脉冲Nd∶YAG激光用于狗牙活髓切断术的实验研究
作者：李若兰 任煜光 孙风阳
单位：广州第一军医大学南方医院口腔科 510515
关键词：激光手术；活髓切断术；组织学技术
实用口腔医学杂志990114 〔摘要〕 目的：观察脉冲Nd∶YAG激光照射狗牙活髓切断术后断面的牙髓组织愈合情况。方法：动物分成3组，每组5个牙。一组对照，一组切髓后激光照射断面，条件40Hz、60mJ(2.4W)，另一组切髓后激光照射断面，条件为40Hz、40mJ(1.6W)。各组均用盖髓剂盖髓。分别于3、15、45d处死动物，组织切片光镜观察。结果：能量参数为40Hz、60mJ(2.4W)、照射时间5s的Nd∶YAG激光对切髓术后牙髓组织具有良好的促进愈合作用，牙髓炎性反应小、牙本质桥形成良好。而能量参数为40Hz、40mJ(1.6W)、照射时间10s的激光照射断髓面，对牙髓组织则产生不可逆转的损伤作用。结论：一定能量的Nd∶YAG激光对切髓术有促进愈合作用。激光对牙髓组织的损伤程度更多取决于激光照射时间，而非输出功率。应用脉冲Nd∶YAG激光切髓时，应严格控制照射时间。
, 百拇医药
Experimental study on the effects of a pulsed Nd∶YAG laser irradiation on the pulp tissues following pulpotomy in dog
Li Ruolan, Ren Yuguang, Sun Feng-yang.
Department of Stomatology, Nanfang Hospital, First Military Medical University, Guangzhou 510515
〔Abstract〕Objective: To investigate the histological effects of a pulsed Nd∶YAG laser irradiation on the wounds healing of dog pulps after mechanical pulpotomy.Methods:Pulpotomy and pulsed Nd∶YAG laser irradiation with different energy and exposure time on the exposed pulp tissues were performed in 3 dogs. Afterwards, the pulps were examined with histological technics. Results: 5 s irradiation at 40 Hz, 60 mJ(2.4 W) promoted the pulp wound healing and complete hard tissue bridges formation with less pulpal inflammation in all the dogs in this group. 10 s irradiation at 40 Hz, 40 mJ (1.6 W) caused unreversible pulp damage.Conclusion:Within certain energy parameters, pulsed Nd∶YAG laser may promote the pulp wound healing. The extent of the pulpal injury seemes to depend more on the exposure time than on the output power.
, 百拇医药
Key words Laser surgery; Pulpotomy; Histological techniques
近年来国外研制出适合于口腔医学尤其是牙科特点的脉冲Nd∶YAG激光，其光导纤维柔韧纤细，能量在阈值范围内随意可调，对一些口腔疾患有特殊疗效[1]。本实验用两组能量参数的脉冲Nd∶YAG激光照射狗牙活髓切断术后的断髓面，与单纯机械切髓术相比较，观察根髓、根尖周组织的病理学改变，以探讨激光对牙髓组织修复愈合能力的影响及其可能的作用机理，为Nd∶YAG激光在切髓术中的临床应用提供组织学依据。
1 材料与方法
1.1实验动物 3只健康成年杂种狗，无龋损及牙周病。体重12～16kg，两性兼有。随机编为1～3号。
1.2仪器设备 脉冲Nd∶YAG激光机(PulsMaster,美国)，波长1.06μm，光导纤维直径0.3mm，重复频率10～100Hz，脉冲能量30～200mJ，脉宽100μs，最大输出功率6.0W。
, 百拇医药
1.3动物分组及实验方法 每只狗取前磨牙、磨牙共15个，随机分为3组，每组5个牙、10个牙根。第1组为对照组，不作激光照射；第2、3组为激光照射组。第2组照射条件为40Hz、60mJ(2.4W)、照射时间5s；第3组照射条件为40Hz、40mJ(1.6W)、照射时间10s。
动物经25g/L戊巴比妥钠液静脉麻醉、气管插管，10g/L碘酊、体积分数为75%的乙醇依次消毒牙龈和牙齿。以高速涡轮机在实验牙颊侧颈1/3开髓、揭开髓室顶，经锐利挖匙切除冠髓后，激光组分别按以上能量参数，将光导纤维伸入髓腔接触照射断端牙髓，使断面位于根管口下约1mm，一般创面可完全止血，并形成一薄凝固层。对照组则经挖匙切除冠髓至根管口下约1mm后，用生理盐水冲洗髓室，消毒棉球压迫止血。各组分别以盖髓剂(Dycal)覆盖断髓面，氧化锌丁香油粘固粉、磷酸锌粘固粉双层垫底，银汞合金充填窝洞。1～3号狗观察期分别为3、15、45d。
到期动物经麻醉后，以100g/L福尔马林液双侧颈总动脉灌注、处死。取上下颌骨，分离各实验牙，于根尖1/3处横断，再置以上固定液1周。常规制作组织切片，HE染色，光镜观察。
, 百拇医药
1.4牙髓组织学评价标准
愈合 断面下根髓组织结构正常，无炎细胞浸润。
基本愈合 断面下根髓组织结构基本正常，轻或中度炎细胞浸润。
未愈合 断面下根髓组织重度炎细胞浸润或炎性坏死，或根髓组织出现退行性变。
2 结 果
2.1各组牙髓组织学反应及牙本质桥形成情况。
表1 切髓术后3d牙髓组织学观察 分组
牙根数
牙髓组织学
愈合
, 百拇医药
基本愈合
未愈合
1
10
0
9
1
2
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1
3
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0
4
6
经秩和检验，各组在牙髓组织学表现上有显著差异(P<0.05)，经Q检验法两两比较，第1、2组无显著差异(P>0.05)；第3组与第1、2组均有显著性差异(P<0.05)。表2 切髓术后15d牙本质桥形成及牙髓组织学观察 分组
牙根数
牙本质桥
牙髓组织学
有
无
愈合
基本愈合
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未愈合
1
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1
表3 切髓术后45d牙本质桥形成及牙髓组织学观察 分组
牙根数
牙本质桥
牙髓组织学
有
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无
愈合
基本愈合
未愈合
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表2、3经秩和检验，各组在牙本质桥形成及牙髓组织学表现上均有统计学差异。经Q检验法两两比较，第1、2组在上述两个观察指标上无显著差异(P>0.05)；而第3组与第1、2组均有显著性差异(P<0.05)。
, 百拇医药
光镜下，第1组术后3d根髓组织由浅至深呈现为三层：坏死层、炎细胞浸润层和深部的正常牙髓。断面凝固坏死层较厚，由盖髓剂颗粒、组织碎屑、血块及纤维蛋白组成。其下血管扩张充血，大量炎细胞浸润，主要为中性多形核白细胞。成牙本质细胞排列紊乱，根中部可见局部出血灶。术后15d根管口下出现不规则修复性牙本质，其下炎细胞浸润减轻。45d多数标本形成厚薄不一、矿化不均匀的牙本质桥，完全或部分覆盖根管口(图1)。2例出现大小不等的髓石，2例无修复性牙本质，牙髓网状变性。
第2组术后3d组织学观察结果与对照组基本相似，但凝固坏死层较薄，主要由组织炭化物、盖髓剂颗粒及渗出物组成。断面基本无出血，其下少量炎细胞浸润，血管扩张明显，毛细血管增生，成牙本质细胞排列紊乱。术后15d多数标本形成均匀、较规则的牙本质桥，部分可见桥下成牙本质细胞排列成高柱状，牙髓细胞增殖。45d牙本质桥增厚，以管样牙本质为主，完全封闭根管口，其下牙髓组织正常(图2)。
第3组术后3d牙髓炎性反应较以上两组严重。根管口凝固坏死层较深，有的甚至达根中部，其下大量炎细胞浸润，成牙本质细胞呈空泡性变，有的出现牙髓坏死。术后15d硬组织屏障少、不规则，部分标本出现纤维样桥，由纤维蛋白、牙髓细胞和炎细胞组成(图3)。术后45d仅有3例标本形成不规则牙本质桥，其下炎细胞浸润。
, 百拇医药
图1 对照组切髓术后45d。根管口由不规则牙本质桥覆盖(a)，其下牙髓炎细胞浸润(b)。×40
图2 第2组切髓术后45d。根管口完全被牙本质桥覆盖(a)，其下牙髓细胞增生(b)。无炎细胞浸润。×40
图3 第3组切髓术后15d。根管口下形成纤维桥(a)，伴牙本质内吸收(b)。×40
2.2根尖周组织学观察
各组切髓术后根尖周组织均未观察到病理学改变。根尖周无充血水肿，无炎细胞浸润。牙骨质、牙槽骨未见明显病理学改变。
3 讨 论
, 百拇医药
3.1关于脉冲Nd∶YAG激光在切髓术中的应用
脉冲Nd∶YAG激光目前主要应用于牙体硬组织和口腔软组织方面，并已显示出良好的治疗效果[1]。但该激光在活髓保存治疗方面的研究应用，却鲜有文献报道。它具备应用于活髓切断术的有利条件：(1)光导纤维柔韧纤细，操作简易，可进入狭小的髓腔和根管口；(2)激光的热效应可在瞬间内凝固，炭化感染的局部牙髓组织；(3)激光止血作用显著；(4)激光具有传统切髓法所没有的消毒灭菌作用[1～3]。Shoji[4]以60W、0.5s的CO2激光照射狗牙活髓切断面，发现断面可形成0.2mm厚的凝固层，根髓内无出血，炎性浸润及组织损伤均小，认为激光应用于切髓术可避免传统切髓法造成的牙髓损伤。
从本实验结果可看出，合适的激光参数对牙髓组织可产生正效应。40Hz、60mJ、5s的脉冲Nd∶YAG激光不但能凝固、炭化根髓断面组织，起充分的止血作用，而且还具有抗炎、促进牙本质桥形成和牙髓组织修复愈合的作用。
, http://www.100md.com
细菌侵入是切髓术后牙髓炎症和坏死的原因之一。本文认为，由于Nd∶YAG激光具有显著的杀菌效应，尤其是产黑色素类杆菌、中间类杆菌等牙髓优势感染菌对激光的强吸收特性[3]，原有的可能存在的细菌被杀灭，在氢氧化钙盖髓剂的协同作用下，应能使根髓组织保持无菌状态。本实验中牙髓出现炎症、坏死等改变，可能是受机械切断的物理损伤。盖髓剂的化学损伤及激光过度照射的生物学损伤所致。
3.2关于激光参数对牙髓生物学效应的影响
牙髓组织对激光的作用尤其是热效应的反应是敏感的。这种效应不仅与牙髓的结构、成份所决定的光学性质和热学性质有关，而且与激光的各种参数如能量密度、重复频率、脉冲能量、照射时间等有很大关系[5]。激光照射时间是直接影响其效应强弱的一个重要参量。Serebro等[6]认为，缩短激光照射时间比减少输出功率更能减少牙髓的热积累损伤。本实验结果与此是相一致的。我们分析，当激光输出功率较高时，根管口牙髓瞬间内凝固、汽化，汽化时因大量吸热而保护了周围组织。若输出功率低，需延长照射时间以增加激光剂量，则可导致热积累、传递而破坏深部组织。而且髓腔体积局限，散热不良；牙髓组织疏松，水份含量高；Nd∶YAG激光不易被水吸收，穿透深度深，因此易对牙髓造成损伤。本文认为，一定能量范围内激光对牙髓的损伤程度多少取决于激光的照射时间，而非输出功率。激光应用于切髓术时，严格控制照射时间是非常重要的。
, 百拇医药
本课题受广东省自然科学基金资助
参考文献
1 Harvey AW, Joseph TW, John DB, et al. Lasers in dentistry. Lasers Surg Med, 1995,16:103
2 Myers TD. Lasers in dentistry. J Am Dent Assoc, 1991,122(1):46
3 Midda M, Rcnton-Harper P. Lasers in dentistry. Br Dent J, 1991,170(2):343
4 Shoji S, Nakamur M, Hariuchi H. Histopathological change in dental pulps irradiated by CO2 laser: A preliminary report on laser pulpotomy. J Endod, 1985,11(9):379
5 沃尔巴什特编, 刘普和主译. 激光在医学和生物学中的应用. 北京：科学出版社，1983.45～48
6 Serebro L, Segal T, Nordenberg D, et al. Examination of tooth pulp following laser beam irradiation. Lasers Surg Med, 1987,7:236
(收稿：1998-03-30), 百拇医药
单位：广州第一军医大学南方医院口腔科 510515
关键词：激光手术；活髓切断术；组织学技术
实用口腔医学杂志990114 〔摘要〕 目的：观察脉冲Nd∶YAG激光照射狗牙活髓切断术后断面的牙髓组织愈合情况。方法：动物分成3组，每组5个牙。一组对照，一组切髓后激光照射断面，条件40Hz、60mJ(2.4W)，另一组切髓后激光照射断面，条件为40Hz、40mJ(1.6W)。各组均用盖髓剂盖髓。分别于3、15、45d处死动物，组织切片光镜观察。结果：能量参数为40Hz、60mJ(2.4W)、照射时间5s的Nd∶YAG激光对切髓术后牙髓组织具有良好的促进愈合作用，牙髓炎性反应小、牙本质桥形成良好。而能量参数为40Hz、40mJ(1.6W)、照射时间10s的激光照射断髓面，对牙髓组织则产生不可逆转的损伤作用。结论：一定能量的Nd∶YAG激光对切髓术有促进愈合作用。激光对牙髓组织的损伤程度更多取决于激光照射时间，而非输出功率。应用脉冲Nd∶YAG激光切髓时，应严格控制照射时间。
, 百拇医药
Experimental study on the effects of a pulsed Nd∶YAG laser irradiation on the pulp tissues following pulpotomy in dog
Li Ruolan, Ren Yuguang, Sun Feng-yang.
Department of Stomatology, Nanfang Hospital, First Military Medical University, Guangzhou 510515
〔Abstract〕Objective: To investigate the histological effects of a pulsed Nd∶YAG laser irradiation on the wounds healing of dog pulps after mechanical pulpotomy.Methods:Pulpotomy and pulsed Nd∶YAG laser irradiation with different energy and exposure time on the exposed pulp tissues were performed in 3 dogs. Afterwards, the pulps were examined with histological technics. Results: 5 s irradiation at 40 Hz, 60 mJ(2.4 W) promoted the pulp wound healing and complete hard tissue bridges formation with less pulpal inflammation in all the dogs in this group. 10 s irradiation at 40 Hz, 40 mJ (1.6 W) caused unreversible pulp damage.Conclusion:Within certain energy parameters, pulsed Nd∶YAG laser may promote the pulp wound healing. The extent of the pulpal injury seemes to depend more on the exposure time than on the output power.
, 百拇医药
Key words Laser surgery; Pulpotomy; Histological techniques
近年来国外研制出适合于口腔医学尤其是牙科特点的脉冲Nd∶YAG激光，其光导纤维柔韧纤细，能量在阈值范围内随意可调，对一些口腔疾患有特殊疗效[1]。本实验用两组能量参数的脉冲Nd∶YAG激光照射狗牙活髓切断术后的断髓面，与单纯机械切髓术相比较，观察根髓、根尖周组织的病理学改变，以探讨激光对牙髓组织修复愈合能力的影响及其可能的作用机理，为Nd∶YAG激光在切髓术中的临床应用提供组织学依据。
1 材料与方法
1.1实验动物 3只健康成年杂种狗，无龋损及牙周病。体重12～16kg，两性兼有。随机编为1～3号。
1.2仪器设备 脉冲Nd∶YAG激光机(PulsMaster,美国)，波长1.06μm，光导纤维直径0.3mm，重复频率10～100Hz，脉冲能量30～200mJ，脉宽100μs，最大输出功率6.0W。
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1.3动物分组及实验方法 每只狗取前磨牙、磨牙共15个，随机分为3组，每组5个牙、10个牙根。第1组为对照组，不作激光照射；第2、3组为激光照射组。第2组照射条件为40Hz、60mJ(2.4W)、照射时间5s；第3组照射条件为40Hz、40mJ(1.6W)、照射时间10s。
动物经25g/L戊巴比妥钠液静脉麻醉、气管插管，10g/L碘酊、体积分数为75%的乙醇依次消毒牙龈和牙齿。以高速涡轮机在实验牙颊侧颈1/3开髓、揭开髓室顶，经锐利挖匙切除冠髓后，激光组分别按以上能量参数，将光导纤维伸入髓腔接触照射断端牙髓，使断面位于根管口下约1mm，一般创面可完全止血，并形成一薄凝固层。对照组则经挖匙切除冠髓至根管口下约1mm后，用生理盐水冲洗髓室，消毒棉球压迫止血。各组分别以盖髓剂(Dycal)覆盖断髓面，氧化锌丁香油粘固粉、磷酸锌粘固粉双层垫底，银汞合金充填窝洞。1～3号狗观察期分别为3、15、45d。
到期动物经麻醉后，以100g/L福尔马林液双侧颈总动脉灌注、处死。取上下颌骨，分离各实验牙，于根尖1/3处横断，再置以上固定液1周。常规制作组织切片，HE染色，光镜观察。
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1.4牙髓组织学评价标准
愈合 断面下根髓组织结构正常，无炎细胞浸润。
基本愈合 断面下根髓组织结构基本正常，轻或中度炎细胞浸润。
未愈合 断面下根髓组织重度炎细胞浸润或炎性坏死，或根髓组织出现退行性变。
2 结 果
2.1各组牙髓组织学反应及牙本质桥形成情况。
表1 切髓术后3d牙髓组织学观察 分组
牙根数
牙髓组织学
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基本愈合
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经秩和检验，各组在牙髓组织学表现上有显著差异(P<0.05)，经Q检验法两两比较，第1、2组无显著差异(P>0.05)；第3组与第1、2组均有显著性差异(P<0.05)。表2 切髓术后15d牙本质桥形成及牙髓组织学观察 分组
牙根数
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表3 切髓术后45d牙本质桥形成及牙髓组织学观察 分组
牙根数
牙本质桥
牙髓组织学
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基本愈合
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表2、3经秩和检验，各组在牙本质桥形成及牙髓组织学表现上均有统计学差异。经Q检验法两两比较，第1、2组在上述两个观察指标上无显著差异(P>0.05)；而第3组与第1、2组均有显著性差异(P<0.05)。
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光镜下，第1组术后3d根髓组织由浅至深呈现为三层：坏死层、炎细胞浸润层和深部的正常牙髓。断面凝固坏死层较厚，由盖髓剂颗粒、组织碎屑、血块及纤维蛋白组成。其下血管扩张充血，大量炎细胞浸润，主要为中性多形核白细胞。成牙本质细胞排列紊乱，根中部可见局部出血灶。术后15d根管口下出现不规则修复性牙本质，其下炎细胞浸润减轻。45d多数标本形成厚薄不一、矿化不均匀的牙本质桥，完全或部分覆盖根管口(图1)。2例出现大小不等的髓石，2例无修复性牙本质，牙髓网状变性。
第2组术后3d组织学观察结果与对照组基本相似，但凝固坏死层较薄，主要由组织炭化物、盖髓剂颗粒及渗出物组成。断面基本无出血，其下少量炎细胞浸润，血管扩张明显，毛细血管增生，成牙本质细胞排列紊乱。术后15d多数标本形成均匀、较规则的牙本质桥，部分可见桥下成牙本质细胞排列成高柱状，牙髓细胞增殖。45d牙本质桥增厚，以管样牙本质为主，完全封闭根管口，其下牙髓组织正常(图2)。
第3组术后3d牙髓炎性反应较以上两组严重。根管口凝固坏死层较深，有的甚至达根中部，其下大量炎细胞浸润，成牙本质细胞呈空泡性变，有的出现牙髓坏死。术后15d硬组织屏障少、不规则，部分标本出现纤维样桥，由纤维蛋白、牙髓细胞和炎细胞组成(图3)。术后45d仅有3例标本形成不规则牙本质桥，其下炎细胞浸润。
, 百拇医药
图1 对照组切髓术后45d。根管口由不规则牙本质桥覆盖(a)，其下牙髓炎细胞浸润(b)。×40
图2 第2组切髓术后45d。根管口完全被牙本质桥覆盖(a)，其下牙髓细胞增生(b)。无炎细胞浸润。×40
图3 第3组切髓术后15d。根管口下形成纤维桥(a)，伴牙本质内吸收(b)。×40
2.2根尖周组织学观察
各组切髓术后根尖周组织均未观察到病理学改变。根尖周无充血水肿，无炎细胞浸润。牙骨质、牙槽骨未见明显病理学改变。
3 讨 论
, 百拇医药
3.1关于脉冲Nd∶YAG激光在切髓术中的应用
脉冲Nd∶YAG激光目前主要应用于牙体硬组织和口腔软组织方面，并已显示出良好的治疗效果[1]。但该激光在活髓保存治疗方面的研究应用，却鲜有文献报道。它具备应用于活髓切断术的有利条件：(1)光导纤维柔韧纤细，操作简易，可进入狭小的髓腔和根管口；(2)激光的热效应可在瞬间内凝固，炭化感染的局部牙髓组织；(3)激光止血作用显著；(4)激光具有传统切髓法所没有的消毒灭菌作用[1～3]。Shoji[4]以60W、0.5s的CO2激光照射狗牙活髓切断面，发现断面可形成0.2mm厚的凝固层，根髓内无出血，炎性浸润及组织损伤均小，认为激光应用于切髓术可避免传统切髓法造成的牙髓损伤。
从本实验结果可看出，合适的激光参数对牙髓组织可产生正效应。40Hz、60mJ、5s的脉冲Nd∶YAG激光不但能凝固、炭化根髓断面组织，起充分的止血作用，而且还具有抗炎、促进牙本质桥形成和牙髓组织修复愈合的作用。
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细菌侵入是切髓术后牙髓炎症和坏死的原因之一。本文认为，由于Nd∶YAG激光具有显著的杀菌效应，尤其是产黑色素类杆菌、中间类杆菌等牙髓优势感染菌对激光的强吸收特性[3]，原有的可能存在的细菌被杀灭，在氢氧化钙盖髓剂的协同作用下，应能使根髓组织保持无菌状态。本实验中牙髓出现炎症、坏死等改变，可能是受机械切断的物理损伤。盖髓剂的化学损伤及激光过度照射的生物学损伤所致。
3.2关于激光参数对牙髓生物学效应的影响
牙髓组织对激光的作用尤其是热效应的反应是敏感的。这种效应不仅与牙髓的结构、成份所决定的光学性质和热学性质有关，而且与激光的各种参数如能量密度、重复频率、脉冲能量、照射时间等有很大关系[5]。激光照射时间是直接影响其效应强弱的一个重要参量。Serebro等[6]认为，缩短激光照射时间比减少输出功率更能减少牙髓的热积累损伤。本实验结果与此是相一致的。我们分析，当激光输出功率较高时，根管口牙髓瞬间内凝固、汽化，汽化时因大量吸热而保护了周围组织。若输出功率低，需延长照射时间以增加激光剂量，则可导致热积累、传递而破坏深部组织。而且髓腔体积局限，散热不良；牙髓组织疏松，水份含量高；Nd∶YAG激光不易被水吸收，穿透深度深，因此易对牙髓造成损伤。本文认为，一定能量范围内激光对牙髓的损伤程度多少取决于激光的照射时间，而非输出功率。激光应用于切髓术时，严格控制照射时间是非常重要的。
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本课题受广东省自然科学基金资助
参考文献
1 Harvey AW, Joseph TW, John DB, et al. Lasers in dentistry. Lasers Surg Med, 1995,16:103
2 Myers TD. Lasers in dentistry. J Am Dent Assoc, 1991,122(1):46
3 Midda M, Rcnton-Harper P. Lasers in dentistry. Br Dent J, 1991,170(2):343
4 Shoji S, Nakamur M, Hariuchi H. Histopathological change in dental pulps irradiated by CO2 laser: A preliminary report on laser pulpotomy. J Endod, 1985,11(9):379
5 沃尔巴什特编, 刘普和主译. 激光在医学和生物学中的应用. 北京：科学出版社，1983.45～48
6 Serebro L, Segal T, Nordenberg D, et al. Examination of tooth pulp following laser beam irradiation. Lasers Surg Med, 1987,7:236
(收稿：1998-03-30), 百拇医药