研究背景：

牙隐裂是牙冠表面出现细微非生理性裂纹的一种牙体硬组织疾病。因其裂纹隐蔽且尺寸小，早期易被忽视。而不断扩展的裂纹会成为细菌侵入牙齿的通道，进而引发牙髓炎、根尖周炎等牙齿病变，严重时还会导致牙齿折裂甚至拔除。目前针对早期牙隐裂的治疗有调颌、复合树脂粘接修复或嵌体修复等，但容易出现对牙体造成额外损伤及引发牙本质过敏等问题。随着激光技术的发展，激光已广泛应用于牙周治疗、龋坏去除、充填备洞、根管治疗及牙齿美白等牙科临床操作。然而，截至目前，利用超快激光修复牙齿裂纹的相关研究较为匮乏，尚未得到关注。该研究采用紫外皮秒激光（355 nm，15 ps）对羟基磷灰石（HAP）表面裂纹进行熔融修复研究，研究了不同激光加工参数对裂纹修复效果的影响，并对激光修复过程中HAP样品的温度变化以及修复前后表面硬度进行了测试与分析。实验结果表明，该新型裂纹修复技术具有可观的应用潜力。

文章概述：

中国科学院上海光学精密机械研究所与北京大学口腔医院联合提出了一种超快紫外激光修复HAP表面裂纹的方法。该方法不使用其他填充材料，利用HAP中羟基基团对紫外激光的强吸收特性，HAP表面吸收激光能量后熔化流动，填充裂纹以达到修复的目的。

修复后裂纹宽度减小了76%~96%，但是表面仍有微小裂纹。优化参数后，裂纹的最大宽度可以减小到800 nm以下。裂纹宽度的减小有利于阻止某些口腔细菌的入侵，如变形链球菌（球形/椭圆形，直径0.5~0.75 μm，酸性环境中直径1.5~3.0 μm）、乳酸杆菌（杆状，0.7~1.1 μm × 2.0~4.0 μm）和放线菌（丝状，直径0.41.0 μ m，长度几十微米），从而有效降低隐裂牙齿被严重侵蚀和恶化的风险。

相较于未修复的HAP区域，修复区表面硬度提高了166.5%（从188.3±33.3 HV到501.9±86.1 HV）。在修复过程中，修复区下方~2 mm位置的温度（参考牙髓到牙齿表面的距离）变化约为3.5 ± 0.2℃，这表明该技术在应用中不会损伤牙髓。这一技术在治疗早期牙齿隐裂方面表现出巨大应用潜力。

图文导读：

图1.(a)牙齿隐裂纹修复光路以及平台 (b)实验步骤，第一步在HAP表面诱导裂纹，第二步采用离焦超快紫外激光修复裂纹 (c)离焦的示意图，文中采用负离焦

图2.不同宽度裂纹(a)(d)(g)在不同功率激光(0.7W、0.8W)修复后的结果

图3.(a)裂纹修复过程温度变化及温度测试示意图 (b)修复区与未修复区元素组成分析 (c)修复区的放大图

论文信息：

Crack Repair in Hydroxyapatite Bioceramics Using an Ultraviolet Ultrafast Laser

Yan Xue, Kai Zheng, Yang Liao*, Jing Cao, Xupeng Yuan, Fusong Yuan*, Yuxin Leng*

Advanced Materials Interfaces

DOI:10.1002/admi.202501100

原文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admi.202501100

期刊简介：

Advanced Materials Interfaces 发表关于功能性界面和表面及其特定应用的研究成果，推动我们对界面过程的理解。考虑到固体、液体和气体之间的界面在几乎所有材料和设备中发挥着重要作用，该期刊的范围涵盖了物理、化学、材料科学和生命科学的跨学科融合。