治疗龋齿的方法和设备制作方法

戴维·科比特·汉密尔顿, 迈克尔·约翰·科利斯, 吉尔·安·威廉斯, 加文·约翰·皮尔森, 戴维·约翰·克莱门茨, 迈克尔·威尔逊

2002年5月22日

2000年4月14日

1999年4月16日

登弗泰克斯有限公司

A61L2/16GK1350444SQ0080733

龋齿 治疗 设备

1.在制造用于灭菌和密封龋变部位的材料的过程中一套装备的应用，其中该龋变部位已通过机械清除病变牙本质并形成一个龋洞而暴露，该装备的组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种其形状和尺寸允许进入龋洞的光学纤维，所说的光学纤维可以近侧地连接到产生激光的装置上并且该激光的波长能够被光敏剂吸收，所说的光学纤维具有一个没有内部光反射层的远端部分并且该部分被塑造成围绕龋洞传播光线的形状；以及(c)一种用于填充龋洞的密封剂或填充组合物2.权利要求1所述的应用，其中密封剂或填充组合物是一种可光固化的组合物3.权利要求2所述的应用，其中的密封剂或填充组合物具有低粘度，以使该组合物能够被注射入龋洞4.权利要求1-3任何一项所述的应用，其中的装备部件包括选自酸、湿润剂和脱矿剂的物质，该物质用于为在使用光敏剂处理龋变位置之前打开牙本质小管而处理龋洞5.在制造用于治疗牙冠和齿根面的牙颈缘部位的牙根龋的材料过程中一套装备的应用，该装备的组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种可以近侧地连接到产生激光的装置上并且所产生激光的波长能够被光敏剂吸收的光学纤维，该光学纤维的远侧末端没有内部反射层并且被塑造成能够围绕360°的圆弧传播光线的形状，该光学纤维与用于在所述的牙颈缘将光线反射回来的反射面相关；以及(c)一种在使用光敏剂处理并暴露在来自光学纤维的光线之下后，用于密封暴露的牙本质的密封或填充组合物6.权利要求5所述的应用，其中所述的反射面包括一个具有反射面的条带并且光学纤维的末端贯穿所说的条带7.在制造用于密封裂缝前预处理的材料过程中一套装备的应用，该装备的组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种能够近侧地连接到产生激光的装置上并且所产生激光的波长能够被光敏剂吸收的光学纤维，该光学纤维具有一个没有内部反射层的基本上各向同性的远端末端，该末端的形状和尺寸允许其沿着裂缝体系移动以活化光敏剂；以及(c)一种能够流入裂缝内然后被固化的密封剂组合物8.在制造用于治疗在修复位置下面复发龋齿的材料过程中一套装备的应用，其中已经通过从牙齿的表面到龋变位置刺穿一个孔道龋洞而暴露该修复位置，该装备的组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种其形状和尺寸能够进入龋洞的光学纤维，所说的光学纤维可以近侧地连接到产生能够被光敏剂吸收的波长的激光装置上，所说的光学纤维具有一个没有内部光反射层的远侧部分并且被塑造成环绕龋洞传播光线的形状；以及(c)一种用于填充龋洞的密封剂或填充组合物9.用于治疗龋齿病变的一套装备，其组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种其形状和尺寸可以进入龋洞或发生龋变的凹陷处的光学纤维，所说的光学纤维可以近侧地连接到产生激光的装置上并且该激光的波长能够被光敏剂强烈吸收，所说的光学纤维具有一个没有内部光反射层的远端部分并且该部分被塑造成围绕凹陷处或龋洞壁传播光线的形状；以及(c)一种被引入到龋洞或凹陷处并且在固化后形成气密性密封的密封剂或填充组合物10.权利要求9的所述的一套装备，其中的密封剂或填充组合物是可光固化的并且具有低粘度11一种治疗龋齿的方法，该方法包括下列步骤(a)接近龋变部位；(b)用一种光敏剂接触龋变部位；(c)通过将龋变部位置于光敏剂所吸收波长的光线下活化光敏剂，使用光学纤维照射龋变部位以杀死龋变部位的细菌；以及(d)将可聚合的密封或填充组合物注入处理过的牙本质中并使该组合物固化12.权利要求1所述的方法，其中的光学纤维具有实质上各向同性的末端，使其能够在最高达360°的圆弧内照射龋变区域13.权利要求1或2所述的方法，其中通过刺穿一个直径小于800微米的孔道接近龋变部位14.权利要求11至13任一项所述的方法，其中在活化光敏剂和激光前，维持龋变部位在一个延长的期间内与光敏剂接触

本发明涉及一种治疗龋齿的方法和设备概括地讲，本方法涉及杀死牙齿内或牙齿上与龋齿有关的细菌，然后密封治疗区域防止再感染使用本发明的几种情况包括1.预防牙科在密封前杀死牙齿裂缝内和牙齿表面的细菌以及在修复填塞前杀死牙釉质和牙本质表面的细菌2.在常规治疗中，以常规方法预处理龋洞后，作为杀死龋变部位残留细菌的一种方法3.使用牙本质替代物充填龋变部位时最低程度的侵入技术牙釉质中不含细胞，一旦被破坏将无法再生一旦进行性的脱矿化前沿到达牙釉质和牙本质的结合处，它将沿着牙釉质和牙本质的结合处横向扩展，致使一个更宽的前沿发生进一步的脱矿化牙本质的结构与牙釉质不同，其具有一种钙化的有机基质从幼年开始的细胞活动从牙髓到牙釉质和牙本质结合处贯穿牙本质随着年龄的增长，这一结构从牙本质的外表面向内，钙化程度越来越高在发生龋齿的过程中，牙本质首先脱矿化，然后是细菌侵入变性的牙本质的阶段牙本质内的小管被扩张，然后细菌可以停留在小管的内腔内它们通过从牙釉质外表面的单向扩散过程获取营养已经确证，如果营养被切断，这些厌氧性的细菌将进入休眠状态或死亡常规的牙齿治疗要求使用连接在高速涡沦机头上的牙钻接近病变处这会使得实质量的完好的牙组织被清除例如，如果治疗牙齿邻间表面的龋变，为了接近蛀蚀部位并持续至接下来的修补阶段，则牙齿的咬合面和邻接的表面的一部分将被清除龋齿的侵袭方式导致牙釉质被逐渐破坏这意味着在有负荷的情况下，牙釉质将破碎并常常不得不被截短目前，有三种主要材料通常被用于修补病变牙齿牙科汞合金，合成树脂以及玻璃态聚链烯酸酯粘合剂使用金和陶瓷需要至少拜访牙医两次，费用也很高当牙齿损失量较多或者传统的材料无法承受所施加的临床负荷时，通常才使用这些材料在过去的一百多年中，一直使用牙科汞合金作为所选择的材料，但由于环保、安全和审美的原因，目前，其使用受到了质疑然而，它仍然是大多数从业者认为最方便使用的材料牙科合成树脂克服了审美方面的问题并能够承受中等程度的磨损，但其在填补后的收缩及其苛刻的技术要求和技术的敏感性意味着其填补时间大约是牙科汞合金的1.5倍它还要求使用牙本质粘合剂以减少边缘渗漏这一点又是技术敏感的由于释放和吸收氟化物而成为治疗剂的玻璃态聚链烯酸酯粘合剂是一种易碎的材料因此，已有的任何材料都不适于在口腔中通用所有的材料都要求以Black在1890年所描述的方式尽可能多地除去蛀蚀的部分对发生感染的牙本质的确认依赖于X光照相、探通术以及视觉判断这些充其量都是很粗略的方法可以肯定，在操作完成后，所有的孔穴内都残留有一定数量的活细菌未能密封或切断细菌的营养供应会导致蛀蚀的复发，最终将需要更换填充物牙科汞合金修补的平均寿命为8年，合成树脂的平均使用寿命为4年如果外推至牙齿的寿命，这意味着至少需要更换牙科汞合金5或6次，对于合成物树脂还需加倍在每次更换填充物时，都将扩大龋洞并且因为达到或超过了填充物材料的极限而增加失败的风险类似地，由于剩余的牙齿组织减少，牙齿的结构完整性降低，导致牙齿组织功能的衰竭一旦形成了通向龋变部位的通道，即使用一种光敏化合物，如光敏染料接种到龋变的牙本质中适当的光敏剂实例公开在欧洲专利No.0637976中细菌将吸收染料或其他光敏剂，一旦细菌被敏化，则使用具有特定波长的光照射龋变部位激光和染料之间的相互作用导致原子态氧的释放并杀死细菌，这就是光动力学治疗的基础一旦细菌被杀死，即向龋变部位及其周围脱矿化的牙本质注入一种就地聚合的牙本质替代物在光动力学治疗(PDT)完成后，可以在注入的树脂组合物中加入氟化物以产生治疗效果根据本发明的一个方面，其提供了一种治疗龋齿的方法，该方法包括下列步骤(a)接近龋齿的龋变部位；(b)用一种光敏剂接触龋变部位中的细菌；(c)通过将龋变部位暴露于光敏剂所吸收波长的光下并使用一种允许照射龋变区域的光导纤维活化光敏剂，以杀死龋变区域的细菌；以及(d)向治疗过的牙本质中注入一种可聚合的密封或填充组合物并使该组合物固化由于按照本发明对龋变的治疗包括去除最少量的牙组织，因此，通过刺穿细直径的龋洞而形成通向龋变部位的通路通过使用一种具有较小直径并且其尖端的直径低于1mm，优选大约为800微米或以下的光学纤维实现龋洞内光敏剂的活化对于非常小的龋洞和组织，光学纤维尖端的最大横向尺寸可以是400微米或以下，例如200微米许多类型的龋变都可以方便地按照本发明进行治疗这包括通过钻出从牙齿表面到位于牙冠下面的龋变部位的孔道通路而接近龋变部位本发明还可用于牙根龋的治疗，密封缝隙，预先的修复操作以及治疗填充物或人工牙冠下面再发生的龋齿因此，按照另一个方面，本发明包括在制造用于灭菌和密封龋齿龋变部位的材料中一套装备部件的应用，其中该龋变部位已通过机械去除病变牙本质并形成一个龋洞而暴露，该装备的组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种具有可进入龋洞的形状和尺寸的光学纤维，所说的光学纤维可以近侧地连接到产生激光的装置上并且该激光的波长能够被光敏剂吸收，并且所说的光学纤维具有一个没有内部光反射层的远端部分并且该部分被塑造成实质上各向同性地、并优选均匀地围绕龋洞传播光线的形状；以及(c)一种填充龋洞的密封剂或填充组合物本发明还包括在制造用于治疗牙冠和齿根面的牙颈缘部位牙根龋的材料中，一套装备的应用，该装备的组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种可以近侧地连接到产生激光的装置上的光学纤维，并且所产生激光的波长能够被光敏剂吸收，该光学纤维的远侧末端没有内部反射层并且被塑造成能够围绕最高达360°的圆弧传播光线的形状，该光学纤维与用于在所述的牙颈缘将光线反射回来的反射面相关；以及(c)一种在使用光敏剂处理并暴露于来自光学纤维的光线之下后，用于密封暴露的牙本质的密封或填充组合物本发明的又一个方面是在制造用于密封裂缝前预处理的材料的过程中，一套装备的应用，该装备的组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种能够近侧地连接到产生激光的装置上的光学纤维并且所产生激光的波长能够被光敏剂吸收，该光学纤维具有一个没有内部反射层的基本上各向同性的远端末端，该末端的形状和尺寸允许其沿着裂缝体系移动以活化光敏剂；以及(c)一种能够流入裂缝内然后发生固化的密封剂组合物本发明还包括在制造用于治疗在修复位置下面复发龋齿的材料的过程中，一种装备的应用，其中已经通过从牙齿的表面到龋变位置刺穿一个孔道龋洞而暴露该修复位置，该装备的组成部件包括(a)一种可流动的光敏剂；(b)一种具有可进入龋洞的形状和尺寸的光学纤维，所说的光学纤维可以近侧地连接到产生能够被光敏剂吸收的波长的激光装置上，并且所说的光学纤维具有一个没有内部光反射层的远侧部分并且被塑造成环绕龋洞传播光线的形状；以及(c)一种填充龋洞的密封剂或填充组合物使用光敏剂和活化系统可以杀死与龋齿有关的细菌光敏染料或其他光敏剂的浓度以及敏化时间恰好在执业牙科医生的临床要求范围内光动力学治疗的总体效果已经被证实限于牙齿组织的内部结构，并且似乎对牙髓内的细胞没有影响光线在通过脱矿化或部分脱矿化的牙本质的过程中，其衰减作用可以定量已经发现，光敏剂能够渗入脱矿化的牙本质中以及激光能够穿过牙本质的有效厚度与传统的方法相比，这些发现允许牙科医生减少去除掉的牙本质的量已经确认了一系列具有引入细孔的适当性质的树脂，通过加入氟化物，可以提高其治疗效果为了密封和填充在本发明的实践中所设想的细孔，设计了具有低粘度并且能够流入细孔和裂隙内的密封剂组合物此类密封剂组合物含有甲基丙烯酸四氢糠酯(THFMA)(或其衍生物)与一种或多种单和双官能的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的混合物在光敏处理后向龋洞内或凹陷处注入密封剂组合物时，密封剂组合物应具有足够的流动性典型龋洞的直径可以是大约500-1000微米典型的粘度是0.6-1350厘泊优选的密封剂组合物含有一种由至少一种含有平均至少两个丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团的树脂与相对于该树脂粘度较低的可共聚的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯单体组成的混合物优选甲基丙烯酸酯单体是一种杂环的二甲基丙烯酸酯，例如THFMA优选树脂为二甲基丙烯酸脲烷酯或二甲基丙烯酸缩水甘油酯，例如二甲基丙烯酸环氧酯此类组合物在与本专利同时提交的我们的共同审理中的英国专利申请号No.0000886.2(我方卷号DFX CaseC)中有详细的描述已经检测了这些树脂的生物可接受性并且已经证实其具有与氧化锌/丁子香酚具有类似的生物适应性，而后者是牙科国际标准化组织(ISO)中生物适应性的标准[TR7405]适当的树脂的详细情况也在下文中给出在将光敏剂引入牙齿中的细孔以后，使用由激光器上的光学纤维所发出的能够被光敏剂强烈吸收的适当波长的光活化光敏剂所使用的波长取决于光敏剂的吸收光谱优选使用甲苯胺蓝O(邻-甲苯胺)作为光敏剂，其最大吸收波长范围为600-700nm，特别是630-640nm可以使用半导体激光器、镓/砷化物和氦/氖激光器激光可以是连续的或脉冲的如果光线是脉冲的，优选脉冲之间的间隔较短，例如一秒的一小部分至一秒，优选大约1/2秒已经发现，激光在龋洞内均匀传播而不是集中在一个小的目标区域内是重要的实现这一点的一个方法是提供一种具有各向同性末端的光学纤维，例如，一种大致为球形的末端形成此种末端的方法在美国专利No.5,073,402中描述实质上，可以通过在光学纤维的末端模制或铸造一种可固化的可传输光的组合物而方便地形成光传输的末端可以通过将光学纤维浸入可聚合的组合物并固化附着的液滴，同时在一种不可混溶的液体中支持该液滴而形成球形末端可以通过沿光学纤维传输用于固化的适当波长的光而实现固化适当的可聚合的组合物包括可光固化的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯组合物，也包括那些在下文中描述的、作为适当的密封剂材料的组合物也可能需要在可聚合的材料中包含一种光散射物质以增加在牙根管照射的均一性但是，固化的末端应对所选定具有敏化染料的波长的光线透明或半透明可以通过在光导纤维的末端模制或铸造所期望的形状形成其他形状的末端也可以通过在距离末端的一个短距离内除去光学纤维的内反射的外层，或者通过限制外层使其不会应用于末端而形成各向同性的发光末端可以在一种单一剂量系统内输送光敏剂牙本质替代物将以与目前可获得的牙本质粘合剂类似的方式发挥作用，牙本质粘合剂渗入使用酸性脱矿剂而部分脱矿化的牙本质中牙本质替代物将渗入到脱矿化的牙本质中并实现密封第二种功能是强化形成一种牙本质型替代物的层，该替代物具有与牙本质类似的性能并支持密封通道龋洞的少量填充物光敏剂通过使用与龋变部位接触的液体或凝胶或清漆进行填充，并使用光敏剂所吸收的适当波长的光线照射光敏化合物，用于对牙齿的表面和内部结构进行消毒液体、凝胶或清漆通常是含水的可以通过向光敏剂的水溶液中加入胶凝剂形成凝胶适当的胶凝剂包括亲水聚合物，如纤维素衍生物和聚乙烯吡咯烷酮作为选择，可以加入增稠剂，如胶态二氧化硅(如Cabasil)，例如，加入的重量百分比最高为10％在密封裂隙前的预处理或龋洞较浅时，凝胶特别有用在本发明的优选方面中，光敏剂和激光的组合可用于A)对所钻出的龋齿龋变部位消毒或杀菌B)为治疗或预防龋齿，杀灭牙齿结构表面或内部的龋齿微生物本发明所使用的光敏剂对所设想浓度中的目标微生物，特别是周围的组织通常是无毒的然而，不要求光敏剂应对微生物无毒由于暴露的时间较短，使用对组织具有轻微毒性的化合物是可以接受的优选所使用的光敏剂能够吸收可见光谱中红色端或者波长更长的光线，因为这些波长在病变周围的组织中具有更大的穿透能力优选有效阻止与龋齿相关的革兰氏阴性菌的光引发剂它们是染料，其中，目前优选的是苯甲胺蓝O作为选择，也可以使用二磺化的酞菁氯化铝、亚甲蓝和天青蓝氯化物虽然染料可能是非特异性的，但它们可以被制成对龋齿病变内的微生物具有特异性光引发剂的浓度和激光的功率相匹配以提供最大的组织穿透和细菌杀死率染料的浓度范围为0.00001％-0.1％优选浓度为0.001％-0.01％优选激光照射光敏剂的时间为10秒至90秒，优选的曝光时间是20-60秒，特别是20-40秒优选激光功率在20至600mW之间，例如40至200mW，最优选在40至150mW之间光敏剂溶液的浓度可能受到任何外来液体的影响，为抵消这种影响可以提高浓度为了改善或提高进入被细菌感染的龋齿牙组织的光敏剂的比例并使其发挥最大的作用，可以与光敏溶液同时、在光敏溶液前或其后使用试剂试剂可以是·使溶液的pH值等于或高于4.5，例如4.5至5的酸·渗透并除去有机/无机残渣的酸·湿润剂，如HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)和戊二醛·脱矿剂，例如EDTA磷酸氢二钠类型的螯合剂此类物质可以是柠檬酸、聚链烯酸和聚膦酸、磷酸、EDTA和HEMA或已知用于本技术领域的其他此类酸如果在光敏化处理的同时使用，EDTA和柠檬酸对细菌的杀死率会产生负面影响因此，在使用这些添加剂时，应在使用光敏剂处理之前或之后使用并应在使用光敏剂处理前用洗涤液冲洗当与光敏化处理同时使用时，膦酸，特别是pH值等于或高于4.5的缓冲液似乎具有对细菌杀死率的积极效果光敏化阶段的另一种添加物是与染料的使用同时或在其之后使用的再脱矿化溶液适当的试剂由Causton BE和Newell Johnson NW在1982，BDJ152，9-11，Levine RS，Beech DR和Carton B在1977，BDJ，143，275-277或Pearse和Nelson在《龋齿研究》(CariesResearch)1988 22，362-370中所描述重要的一点是这些试剂不影响光敏化过程特别应避免使用自由基氧和单态氧清除剂作为添加剂可以使用注射器输送光敏剂，例如，按照下文的描述，使用一种光学纤维穿过其中的单元剂量装置在细菌被杀死后，通过引入一种作为牙本质替代物的树脂密封牙齿上的孔洞，该牙本质替代物将渗入到剩余的牙本质结构中，填充多孔结构树脂填充材料可以是一种低粘度的、可注射的树脂，通过光照或自动聚合作用使该树脂聚合此外，该树脂可以释放氟化物如果该树脂是光聚合的，可以使用同样的光学纤维将固化该树脂的适当波长的光引入到孔洞中密封剂的目的是将空气从治疗区域，如龋洞或凹陷处排除可以被用于密封牙齿中的孔洞的树脂包括下列文献中的树脂PCT/GB92/02128PCT/GB98/00072US 5,172,763US 5,063,257EP 0356868GB 2107 341US 5,520,725US 1,428,165WO 97/00065UK 1488 403US 4,267,097US 4,001,483杀死细菌后进行密封是非侵害技术中的组成部分，因为正是通过这些方法减少了细菌的再感染可以使用现有的牙科材料完成这一步优选的材料可以具有适于应用而变化的粘度优选的粘度范围是0.33至1340厘泊作为牙本质替代物使用的材料，其粘度应类似于水的粘度并应具有例如聚合后的抗弯强度在80至170Mpa范围的机械性能在聚合过程中的收缩将在0.5-4.5体积％的范围牙本质替代物由一种树脂的混合物制成，该混合物将提供适于预期应用的粘度范围这些材料可以是如上文所提到的专利中所叙述的二甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯优选的配方是二甲基丙烯酸尿烷酯(UDMA)、二甲基丙烯酸双酚A缩水甘油酯(BisGMA)和甲基丙烯酸四氢化糠酯(THFMA)的混合物可以按照不同的比例组成，优选的组合物为50％的THFMA，33％的UDMA和17％的BisGMA该材料可以化学聚合或通过应用特定波长的光聚合基于光固化的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的密封剂材料通常由波长为大约450-470nm的光固化不要求额外的外来能量(热或光)的冷固化引发剂系统是诸如作为引发剂的过氧化苯甲酰和作为活化剂的N，N-二甲基对甲苯胺这样的物质优选的光活化系统包括樟脑醌和一种胺也可以使用其他活化系统引发剂的使用量应以提供足够的转换水平和足够的转换率为宜其通常使用量为单体混合物重量比的0.1％至12％之间优选值为单体混合物重量比的0.5％至5％之间在混合物中可以选择性加入不同的添加剂，例如抗氧化剂、用作紫外光抑制剂和聚合抑制剂的稳定剂、颜料和治疗剂如抗生素、皮质类固醇和诸如金属离子的其他医疗试剂下面的内容说明杀灭与龋齿相关的细菌所要求的条件阶段1对在盐水悬浮液中的链球菌突变体的致命光敏化使用一系列浓度的甲苯胺蓝O(TBO)进行实验将这些浓度的甲苯胺蓝O引入链球菌突变体的盐水悬浮液中，然后使用附图中所示的激光器照射对一系列的功率密度和曝光时间进行评价对曝光时间和激光器功率密度以及染料浓度评价的详细情况列在表1中表1 使用蒸馏水制备每种情况下的新鲜染料溶液首先，将100μL链球菌突变体的盐水悬浮液加入微量滴定板的微孔中细菌来自链球菌突变体NCTC 10449，制备悬浮液以使细菌的浓度在108至109菌落形成单位(cfu)[它们具有大约0.10的光密度]然后轻微搅拌溶液进行余下的实验向其中加入100μLTBO或盐水，盐水作为对照在加入染料30秒后，将各向同性的探针浸入悬浮液中并按照表1所示的曝光时间/功率密度组合范围进行照射用铝箔缠绕微量滴定板每个孔的底部，以防止激光器的照射对与被处理孔相邻的孔产生影响照射后，通过在胰蛋白胨大豆琼脂上的活体计数确定每个孔中的存活细菌数量从每个微孔中移出100μL液体并逐渐稀释至十倍然后在胰蛋白胨大豆琼脂板上培养稀释的悬浮液24小时然后选定菌落形成单位密度在50-300cfu之间的培养板并检查这些培养板上全部样品的存活细菌结果使用不同的激光器功率、曝光时间和染料浓度的组合实现不同的杀菌水平这表明所要求的杀菌水平可以通过特定的激光器功率/曝光时间/染料浓度实现存在着一个可能适合于临床应用的组合范围第1期30秒的曝光时间被任意地确定为检验的基线值激光器参数由仪器的输出功率限定并选定80和15mW作为首次评价的外限染料浓度为先前确定的用于渗透牙本质的数值四个步骤的结果如下曝光时间为30秒步骤1最高染料浓度和最高激光器功率 这表明在该特定的曝光时间下，实质上大量的细菌被杀死但总的杀死率还达不到99.9％步骤2最低染料浓度和最低激光器功率 这表明最低的激光器输出功率和低染料浓度不能产生足够的杀菌力步骤3最低染料浓度和最高激光器功率 这证实所要求的杀菌水平在该激光器功率和染料浓度下得以实现步骤4最高染料浓度和最低激光器功率 这表明最高染料浓度和最低激光器功率不能产生足够的杀菌力结论上述实验得出的明显结论是，在最低染料浓度和最高激光器输出功率下能够获得有效的杀菌力在该激光器功率下提高染料浓度降低了杀菌率从这些数据可以推断，最高的染料浓度超出了所要求的浓度，并且在较低的浓度下能够获得更好的结果这一点由步骤2和4所证实，其中虽然杀菌率不高，但较高的染料浓度产生较低的杀菌率然后使用不同的曝光时间和激光能量密度进行进一步的实验，试图确定能够被证实有效的组合范围为使表达清晰，结果按照增加曝光时间的顺序公布曝光时间10秒 上述结果被认为不适合使用由于提高所期望的杀菌率被认为不足以实现而没有使用更低的染料浓度重复实验，而增加了曝光时间曝光时间20秒 20秒的曝光时间实质上产生了较高的杀菌率在这里所测试的20μg/mL的染料浓度下，获得了80％的杀菌率曝光时间50秒 在低染料浓度和低激光器功率下，将曝光时间延长到50秒虽然不是全部但却有大量的细菌被杀死这表明该较低的染料浓度[5μg/mL]可能是可以应用的下限为实现全部杀死细菌，要求更高的激光器输出功率和更长的曝光时间曝光时间60秒 当在一定范围的激光器功率和染料浓度下，将曝光时间延长至60秒时，明显可以看出一定范围的染料浓度和激光器输出功率杀菌率较高很明显，在这一时间间隔内，获得成功的109范围内的杀菌率的最低激光器功率是45mW第2期在胶原蛋白基体中链锁状球菌突变体的致命光敏化在该研究部分中，设计使用胶原蛋白基体重复第1期的研究，以利用最初确定的激光器曝光时间确定胶原蛋白对光/染料浓度的影响结果证实在胶原蛋白基体中，能够实现108-1010的杀菌率方法本方法是对先前描述于《龋齿研究》(Caries Research)29192-197中方法的改进所选定使用的染料溶液是pH值被调整至5的水溶液在本研究中没有加入任何添加剂由于在细菌悬浮液中的研究表明添加剂会降低光动力学(PDT)过程的效果，因此，在本阶段中没有加入任何添加剂这是将在下一期中进一步评价的内容将1009μL处理过的小鼠尾胶原蛋白和50μL链锁状球菌突变体悬浮液混合在一起并将溶液部分干燥过夜，形成具有胶冻状稠度的栓形物然后使用微量移液管将50μL TBO[光敏剂]注射入栓形物的中心注意到染料溶液倾向于沿微量移液管尖端的面周围向上涌并在栓形物的顶端形成水洼这使得染料的分布相当不均匀目前，似乎还没有任何方法能够避免这一问题，这也是对实验方法的一个限制这种染料的注入将染料的浓度有效地降低了4倍[向150μl/mL的胶原蛋白/链锁状球菌混合物中加入40μl/mL会形成这种稀释]这相当于10μL的总浓度注意到染料没有很快地渗透到胶原蛋白基体中因此，评价多个接触时间以寻找最适当的时间过短的时间意味着栓形物内的细菌可能没有接触到染料这将意味着被杀死的细菌量下降暴露于染料中的时间过长将导致“暗杀死”，此时光敏剂单独已经发挥了杀菌作用为评价这种效果，研究了三种接触时间30秒、3分钟和1小时使用了三种照射时间30秒、60秒和180秒所使用的激光器功率是80mW和60mW照射后，使用50ml 0.5mg/ml的1A型胶原酶处理胶原蛋白栓形物3小时，离析出存活细胞并使其能够按照上述阶段1中所描述的活体计数方法计数为评价光敏剂向栓形物内的不良渗透，研究了一种切碎胶原蛋白栓形物使其成为多孔结构的技术这被认为比致密的胶原蛋白栓形物更类似于龋变的牙本质结果采用60分钟的初步接触时间评价染料在密实的胶原蛋白栓形物中的渗透30秒的接触时间使染料/激光的组合获得了良好的杀菌率，染料本身对细菌没有作用不同的功率密度、照射时间和接触时间的结果在下文中列出，同时还列出了所获得的杀菌率和杀死比例突出的数字表示所获得转折点的数字胶原蛋白栓形物照射时间30秒染料浓度10μg/mL 照射时间60秒染料浓度10μg/mL 照射时间180秒染料浓度10μg/mL 很明显，曝光时间超过30秒，在60和80mW的功率下均可获得109数量级的杀死水平在杀死比例上，随着与细菌接触时间的延长而提高这证实了确保染料与细菌接触的重要性胶原蛋白栓形物代表了一种严格的实验，因为它不是多孔结构的并且染料/细菌的接触依赖于通过栓形物的质密的固体物质的扩散率简言之，发现在30秒至3分钟之间的染料接触/停留时间是令人满意的通常优选激光照射时间为30秒至180秒之间为了更接近地模拟龋齿病变，将胶原蛋白基体切碎这提供了一种细菌仍然被限制在胶原蛋白之内的多孔结构这与牙本质发生穿孔的龋齿病变相类似该研究的结果列于下表切碎的胶原蛋白 这证实，在这种介质中使用较短的染料、细菌接触时间和较短的激光曝光时间可以获得高杀菌率结论1)可以看出，使用TBO和下文所描述的激光器在细菌悬浮液和胶原蛋白基体中均可实现链锁状球菌突变体109的杀死水平2)胶原蛋白基体研究证实了染料和细菌之间接触时间的重要性因此，在使用激光器治疗前可能需要维持光敏剂与龋变部位在一个延长的期间，如大约5分钟或以上，优选30秒至3分钟内接触在该期间内，可以用光敏剂溶液冲洗龋变部位，以使细菌与新鲜的光敏剂溶液流接触用来自拔除的人类牙齿的牙本质切片进行的实验表明，在光敏化处理前用例如EDTA等脱矿化溶液预处理龋洞凹进处是所期望的使用EDTA，例如0.1摩尔浓度的水溶液即使进行短暂的预处理，也充分地增加了激光能够通过的距离即使使用0.1摩尔浓度的EDTA或其他脱矿化溶液仅仅预处理牙本质15秒，也会明显地增加光传播的深度以及染料的渗透这个发现很重要，它使牙科医生能够确信扩展至处理过的牙齿的牙本质的裂隙中的细菌已经被杀死脱矿化处理对光传播和染料吸收的影响用图形表示在图5中脱矿化添加剂的作用似乎是自我约束的，因为最高的脱矿化区域实质上仅延伸至受龋齿病变影响的牙本质的边界