《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》:Comparative Assessment of 638-nm Diode Laser Photobiomodulation Against Chemical Remineralizing Agents for Primary Caries-Affected Dentin: Mechanistic Investigation of Photothermal Effects on Bonding Substrate Quality
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针对龋坏影响的牙本质(CAD)再矿化处理能否提升自酸蚀粘接性能的问题,研究人员对比研究了氟化钠(NaF)、酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙(CPP-ACP)、可可碱及638纳米二极管激光(DL)的预处理效果。研究结果表明,CPP-ACP、NaF和可可碱预处理显著提高了乳牙CAD的显微硬度(MH)和剪切粘接强度(SBS),而该特定参数的DL处理则产生热效应,未能改善粘接性能,结果为临床选择再矿化策略提供了实验依据。
在儿童口腔医学领域,“微创牙科”的理念日益受到推崇,其核心在于尽可能多地保留患牙组织。当处理乳牙的龋坏时,医生们面临一个关键选择:如何对待那些已经被细菌侵蚀但尚未完全破坏的牙本质,即龋坏影响牙本质(CAD)。这部分组织虽然含有细菌代谢产物,但其胶原框架结构尚存,理论上具有再矿化恢复硬度的潜力。然而,CAD的结构与健康牙本质不同,其表面暴露的胶原纤维更多,矿化程度较低,这给后续的树脂充填修复带来了挑战——粘接强度可能不够理想,容易导致修复体脱落或继发龋。因此,在填充树脂之前,对CAD进行有效的预处理,增强其硬度和与粘接剂的结合力,是提升乳牙修复远期成功率的重要环节。
那么,究竟哪种预处理方法更为有效呢?是传统的氟化物,还是新兴的生物活性材料CPP-ACP,或者是天然产物可可碱?此外,近年来在牙科中应用日益广泛的激光技术,其光生物调节作用是否能促进CAD的再矿化并改善粘接效果?为了回答这些问题,一项发表在《Photodiagnosis and Photodynamic Therapy》上的研究,系统对比了不同再矿化方法对乳牙CAD性能的影响。
研究人员主要运用了几项关键技术方法来开展这项体外研究。首先,他们收集了100颗患有深龋(根据国际龋病检测与评估系统ICDAS为5级)的儿童下颌乳磨牙作为样本。通过标准的体外研究方法,他们将牙齿随机分为五组,分别接受不同的预处理:对照组(无处理)、氟化钠(NaF)组、CPP-ACP组、638纳米二极管激光(DL)组和可可碱组。研究的关键评价指标包括利用数字维氏硬度计测量CAD的显微硬度(MH),以及使用万能试验机测试自酸蚀粘接剂与CAD之间的剪切粘接强度(SBS)。此外,还通过体视显微镜分析了粘接失败的模式。数据处理则采用了一维方差分析和事后Tukey检验来进行组间比较。
研究结果揭示了不同预处理方法的显著差异:
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显微硬度(MH)评估:在CAD表面应用不同再矿化剂后,CPP-ACP预处理组的MH值最高(195.11±20.13),而未处理的对照组最低(164.26±11.02)。统计分析显示,NaF组(193.67±32.2)、CPP-ACP组和可可碱组(194.12±21.54)之间的MH值没有显著差异。同样,对照组与DL组(169.32±12.20)的MH值也处于相近的较低水平。
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剪切粘接强度(SBS)分析:CPP-ACP预处理组获得了最高的SBS值(9.27± 0.23 MPa),对照组则最低(7.77± 0.22 MPa)。NaF组(9.14± 0.17 MPa)、CPP-ACP组和可可碱组(9.17± 0.22 MPa)的粘接强度结果相似,无统计学差异。而对照组与DL组(7.89±0.87 MPa)的粘接强度同样没有显著区别。
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破坏模式评估:对不同实验组的粘接破坏类型进行分析后发现,对照组和DL组主要表现为粘接破坏(占50%),内聚破坏占20%,混合型破坏占30%。相比之下,NaF组、CPP-ACP组和可可碱组则呈现出更高比例的混合型破坏(分别为50%、70%和60%),这表明这些组的粘接界面强度与材料或牙体自身强度更为匹配。
结论与讨论:本研究证实了最初的假设,即使用当代再矿化剂(NaF、CPP-ACP、可可碱)对CAD进行预处理,可以显著提高其显微硬度和自酸蚀粘接剂的剪切粘接强度。这三种化学再矿化剂均能有效提升CAD的机械性能,其作用机制各有特点。CPP-ACP通过形成纳米复合物,稳定释放钙(Ca2+)和磷(PO43-)离子,促进羟基磷灰石(HA)沉积,形成多孔的矿化增强基底,有利于粘接树脂的渗透和混合层的形成。NaF则通过促进氟磷灰石(FAP)和氟化钙(CaF2)在牙本质表面沉淀,不仅促进再矿化,还能通过抑制蛋白酶来保护混合层免受降解。可可碱则通过促进更大尺寸的HA晶体生长,提高了牙本质的结晶度,从而增强了显微硬度,并为粘接提供了更多的微机械固位点。
与此形成鲜明对比的是,在本研究采用的特定参数(638纳米,2瓦,60秒)下,二极管激光(DL)处理并未显示出任何再矿化或增强粘接的益处。其效果与未处理的对照组相当。扫描电镜分析揭示了原因:DL主要产生了光热效应而非光化学再矿化。它导致牙本质表面发生热改性,出现釉质样改变、牙本质小管塌陷,并且没有新的矿物沉积。这种致密、光滑的表面反而阻碍了自酸蚀粘接剂的渗透,导致粘接界面以粘接破坏为主,粘接强度未能得到改善。
这项研究的意义在于为儿童牙科临床实践提供了明确的实验证据。对于乳牙的龋坏影响牙本质,在树脂修复前进行化学再矿化预处理(如使用CPP-ACP、氟化物或可可碱),是一种能够有效增强牙体组织、改善粘接界面质量、从而可能提高修复体长期留存率的策略。而该研究也提示,并非所有的激光参数都适用于促进再矿化,不当的光热作用可能对粘接产生不利影响。因此,在临床选择预处理方案时,应优先考虑已被证实有效的化学再矿化方法。当然,本研究作为体外实验,其结论仍需更长期的临床研究来进一步验证,未来的研究可以结合能谱分析、截面成像等技术,更深入地阐明不同再矿化剂的作用机制。