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激光活化荡洗在根管治疗中的作用

作者:牙易网 出处:中国实用口腔科杂志 关键词激光活化荡洗 根管治疗 

责编:admin 发布2019/4/3 18:53:31 [评论] [推荐] [打印] [关闭]

作者:关卿,王晓丽,何文喜,空军军医大学口腔医院牙体牙髓病科

 

根管清理和感染控制是根管治疗的两个重要步骤,在根管内细菌以生物膜的形式存在,其可附着于根管壁,隐藏在根管峡部、侧支根管、根尖分歧和根尖分叉等解剖结构中,难以通过常规的冲洗消毒方法彻底清除。即使在根管充填完成后的根管系统中,依然能在上述解剖结构中发现菌斑生物膜。

 

在根管治疗中,医生会面临各种各样的困难。由于根管系统的复杂性,某些特殊的解剖结构无法通过常规的器械预备、冲洗、甚至根管内封药作用到。由于根管清理存在不彻底性,许多研究者提出了不同的冲洗技术以获得更好的消毒效果,其中最有效的方法是激光辅助根管荡洗。本文就激光活化荡洗在根管治疗中的作用做一概述。

 

1.根管预备及传统根管冲洗的局限性

 

由于根管形态的差异性使根管预备的面积有限。Peters等报道,在根管清理和成形后仍有35%的根管壁表面未被预备,粗大根管未被预备的面积更大。Kerekes等研究发现,由于根管形态的多样性,很难使根管预备方案标准化。例如:上颌第一磨牙距离近中颊根根尖孔1mm处的根管直径相当于40号手用不锈钢锉的直径大小;距离远中颊根根尖孔3mm处的根管直径相当于60号手用不锈钢锉的直径大小;距离腭根根尖孔1mm处的根管直径在0.15~3.4mm之间,差异更大。以上发现解释了为何在根管治疗后,一些根管仍存在许多未被清理的区域。由于缺乏可预测的方法去完全清理和成形根管系统,根管治疗的化学预备尤为重要。

 

自1920年次氯酸钠(NaOCl)被应用到牙髓病治疗以来,被认为是根管治疗中最好的冲洗液,其在牙髓病治疗过程中具有作为消毒剂、润滑剂、活髓组织和坏死组织溶解剂等的特性。另一方面,vanderSluis等发现,在根管治疗期间多次使用NaOCl冲洗具有更好的疗效,尤其在超声被动荡洗后做终末冲洗的时候。然而由于超声工作尖产生的光声流作用较弱,仍不能有效清除玷污层及菌斑生物膜。

 

2.激光的概述

 

1958年,Schwalow和Townes遵循爱因斯坦的模拟辐射理论,描述了受激辐射光放大(激光)的原理。随着激光的发展,Stern等于1965年将其引入口腔治疗中。目前口腔临床上广泛应用的激光包括二极管(diode)、Nd∶YAG、Er∶YAG和Er,Cr∶YSGG激光等。diode激光的波长为800~908nm,Nd∶YAG激光的波长为1064nm,两者均为近红外激光,不易被牙本质吸收。其可产生明显的热效应,使牙本质表面再矿化区域的玷污层发生融合,从而堵塞牙本质小管。Er∶YAG激光的波长为2940nm,Er,Cr∶YSGG激光的波长为2780nm,两者均为中红外波段激光,可被牙本质中的水很好地吸收,并把它们的能量散布在根管表面。其产生的一些热和消融作用能很好地清洁根管壁,蒸发玷污层,暴露牙本质小管,增加牙本质的通透性。

 

由于Er∶YAG激光和Er,Cr∶YSGG激光波长与水的吸收峰值(3.0μm)接近,因此,激光能量能被水强烈吸收,这种特性使激光在根管治疗中有了新的应用——激光活化荡洗(laser-activated irrigation,LAI)。LAI技术是通过在根管内注入荡洗液,将光导纤维或光纤头插入根管直至距工作长度1~3mm处,并在根管内反复提拉来发挥作用。根管荡洗液是一类分子种类和含量不同的水溶液,常用于LAI的荡洗液有NaOCl(0.5%~5.25%)和EDTA(17%)。

 

激光与水的相互作用遵循光学物理规律,其可被反射、吸收、扩散或透射。由于中红外波段激光与水的强亲和力,使Er∶YAG和Er,Cr∶YSGG激光可被不同荡洗液广泛吸收。2002年,Er∶YAG激光获美国食品及药物管理局(FDA)批准可应用于根管治疗,同年FDA批准Er,Cr∶YSGG激光可应用于根管治疗、牙槽外科和牙周手术。

 

3.LAI的机制

 

近年来,许多学者研究了使用激光装置活化水溶液的可能性。一些学者通过体外可视化的研究描述了LAI的机制。另有一些学者在体外研究激光在提高根管荡洗液消毒效果和清洁根管壁方面的作用。LAI技术的机制是光热、光机械及光声流效应,基于特定空穴现象的产生,对根管内的液体产生声流效应。铒激光器在水中吸收的第一个效应是光热效应,当激光能量(低能量设置模式50~75mJ)被几厘米的水层吸收时,荡洗液瞬间加热到水的沸点(100℃)产生初始蒸气泡,在纤维尖端膨胀,最后连续爆破。该过程非常迅速,时长为100~1000μs。气泡导致根管内冲洗液的体积膨胀到原体积的1600倍,产生的高压促使液体流出根管,形成空穴效应;100~200μs后气泡爆破,产生的负压使气体回流入根管,形成二次空穴效应,在根管中发生高速流体运动。

 

二次空化气泡的大小比一次空化气泡小得多,此外,在二次空化气泡爆破之后,会产生更小的气泡,随后气泡数量会逐渐减少直至消失。一次和二次空化气泡在流体中可产生微射流,其沿牙本质壁可产生拉力和剪切应力,此过程被证明可有效去除根管内牙本质碎屑、玷污层和菌斑生物膜。Er∶YAG激光(低能量设置模式20mJ、15Hz、超短脉冲50μs)通过光声和光机械作用,在根管内产生空穴效应和冲击波的现象被称为光子引发的光声流效应(photon-induced photo acoustic streaming,PIPS),PIPS是LAI技术的一种方式,其与传统激光辅助荡洗技术的区别是,PIPS使用的是圆锥型、宽600μm、含条带辐射状照射端的光纤头,只需将其放在根管口处并持续使用液体冲洗即可,而不需要将光纤头放置于根管内发挥作用。

 

4.LAI效果的影响因素

 

LAI效果的影响因素包括:(1)能量。气泡越大,能量越大。(2)单脉冲持续时间。单脉冲的持续时间(从几微秒到几百微秒)是影响气泡形成和大小的重要参数。较短的脉冲在几个微秒内可更快地产生气泡。此外,较短的脉冲可产生更高的峰值功率。(3)脉冲频率。目前还没有关于不同脉冲频率对荡洗液活化效率和根管荡洗效果影响的研究,大多数研究均使用20Hz作为脉冲重复频率。(4)波长。DeMoor等比较了Er∶YAG和Er,Cr∶YSGG激光辅助根管荡洗对去除玷污层的影响,发现两种相似波长的激光可取得相似的结果。(5)光纤头的几何形状。目前,光纤头尖端可通过不同的形状(如锥形)使更多的能量横向输送,减少正面输送,进而降低正面压力并提高治疗的安全性。(6)根尖宽度。根尖孔的直径越大,荡洗液出根尖孔的可能性越大。(7)光纤头在根管中的位置。目前一些研究一致认为,不必将光纤头插入根尖孔,而是建议将光纤头定位在距解剖学根尖孔5mm处,原因之一是不要把冲洗液挤出根尖孔。

 

5.LAI对根管内碎屑和玷污层的影响

 

Er∶YAG激光活化NaOCl荡洗根管可有效去除牙本质碎屑。DeGroot等比较了3种冲洗系统(注射器冲洗、超声被动荡洗和LAI)去除牙本质碎屑的能力,研究使用2%NaOCl作为荡洗液,Er∶YAG激光器(尖端直径280μm、能量为100mJ、15Hz)的尖端插入根管内的深度短于工作长度1mm,并在根管根尖1/3处缓慢地向上和向下移动4mm。研究发现,在去除根管牙本质碎屑方面,LAI的效果明显优于超声被动荡洗和注射器冲洗。Er∶YAG激光活化EDTA荡洗根管可有效去除玷污层。

 

Divito等研究报道,Er∶YAG激光在PIPS作用下活化EDTA荡洗液,冲洗40s后即可达到较好的效果,牙本质小管完全打开(甚至是根尖段),去除玷污层的效果也很显著,且不会引起根管壁温度的升高。Guidotti等研究发现,Er∶YAG激光活化的17%EDTA和2.5%NaOCl荡洗可有效去除根管的玷污层,尤其是根尖段。Takeda等证实,Er∶YAG激光在去除玷污层时不会引起熔融、碳化和再结晶现象。Er,Cr∶YSGG激光也可有效去除玷污层。

 

Peeters等研究了Er,Cr∶YSGG激光对玷污层的去除能力,该激光器使用直径600μm的平头光纤头,放置于牙髓腔内,在1W和35Hz时悬停在根管口上方。研究分为4组,第1组根管预备后,主尖锉至ISO30号,激光荡洗60s;第2组预备主尖锉至ISO20号,激光荡洗60s;第3组根管预备主尖锉至ISO30号,激光荡洗30s;对照组使用17%EDTA,超声被动荡洗根管60s。结果发现,仅有第1组的根管壁玷污层完全去除,其他3组均有不同程度的根管壁玷污层残留。

 

DeMoor等研究表明,与超声被动荡洗相比,使用Er,Cr∶YSGG和Er∶YAG(75mJ、20Hz、1.5W、20s)活化2.5%NaOCl荡洗液,在去除根管根尖部分的玷污层具有高效性。George等研究报道,Er∶YAG激光和Er,Cr∶YSGG激光使用改良的圆锥形光纤头可显著增强EDTA去除玷污层,尤其是根尖段的玷污层。Wang等研究报道,Er∶YAG激光在PIPS作用下或Er,Cr∶YSGG激光活化17%EDTA和5.25%NaOCl荡洗根管去除玷污层的效果均优于两种激光单独作用。Ayranci等的研究也证实上述观点。

 

6.LAI对粪肠球菌生物膜的影响

 

粪肠球菌是难治性根尖炎的主要病因。近年来,一些学者研究了Er∶YAG激光和Er,Cr∶YSGG激光对粪肠球菌的清除作用。Er∶YAG激光在PIPS作用下活化NaOCl荡洗根管可有效杀灭粪肠球菌。Jaramillo等研究发现,Er∶YAG激光在PIPS作用下活化6%NaOCl,荡洗20s,可有效抑粪肠球菌的生长;Cheng等也证实Er∶YAG激光在PIPS作用下活化5.25%NaOCl荡洗根管,在感染根管中具有最佳的杀菌效果。Ordinola-Zapata等建立体外粪肠球菌感染模型,比较了在PIPS作用下活化6%NaOCl荡洗根管与超声被动荡洗的杀菌效果,得出前者对粪肠球菌的杀菌效果显著高于后者。AlSharhrani等也发现,在PIPS作用下活化6%NaOCl荡洗根管可提高杀菌效果。Er,Cr∶YSGG激光辅助根管荡洗的同时也可辅助根管消毒。

 

Sadik等通过回顾文献发现,尽管所选的文献数量有限,但在1W和1.5W能量水平下,Er,Cr∶YSGG激光可显著减少粪肠球菌的数量。Gondon等通过体外研究发现,使用Er,Cr∶YSGG激光对感染粪肠球菌的牙本质小管具有良好的杀菌作用。Seet等比较超声被动荡洗、LAI和注射器冲洗3种方法去除4周龄粪肠球菌生物膜的效果,冲洗剂均为4%NaOCl。其中Er:Cr:YSGG激光器的光纤头尖端位于根管上1/3,具体步骤为,首先用NaOCl冲洗根管10s,然后在0.25W和20Hz的参数下激光荡洗5s后缓慢将光纤头收回,如此重复4次。NaOCl溶液在所有组根管内持续作用时间为60s。使用扫描电镜检查牙本质壁和牙本质小管中细菌及其生物膜是否去除。结果表明,使用超声被动荡洗和注射器冲洗可减少根管内牙本质壁上的细菌数量,但不能有效地清除牙本质小管中的粪肠球菌;LAI可有效清洁牙本质壁,使牙本质小管中细菌数量降低到无法检测到的水平。

 

Wang等研究表明,Er∶YAG激光在PIPS作用下活化的5.25%NaOCl荡洗根管及Er,Cr∶YSGG激光活化的5.25%NaOCl荡洗根均可杀灭85%~89%的粪肠球菌,证实LAI能显著增强NaOCl的杀菌效果。

 

7.结语

 

目前,LAI技术仍存在一些问题。第一,需要进一步的研究来评估Er∶YAG激光和Er,Cr∶YSGG激光使用不同尖端直径的光纤头活化荡洗液的有效性。第二,不同研究中使用的参数(包括波长、能量、频率和尖端直径)缺乏一致性;在LAI过程中,关于激光工作尖端应放置在距离根尖孔多远的距离,以便能够最有效地清洁根尖部,仍然存在混淆。此外,还需要更多的临床研究来确定LAI根管消毒的有效性。综上所述,Er∶YAG和Er,Cr∶YSGG激光最适用于对荡洗液的活化,其辅助根管荡洗能有效去除玷污层,并能杀灭粪肠球菌以达到很好的消毒效果,为其在临床根管治疗中的应用提供了广阔的前景。

 

来源:关卿,王晓丽,何文喜.激光活化荡洗在根管治疗中的作用[J].中国实用口腔科杂志,2018(11):650-654.

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