Er:YAG激光桩道预处理的研究进展

    纤维桩修复牙体缺损时可能会出现粘接失败，主要是因为桩道预备过程的产热使玷污层紧密附着于根管内壁，封闭了牙本质小管口，从而使粘接剂不能很好地渗透形成良好的粘接界面，影响粘接效果。
    多数研究表明，激光活化荡洗清除根管内壁玷污层的效果明显优于传统的注射器手动冲洗。激光活化荡洗利用的是水对激光能量吸收后产生的光声流效应。相关研究表明，水在激光（如Er:YAG激光（2940nm波长））的中红外区域吸收能力最强。光子诱导光声流（photon initiated photo acoustic streaming，PIPS）技术和冲击波增强发射光声流（shock wave enhanced emission photo acoustic streaming，SWEEPS）技术是Er:YAG激光活化荡洗的两种工作模式，现就这两种技术在桩道预处理中的应用及研究现状作一综述。
    1.Er:YAG激光-PIPS模式
    1.1作用原理
   2011年，Peters等首次将PIPS技术用于辅助根管荡洗和消毒。PIPS技术的作用机制是将工作尖放在髓室根管口处，通过激光器向荡洗液中释放具有低能量（20mJ，15Hz）和超短脉冲（50μs）的单脉冲激光。在荡洗液中Er:YAG激光能量被吸收导致液体蒸发，形成空化气泡，这些大的椭圆形气泡在100～200μs后内爆，产生强烈的光声波冲击波，引起根管内部荡洗液的高速流动，流动速度比超声荡洗引起的液体流动高出10倍。空化气泡爆破引起的强烈冲击波能有效地去除根管壁上的玷污层、微生物等物质。
    在一定范围内，激光产生的热效应随着激光能量的升高而增加，相应的牙本质呈现熔融状态越明显，对牙本质小管起到更好的封闭作用。一旦超出这个范围，激光会产生热负效应，导致牙本质表层气化并造成热损伤，如破坏牙本质小管形态、损伤牙周膜及根管内壁、引起根尖周炎等。
    1.2PIPS模式桩道预处理的优点
    桩道预备时钻针在切削根管壁过程中产热使有机物变性，变性的有机物和切削产生的碎屑、牙本质小管溢出液、唾液、细菌等形成玷污层，玷污层可进入并堵塞牙本质小管。目前临床上采用不同清洁方式（注射器、超声波、激光等）联合各种冲洗液（生理盐水、次氯酸钠、EDTA等）进行桩道预备后的根管清洁及消毒。
    Takeda等发现Er:YAG激光可用于辅助根管荡洗。随着进一步的研究发现，利用Er:YAG激光活化根管荡洗可显著提高根管清洁和消毒效率。注射器冲洗的有效范围仅在针头尖端1mm附近；超声荡洗在直根管与弯曲根管的有效荡洗范围仅在距离超声锉尖端3mm附近，并且清洁效果会随着距锉尖端距离的增加而降低。与这两种冲洗方式相比，PIPS荡洗可以将清除下颌磨牙复杂管腔中碎屑的能力提高约2.6倍，能更有效地去除根尖牙本质碎屑。
随后，有学者对根管各部位的清洁效果进行了更详尽的研究，发现激光活化荡洗（laser-activated irrigation，LAI）技术和Er:YAG激光－PIPS模式在玷污层去除率方面高于手动冲洗和超声荡洗；相比被动超声荡洗（passive ultrasonic irrigation，PUI），PIPS和LAI技术清除根尖1/3牙本质碎屑明显更多。PIPS和LAI技术减轻了激光活化荡洗过程对根管牙本质炭化的不利影响，且PIPS技术正倾向于取代LAI技术。
    1.3PIPS模式对纤维桩粘接强度的影响
    Arslan等通过拉拔试验评估不同冲洗方案中纤维桩在根管牙本质壁上的固位效果后发现，相比单独NaClO冲洗和单独EDTA冲洗根管，超声荡洗和EDTA的联合使用、Er:YAG激光－PIPS模式单独照射（1.5W，10Hz）和同样参数的Er:YAG激光－PIPS模式结合EDTA冲洗可增强纤维桩与根管牙本质壁的粘接强度。
    常颖等使用注射器、超声荡洗及Er:YAG激光（功率0.1W，激光照射10s）根管荡洗模式处理预备后的桩道，实验结果表明与注射器冲洗比较，超声荡洗和Er:YAG激光活化荡洗后纤维桩的粘接强度均显著增强，且激光组与超声组无显著差异。李进红等研究发现Er:YAG激光功率和脉冲持续时间的设置直接影响了牙本质与纤维桩的粘接效果，将Er:YAG激光参数设定为3W、10Hz，脉冲持续时间100μs，通过微拉伸实验得出该参数可显著增强纤维桩的粘接强度，且根管上部和中部的粘接力高于根尖部。
    另外，万书等对比了注射器结合蒸馏水冲洗、注射器结合MTAD冲洗、超声结合蒸馏水荡洗和Er:YAG激光－PIPS模式结合蒸馏水荡洗的效果，上述四组的扫描电镜结果显示:注射器结合蒸馏水组的玷污层清洁效果最差，根管壁几乎被团块状的玷污层覆盖，根颈1/3处极少数的牙本质小管口开放；注射器结合MTAD组的根颈1/3和根中1/3可见大部分牙本质小管开口，玷污层较少，但根尖1/3玷污层较厚；超声结合蒸馏水荡洗组根管内壁玷污层较薄且松散，仅少数区域存在云雾状玷污层，根管全长中根颈1/3清洁效果最佳，可见更多的牙本质小管开口；Er:YAG激光－PIPS模式组仅在根尖1/3处可见少量牙本质小管覆盖较厚的玷污层，根中和根颈1/3可见大量的牙本质小管开口，其中根颈1/3处的牙本质小管开口更为规则，5000倍放大倍数下可见几乎所有的牙本质小管口开放，小管内壁粗糙且不规则。该实验中，Er:YAG激光（0.4W，10Hz）－PIPS模式组处理桩道后清洁效果最好，结合薄片推出实验结果发现该组的纤维桩粘接强度最高。
    通过对比发现，Er:YAG激光－PIPS模式清理玷污层的效果和纤维桩粘接力总体优于注射器和超声荡洗，其中根颈1/3和根中1/3的荡洗效果和粘接强度更佳。除此之外，在进行桩道预处理时需要关注Er:YAG激光的参数设置和处理时间。
    2.Er:YAG激光－SWEEPS模式
    2.1作用原理
    近年来，相关研究报道了一种新的Er:YAG激光－SWEEPS模式，该模式的作用原理为:激光第一脉冲输送时诱导第一空化泡破裂，与此同时发送增强的第二脉冲，形成第二空化泡，第二空化泡在形成过程中不仅自身释放冲击波，还能加速第一空化泡的塌陷产生爆破，释放出强大的冲击波对根管壁形成剪切流，达到去除根管壁碎屑和玷污层的效果。
    2.2SWEEPS模式桩道预处理的优点
    与PIPS模式相比，SWEEPS模式会产生更大的冲击波增强光声流效应，冲击波可以将感染性物质从根管的不规则区域泵出，从而获得更好的荡洗效果。与注射器冲洗相比，SWEEPS技术根管荡洗过程中根尖冲洗液挤出根尖孔的量更少，挤出速率更慢，且挤出量不随着脉冲能量增加而增加。
    Jezeršek等比较单脉冲超短脉冲（supe rshort pulse，SSP）和双脉冲模式（X-SWEEPS和Auto-SWEEPS）三种激光辅助荡洗模式发现，X-SWEEPS（（82±19）s内）和Auto-SWEEPS（（237±8）s内）可实现根管内玷污层的完全清洁（H（根管可清洁长度）=L（根管全长）=10mm）；而SSP最终深度止于H=（4.4±1.3）mm，与SWEEPS模式相比，其有效性显著降低。在桩道预备过程中，SWEEPS模式在加深根管清洁长度的同时还能有效避免冲洗液冲出根尖孔的风险。
    2.3SWEEPS模式对玷污层去除效果的影响
    与PIPS模式相比，Er:YAG激光－SWEEPS模式在根中及根尖部去除玷污层的效果更好，且不会损伤牙周膜。林欣欣通过体外研究比较不同的化学预备方法结合传统注射器冲洗、超声荡洗、Er:YAG激光－SWEEPS模式对根管玷污层的清理效果发现，当后牙预备至20/0.04时，SWEEPS模式对根尖1/3玷污层的清洁度高于注射器冲洗和超声荡洗；当后牙预备至25/0.06时，SWEEPS模式对根管全长玷污层的清洁度高于注射器冲洗及超声荡洗。
有学者比较了不同类型的激光活化荡洗和被动超声荡洗的清洁效果，扫描电镜图像显示，在常规激光活化荡洗组中，冠部和根中部的大多数牙本质碎屑被清除，牙本质小管口开放，而根尖区域观察到牙本质小管被碎屑覆盖和大量裂纹；SWEEPS模式治疗组中，除了可见根管壁高度清洁和牙本质小管开放外，还观察到管周牙本质部分区域发生熔融；与其他组相比，PIPS治疗组中出现较多碎屑，根管内没有明显的烧焦或裂纹区域；超声荡洗组中，碎屑覆盖了近50%的牙本质小管口。
    此外，研究结果认为上述两种激光活化荡洗模式不适用于根管较长或较短、根尖发育不成熟、根尖开放、根管预备较小或较大的牙齿。在牙根有吸收和根尖发育未完成根尖开放的情况下，应考虑根尖挤压的程度。SWEEPS模式在根管荡洗过程中能更好地清理根尖1/3玷污层及碎屑，并产生熔融作用，桩道预备过程中，该荡洗方式能使更多的牙本质小管开放，树脂粘接剂润湿嵌入作用更明显，为牙本质和纤维桩的粘接提供良好的条件。但在使用过程中，要保证根管完整和良好的根尖封闭。
    3.总结与展望
    综上，Er:YAG激光活化荡洗技术可以有效清除根管壁上附着的玷污层，增加冲洗液渗入牙本质小管的深度从而提高了纤维桩与牙本质壁的粘接强度，有望成为一种强劲有效的激活冲洗液方法，在桩道预备后的根管清理和消毒方面具有良好的应用前景。目前对PIPS模式进行桩道预备后的冲洗研究较多，发现其对增强纤维桩的粘接强度有积极作用。SWEEPS技术运用于根管治疗过程中辅助根管荡洗和消毒的相关研究较多，但在纤维桩的桩道预处理中缺少相关研究，特别是临床体内研究，仍然需要进一步评估这项技术的可行性和效率。