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激光去腐在儿童牙科中的应用
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摘要:如今,激光技术已成为儿童牙科领域的一种新型治疗方法,是传统技术疗法的替代方案。Erbium: YAG(铒激光)和CO₂激光治疗仪可用于龋齿窝洞预备、去腐和牙髓治疗。对于儿童来说,可以在没有震动的情况下进行治疗,而且与使用涡轮牙钻的传统预备方式相比,无需或仅通过轻微局部麻醉就可以让操作更为方便舒适。Erbium:YAG激光的适应证包括微创治疗、选择性消融和组织净化。应重点强调,激光预备修复体的优点是能够节省时间和保证长期修复效果。除了技术上的创新,对孩子的心理影响也是一个重要的优点,激光治疗能够提高孩子对后续牙科治疗的接受度。本文将讨论激光的物理性能,以及Erbium:YAG和CO₂激光在治疗龋齿和窝沟封闭方面的临床应用。

关键词:Erbium:YAG激光,CO₂激光,窝洞消毒,选择性消融,儿童接受度


前言

确保儿童牙科患者的口腔健康是一个挑战,但却能让患者受益匪浅。在牙科诊所积极正面的体验可以帮助孩子与牙医建立长期的信任关系。这包括针对每位患者的个性化沟通、耐心地逐步介绍牙科器械、行为管理技能、精细的治疗技术以及父母的参与。在许多儿童牙科诊所中,电子麻醉机和治疗椅上方的显示屏等技术辅助工具使得儿牙治疗更加容易。笑气 (一氧化二氮)镇静还可以减少小患者的紧张感,从而更加配合治疗。除了这些方式,创新的激光技术可以进一步优化治疗过程。这为用于龋齿治疗的传统牙钻提供了一个替代方案。激光治疗的舒适度和带来的心理效果对儿童患者在治疗过程中的配合度有着积极影响。此外,激光的应用为牙医临床工作所带来的便利也不应被低估。本文旨在介绍激光治疗在儿童牙科中应用的可行性和局限性。


为什么在儿童牙科中选择Erbium:YAG激光疗法?

研究表明,相比使用涡轮牙钻,激光治疗给儿童带来的疼痛感更少且接受度更高,儿童患者普遍更倾向于接受激光治疗 。局部麻醉带来的不适和恐惧也得以大大减少。根据患者的年龄、焦虑程度和所需的窝洞预备类型,通常只需要很少或不需要局部麻醉就可以预备。产生这种情况的一个原因是激光传导到牙髓的热量极低。使用Erbium:YAG 激光治疗仪(Lite Touch,Light Instruments公司,以色列)进行去腐或窝洞制备,与喷水相结合,使牙髓腔的温度只轻微至略有升高。使用激光治疗仪的另一个好处是,无震动和无压力的窝洞制备。高速牙钻会引起震动,并且具有接近听力高灵敏度区的频谱,这可能是传统牙齿预备过程给患者带来疼痛和不适的原因。此外,创新的激光技术避免了传统的“对针头和牙钻的恐惧”,为牙科治疗提供了一种全新的、且有着积极作用的方法。它会对孩子产生正面积极的心理影响,孩子们凭着自己的想象力,将激光治疗仪视为一种神奇的工具,可以使用光和水“把糖虫赶出去”。激光治疗仪也在父母中广受欢迎,他们十分欣赏这种不会给孩子们带来过多疼痛,并带来全新牙科护理体验的治疗方式。所有这些优点使得激光治疗对患者的认知和情绪状态产生了积极影响,提高了患者的依从性。



临床优点

牙医们认为,对比传统的器械去腐或使用涡轮牙钻预备,使用Erbium:YAG激光治疗仪进行窝洞预备有以下几大优点(表1)。激光烧蚀对组织友好且微创,因为激光对龋齿和已发生病理改变的牙齿硬组织进行选择性消融。乳牙中的组织蒸发得更快、更有效,因为它比恒牙含水量更高。Erbium:YAG激光还可以在不去除牙体组织的情况下,处理牙釉质和牙本质表面。Erbium:YAG激光具有杀菌作用,以吸收深度为0.1mm,去除遭受感染的牙本质和牙釉质,以及牙髓组织。已受感染的玷污层(smear layer)被去除,留下干净的、开放的牙本质小管。另一个优点是,在人体工程学方面,整个窝洞预备过程中使用单个手机,可以实现平稳和快速的操作。


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表1:Erbium:YAG激光疗法在儿童牙科中的优点



激光的物理学特性

激光“Laser”一词是“Light amplification by stimulated emission of radiation” (受激发后辐射光放大)的首字母缩写。就是说,光辐射受激发后而辐射增强。光是能量的一种形式。可见光的波长范围约为400至800nm,紫外光的波长小于400nm,红外光的波长超过800nm。激光治疗仪由3部分组成:活性介质、谐振器和外部能量源(泵)。受到激发是激光增强的基础。活性介质由原子或分子组成,这些原子或分子被泵激发,将电子从较低的能量级移动到较高的能量级。然后作为电磁能的载体,以合适的频率和相位发射光子。谐振器包括一个反射镜系统,光子在谐振器的腔内来回移动,在这里,更多的电子被再次激发而下降到较低的能量级。最终结果就是发射光子。这个过程会产生大量相同波长和方向的光子,放大电磁能量并产生紧密聚焦的单色(相同相位和频率)和准直(平行)的激光束。激光治疗仪中的活性介质可以是气态、固态或液态,并且在很大程度上决定了发射的激光的波长。在牙科中最常见的Erbium:YAG激光治疗仪,即掺入铒-钇-铝-石榴石-激光治疗仪 (2,940nm)(Erbium-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat)、CO₂激光治疗仪 (10,600nm) 和二极管激光治疗仪,即砷化铝镓激光治疗仪(780至980nm)(Aluminium-galliumarsenid)。



激光治疗仪的临床应用

由于不同生物组织的生物能量吸收类型不同,每种激光治疗仪都有其特定的应用范围(图1)。因此,激光治疗仪在烧蚀硬组织和软组织中有着多种应用方式。激光与包含在各种目标组织(如粘膜、牙龈、牙齿结构、骨骼)中的生色基团(如黑色素、血红蛋白、水、羟基磷灰石)的相互作用是不同的。激光治疗仪的选择取决于组织中每个波长激光的吸收情况。例如,来自Erbium:YAG激光治疗仪的中间红外光谱的光,在很大程度上被羟基磷灰石和软组织中的水分吸收,因此可用于硬组织和软组织烧蚀。CO₂激光治疗仪发射的激光处于远红外电磁光谱中,主要被水吸收,可用于口腔手术切割和汽化软组织。二极管激光治疗仪产生的激光是可见光和近红外电磁光谱,能被血红蛋白和黑色素特异性吸收,因此被用于对病理性软组织的清创和生物刺激。


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图1内文字翻译:Diodenlaser670nm:二极管激光发射器670nm;Diodenlaser810nm:二极管激光发射器810nm;Erbium:YAG-Laser2,940nm:LErbium:YAG激光发射器2,940nm;CO₂-Laser10,600nm:CO₂激光发射器10,600nm ;Wasser: 水; Hydroxylapatit: 羟基磷灰石;Hämoglobin: 血红蛋白;Melanin: 黑色素;nm: 纳米;Sichtbarer Bereich 400bis700nm:可见光的波长范围400至700nm

图1:激光在水、羟基磷灰石和生色基团中的吸收特性(二极管激光治疗仪670nm,Med-701,Lasotronic公司,瑞士;二极管激光治疗仪810nm,Doctor Smile Wiser,Orcos Medical公司,瑞士;Erbium:YAG激光治疗仪,Lite Touch, Light Instruments公司,以色列; CO₂激光, Spectra Denta2, Lutronic Medical Systems公司, 德国; 图片由Gérald Mettraux博士友情提供)。



Erbium:YAG激光对牙齿硬组织的作用方式

Erbium:YAG激光治疗仪 (2,940nm) 发射的光在水中得到最强的吸收,已被证明是牙科领域应用最灵活的通用激光。在硬组织中会产生机械热效应。激光的能量一旦被组织里的水分吸收,就会转化成为热量,从而导致水分子过热和蒸发。升高的蒸气压在硬组织内产生微爆炸性膨胀,由此产生显微镜下可视性的组织炸裂(微烧蚀)。激光的参数(例如能量和频率)可根据临床要求调整,并且在很大程度上取决于待治疗组织中的水分含量。由于乳牙牙釉质和牙本质比恒牙含有更多的水分,乳牙的烧蚀通常需要较少的能量。因此,烧蚀牙釉质需要较多能量,而牙本质则需要较少能量。在恒牙的处理上,所需的能量水平从烧蚀牙釉质的300mJ到烧蚀牙本质的150mJ;100 mJ足以用于牙釉质表面的激光预处理。对于乳牙而言,牙釉质烧蚀200mJ就足够了,这也限制了无局部麻醉治疗时的疼痛敏感性。



Erbium:YAG激光的临床应用

Erbium:YAG铒激光治疗仪有一个手机头(图2),激光束封闭于其中。高能光子光束通过多个反射镜系统传导,达到蓝宝石工作尖尖端结束。蓝宝石工作尖的尺寸根据要处理的组织表面选择,工作尖的直径在0.6到1.3mm之间。为了达到预期的烧蚀效果,蓝宝石工作尖必须与烧蚀部位保持大约2mm的距离。然后在水冷辅助下使用激光治疗仪。激光烧蚀和使用涡轮牙钻之间的区别在于,使用激光烧蚀组织的过程中进行了视觉和非接触式引导。相比之下,牙钻在磨除过程中直接接触,产生了视觉和直接接触的触觉引导。在脉冲式微爆炸中选择性地去除组织,产生出爆裂噪声。对于孩子来说,这些噪音可以被客观地理解为“爆米花机的声音”。


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图2内文字翻译:LASER: 激光治疗仪;Erbium:YAG –Stab:Er:YAG激光棒;Stablampe:光源棒;Voll-reflektierender Spiegel:全反射镜片;Laser-Ausgangsspiegel:激光发射镜片;Klappspiegel:折射镜片;Fokussierlinse:调焦镜头;Laserstahl:激光束;Klappspiegel:折射镜片;Saphirspitze:蓝宝石工作尖头

图2:Erbium:YAG 激光手机头示意图:Erbium:YAG激光治疗仪。


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乳牙龋齿去腐和窝洞预备

激光治疗最重要的优点之一是通常不需要局部麻醉。根据笔者的临床经验,6岁以下儿童的乳牙咬合面龋洞或光滑表面龋齿病变,通常无需局麻即可治疗。8岁以上的儿童几乎可以耐受所有对乳牙硬组织进行的手术干预,无需局部麻醉。对于邻面龋、多发龋洞或深龋,局部麻醉是有意义的,以确保儿童患者的配合度。这也适用于所有年龄段的,对恐惧治疗的儿童。在预备过程中,为了尽可能降低敏感性,以及尽量减少通过吸唾管的气流,可将吸管头放置在尽量远离被治疗牙齿的位置,这在日常临床实践中已被证明。还建议每次预备时多次进行脉冲处理,可间歇性短暂停顿,因为爆裂噪音可能会让儿童感到烦躁,从而造成疼痛的错觉(图3)。


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图3:Erbium:YAG激光治疗龋齿。

Erbium:YAG激光在咬合面和邻面龋坏/缺损的窝洞预备方面的价值已得到证实。在用橡皮障隔离牙齿或抽吸装置(Isovac, Zyris公司, 美国)定位后,便可以开始硬组织烧蚀。直径0.8mm的蓝宝石工作尖最适合乳牙上的窝洞预备。首先,以200mJ/25Hz的频率去除牙釉质,以形成通往牙本质龋变的通道。在预备过程中,牙釉质烧蚀清晰可见,可以通过干燥牙齿来检查。然后以150至200mJ/25Hz 的频率去除牙本质龋。经激光烧蚀过的牙本质通常会变黄,应使用刮匙检查硬度。刮匙还可用于去除松散的龋齿或硬组织残留物。最后,以100mJ/25Hz的能量密度“蚀刻”牙釉质边缘,并抛光不规则处(表面修整)。经激光烧蚀完成的洞型,尤其是牙釉质部分,在吹干时呈现白垩样外观(图4a至c)。由于选择性消融,用激光制备的窝洞并不总具有规则的形状。然而,重要的是用激光烧蚀出规则的洞缘,以确保良好的粘接。然后可以使用粘接技术进行树脂充填(图5a至d)。与牙钻相比,使用激光进行乳牙预备的操作时间更短,因为整个窝洞预备过程中只使用单个手机。牙釉质边缘的酸蚀处理也不是必需的,这样总体工作步骤也更少。 


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图4a至c:用Erbium:YAG激光制备窝洞(牙釉质和牙本质制备的激光参数:200mJ/25Hz;用于牙釉质处理的激光参数:100 mJ/25Hz)。


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图5a至d:75牙显示出了一个深龋(a),用Erbium:YAG激光去腐。此外,在树脂充填之前,使用Erbium:YAG激光制备窝洞。随后进行了对治疗效果的随访,(b) 和 (c, d) 分别记录着治疗后1年和2年时随访的治疗结果。

已经有很多项目研究了使用Erbium:YAG激光进行洞型制备的充填体的边缘完整性,并得出以下结论:分别采用传统方法制备洞型和激光制备窝洞后充填,乳牙中的窝洞和丙烯酸树脂之间的“微渗漏”之间没有显著性差异。因此,使用Erbium:YAG激光制备窝洞与使用涡轮钻头制备时可以达到同样的粘接效果。

早期乳牙龋中局限于牙釉质的光滑表面龋损或缺陷,也是激光使用的另一个理想适应证(图6a和b)。局部麻醉往往在这里很困难,因此,快速实施治疗可确保孩子的合作意愿。前牙通常有腭面、唇面或邻面龋齿,激光很容易接近这些龋坏。如果正式的树脂充填不成功,也可以使用玻璃离子水门汀进行无创伤充填治疗(无创伤充填治疗,ART)  ,对已去腐的蛀牙进行治疗。这种简化的操作程序,避免了需要在全身麻醉的辅助下进行耗时的再修复。该操作程序同样也适用于其他入路简单的病例,可以确保非常小的幼儿也能得到治疗。开口器的应用使得操作者更容易进行口内操作。


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图6a和b:上颌乳切牙腭面上的初期牙本质龋,经使用Erbium:YAG激光烧蚀前(a)和烧蚀后图片(b)。不需要局部麻醉。



直接盖髓和牙髓切断术

对于去腐过程中露髓的病例,无论恒牙还是乳牙均可以进行牙髓切断或直接盖髓术(图7a至c)。在硬组织处理之后,使用CO₂激光(参数)对暴露的牙髓断面进行凝血或热消杀。然后必须用合适的盖髓材料或生物活性根管封闭剂覆盖牙髓断面,例如,氢氧化钙或硅酸盐生物活性水门汀。研究表明,使用激光治疗可改善恒牙直接盖髓术的预后。在Javed和Kellerian的系统文献综述中,超过三分之二的纳入研究项目表明,激光治疗牙髓损伤可以保持牙髓的活性,因此该疗法的成功率明显高于单独的传统治疗方法。还应该补充的是,使用软组织激光行牙髓切断术,可以达到与传统牙髓切断术一样好的临床和放射学结果。


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图7a至c:使用CO₂激光直接盖髓。在84牙上深龋的去腐过程中,牙髓暴露,术中显示牙髓仅轻微炎症(a)。激光治疗仪的使用 (b)对暴露的牙髓组织实施快速而有效的止血和消毒 (c)。



窝沟封闭前的激光牙釉质预处理

常规以及扩展的窝沟封闭术是Erbium:YAG激光在儿童和青少年患者硬组织处理中的另一个临床适应证(图8a至d)。目标性激光烧蚀取代了酸蚀处理的步骤,同时在牙釉质表面形成微固位的凹凸结构。使用直径为0.6mm的蓝宝石工作尖,将参数设置调节为100mJ/25Hz。此外,对咬合面龋的进行选择性消融也是可行的。


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图8a至d:用Erbium:YAG激光(100mJ/25Hz)对窝沟封闭前的牙釉质进行的预处理(a);使用Clearfil SE Prime(Kuraray Noritake公司,德国 ,b);使用的封闭剂Clinpro(3M公司,德国,c);完成后的窝沟封闭(d)。

一项荟萃分析和一项系统文献综述表明,激光预备是一种安全、有效和可接受的牙釉质处理方法,用于窝沟封闭之前,其粘固效率与酸蚀处理相当。从临床角度看,借助一个集吸唾器和开口器一体的器械,例如Isovac,就可以在小学生群体中大规模地开展窝沟封闭治疗。与传统方法相比,这种方法所需的操作时间和操作难度都大大地减少。



恒牙的适应证

原则上,也可以对恒牙进行激光治疗。Erbium:YAG激光也可用于在前牙或前磨牙区域预备小龋洞。激光疗法的优点,包括微创和对局部麻醉的需求降低。同样,复杂的牙折也可以用激光治疗。这里的好处在于,用Erbium:YAG激光处理折断的牙面,使用CO₂激光对暴露的牙髓进行凝血和消毒。用Erbium:YAG激光,可以在不接触的情况下,对釉质发育不全的牙齿进行表面处理,这对于年轻患者来说无疑是一个优点(图9a和b)。另一个有趣的应用领域是烧蚀有缺陷的填充边缘,以便修补。由于可及性受限,Erbium:YAG激光在磨牙区域的使用会受到一定限制。激光被评估为不利于用于该部位的窝洞预备工作,因为与涡轮器械相比,这种情况下的激光处理,有时会需要更长的时间。另一个应该提到的限制是,金属材料不能用Erbium:YAG激光处理。


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图9a和b:用Erbium:YAG激光(100mJ/25Hz)处理釉质发育不全的26牙(a);用复合树脂材料修复(b)。



关于COVID-19瘟疫大流行的声明

Erbium: YAG激光治疗目前似乎是低气溶胶牙科治疗的可选替代方案。与高速涡轮牙钻相比,激光工作尖所释放的气溶胶显著减少,这或许可以降低病毒传播的可能性。还应说明的是,由于烧蚀过程中的热效应、水和病毒颗粒可以被蒸发。



结论

在儿牙治疗中实施激光治疗,对儿童和牙医双方都有诸多益处。尤其是弃用涡轮牙钻,这是一个独特的“卖点”,这对侵入性龋齿治疗的接受度有正面的提升作用,避免了儿童患者对传统牙科治疗的恐惧。龋齿的治疗是微创的。激光治疗仪具备良好的人体工程学设计和流畅的操作步骤,可以节省时间且让治疗过程更加高效。最后值得一提的是,激光治疗不仅创新,而且十分有意思!


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 Er:YAG激光应用于临床冠延长 ——一项为期6个月的临床研究



作者:
Juliane Leonhardt Amar 博士/瑞士
leonhardtamar@sunrise.ch

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本文选自口腔专业杂志《QUINTESSENZ ZAHNTECHIK》2020;8(71):882-891

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