专利名称：激光治疗龋齿的方法、实现该方法的生物材料及其用途的制作方法
技术领域：
本发明属于牙科学领域，特别是兼具预防和矫正作用的牙腔临床治疗。
背景技术：
牙釉质是最坚硬、最矿化的人体组织；其力学性质、物理性质和化学性质取决于其 相应包括的矿物组成和其结构顺序([1])。牙釉质在去矿化作用和再矿化作用([4]和[5])中均很重要；这些动态性质取决 于其多孔性和电化学特性([6]和[7])。羟磷灰石形式的磷酸钙磷灰石是牙釉质的基本成分([2])。羟磷灰石晶体是紧密 排列的棱柱状结构，且垂直于外表面设置。这一结构排列使牙齿具有相当的机械抗力(图 1和图2)。位于棱柱间空间的釉质中少量的有机物质(结构蛋白质，脂质和碳水化合物)可 能在这样一种刚性结构的塑性中起重要作用([3])。然而，釉质同时也是一个有机组织，其既参与了从唾液中转运离子与溶液，也参与 了去矿化和再矿化的过程([4]和[5])。此类动态性质取决于釉质的多孔性和电化学特性，S卩，其膜电位和固定电荷的电 化学特性([6]和[7])。关于始于上个世纪70年代的激光辐射对牙釉质影响的研究领域，其近年来成为 了许多研究项目的主题([2]、[8]、[9]和[10])。一些先前的牙科学刊物使用了若干种激 光，主要有二氧化碳(CO2),钕钇铝柘榴石(Nd:YAG)，氩(Ar)或铒钇铝柘榴石(Er:YAG)激 光，它们均根据期望的结果在各种场合中使用([11Γ[17])。对于钕钇铝柘榴石激光，其通常用于软组织(外科手术)而极少用于硬组织，因 为，当其以这种方式使用时，为增加吸收能量，需要事先用着色剂对其应用的釉质进行涂层 上色。由于这些着色剂会残留在坚硬结构上，就造成了极不美观的效果，更有甚者，在暴露 和激光辐射之后牙釉质上会产生众多裂缝([18]，[19]和[20])(图2-10)。这些不良效果限制了对那些本可以用于硬组织牙科应用的激光的科学研究进程， 特别是钕钇铝柘榴石激光。对此，必须意识到一个事实，即钕钇铝柘榴石激光在牙科学上的 应用一直以来仅限于在待处理组织上的直接应用，且之前从未被用于辐射以及牙科粘合和 修复材料的微熔合。在本发明中，通过使用特定改进与新参数，事前在牙齿上用吸收性着色剂进行涂 层上色已变得不再必要，同时也阻止了在用钕钇铝柘榴石激光治疗后在牙釉质上出现裂缝。对于牙腔的矫正治疗，人类牙齿的修复与粘合通常采用那些在组成、硬度、抗磨损 性及美观性等方面与牙齿性质不同的材料(银汞合金、复合树脂、复合材料、玻璃离聚物) ([21])。如众多作者所述，目前使用的所有材料对牙髓多少都有毒性，且其中的一些对人体也有毒性([22])；因此，存在关于银汞合金中汞蒸气的毒性以及树脂、裂缝、密封剂和复 合材料的雌激素特性的争论。目前，汞合金和复合材料分别以机械保持和粘合的方式通过固定应用于牙齿 ([23]和[24])。羟磷灰石是天然存在且应用于工业中的一种矿物质，其化学组成与牙釉质相同且 与牙本质十分类似，两者的成分同属磷灰石家族，因此其组成、硬度、耐磨性和美观性等方 面都与牙齿实际上相同([24])。此外，矿物羟磷灰石是无任何毒性的，这就避免了现有材料可能引起的临床上的 失败([25])。基于上述理由，矿物羟磷灰石被认为是理想的修复和粘合用新材料，因为牙齿就 是由该矿物质构成的(釉质和本质)，尽管这些在釉质中结晶为棱晶形式。因此可采用微熔合的方式(激光辐射)实现到牙齿的固定，即，通过熔合到牙齿使 其成为牙齿的一部分；该固定要远优于汞合金、玻璃离聚物和复合材料的机械保持与粘合 固定([24]和[26])。该方法是本发明应用的一方面。基于上述考量，本文提供一种兼具预防和矫正作用的新方法，可替换现有技术用 于口腔治疗，因为其克服了现有技术的缺陷。一方面，本发明包括将一种新技术，钕钇铝柘 榴石激光，用于牙齿表面或釉质以预防龋齿。另一方面，所述激光还可用于优选包含羟磷灰 石的生物材料，所述羟磷灰石用作一种新的牙科修复和粘合材料，且其在使用激光之前施 用于待治疗的牙齿表面。在这两种情况下，激光辐射都在特定条件和参数下进行，以使其与 其他发明相比具有明显的优势。在这方面，欧洲专利申请EP0392951A2公开了一种类似于本发明的口腔治疗方 法。然而，两种方法具有明显的差异，且本发明相较所述欧洲专利申请的成就具有明显的进 步；此外，两篇文献中公开的方法和材料之间也可观察到明显的技术差异。其主要区别总结 如下
-ΕΡ03 ^951Α2公开的方法与仪器是特别针对牙腔的矫正治疗设计的，这与不
发明不同，本发明还进一步展示了预防治疗的功能。-ΕΡ039^51Α2所述结果不如通过本发明所得到的有说服力(前者有时 没有获得预期的结果)。-ΕΡ0392951Α2公开的发明的激光束不具备可变的聚焦好散焦系统，即， 其总是聚焦的。-ΕΡ0392951Α2公开的方法会产生此类牙科治疗具有的所有不良副作 用
1 其熔化叠加片形式的牙釉质和羟磷灰石， 1 在其施用的表面形成凹陷， 1 由于生物材料和牙齿的骤热骤冷形成大裂缝， 1 由于俘获杂质和着色剂，其使治疗材料的外形不美观。-ΕΡ03^951Α2公开的方法导致牙齿脆性增加。-ΕΡ03^951Α2的方法导致菌斑容易累积，且乳酸将渗透滤过进入产生的 裂缝中；为此，更大尺寸的牙腔将反复产生并复发。
-EP0392951A2公开的方法导致激光辐射的强烈反射，由于其未把待处理 的矿物表面进行分离，这将导致随后需调高激光强度，伴随而来的是更明显的副作用。-EP0392951A2公开的牙腔矫正治疗用糊剂的组成为80%陶瓷(该材料 与形成牙齿的材料在结构与组成上有很大区别)，以及仅20%的矿物羟磷灰石，其应该是糊 剂组合物中最重要的组分，因为牙齿全部是由该矿物(来自磷灰石家族)构成的。
发明内容
本发明涉及一种治疗牙腔的方法，其特征在于包含至少一个步骤，其中牙齿表面 或牙釉质用钕钇铝柘榴石激光进行辐射。优选地，牙齿表面或牙釉质在多焦点多焦距的条 件下受钕钇铝柘榴石激光辐射，所述焦点是可变的且可从激光束的最大聚焦到完全散焦的 范围内随意调节。可变的聚焦散焦可随意调节，且发生在钕钇铝柘榴石激光传导的光纤上。可在激 光束上随意使用不同种类的聚焦和调焦这一事实有助于消除并预防许多在骤热变(加热 和冷却)时发生的不良副作用，而所述骤热变是由对牙釉质表面的辐射引起的(同时，正如 在下文优选实施方式中可以看的那样，对所述表面施用的生物材料进行辐射同样会引发骤 热变)。该不良副作用会在激光束聚焦时发生，最严重的副作用如下
1.由于骤热，在治疗表面的熔融釉质形成叠加片的过程中出现凹陷。2.由于骤冷，在同一表面出现大小不定的裂缝。3.杂质和着色剂被俘获并掺入釉质中，导致外形的不美观。任意调节激光束焦点或聚焦的这一可能性将使针对牙腔的预防性或矫正性治疗 及其应用摆脱所有的不良副作用，从而得到微观、均一、平滑、防水且十分美观的微熔合，所 有这些都会增强釉质的硬度和微硬度(同时，正如在下文中即将看到的那样，同样适用于 施用于釉质的生物材料)。在一优选的实施方案中，牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘榴石激光辐射的密度为 3-30J/mm2，包括两个界限值，且更优选地，4J/mm2。在另一优选实施方案中，激光的辐射频率 为Ι-lOkHz，包括两个界限值，且更优选1kHz。同样优选地，牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘榴石激光辐射的脉冲能量为 I-IOmJ/脉冲，包括两个界限值，且更优选地，2mJ/脉冲。在另一优选实施方案中，激光辐射的光斑尺寸在Imm到6mm之间，包括两个界限 值，且更优选地，3mm或5mm。在另一优选的实施方案中，公开的方法的特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝 柘榴石激光辐射的曝光时间在1秒到6秒之间，包括两个界限值，且更优选地为2秒。同样优选地，牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘榴石激光辐射的峰值功率为 70-125kff,包括两个界限值，且更优选地，120kW。在本方法的另一优选的实施方案中，牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘榴石激光辐 射的脉宽在100-130ns之间，包括两个界限值，其更优选地为110ns。另一激光辐射的优选条件为其平均能在10-50W之间，包括两个界限值，且更优选 地为13W。优选地，牙齿表面或牙釉质接受的钕钇铝柘榴石激光辐射每次施用的总能量在15-220J之间，包括两个界限值，且更优选地为^J。在治疗牙腔的方法的一个特定实施方式中，所述钕钇铝柘榴石激光辐射具有如下 参数
-密度3-30J/mm2，包括两个界限值，
-频率l-10kHz，包括两个界限值，
-脉冲能量=I-IOmJ/脉冲，包括两个界限值，
-光斑尺寸在l_6mm之间，包括两个界限值，
-曝光时间在l_6s之间，包括两个界限值，
-峰值功率在70-125kW之间，包括两个界限值，
-脉宽在100-130ns之间，包括两个界限值，
-平均能在10-50W之间，包括两个界限值，且
-每次施用的总能在15-220J之间，包括两个界限值。在另一特定实施方式中，辐射参数如下所示
-密度4J/mm2，
-频率1kHz，
-脉冲能量2mJ/脉冲，
-光斑尺寸3mm，
-曝光时间2s，
-峰值功率120kW，
-脉宽110ns，
-平均能13W，且
-每次施用的总能26J。在另一特定实施方式中，激光辐射参数为
-密度4J/mm2，
-频率1kHz，
-脉冲能量2mJ/脉冲，
-光斑尺寸5mm，
-曝光时间2s，
-峰值功率120kW，
-脉宽110ns，
-平均能13W，且
-每次施用的总能26J。优选地，在该方法中，在激光辐射前，使用酸将待处理的牙齿表面或釉质浸蚀 0. 5-2分钟，这主要是为了减少其对光的反射。所述酸优选正磷酸，且浸蚀时间为1分钟。目前公开的方法完全是用于牙腔的预防治疗。如在其中添加一步——在钕钇铝柘 榴石激光辐射前在牙齿表面或釉质或牙本质上施用生物材料，则所述方法还可用于牙腔的 矫正治疗。所述生物材料优选以层的方式使用，厚度在0. 5-2mm之间，包括两个界限值，且 更优选地，厚度为1mm。若在待治疗的牙齿表面或釉质上施用了生物材料，则两者(生物材料和牙齿表面)受到的钕钇铝柘榴石激光辐射是多焦点多焦距的，其是可变的且可随意的从激光束的 最大聚焦到完全散焦进行调节。这样，生物材料覆盖到牙齿表面或牙本质上接受辐射和聚 焦，直至通过微熔合得到完全固定。正如上文在牙腔预防治疗中提及的那样，变化的聚焦散 焦可随意调节，且发生在钕钇铝柘榴石激光传导的光纤上。可在激光束上随意使用不同种 类的聚焦和焦点的这一事实有助于消除和避免上文在描述预防治疗特性时中列举过的那 些不良副作用。在一优选的实施方式中，激光辐射的参数为
-密度28J/mm2，
-频率 ! ,
-脉冲能量8mJ/脉冲，
-光斑尺寸3mm，
-曝光时间5s，
-峰值功率72kW，
-脉宽120ns，
-平均能40W，且
-每次施用的总能200J。优选地，在施用生物材料前，需清除腐烂组织；且更优选地，所述清除使用水冷涡 轮机带动的金刚钻和碳化钨进行。优选地，在清除腐烂组织后、施用生物材料之前，待治疗的牙齿区域采用优选正磷 酸的酸进行轻微浸蚀，持续时间在20秒到1分钟之间，优选牙釉质30秒，牙本质15秒。在另一优选实施方案中，目前公开的牙腔的矫正治疗方案包含如下步骤
-清除腐烂组织；
-使用正磷酸轻微浸蚀待治疗的牙釉质表面或牙本质；
-在上述表面上施用生物材料，且
-采用具有如下参数的钕钇铝柘榴石激光辐射
-密度28J/mm2，
-频率 ! ,
-脉冲能量8mJ/脉冲，
-光斑尺寸3mm，
-曝光时间5s，
-峰值功率72kW，
-脉宽120ns，
-平均能40W，且
-每次施用的总能200J。本发明还涉及用于上述矫正治疗的牙科粘合和修复的生物材料，其特征在于其至 少由矿物羟磷灰石构成。优选地，羟磷灰石的重量含量至少为75%。为了便于应用，所述生物材料优选由一种糊剂组成，所述糊剂至少包含与明胶混 合的、致密的、粉末状的且微粒化的矿物羟磷灰石。
在一具体实施方案中，羟磷灰石可与利于其施用的其他物质混合，且在钕钇铝柘 榴石激光辐射后没有残留。其中一个实例为使用明胶。
图1扫描电镜(SEM)照片人牙釉质的正常外观。结构分布为垂直于外表面的棱 柱形式。图2. SEM:人牙釉质的正常外观。羟磷灰石棱柱的分布是垂直于外釉质表面的， 其使牙齿具有相当的机械抗力。图3.为增加激光吸收能量而浸透着色剂的牙齿(门牙)。该牙齿上使用的着色 剂为墨汁。图4.在环氧树脂上制备的具有吸收性着色剂(墨汁)的牙齿。图5.激光辐射后釉质的不美的外观。着色剂残留在牙釉质的坚硬结构中。图6. SEM:以片层形式经激光熔合的釉质的重叠效应。产生的裂缝的外观。图7. SEM:激光辐射后出现的釉质裂缝的外观。图8. SEM 熔合、压紧的釉质片层状的外观，以及激光辐射后产生的裂缝。图9. SEM:使用激光后在釉质中产生的裂缝的外观。图10. SEM 熔合釉质的外观和使用激光后立即产生的裂缝。图11. SEM:制备牙齿样品后正常釉质表面的外观。图12.完全被耐酸蜡覆盖并在釉质上留出两个窗口的牙齿(犬齿)，一个是对照 窗，一个是钕钇铝柘榴石激光用窗口。图13.事先从牙根处分离出的牙冠(白齿)，其上全部由耐酸蜡涂覆，仅在釉质上 留出两个窗口，一个对照窗口，一个钕钇铝柘榴石激光用窗口。图14. SEM 在经激光处理(微熔合釉质)的上部区域出现了釉质表面结构特征 的消失，而在未经处理的下部区域则保留了该结构特征。使用激光后未出现裂痕。图15. SEM 在经激光处理(微熔合釉质)的上部区域出现的釉质表面结构特征 消失的情况，而在未经处理的下部区域则保留了该结构特征。使用激光辐射后未出现裂痕。图16. SEM:经激光处理的下部区域上釉质微熔合的外观。其未伴随裂缝的形成。图17. SEM 牙釉质的正常结构分布，由釉面横纹表示，即形成小波浪状。图18. SEM 牙釉质的正常结构分布，由釉面横纹表示，即形成小波浪状。图19. SEM 牙釉质的正常结构分布，由釉面横纹表示，即形成小波浪状。图20. SEM 牙釉质的正常结构分布，由釉面横纹表示，即形成小波浪状。图21. SEM 环氧树脂中的牙齿(臼齿)，用于粗糙度测量。图22. SEM 激光产生的釉质棱柱的表面微融合以及粗糙度和表面粗糙度的消失。图23. SEM 由于钕钇铝柘榴石激光处理产生的微熔合，造成釉质棱柱表面结构的 消失。有粗糙度和表面粗糙度的消失。图24.牙齿样品(a)，(b)和(c)的粗糙度分布图。图25. SEM 由激光熔合后的矿物羟磷灰石的无定形态、致密、紧凑的结构，其用于 牙齿粘合和修复材料。图沈.SEM 左侧区域为经由激光熔合的矿物羟磷灰石及其与右侧未处理区域牙釉质间的连接，右侧区域具有正常的表面特性。处理区完全未发现裂缝。图27. SEM 下侧区域为经由激光熔合的矿物羟磷灰石及其与右侧未处理区域牙 釉质间的连接，上侧区域具有正常的表面特性。处理区完全未发现裂缝。图28. SEM 由激光熔合的矿物羟磷灰石，其具有无定型的表面外观。图四.SEM 经激光处理过的上部区域未出现裂缝；可以观察到经由羟磷灰石熔 合与下部区域的正常牙釉质的连接。图30. Zeiss偏振光光学显微镜(德国)，用于牙齿的低倍放大研究。图31.光学显微镜(0/M)可以观察到熔合矿物羟磷灰石的微熔合连接区域(箭 头)和两种粘合材料(其中一种用蓝色胶标示)中的牙齿结构(牙本质和牙釉质)。图32. 0/M 可以观察到熔合矿物羟磷灰石的微熔合连接区域(箭头)和一种粘 合剂中的牙齿结构(牙本质和牙釉质)。未观察到糊剂中的明胶残留。图33. 0/M 可以观察到熔合矿物羟磷灰石的微熔合连接区域(箭头)和一种粘 合剂中的牙齿结构(牙本质和牙釉质)。未观察到糊剂中的明胶残留。图34. 0/M 可以观察到熔合矿物羟磷灰石的微熔合连接区域(箭头)和一种粘 固剂中的牙齿结构(牙本质和牙釉质)。图35. 0/M 可以观察到熔合矿物羟磷灰石的微熔合连接区域(箭头)和一种粘 固剂中的牙齿结构(牙本质和牙釉质)。图36. 0/M 可以观察到熔合矿物羟磷灰石(H)的微熔合连接区域(箭头)和修复 中的牙齿结构(牙本质和牙釉质)。图37. 0/M 可以观察到熔合矿物羟磷灰石(H)的微熔合连接区域(箭头)和修复 中的牙齿结构(牙本质和牙釉质)。
具体实施例实施例1牙腔的预防治疗
对在人牙齿表面或釉质上使用钕钇铝柘榴石激光的效果的研究 样本的特性和处理
为了实施本发明的方法，通过正畸理由选取并基于一定依据仔细选定一个由400个健 康人的牙齿组成的样本，所述依据为这些牙齿不存在任何能够掩盖治疗带来的形态学效果 的损伤。牙齿在4°C下用含2. 5%戊二醛的0. IM磷酸钠缓冲液(pH 7. 02)固定12小时。然 后，用同一缓冲液冲洗3次，每次10分钟，随后再用蒸馏水冲洗([28])。随后，用1 次氯酸钠冲洗1小时，以去除表面的有机物，最后，所有牙齿都用0. 5M 正磷酸溶液轻微浸蚀1分钟，随后用足量蒸馏水冲洗([观]、[29]、[30]和[31])(图11)。上述样本中的400颗牙齿用耐酸蜡涂覆，并在每颗牙齿的釉质上留出两块未涂覆 的正方形窗口 其中一个用作对照，另一个则用钕钇铝柘榴石激光辐射(图12和13)。完成上述操作后，每颗牙齿都在37°C下单独置于50ml去矿化溶液中60天，以形成 人工龋洞损伤，所述去矿化溶液包含5%羟乙基纤维素，0. IM乳酸，1. 5mM氯化钙和1. 5mM骨 磷酸钠。钕钇铝柘榴石激光辐射条件试样中400颗牙齿每个上相应的窗口接受Quanta-Ray (英国)公司的DCR-2 Nd =YAG 实验室激光系统的辐射。激光辐射采用如下参数
-密度4J/mm2，
-频率1kHz,
-脉冲能量2mJ/脉冲，
-光斑尺寸3mm，
-曝光时间2s，
-峰值功率120kW，
-脉宽110ns,
-平均能13W，
-每次施用的总能26J。处理后测量
采用扫描电子显微镜分析仪观察
全样本中，根据常规SEM检查方法随机处理300颗牙齿，在型号为SC5. 000 (荷兰) Bio-Rad金属处理仪中用金涂覆或处理。该牙齿样本用Philips 515 SEM(荷兰)在20kV下检查，同时使用的还有 Philips (荷兰)公司SEM用的Edax化学元素分析仪。硬度测量
使用另一个由100颗牙齿组成的样本，它们未进行SEM检查。每颗牙齿都嵌入环氧树 脂中，以使得损伤与正常釉质内层的一部分横截面暴露出来。该表面使用金相纸格连接至Buehler Motopol 8抛光机(德国)。随后，依次使用15ml·!、6ml·!和1 my的Buehler金刚石磨料(德国)对它们进行抛 光，其后再在Buehler抛光布(德国)上用Buelher Metadi金刚石喷雾(spray)(德国) 进行抛光。在Matsuzawa MTH-I (日本)上使用负载10_g的金刚石针尖。使用下式计算KDN 硬度结果
KHN=14230XF/L2
其中L是金刚石上每个凹陷的进入长度，以微米为单位，F是以克为单位的作用力。处理结果
激光处理后最显著的结构或改变是晶体表面结构特征(棱柱)的丧失，这是由于釉质 的熔合(图14，15和16)。这些改变不会伴随裂缝的形成。在对照组的釉质窗口(未处理)中总是会出现作为损伤的人工龋洞的形成；而在 激光辐射的窗口中完全抑制了该形成的出现。经激光处理和未经处理的釉质的微硬度特征随硬度值而有所不同，可在经激光处 理的窗口的釉质中清楚地观察到KHN的大幅增加，即更高的硬度；同样地，在未处理窗口的 对照釉质中能观察到KHN的明显减少(更低的硬度)。似乎可以接受的是测量到的硬度值与釉质中矿物含量之间存在比例关系；同时， 从得到的概况来看，我们可以假设对釉质渗透性的改进在这些过程中起重要作用，这一假设已在多名作者的文章中被广泛讨论([32]、[33]、[34]和[35])。 这一结果的出现是由渗透性的改变和在溶液中的固有抗酸性的增强联合导致的。 因此，在所述条件下经钕钇铝柘榴石激光处理的釉质的溶解性降低，消除了孔洞或通向更 深层区域的路径空间，故阻止了这些区域与去矿化溶液(它会产生人造龋洞损伤)间的离 子交换。基于所有这些理由，其预防并避免了龋洞损伤的形成。实施例2牙腔的预防治疗
在人类牙齿表面或釉质上施用的钕钇铝柘榴石激光的物理_机械效应的研究 样本性质和处理
在本研究中使用了 460颗健康牙齿的总样本，其中随机选择230颗进行测量，而另外 230颗则用做对照样本。如前述实施例一样，它们都被谨慎的挑选以确保不会有掩盖处理效 果的损伤。选作测量用的牙齿采用12%次氯酸钠清洁1小时，以清除其表面的有机物质。随 后，用蒸馏水冲洗，切下釉冠并使其与牙根分离。在230颗牙齿中，随机取150颗牙冠用于微硬度测量，且另一个由80颗牙冠组成 的样品用于选择渗透性和渗透性的研究。硬度测量样本中的牙齿在Buehler Motopol抛光机(德国)上采用抛光纸沿着 与棱柱垂直的方向(平行于表面)进行抛光，以得到一小块平台，随后依次使用15 my、6 my和1 my粒径的Buehler磨料(德国)进行抛光，接着在Buehler抛光布(德国)上 用Buehler Metadi金刚石喷雾(德国)进行抛光。渗透性研究样本中的牙齿嵌入环氧树脂中，随后进行抛光。接着，使用Buehler Isometo低速锯或切割工具(德国)切出一个800- my的截面并安装到一个电池浓缩液中。激光辐射条件
选做测量样本的230颗牙齿接受Quanta-Ray (英国)公司的DCR-2 Nd: YAG实验室激 光系统的辐射。激光辐射采用如下参数
-密度4J/mm2，
-频率1kHz,
-脉冲能量2mJ/脉冲，
-光斑尺寸5mm，
-曝光时间2s，
-峰值功率120kW，
-脉宽110ns,
-平均能13W，
-每次施用的总能26J。处理后测量 微硬度测量
为测量微硬度，在Matsuzawa MTH-I机器(日本)上使用50_g负载下的Knoop金刚石。Knoop硬度值基于金刚石上每个凹陷的长度进行计算，如下式 KHN=14，230XF/L2其中F是以克为单位的作用力，L是金刚石造成的凹陷的长度，以微米为单位。 以150πιμ在每颗牙齿的平台上做出20个凹陷，凹陷之间由规则的空间间隔分开。由同一操作人员进行经激光处理的釉质的硬度测量，且在未处理釉质的凹陷附近 处进行，以将实验误差降低到最小。诜择渗诱件研究
在所有实验中，电磁场(e. m. f)用如下类型的电池浓缩液测量 参照电磁场// 溶液1 /膜-釉质 / 溶液2 //参照电磁场
Ag+/AgC IIIIII Ag+/AgC.
其中双竖线表示Clk会聚点的位置。穿膜电势用Hipotest高阻抗记录电势计测量，型 号为PE-W(比利时)。所有溶液均采用分析试剂级的盐和蒸馏水配制。其中的25用磷酸钠缓冲至 pH=7. 02，缓冲离子对电磁场的影响忽略不计。计算基于TeorelI-Meyer-Sievers理论(TMS理论)，其描述了离子通过荷电多孔 膜的传送，所述多孔膜的表面与含相同电解质的溶液间存在平衡关系。总的膜电势E可按 下式计算
权利要求
1.龋齿治疗的方法，其特征在于，其包括至少一个步骤，其中用钕钇铝柘榴石激光辐射 牙齿表面或牙釉质。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受的钕钇铝柘榴石激光 辐射是多焦点多焦距的，即激光束可变并且其可从最大聚焦到完全散焦随意调节。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘榴石激 光辐射的密度范围为3-30J/mm2，包括两个界限值。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘 榴石激光辐射的频率范围为Ι-lOkHz，包括两个界限值。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘 榴石激光辐射的脉冲能量范围为I-IOmJ/脉冲，包括两个界限值。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘 榴石激光辐射的光斑尺寸范围为l_6mm，包括两个界限值。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘 榴石激光辐射的曝光时间为l_6s，包括两个界限值。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘 榴石激光辐射的峰能量范围为70-125kW，包括两个界限值。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝柘 榴石激光辐射的脉宽范围为100-130ns，包括两个界限值。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝 柘榴石激光辐射的平均能量范围为10-50W，包括两个界限值。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质接受钕钇铝 柘榴石激光辐射的每次施用的总能量范围为15-220J，包括两个界限值。
12.如权利要求3所述的方法，其特征在于激光辐射密度为4J/mm2。
13.如权利要求4所述的方法，其特征在于辐射频率为1Hz。
14.如权利要求5所述的方法，其特征在于辐射脉冲能量为2mJ/mm2。
15.如权利要求6所述的方法，其特征在于辐射光斑尺寸为3mm。
16.如权利要求6所述的方法，其特征在于辐射光斑尺寸为5mm。
17.如权利要求7所述的方法，其特征在于辐射曝光时间2s。
18.如权利要求8所述的方法，其特征在于其特征在于辐射峰能量为120kW。
19.如权利要求9所述的方法，其特征在于辐射脉宽为110ns。
20.如权利要求10所述的方法，其特征在于平均辐射能量为13W。
21.如权利要求11所述的方法，其特征在于每次施用的总辐射能量为沈J0
22.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于激光辐射的参数为密度3-30J/mm2，包括两个界限值，频率l-10kHz，包括两个界限值，脉冲能量=I-IOmJ/脉冲，包括两个界限值，光斑尺寸l-6mm，包括两个界限值，曝光时间l_6s，包括两个界限值，峰值功率70-125kW，包括两个界限值，脉宽100-130nS，包括两个界限值， 平均能量10-50W，包括两个界限值，且 每次施用的总能15_220J，包括两个界限值。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于激光辐射的参数为 密度4J/mm2，频率1kHz， 脉冲能量^mJ/脉冲， 光斑尺寸3mm， 曝光时间2s， 峰值功率120kW， 脉宽:110ns, 平均能量13W，且 每次施用的总能26J。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于激光辐射的参数为 密度4J/mm2，频率1kHz， 脉冲能量^mJ/脉冲， 光斑尺寸5mm， 曝光时间2s， 峰值功率120kW， 脉宽:110ns, 平均能量13W，且 每次施用的总能26J。
25.如权利要求I-M任一项所述的方法，其特征在于，在辐射前，用酸轻微浸蚀待处理 的牙齿表面或牙釉质0. 5-2分钟。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于所述酸为正磷酸。
27.如权利要求25或沈所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质的浸蚀时间为1分钟。
28.如权利要求1-27中任一项所述的方法，其特征在于，其包括如下步骤 用正磷酸轻微浸蚀牙齿表面或牙釉质，用钕钇铝柘榴石激光辐射牙齿表面或牙釉质，辐射参数为 密度4J/mm2， 频率1kHz， 脉冲能量^mJ/脉冲， 光斑尺寸3mm， 曝光时间2s， 峰值功率120kW， 脉宽:110ns, 平均能量13W，且每次施用的总能26J。
29.如权利要求1-27中任一项所述的方法，其特征在于，其包括如下步骤 用正磷酸轻微浸蚀牙齿表面或牙釉质，用钕钇铝柘榴石激光辐射牙齿表面或牙釉质，辐射参数为密度4J/mm2，频率1kHz，脉冲能量^mJ/脉冲，光斑尺寸5mm，曝光时间2s，峰值功率120kW，脉宽:110ns,平均能13W，且每次施用的总能26J。
30.如权利要求1-11中任一项所述的治疗龋齿的方法，其特征在于，在辐射前，在待处 理的牙齿表面或牙釉质或牙本质上使用生物材料。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于生物材料至少由矿物羟磷灰石构成。
32.如权利要求30或31所述的方法，其特征在于羟磷灰石的重量比至少为75%。
33.如权利要求30-32中任一项所述的方法，其特征在于生物材料包括一种糊剂，所述 糊剂至少含有一种致密的、粉末状的、微粉化的矿物羟磷灰石，其与明胶相混合。
34.如权利要求30-33中任一项所述的方法，其特征在于应用于牙齿表面或牙釉质或 牙本质的生物材料以涂层的形式施用。
35.如权利要求30-34中任一项所述的方法，其特征在于应用于牙齿表面或牙釉质或 牙本质的生物材料每涂层的厚度为0. 5-2mm，包括两个界限值。
36.如权利要求30-35中任一项所述的方法，其特征在于施用的生物材料每涂层厚度 为 Imm0
37.如权利要求30-36中任一项所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质和矿物羟 磷灰石接受的钕钇铝柘榴石激光辐射是多焦点多焦距的，即激光束可变并且其可从最大聚 焦到完全散焦随意调节。
38.如权利要求30-37中任一项所述的方法，其特征在于激光辐射参数为 密度28 J/mm2,频率 , 脉冲能量8mJ/脉冲， 光斑尺寸3mm， 曝光时间5s， 峰值功率72kW， 脉宽:120ns, 平均能量40W，且 每次施用的总能200J。
39.如权利要求30-38中任一项所述的方法，其特征在于，在生物材料施用前，要清除腐烂组织。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于使用水冷涡轮机上的金刚钻和碳化钨来清 除所述组织。
41.如权利要求30-40中任一项所述的方法，其特征在于，在清除腐烂组织后施用生物 材料前，待处理的牙齿区域用酸轻微浸蚀20秒到1分钟。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于所用酸为正磷酸。
43.如权利要求41所述的方法，其特征在于牙齿表面或牙釉质的浸蚀时长为牙釉质30 秒，牙本质15秒。
44.如权利要求30-43中任一项所述的方法，其特征在于包含如下步骤 清除腐烂组织，用正磷酸轻微浸蚀待处理的牙釉质表面或牙本质， 在所述表面上施用生物材料，且 以如下参数辐射钕钇铝柘榴石激光 密度 d8J/mm2， 频率 , 脉冲能量8mJ/脉冲， 光斑尺寸3mm， 曝光时间5s， 峰值功率72kW， 脉宽:120ns, 平均能量40W，且 每次施用的总能200J。
45.牙科粘合及修复用的生物材料，其特征在于其至少由矿物羟磷灰石构成。
46.如权利要求44所述的生物材料，其特征在于羟磷灰石的重量比为至少75%。
47.如权利要求45或46所述的生物材料，其特征在于其由糊剂构成，所述糊剂含有至 少一种致密的、粉末状的、微粉化的矿物羟磷灰石，其与明胶混合。
48.如权利要求1- 中任一项所述的方法的应用，其用于牙腔的总的预防治疗。
49.如权利要求30-44任一项所述的方法的应用，其用于牙腔的矫正治疗。
50.如权利要求45-47任一项所述的生物材料的应用，其用于牙腔矫正治疗中的粘合 以及修复。
全文摘要
本发明的目的涉及既可进行预防又可进行矫正的牙腔治疗方法。所述方法基本包括采用钕钇铝柘榴石激光对需治疗的牙表面进行辐射，所述钕钇铝柘榴石激光具有优于现有技术的特定参数与条件。在进行以矫正为目的的龋洞治疗时，以下应用亦是必要的于其他阶段，在牙釉质表面或牙本质上使用牙科粘合和修复生物材料，以使激光辐射能令两者间产生微熔合。本发明还涉及在所述方法中使用的生物材料，优选基于羟磷灰石，以及在牙腔治疗中此过程及生物材料的应用。
文档编号A61C17/00GK102105117SQ200980129206
公开日2011年6月22日 申请日期2009年5月18日 优先权日2008年5月30日
发明者维森特·曼努埃尔·托里斯·萨拉格萨 申请人:何塞·路易斯·何塞·查弗尔, 维森特·曼努埃尔·托里斯·吉尔达