为探讨利用光学相干成像技术(OCT)定量评估Er:YAG激光消融后牙本质表面特征的可行性, 以人无龋第三磨牙为试验样品, 制备牙本质圆盘, 用50?μs超短脉宽Er:YAG激光在水喷雾下垂直切削牙本质表面, 对照组为金刚砂球钻切削和砂纸抛光组, OCT观察表层性状及测量表层光强改变, 组织病理切片分析表层结构; 表面切削后使用37%磷酸蚀刻30 s, 扫描电镜(SEM)观察表面形貌, 能量色散X射线光谱仪(EDX)测量表面元素组成。OCT显示, 所有试验组牙本质表层光散射特性均发生改变, 可见高亮层形成, 激光组高亮层厚度高于砂纸组和球钻组(P<0.05)。组织切片显示, 激光组表层可见连续的嗜碱性深染改性层, 球钻组及砂纸组改性层少且不连续, 改性层厚度与OCT高亮层结果相关。SEM显示, 酸蚀后激光组牙本质小管开口扩大, 但未见胶原纤维网暴露。酸处理后激光组的钙、磷含量均高于砂纸及球钻组(P<0.05), 这意味着受激光影响的牙本质变得更耐酸。研究结果表明, OCT可能成为一种可精确评估牙本质表层特性的无创性工具, 这将有助于牙医确定粘接修复策略。

研制了一台子脉冲序列模式Er∶YAG激光器,获得了每秒80个和100个子脉冲高能量激光输出,开展了不同脉冲宽度的子脉冲对离体牙本质的激光消融实验。实验中使用的是子脉冲序列模式激光器,其重复频率为20 Hz,脉冲包络能量为45 mJ,子脉冲宽度分别为20,30,40,50 μs,在无冷却水雾条件下分别对比了子脉冲宽度对牙本质消融量、牙髓腔温升和坑洞组织形貌的影响。结果表明:在相同的激光脉冲能量下,较窄的子脉冲宽度不仅能够增加消融量,降低牙髓腔温升,从而延长操作时间,而且可以获得更好的消融坑洞组织形貌,牙小管的开放程度较高,有利于黏接修复治疗。

利用X射线衍射仪(XRD)研究了Er,Cr∶YSGG激光消融对人牙本质表层晶体结构的影响。采用不同能量密度的Er,Cr∶YSGG激光消融人牙本质,然后利用XRD分析了激光照射前后牙本质无机物相羟基磷灰石(HA)的晶体结构、平均粒径及晶胞参数等的变化,结果发现:不同能量密度的激光照射后,牙本质无机物相HA颗粒的平均尺寸略微变小,但晶胞参数没有明显变化。基于XRD数据,用Popa模型的Rietveld全谱拟合得到了激光照射前后牙本质HA晶粒为长椭球形。用扫描电镜观察了激光照射后牙本质的表面形貌及微结构,发现牙本质的表面粗糙度明显增大,表面无玷污层,没有裂纹、碳化现象,未见到明显的熔融现象。本研究表明,Er,Cr∶YSGG激光消融人牙本质后无机物相没有改变,HA晶粒没有发生重结晶,牙本质表面未见到大面积熔融现象。

激光照射牙本质被认为是一种改善粘接效果的新方法。此研究的目的是采用电镜观察Er: YAG 激光照射后牙本质的超微结构, 评价激光处理牙本质以改善牙体组织和修复体之间粘接性能的可行性。共8颗新鲜拔除的人上颌第三磨牙按照牙合贴面的要求进行牙体预备, 拔除牙齿进行牙体预备后接受激光照射, 采用电镜观察牙本质的超微结构。分为两组, 4颗牙齿为对照组, 4颗牙齿为实验组。牙体预备后, 对实验组牙齿的牙本质进行Er:YAG激光照射。采用电镜观察牙本质小管, 熔融和裂隙等情况。对于实验组, 观察结果未见玷污层, 牙本质小管清晰。同时, 对照组可以见到牙本质小管内有明显的玷污层, 因此牙本质小管不清晰。该研究提示Er:YAG激光照射牙本质可以清除牙本质小管内的玷污层, 这可能会提高牙体组织和修复体之间的粘接性能。

研究了调Q Er:YAG激光消融离体牙本质过程中水雾的作用及其对消融后牙本质微结构的影响。调Q Er:YAG激光重复频率为3 Hz，脉冲宽度为62 ns，作用脉冲数为10，能量范围为4～70 mJ，水雾流量分别为0，4，9，13 mL/min时消融牙本质。每种实验条件下消融10个牙本质样品，利用扫描电镜观察消融坑洞微结构。实验结果表明，随着水雾流量的增加，调Q Er:YAG激光对人牙本质的消融阈值呈逐渐增加的趋势，牙本质所受机械损伤减小。实验结果对了解调Q Er:YAG激光消融牙硬组织的微观结构及牙科治疗应用具有参考价值。

研究了Er:YAG激光消融离体牙本质过程中激光脉宽对消融阈值、消融深度以及消融后牙硬组织微结构的影响。使用50 μs到1 ms脉宽的Er:YAG激光对人牙本质在无喷水冷却下消融实验，通过体式光学显微镜观察样品消融切口进而测量消融坑洞深度，利用扫描电镜(SEM)观察消融后牙本质的形态。实验结果表明，随着激光脉宽的增加，Er:YAG激光对人牙本质的消融阈值、消融深度呈现逐渐增大的趋势，同时还观察到高能量密度消融实验中牙小管封闭以及牙本质熔融现象。该实验结果对了解Er:YAG激光消融牙硬组织的微观过程及牙科治疗应用具有参考价值。

研究不同表面处理条件下Er: YAG激光照射对牙釉质及牙本质修复效果的影响。80个样本随机分成牙釉质和牙本质2大组, 再根据处理方式随机分为4小组: ①酸蚀(37%磷酸); ②Er: YAG激光; ③自酸蚀粘接处理剂; ④Er: YAG激光+自酸蚀粘接处理剂。与树脂加强型玻璃离子水门汀(RMGIC)粘接后37 ℃水浴中储存24 h, 用万能测试机测定粘接剪切强度。牙釉质及牙本质组结果均为3、4小组粘结强度接近(P>0.05), 显著高于其他组(P<0.05), 1、2小组间粘结强度差别无统计学差异(P>0.05)。Er: YAG激光照射可替代37%磷酸酸蚀处理方法; G-Bond自酸蚀粘接处理剂可提高牙面与RMGIC间的粘结力, Er: YAG激光处理不影响该效果。

以牙本质为研究对象，提出一种各向异性生物组织光学散射特性的求解方法。从能量传输角度，引入扩散张量描述扩散方程，理论推导并结合各向同性立方体组织模型的光扩散规律，提出利用点光源入射规则切片产生的前向散射光能量分布的等高线椭圆长短轴之比来表示各向异性介质扩散张量的方法。实验测试了直径10 μm的点光源从两方向入射牙本质正方体切片前向散射光的能量分布图像，通过数据处理与分析，获得牙本质样本的扩散张量分量比值为DyyDzzDxx=7.491.31。最后，利用有限元数值方法求解正交各向异性扩散方程，获得前向散射光的能量分布，并与实验结果相对比，验证了结果的正确性。研究结果有助于加深对牙本质光学散射属性的了解，对基于光散射理论早期诊断龋病具有借鉴意义。

比较了Er:YAG激光辐射对不同类型牙本质粘结效果的影响。选用正常牙本质(ND)和龋病影响牙本质(CAD)，经Er:YAG激光辐射后，分别以不同方式处理牙本质表面：质量分数为38%的磷酸酸蚀(磷酸组)，低剂量Er:YAG激光辐射(激光组) 和空白处理(对照组)。应用激光共聚焦扫描显微镜观察牙本质粘结界面超微结构。结果表明，Er:YAG激光辐射后，不同方式处理同种牙本质和相同方式处理不同牙本质后粘结层厚度均无差别(显著性水平p>0.05)，粘结树脂突长度有差别(p<0.05)，其中ND组大于CAD组，质量分数为38%的磷酸酸蚀组的最大，低剂量激光辐射组的居中，对照组的最小。所以Er:YAG激光辐射正常牙本质后，经质量分数为38%的磷酸酸蚀处理，牙本质粘结界面的渗透性最好，可形成理想的树脂突。