光进行牙齿漂白时可能产生牙髓刺激症状。这可能与激光照射而引起的牙髓温度升高以及过氧化物渗入髓腔引起牙髓刺激有关。激光的热效应有利于加速漂白剂的氧化还原反应,但同时也对牙髓组织产生了不利的影响,当牙齿表面温度上升达到22℃时即会对牙髓产生潜在的风险。

    已有许多研究证明,激光漂白时可使牙齿表面温度快速上升,但只要使髓腔温度的上升范围能控制在5.5℃这一安全阈值内,就能保证在漂白过程中不会因牙髓温度的升高而产生不可逆的牙髓损伤。实际应用中激光对牙髓组织的影响与激光的种类、波长、能量密度、照射方式、照射时间以及牙体硬组织厚度等多种因素有关。相关报道指出,正确使用氩离子激光的情况下,仅对牙髓产生了微小的加热效应或损伤;但使用CO2激光时,则产生了较大的危害,甚至观察到了修复性牙本质形成和牙髓坏死的情况。

    Kreisler等应用GaAlAs激光以不同功率照射不同牙本质厚度的牙齿表面,以热电偶测得髓腔温度的变化与激光能量和照射时间相关,与牙本质厚度也有相关性。Klunboot等对808nm二极管激光的研究表明,高功率密度比低功率密度的漂白效果更佳。然而,高功率密度的激光也在牙髓组织中产生了更高温度,16.1W/cm2是在达到牙髓组织的安全极限温度之前所允许的最高功率密度。此外,30s的双曝光照射二极管激光比60s的单次曝光产生更多的发光和更少的热量。故应谨慎选择使用激光的类型及照射方式,以确保临床使用的安全性。

    8.激光牙齿漂白过程中光敏剂的应用

    由于过氧化氢水溶液在紫外光波段有较强的吸收,但临床上常见的激光如Nd:YAG、Er:YAG激光以及半导体激光等波长均在可见光或红外光波段,故漂白剂无法较好地吸收激光的能量,从而导致激光漂白未能产生理想的效果。因此提出在漂白剂中添加光敏剂,实现美白反应体系对红外光子的吸收,并通过光敏剂向过氧化氢传递能量,实现过氧化氢的分解形成羟基自由基;同时,在光敏剂被激光激活达到三重激发态的过程中,其与三重态氧(即分子氧的常见形式)耦合形成单线态氧,该过程中产生的羟基自由基和单线态氧均为有效的活性氧基团,对于漂白能起到显著的增强作用。还有学者认为,添加光催化剂可提高漂白剂的反应性,进而提高激光牙齿漂白的效率。

    在漂白凝胶中加入磺酰罗丹明B,并联合KTP激光使用时可诱导进行光动力学反应,通过有限的光热活化光化学反应,达到较好的漂白效果和较高的安全性要求。丘副生等也认为,应用青莲作为激光漂白的光敏指示剂能使氧化剂与显色基团的氧化反应速度加快,指示漂白药物反应速度并能促进漂白药物对激光的吸收。由此可见,将光敏剂应用于牙齿漂白有可能再进一步提高临床疗效,但相关的研究较少,关于光敏剂对牙齿漂白的影响还需进一步研究讨论。

    9.结语

    综上所述,与传统牙齿美白方法相比,激光牙齿漂白具备适应证广泛、不接触口腔软组织、对牙釉质损伤小、保持牙面光洁度、疗程短(1~3次可完成治疗)、即刻效果显著、远期疗效稳定、漂白后少有过敏现象以及使用安全等优势,具有良好的应用前景。但关于激光漂白原理等方面的研究尚不完全,还需要更多的研究以明确其机制。且在激光安全有效治疗剂量方面,如何在临床上规范化应用激光技术也应是关注的重点,尚有待进一步研究探讨。相信随着相关技术的改进和研究的深入,激光在牙齿漂白中的应用将日臻完善。

编辑: 陆美凤

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