Nd: YAG激光与5% NaF清漆应用顺序及功率对牛釉质脱矿的影响：一项micro-CT体外研究

《Lasers in Medical Science》：Effect of Nd: YAG laser-fluoride application sequence on enamel demineralization: a micro-CT in vitro study

　　

在体外模型中评估脉冲Nd: YAG（掺钕钇铝石榴石）激光照射联合5%氟化钠（NaF）清漆是否比单独氟化物更有效地抑制牛釉质脱矿，以及应用顺序和激光功率是否影响结果。将110个牛釉质标本随机分配至五组：对照（C）、氟化物（F）、激光（L）、氟化物先于激光（Fluoride-then-Laser，FL）和激光先于氟化物（Laser-then-Fluoride，LF）。照射组接受脉冲Nd: YAG激光，频率10 Hz、脉宽300 μs，平均功率为0.5、0.75和1.0 W，每个功率亚组10个标本。处理后，标本接受48小时化学脱矿挑战。表面丧失以病变台阶高度（lesion step-height）微米计，处理区与保护区釉质之间相对放射密度差异由微型计算机断层扫描（micro-computed tomography，micro-CT）定量。数据采用单因素方差分析（one-way ANOVA）及Tukey事后检验（Tukey’s post hoc test）比较，α = 0.05。对照组显示最大表面丧失，为89.8 ± 24.6 μm，以及最大放射密度差异，为1756 ± 746 grayscale units。除FL0.5外，所有处理均较对照显著降低表面丧失。Laser-then-Fluoride序列在每个功率下产生最低表面丧失，从11.2至15.1 μm，但这些值与单独氟化物（33.8 ± 23.9 μm）无显著差异。三个激光功率间表面丧失无显著差异。最低放射密度差异记录于LF1和F，分别为317 ± 401和376 ± 292 grayscale units，二者无显著差异。先应用激光再应用氟化物清漆优于反向序列，而激光功率不影响结果。在该体外模型条件下，最佳激光辅助方案的抗脱矿效果与单独氟化物清漆相当。激光预处理是否在临床条件下具有可测量的优势尚待确定。

研究背景与目的：龋病控制仍高度依赖氟化物策略，其可促进釉质再矿化并减少矿物丢失；氟化物清漆是广泛使用的非侵入性高浓度局部制剂，接触唾液后硬化并持续释放氟，促进氟储库沉淀及羟基磷灰石中羟基被取代形成溶解度较低的氟磷灰石。激光亦被研究用于龋病预防，因其可改变釉质结构、降低通透性并改变矿物相，减少碳酸盐含量、促进更耐酸的羟基磷灰石，从而限制酸扩散；但证据仍少且不一致。Nd: YAG激光近十余年受到关注，临床和体外研究结果存在差异，应用顺序报道亦矛盾。基于此，研究人员评估Nd: YAG激光与5% NaF清漆联合预防牛釉质脱矿的相互作用，以激光功率和序贯顺序为变量，检验两个无效假设：激光功率不影响釉质抗龋挑战能力；激光与氟化物应用顺序不影响釉质抗龋挑战能力。研究结论对联合方案中“顺序而非功率”这一关键问题提供了体外micro-CT证据，但最佳激光辅助方案与单独氟化物清漆相当，临床优势尚待确定。

关键技术方法：采用体外模型，取40颗健康牛切牙，经2%氯胺消毒10天后，从颊面制备110个釉质块（5×4×5 mm），随机分为C、F、L、FL、LF五组；激光组设0.5、0.75、1.0 W三个功率亚组，每亚组10块；Nd: YAG（掺钕钇铝石榴石）激光以10 Hz、300 μs、扫描模式、距表面约1 mm照射，每块两次15 s，并以炭粉浆为外源性色基；F组单层5% NaF（sodium fluoride，氟化钠）清漆湿润4 h后去除；处理后行48 h化学脱矿挑战；micro-CT（micro-computed tomography，微型计算机断层扫描）测表面丧失和相对放射密度差异；采用单因素ANOVA（analysis of variance，方差分析）及Tukey事后检验，α = 0.05。样本来自40颗牛切牙，部分牙齿取多块并记录来源。

研究结果：原文结果部分未分设小标题，按内容依次概括。表面丧失：micro-CT定量显示未处理对照组暴露区与保护区之间台阶高度最大，为89.8 ± 24.6 μm；单因素ANOVA示组间差异（p < 0.001）；Tukey检验中除FL0.5外，各处理均显著低于对照（p < 0.05）。LF序列在各功率下表面丧失最低，1.0 W为11.2 ± 12.4 μm，0.5 W为15.1 ± 11.0 μm；LF亚组与F（33.8 ± 23.9 μm）、L1（41.6 ± 19.4 μm）及FL1（36.4 ± 14.4 μm）无显著差异（p ≥ 0.05），与FL0.5（68.8 ± 15.9 μm）差异显著；L0.5、L0.75、L1间无显著差异。表面丧失保护率从FL0.5的23.5%至LF1的87.5%。相对放射密度差异：micro-CT深度剖面取表面至内6个体素（66 μm），以保护区与暴露区灰度差作为釉质下矿物变化替代指标；对照组差异最大（1756 ± 746 GSU；p < 0.001），F与LF最小；LF1为317 ± 401 GSU，F为376 ± 292 GSU，二者无显著差异（p ≥ 0.05）；放射密度保护率从L0.5的21.6%至LF1的81.9%。代表性micro-CT表面图：原文以表面图展示各组保护区与暴露区，每面板选表面丧失接近组均值的标本；灰度代表相对高度并逐图单独缩放，组间不作定量比较，定量数据见前述。

讨论部分总结：本体外研究显示应用顺序改变结果而激光功率不影响。激光先于清漆各功率表面丧失最低，为11.2–15.1 μm，对照为89.8 μm，保护超过80%，但与单独氟化物清漆（33.8 μm）无显著差异；反向序列在0.5 W无保护。该结果与Azevedo et al.的观察一致，亦与Rios et al.关于0.75 W照射先于酸化磷酸氟（acidulated phosphate fluoride，APF）可更大程度减少釉质磨损的报道相呼应，支持激光诱导表面改性先于并促进氟摄取的机制。既往功率研究示Nd: YAG在0.6–1 W保护釉质，1.2 W具消融作用；本研究0.5、0.75、1 W保护率分别为36.9%、45.3%、53.7%，无显著剂量反应。氟先组可用入射束衰减解释：清漆和炭层吸收能量，FL表面丧失随功率由68.8降至50.1再至36.4 μm；FL组放射密度差为1078、746、1299 GSU，接近L组（1376、1087、1276 GSU），远离F组（376 GSU），提示该序列保护来自激光诱导矿物相改变而非完整表面氟储库，相关机制未被研究。与micro-CT文献Shahmoradi et al.及Ahn et al.的结果一致；Dias-Moraes et al.的相反结果提示氟载体、挑战性质和监测方法影响。临床可行性受外源性色基、操作时间、全口应用不实用、湿度控制、护目、烟雾管理和牙髓温度安全限制；4 h清漆接触为标准化体外模型而非临床实践。局限包括未监测表面温度、牛釉质替代、静态48 h挑战、灰度非绝对矿物密度、样本非完全独立及未正式检验交互。未来需机制研究、参数优化、经济分析和随机临床试验。

研究结论翻译：结果表明，激光照射先于氟化物应用比反向序列更有效，产生最低表面丧失和最小釉质下放射密度差异，而激光功率不影响结果。在测试条件下，最佳激光辅助方案的抗脱矿效果与单独应用氟化物清漆相当。由于这些发现来自实验室模型，不能外推至临床性能。