20世紀60年代，Maiman發明了世界上第一臺紅寶石激光器，并在Nature上發表了研究報告。1965年Goldman等學者開始將激光應用于牙科。最初被美國食品和藥物管理局認證的牙科激光主要用于軟組織手術，包括CO2激光、Nd：YAG激光，半導體激光。波長分別為2870 mm的Er，Cr：YSGG激光和2940 nm的Er：YAG激光，位于中紅外波長段，被水分子和羥基磷灰石吸收率均達到峰值，因此被應用于牙體硬組織，如去腐，備洞，牙本質及牙釉質蝕刻、牙槽骨的修整等。

牙釉質酸蝕是固定矯治器常規粘接技術的基礎。目前正畸臨床普遍使用的酸蝕劑法（35%或37%磷酸）能滿足臨床需要的粘接強度，但存在以下兩個問題：①酸蝕劑對牙釉質的脫礦作用導致矯治過程中托槽周邊患齲率明顯升高；②托槽脫落后殘留于牙釉質中的樹脂突不僅是影響再粘接機械固位力的主要原因，長期存留也可造成牙釉質變色。激光蝕刻能否解決這些問題，并替代傳統的磷酸酸蝕將成為學者們關注的焦點。本文將針對激光應用于牙釉質蝕刻與再蝕刻的研究進展進行系統地綜述。

一、激光蝕刻牙釉質表面結構的研究

掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）是對牙釉質表面微結構進行觀察的主要手段。Lee等發現Er：YAG激光蝕刻牙釉質后表面結構與磷酸酸蝕法的l型酸蝕模式（結晶中心優先酸蝕）相似，呈現鱗狀外觀及環狀凹陷。Rodriguez—Vilchis等掃描電鏡觀察到磷酸酸蝕后相對光滑的牙釉質表面和Er：YAG激光處理后較粗糙的表面以及明顯的裂隙及火山口樣變化。Kwon等發現Nd：YAG激光處理后牙釉質表面的火山口樣凹陷中伴有牙釉質的熔融和凝固，且每個凹陷內有大量的微孔存在；但也有學者發現Nd：YAG激光作用后牙釉質表層出現廣泛裂隙，可能會導致黏結力減弱。

Tengrungsun等研究對比了單獨使用38%磷酸酸蝕、Er：YAG激光蝕刻和兩者聯合應用后進行粘接的牙釉質剖面，觀察發現激光蝕刻組樹脂突較少，另兩組可見大量樹脂突。Groth等發現聯合應用Er：YAG激光和磷酸酸蝕，可增加酸蝕深度，而對牙釉質表面未造成明顯破壞，可能由于激光使牙釉質表面空隙增加，磷酸能滲到更深的部位。Wanderley等研究顯示增加Er：YAG激光能量值會導致牙釉質表面的不均勻性和粗糙度增加，與是否聯合應用磷酸酸蝕無關。 

根據前述的研究結果我們可得出：①單獨使用Er：YAG激光蝕刻擴大了粘接面積；②作用的深度、表面粗糙度以及是否出現裂隙與Er：YAG激光的工作能量值設定有關。然而，目前關于Er：YAG激光蝕刻牙釉質適宜工作參數的相關研究報道較少。原子力顯微鏡是一種能顯示物體表面超微結構的高精密觀測儀，可將物體表面的形態信息經計算機處理成像。

Sgura等學者應用原子力顯微鏡觀測CO2激光作用于瓷貼面后的表面形態，顯示激光照射后形成狹長的山谷樣裂隙和其周圍山峰樣改變。馬淑媛等應用原子力顯微鏡對牙體硬組織進行了納米結構分析，納米尺度下牙釉質的羥基磷灰石晶體排列致密、有序．平均粗糙度小，是其硬度大、脆性高，表面光滑的結構基礎。Rodriguez-Vilchis等對Er：YAG激光蝕刻牙釉質后的表面形態進行的研究結果顯示：原子力顯微鏡不僅可以對牙釉質表面粗糙度進行定量分析，而且可通過三維成像更直觀地觀測形態變化；同時揭示隨著Er：YAG激光參數值的變化牙釉質表面粗糙度和形態可呈現不同的改變；激光蝕刻導致牙釉質表面所出現的裂隙主要呈現為倒三角形等等。

黃煒等對比磷酸酸蝕和Nd：YAG激光蝕刻牙釉質后表面粗糙度的不同，結論表明激光蝕刻牙釉質增加其表面粗糙度，有利于增加牙釉質與粘接劑的粘接力。可見原子力顯微鏡對牙釉質激光蝕刻的研究對SEM研究是一個補充，能夠就牙釉質表面的粗糙度和裂隙進行量化分析。

二、激光蝕刻牙釉質表面粘結強度的研究

關于牙釉質表面粘接強度的比較，國內外多采用萬能試驗機測試抗剪切強度（shear bondstrength，SBS）和立體顯微鏡測定粘結劑殘余指數（adhesive remnant index，ARI）的方法進行評價。關于激光蝕刻是否可替代磷酸酸蝕存在兩種不同的觀點，分歧明顯。第一種觀點認為激光蝕刻不能替代傳統的磷酸酸蝕。如Dunn等研究表明：磷酸酸蝕組抗剪切強度明顯高于Er：YAG激光蝕刻組且后者粘結劑殘余指數較磷酸酸蝕組小。該結論與Contreras—Bulnes R等研究結論相似，后者的研究證實Er：YAG激光蝕刻后其剪切強度未達到常規托槽粘接所需要的剪切強度。但其同時提出不同參數激光蝕刻效果可能存在差異。Oshagh等的研究結果也表明Er：YAG激光蝕刻不能達到與磷酸酸蝕相近的抗剪切強度，粘結劑殘余指數也較小。另一種觀點則支持Er：YAG激光能達到與甚至超過磷酸酸蝕后的抗剪切強度。

Senawongse等學者應用Er：YAG激光蝕刻牙釉質后粘接強度增強，其分析可能與釉柱排列方向有關系。Aleksic等研究Er：YAG激光蝕刻、磷酸酸蝕與兩者結合應用的比較，幾組間抗剪切強度及粘結劑殘余指數的測定結果無統計學差異，證明激光蝕刻可產生與磷酸酸蝕相同的粘接效果。Lan通過抗剪切強度測試分析表明兩種酸蝕技術粘接結果無明顯差異，但聯合應用較單獨使用激光蝕刻或磷酸酸蝕效果更佳。徐宇紅及雷勁研究Nd：YAG激光聯合酸蝕技術作用于氟斑牙表面牙釉質，結論是在酸蝕條件和時間相同的情況下，激光預處理能提高氟斑牙托槽粘結力；但粘結強度并未隨著激光能量的改變和蝕刻時間的延長而增加。國內徐莎莎及雷成家口可早期研究表明Nd：YAG激光蝕刻可以使牙釉質表面粗糙化，達到類似傳統磷酸酸蝕牙釉質的效果。

武峰等對比Er：YAG激光蝕刻牙釉質表面與磷酸酸蝕效果，結果表明Er：YAG激光蝕刻可達到類似酸蝕的抗剪切強度，而且Er：YAG激光照射后再酸蝕可明顯提高抗剪切強度。Alavi等。研究表明Er：YAG激光在100 MJ參數條件下蝕刻牙釉質可達到與磷酸酸蝕相近的剪切強度，認為激光蝕刻可作為傳統磷酸酸蝕的替代方法。

三、激光處理牙釉質表面殘余粘接劑的研究

托槽脫落是臨床中常見問題，且磷酸酸蝕的再粘接效果欠佳。近期有學者將激光應用于再粘接前的牙釉質再蝕刻。Pakshir等。比較磷酸再酸蝕和激光再蝕刻后再粘接抗剪切強度，結果表明后者并沒有使抗剪切強度增加，而粘結劑殘余指數卻有所增加。Oshagh等學者將激光蝕刻和再蝕刻與磷酸酸蝕和再酸蝕后托槽粘接和再粘接抗剪切強度進行比較，結果顯示：初次酸蝕磷酸組抗剪切強度高；再酸蝕后激光組剪切強度高于磷酸組，結論是激光更適用于牙釉質的再酸蝕。Chan等研究應用CO2激光去除牙釉質表面的復合樹脂，表明激光可有效去除復合樹脂且牙釉質丟失量也較少。這對激光應用于牙釉質再酸蝕過程有明確的指導意義。然而目前關于激光應用于再酸蝕過程的研究尚少，需進一步深入研究。

四、激光蝕刻牙釉質表面抗齲性作用的研究

傳統磷酸酸蝕造成托槽周邊牙釉質患齲率增高已作為副作用被提出，各國正畸醫師也一直在尋求各種解決辦法，包括正畸過程中使用含氟牙膏、氟化泡沫或氟保護漆防齲，以及對托槽材料進行改良或是研究在托槽內植入緩釋防齲材料等，但均尚未獲得肯定的效果。針對激光蝕刻牙釉質是否能防齲的研究如下：1974年Yamamoto及Ooya探討激光照射牙體硬組織對齲病預防的潛能，研究表明，激光可能在一定程度上改變牙釉質表面形態，從而減低牙釉質表面脫礦。1987年Nelson等研究認為，激光照射牙釉質后可產生熔融和釉質晶體的再結晶，封閉了牙釉質表面，牙釉質耐酸性增強。 

2003年Kwon等比較磷酸酸蝕和Nd：YAG激光蝕刻牙釉質表面的結構變化，表明激光照射可增強Ca／P比例，在牙釉質表面產生B一磷酸三鈣，增強牙釉質的抗酸性并防止齲病的進程。2010年Correa—Afonso爭F3婦對比研究了Er：YAG激光照射的距離對牙釉質耐酸性的影響，結論是當激光工作尖與牙釉質表面工作距離為4 mm時，可有效防止牙釉質的脫礦，增強牙釉質防齲能力。2011年Rodriguez—Vilchis。等的研究結果顯示Er：YAG激光蝕刻并沒有改變Ca/P含量比重的平均值，Cl、Ca和O元素的比重在牙釉質表面火山口樣結構變化的中心及周圍未見明顯差異，說明Er：YAG激光蝕刻只是導致牙釉質表面發生形態學改變，未涉及元素結構的變化。

該研究也同時證實：Er：YAG激光照射牙釉質后，其表面各元素比重的變化在不同工作參數組間存在差異，并推測這可能是由于激光的熱熔融效應造成的。激光蝕刻對牙釉質抗齲性的影響仍需進一步深入研究。

綜上所述，Er：YAG激光蝕刻牙釉質是否可替代傳統磷酸酸蝕仍存在一定的分歧，關于Er：YAG激光蝕刻是否可應用于正畸托槽粘接前的牙釉質處理仍需進一步研究。

來源：中華口腔正畸學雜志