[发明专利]一种提高牙齿耐磨耐腐性的纳秒激光装置

说明书

技术领域

本发明涉及口腔临床与材料处理加工应用相结合的牙科医疗器械技术领域，特指一种纳秒激光冲击强化处理技术提高口腔牙齿及牙齿填充材料耐磨性及耐腐性的装置，尤其适用于酸性条件下牙齿及牙齿填充材料的表面强化改性。

背景技术

激光冲击强化（LSP）是一种利用激光冲击波对材料表面进行改性，提高材料的抗疲劳、磨损和应力腐蚀等性能的技术。其原理是高能量短脉冲激光诱导的冲击波与材料相互作用，在金属材料表面形成塑性变形层, 从而使金属材料的疲劳强度与硬度等性能得以提高，尤其是疲劳寿命。这一技术已在航空、船舶、机械工程、微电子等各行各业中得到了广泛应用，目前该技术主要用于材料改性、金属冲击强化和成形，以及无损检测等方面，但该技术还没有应用于临床医疗方面的报道。

口腔中的牙齿之间存在机械摩擦，经年累月的摩擦导致牙齿咬合面或邻面硬组织的缓慢渐进性丧失称为牙磨耗或牙磨损。牙齿咬合面的硬组织随着年龄增长而出现的缓慢丧失一般称作牙齿生理磨耗，也就是牙齿在使用过程中的正常损耗。而因夜磨牙、紧咬牙、偏侧咀嚼等原因导致的牙齿咬合面硬组织过度丧失则被视为病理性磨损，牙齿咬合异常或排列紊乱如重度深覆颌（咬合时，上牙覆盖下牙的垂直距离大于正常值），个别牙反颌（俗称“地包天”）等，因下颌运动受限会加重牙齿磨损，这样的磨损就是不正常的牙齿磨损了，对牙齿有明显的损害。有人认为牙齿很硬，不怕磨，而且越磨月结实，其实这是一种误解。牙齿磨损的表现与发生经常性摩擦的部位有密切关系。发生在后牙咬合面的磨损，最初在牙尖出现小而光滑的平面，以后逐渐扩大并加深，以致露出牙本质。随着磨损加重，上颌后牙的舌尖、下颌后牙的颊尖渐渐变平甚至出现凹陷，相反，上颌后牙的颊尖、下颌后牙的舌尖则越来越显得长而锐。

牙齿磨损有很多危害，例如，磨损导致牙本质外露时，可造成牙齿对冷、热、酸、甜等刺激敏感或疼痛；过度磨损导致牙髓外露时，可造成牙髓炎，如得不到及时治疗甚至可以导致根尖周炎；磨损形成过高、过锐的牙尖或导致牙颈部过薄时，容易造成牙隐裂甚至牙齿折裂（牙折）；牙齿咬合面的窝、沟、尖等重度磨损甚至被磨平，会导致咀嚼效率大大降低，迫使患者咀嚼食物时加大力量从而加重牙周组织的负担，或者咀嚼不到位，加重胃部的负担；咬合面磨损严重者，牙齿之间失去正常的解除关系，可出现食物嵌塞，进而引起邻面龋和牙周病；牙齿严重磨损变短，可使人的面部下1/3高度降低，这不仅使鼻唇沟加深，出现苍老面容，而且还会出现颞下颌关节区域疼痛等功能紊乱的症状。

龋齿是患病率最高的牙病之一，俗称“虫牙”。据不完全统计，我国人口拥有龋齿总数为20多亿个，而且这些龋齿90％没有得到过治疗。龋齿是由于牙斑使牙釉质中的钙与磷溶解形成小洞产生的。龋齿对人的健康危害很大，严重者会导致全身性感染。牙齿开始腐蚀而不加治疗，酸会破坏牙釉质，损伤牙釉质下面的牙质。

凡因龋齿、楔状缺损、外伤等造成牙体组织缺损者都需要修补，以恢复其外形和功能。当病变已波及牙髓，甚至引起根尖周病时，应先治疗牙髓，再行牙齿镶补。充填材料应当具有无毒、耐磨、有抗压强度、充填后体积不改变、与窝洞密合、不被唾液腐蚀或溶解、操作简便及色泽美观等性能。但目前尚无完全符合上述性能的材料，只能依据牙齿缺损部位、受力大小和美观的要求等选用较为合宜的充填材料。一般在后牙多用银汞合金，在前牙，特别是影响美观的部位多选用树脂类。这些填充材料大都存在抗腐蚀性、抗磨损力较差以及强度不高，与窝洞密合不严等问题。

本发明技术是将纳秒激光冲击强化技术应用到口腔临床中，能显著提高牙齿耐磨性及耐酸性，有效防止龋齿与牙齿磨损，也可以用于牙齿填充材料的表面强化改性。在恒牙发育完整后，对其易磨损的部位进行激光强化表面改性处理，在牙齿牙釉质表层形成强化保护层，这样牙齿表层同时具有高耐磨性、抗蚀性能，可提高牙齿牙釉质表层的强度及硬度，有效防止牙齿的磨损，减缓牙斑对牙釉质中钙、磷的溶解，达到强化固齿的目的，且牙齿强化改性过程中表面生物可吸收，具有生物相容性，使得牙齿能与血液、体液相容，从而提高牙齿的抗腐蚀性及寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高牙齿耐磨性及耐腐性的纳秒激光装置，解决牙齿，特别是假牙或牙齿填补材料在酸性口液中容易产生酸性腐蚀和磨损的难题。

本发明提供了用纳秒激光冲击提高牙齿耐磨性及耐酸性的装置，包括激光器及控制系统、数控叠加式工作平台、防震平衡平台（包括无油空气压缩机）及计算机集成控制系统。

其中，所述激光器为钕玻璃调Q脉冲激光器。其基础构件包括：激光器系统、激光电源系统、激光能源系统与循环冷却系统四部分组成。