激光在牙科中的應用

　　激光：現(xiàn)狀與進展

　　自從1960年人們首次認識激光以來，無論是科學家與公眾，都對激光在牙科的應用給予了很大的關(guān)注。雖然目前還有一些有關(guān)激光的夢想還沒有實現(xiàn)，但是畢竟有許多的設(shè)想已經(jīng)成為現(xiàn)實，例如，最早夢想的無痛或無接觸的去腐已變成可能，另外激光已經(jīng)開始應用在齲病學、牙體牙髓病學、牙周病學、口腔外科學和診斷學方面。特別是近十年，激光在牙科應用方面的研究已經(jīng)變成熱點學科。下面我們就激光的現(xiàn)狀與進展做一個初步概括總結(jié)。

　　應用于牙科的激光系統(tǒng)

　　依據(jù)激光在牙科應用的不同作用，分為幾種不同的激光系統(tǒng)。區(qū)別激光的重要特征之一是：光的波長，不同波長的激光對組織的作用不同，在可見光及近紅外光譜范圍的光線，吸光性低，穿透性強，可以穿透到牙體組織較深的部位，例如氬離子激光、二極管激光或Nd：YAG激光(如圖1)。而Er：YAG激光和CO，激光的光線穿透性差，僅能穿透牙體組織約0．01毫米。區(qū)別激光的重要特征之二是：激光的強度(即功率)，如在診斷學中應用的二極管激光，其強度僅為幾個毫瓦特，它有時也可用在激光顯示器上。

　　用于治療的激光，通常是幾個瓦特中等強度的激光。激光對組織的作用，還取決于激光脈沖的發(fā)射方式，以典型的連續(xù)脈沖發(fā)射方式的激光有：氬離子激光、二極管激光、CO2，激光；以短脈沖方式發(fā)射的激光有：Er：YAG激光或許多Nd：YAG激光，短脈沖式的激光的強度(即功率)可以達到1,000瓦特或更高，這些強度高、吸光性也高的激光，只適用于清除硬組織。

　　激光在齲齒的診斷方面的應用

　　在齲齒診斷中，激光輔助診斷齲齒的理論，基于齲壞組織的光學特性改變，若被測區(qū)域的光線有少量的散射的增加，則表示有脫礦；淺齲的最初表現(xiàn)有也是缺少鈣化，隨后由于細菌直接或間接產(chǎn)生的色素使齲壞區(qū)變成黑色，因此就會增加光的吸收，表示有齲壞。在熒光被誘激光的光線作用在牙齒上。來自于紅和近紅外線的光譜范圍的光線穿透牙體組織較深，甚至能達到牙髓。因此它適用于隱匿組織的診斷。另一方面，吸光性較強的光線可用于切割。導產(chǎn)生之前，紅光不會改變健康牙體對光線吸收少的狀況。產(chǎn)生熒光是可吸光分子的特性，如果牙齒在紅光照射下產(chǎn)生熒光，則表明有非正常的牙體組織存在，所以紅光誘導產(chǎn)生的熒光可被應用于區(qū)分不同組織。

　　1．脫礦、淺齲

　　為了了解脫礦的程度，用氬離子激光的綠光或用裝有適合過濾器的鹵素燈照射牙齒，健康牙齒會反射出熒光，由照相機拍攝的圖象中得知，這種熒光來自牙本質(zhì)。如光的散射增加，來自牙本質(zhì)的熒光的就會在牙釉質(zhì)表面出現(xiàn)陰影，陰影區(qū)域的牙釉質(zhì)表面就是脫礦，而在牙釉質(zhì)表面出現(xiàn)黑色時，表示該區(qū)域的牙釉質(zhì)表面有淺齲。通過計算機對圖象的輔助評估，確定脫礦區(qū)的大小將來是可能的，這種方法就是我們所知的QLF(對激光產(chǎn)生的熒光進行量化分析)，但這種方法僅能用于光滑表面(頰面)，因此這種方法僅用于檢測淺齲，不可能象臨床研究所用的器械那樣應用廣泛，還可以定量評價預防齲齒的不同方法。

　　目前，光學連續(xù)斷層技術(shù)(OCT)，是用超冷光二級管激光或超短波脈沖激光完成的，它在牙科方面的應用還只是處于初級發(fā)展階段；這種方法如果能被應用，意味著將來有可能完成三維的釉質(zhì)圖象。在眼科，已經(jīng)有了光學連續(xù)斷層的設(shè)備，但是否能確實應用于牙科還有待進一步研究論證。

　　2．隱匿齲

　　光在硬組織表面的散射掩蓋了來自深層的光學信息，牙本質(zhì)齲被完整的釉質(zhì)覆蓋，因此不能被肉眼識別(所謂隱匿齲)，然而，目前用激光產(chǎn)生熒光的原理，有可能到探測合面隱匿齲。熒光是由紅光(655納米)誘導產(chǎn)生的，它有幾個優(yōu)點：紅光對健康組織與齲壞組織產(chǎn)生的作用是相反的，健康的釉質(zhì)與牙本質(zhì)產(chǎn)生的熒光很弱，而齲壞產(chǎn)生熒光卻很強(圖2)，只需探測出熒光強的區(qū)域，便可診斷隱匿齲，紅光有強的穿透力，可以探測較深區(qū)域的齲壞；紅光可由二級管激光產(chǎn)生，目前已有成品的光學纖維頭。

　　雖然齲壞的熒光分子源目前還沒有完全認定，但從圖2的圖象中可以清楚的看到產(chǎn)生熒光的區(qū)域不是脫礦，而是有細菌侵襲的齲壞組織。最近的調(diào)查顯示，細菌產(chǎn)生的噗啉物質(zhì)是一種熒光源，但熒光將來是否可以成為一種齲齒的診斷依據(jù)，還一直不能確定，因為某些情況下，牙齒上的沉積物如黑色的茶垢也會出現(xiàn)紅光誘導熒光產(chǎn)生的現(xiàn)象。

　　通過醫(yī)學激光技術(shù)與測量技術(shù)學院和卡瓦公司的協(xié)力合作，利用以上闡述的熒光理論，一種齲齒探測器已經(jīng)面世(DIAGNOdent)。它的應用包括以下幾個方面，頜面隱匿齲的探測、治療方法的確定、對齲壞處的隨時監(jiān)測、控制牙體切割量和牙齒的清潔。但真正應用在齲病學方面，此技術(shù)還有些不足之處，如在軸面齲的探測，對不同診斷技術(shù)的評價，特別是區(qū)別活動齲與靜止齲方面該技術(shù)還有待于進一步發(fā)展。

　　熒光探測的應用目前不僅限于齲齒，因為牙石內(nèi)含有大量的噗啉物質(zhì)，它也會產(chǎn)生較強的紅光誘導產(chǎn)生熒光的現(xiàn)象，所以這種技術(shù)也可用于牙周，監(jiān)測根面刮治的效果。作為一種光學探測方法，它可以與臨床的治療器械聯(lián)合使用，在醫(yī)學激光技術(shù)與測量技術(shù)學院和卡瓦公司之間的合作項目中，熒光探測系統(tǒng)與Er：YAG激光已經(jīng)聯(lián)合使用并融為一體了。利用反饋系統(tǒng)，可以選擇性地去除齲壞、清除牙石，甚至可以在肉g艮看不見的情況下仍能進行操作不久會變?yōu)楝F(xiàn)實。

　　激光在治療方面的應用

　　1．切割

　　人們對激光在牙科中應用的了解，首先是作為切割器械來認識的，這是因為早在1961年，激光剛剛開始應用，許多試驗都因激光產(chǎn)生過高的熱量，或去除組織過多而失敗。三十年過去了，激光的應用才出現(xiàn)重大突破。

　　現(xiàn)在已經(jīng)很清楚地知道，激光要達到良好的切割效果，受兩個條件的影響：一是牙體組織對該種激光的吸光性要強，二是脈沖方式的激光功率要大。目前Er：YAG激光是可以滿足這兩點要求的理想激光，與傳統(tǒng)的牙鉆相比，激光切割牙體組織，在產(chǎn)熱與機械刺激方面的副作用小的多，以至于牙髓神經(jīng)感受不到激光切割時的這兩種刺激，這一觀點與一些臨床研究結(jié)果和日常激光的無痛切割效果一致。第一臺這種無痛切割激光機是在1992年科隆國際牙科展銷會上展出的(KEYI，卡瓦)。目前鉺激光已在世界上不同制造業(yè)中廣泛應用，鉺激光也是唯一由美國食品與醫(yī)藥物管理局批準可以用于切割的激光。

　　激光的前景如何?前一段時間，人們對僅在飛秒范圍的超短波脈沖激光進行了研究，這種激光有非常高的脈沖功率，每一次脈沖去除組織的量非常少，所以，按照自動掃描好的圖象，用極高頻率對組織進行切割，達到精確的切割效果應該是可能的(但不能在倒凹區(qū))，但這一技術(shù)目前還有一些問題沒有解決，如此高頻率的切割，產(chǎn)生的熱積累、特別是機械刺激積累的副作用，看來超短波脈沖激光系統(tǒng)要比目前應用的激光更為復雜，它能否切實可用還是一個問題。

　　要想對組織完成一個具有標準形態(tài)的切割，利用微創(chuàng)牙科的醫(yī)療器械一激光是有可能的，在幾年前，已經(jīng)完成了這方面的最初工作，是通過有選擇地去除齲壞實驗研究完成的，選擇哪種激光主要是由波長決定的，并且這種激光還要具有齲壞組織對它的吸光性高于健康組織的特性，符合條件的激光波長為：近紫外線波長范圍，如雙頻的紫翠玉激光(377納米)；通過選擇光的密度，可以便齲壞組織吸光變的更強，從而更加快捷地去除齲壞，而不是健康組織，并且切割被嚴地格控制在齲壞區(qū)域；依據(jù)切除范圍是在釉質(zhì)內(nèi)還是牙本質(zhì)層，可以調(diào)整脈沖能量，控制切除率。

　　選擇性切割的光纖頭，能與以上描述的具有熒光探測作用的Er：YAG激光聯(lián)合使用，當激光的反饋系統(tǒng)啟動時，只有齲壞出現(xiàn)時，激光的切割“火”才開始工作。用Er：YAG激光去除齲壞，聯(lián)合反饋系統(tǒng)保護牙齒結(jié)構(gòu)不被破壞，這樣的激光系統(tǒng)現(xiàn)在已有新的產(chǎn)品(結(jié)合熒光反饋系統(tǒng)的KEY激光，卡瓦)，這新的激光機讓人們進入了激光應用的先進的階段，圖3顯示的就是這種新型激光機，用DIAGNOdent探測，然后決定治療方法，用細小的金剛砂鉆打開窩溝處的齲壞表面，然后用細小的光學纖維頭深入間隙，Er：YAG激光去除齲壞，誘導熒光產(chǎn)生的紅光經(jīng)過器械同時到達缺損處，此處齲壞組織產(chǎn)生的熒光被記錄，熒光成為一個反饋信息，這里的齲壞能在肉眼不可見的情況下被選擇性的去除，特別是光纖發(fā)出的側(cè)向的光線會通過鎖眼外科的方式，將側(cè)面的齲壞進一步清除，用這種方法，齲壞會被完全去除，健康牙釉質(zhì)被保護，天然牙的合面結(jié)構(gòu)得以保存。

　　2．充填物的聚合，窩洞處理

　　目前一些激光也被應用于牙體預備，樹脂充填與固化。Er：YAG激光不僅用于切割，在能量強度較低時，也可用于對窩洞或窩溝邊緣進行類似酸或化學處理的工作，其作用是為提高邊緣封閉，另外，它還是一種極有效的表面干燥器。氬離子激光可用于充填物的快速充填與深層充填物的聚合。

　　激光技術(shù)在充填方面應用的潛能還沒有完全被開發(fā)，控制聚合，避免或減少充填體的邊緣間隙，雕刻形成充填體表面形態(tài)，在將來是完全有可能的。