自１９９６年美國FDA認證了Argon 激光CO2 激光可用來做牙齒美白。近來廠商推出二極體激光用於牙齒美白，然而國內、外在臨床上對二極體牙齒激光美白這方面的研究及探討仍然缺乏。本研究的目的為探討二極體激光在牙齒美白的應用效果並與其他牙齒美白方法的優、缺點作比較探討。本研究於門診採偶遇抽樣牙齒美白患者80名(有效樣本數為78名)，進行臨床上以同一廠商的35%高濃度H202美白劑並以二極體激光光催化進行牙齒美白。本臨床研究結果顯示，臨床上牙齒美白患者女性比男性多，約4:1，平均年齡為33 歲。經過四個迴圈近1小時的牙齒激光美白前、後，牙齒色階上有顯著性差異，男性平均美白後色階差異為9.94±2色階，女性為10.25±2。美白過程中，患者牙齒完全無酸痛感者佔50%。當晚感到酸痛者增加致53.85%；隔天僅有21.79%的患者牙齒仍有微酸感。24小時後就無人有任何不適感。在利用二极體激光進行牙齒美白方法中，男女及年齡大小對美白色階及感覺皆無顯著性的差異。

自從1960年發展出紅寶石雷射以來，學者開始致力將雷射應用在醫學上(賴狄陽，2001)。近幾年雷射在牙科醫療的應用大致分為臨床口內應用以及齒模技工實驗室上應用。早期關於牙科臨床雷射的研究，大多集中在硬組織上的研究，如雷射對於琺瑯質，牙本質及牙髓組織的效用(Ster et al.,1969)。隨後，雷射在臨床上開始利用於口腔內軟組織、顎顏面外科手術、牙周病治療、根管治療、預防醫學、診斷工具及固定膺復等方面。隨著雷射光纖傳送系統的發展，更加強了雷射的準確性，也增加了雷射在於牙科臨床上的應用(Weesneer, 1995)。1995年美國FDA公佈通過雷射可大量用在軟組織上及複合樹脂的硬化(Wigdor et al., 1995)。1996年美國FDI通過Argon或CO2雷射用於牙齒美白；Ｎｄ：ＹＡＧ雷射用於口腔潰瘍，牙周囊袋的清潔；Er:YAG雷射可用於去除蛀牙及窩洞的修型（Cozean et al., 1997）。 所以，目前牙科常用的雷射產品有CO2、Argon、Nd:YAG、Er:YAG雷射，近期也有Diode半導體雷射引進，而其中半導體雷射的體積小、重量輕、結構簡單、價錢便宜、能量轉換率高、又可直接由電轉換，所以半導體雷射在牙科上，逐漸為牙醫師重視，開始被應用於軟硬組織切割及美白牙齒上(林三寶，2000)。

牙齒美白的歷史回顧也近一百年(Irwin, 1996)。在歐美對牙齒美白早已風氣盛行一時，近幾年國人對牙齒美白也逐漸重視。牙齒美白的機制就是利用漂白劑（如過氧化氫，一種氧化物） 滲透進牙齒的琺瑯質和牙本質產生氧化還原反應進而產生游離基，而這些游離基緩慢地把牙齒有機物質轉換成為顏色比原有的較淡的化學中間物(Howard, 1998)。電子結合的斷裂和牙齒的琺瑯質內含有機物質吸收能量的改變，如此會形成一些能夠反射稍許光線的較小分子，進而造成一成功美白作用。而所謂的雷射美白，雷射的能量大部份直接被美白劑上的觸媒及色素團吸收，有效促進及催化美白劑進行光化學反應，使游離基快速產生，加強了過氧化氫的氧化作用，短時間內便將有機色素由碳環結構漂白至親水性無色素結構，達到快速美白效果。目前市面上常用的牙齒美白方法可分為配戴牙拖型或在牙醫門診診療椅上進行的牙齒美白(Linda , 2001)。配戴牙托型的方法是製作一個個人牙托，再將美白劑放進個人牙托內，夜間佩戴２∼３星期，這就是所謂的在醫師指示下”家用型牙齒美白”或稱之”夜間牙托美白”這種家用型的美白劑多為10%∼35%的尿素過氧化氫過氧化氫或10%尿素類。第二種方式是在牙科診間內診療椅上完成的牙齒美白，一般稱之power bleaching。這種方法大部份是利用較高劑量30∼35%的過氧化氫，並用光照或熱源催化加速其美白反應，以便在門診１∼２小時內達到牙齒美白效果。近來有廠商推出半導體激光雷射用於牙齒美白，然而在國內、外牙醫在臨床上對半導體雷射美白這方面的研究及探討仍然缺乏，所以本研究的目的為探討半導體雷射在牙齒美白應用上的效果、並與其他牙齒美白方法的優、缺點作比較。以期大家對半導體雷射美白有進一步瞭解。

◆ 研究方法與材料

本次的臨床研究二極體雷射機是選用美國Biolase 公司產的Twilite系統，該機其雷射之介質為半導體二極體雷射，波長為815nm±15nm，能量0.0W~10.0W，波形可連續、重複或單一，波間可20.0ms~9.9sec，牙齒美白劑的選用也是該公司出產的35％高度濃的過氧化氫。

臨床實驗的對象是針對自2001年~2002年台北市牙醫診所門診牙齒美白的患者，採偶遇抽樣方式取樣，樣本總數為80名。負責收集資料之醫師及護理人員在臨床上皆受統一訓練。牙齒美白前、後比色只接受二位受訓醫師比色，在研究開始前二位醫師在受訓後也先進行相同10位一般患者牙齒比色測試，結果二位醫師的相關系數為0.9。比色測量表是以Vita-Shade色澤表進行比色。美白室的環境為白光，記碌美白所用的攝影機為35mm專業攝影機，並且固定攝影條件。

以下是用二極體雷射進行牙齒美白的步驟：

◆ 資料的處理與分析

將有關資料收集後，以SAS For Windows 8.1版進行資料分析，包括計算人口學分佈特徵、色階差異性、病患牙齒酸痛反應及其滿意度等，再進行t-test、ANOVA、迴歸(Regression)等推論性統計。其中各不同色階作一色階數目化表示以方便統計，如表一所示。

◆ 結 果

本臨床實驗的樣本總數為80名但由於其中有2名資料不全，有效樣本數只得78人。其中男性佔17名(22%)，女性61名(78%)。由本實驗中可知這段時間內做牙齒美白的患者女性比男性多，男女比例為1:4。年齡分佈介於21至51歲，男性平均年齡為37.3歲，女性平均年齡為32.1歲。
其中以20-29歲佔38%，30-39歲佔35%，40-49歲佔20%。男、女牙齒美白前後的色階及差異結果如表二。牙齒美白前男性的平均色階為12.7±2.7，女性的平均色階為12.6±3.0。經過雷射牙齒美白後男性的平均色階為2.7±1.6，女性美白後的平均色階為2.3±1.4。美白色階差異男性平均值為9土2.19，女性為10.23±2.67；最小色階差異為進步4色階，最大進步色階差異為14色階。無論是男性或女性在雷射美白牙齒前、後其色階均有顯著性的差異(p<0.001)如表三所示。將年齡小於30歲及大於或等於30歲分成2組做統計分析，兩組在牙齒美白後的色階有顯著性的差異(p<0.001)如表四所示。

表五有效記碌的78位樣本數中，在四個循環的美白過程中，完全沒有任何感覺的有39名(佔50%)，感覺微酸的有36名(佔46.15%)，感覺很酸的有3名(佔3.85%)，當時感覺痛或很痛為無人。當晚有感覺酸痛感增強的人有增加的趨勢，其中感覺痛和很痛的各有6人（各佔7.69%），覺得微酸的有25人（佔32.05%），完全無酸痛的有36人（佔46.15％）。至於到了隔天早上已有61人（佔78.21%）的人完全無酸痛感。微酸的有13人（佔16.17%），有１人(1.28%)仍感很酸，3人（佔3.85%）仍覺得有痛的感覺。但無人有很痛的不適感。表六中將男女分組﹔年齡小於30及大於或等於30歲分成兩組對牙齒美白色階差異及牙齒美白各時段的感覺做pair t test及統計發現，牙齒美白前、後的色階差異、當時感覺、當晚感覺和隔天的感覺在性別和年齡分層上沒有顯著的差異。

◆ 討 論

由此實驗四個標準的美白步驟中，平均美白的色階差異為１０階。色階差異由最低４階至最高１４階。可證明在牙科門診中以３０∼６０分鐘利用二極體雷射催化３５％高濃度過氧化氫美白牙齒有顯著性的效果，短時間內有如此效果的產生可分為幾方面討論。

美白劑濃度方面: 美白劑的過氧化氫濃度越高，則美白的氧化過程的效應越大越快。目前In Office 的美白劑過氧化氫濃度在15~35% 間。雷射美白所用的美白產品多為高濃度的35% 過氧化氫。家用型牙托的美白劑大多為10%~35% 尿素過氧化氫 (CH6N3O3)。但10%的尿素過氧化氫分解後為3.35%的過氧化氫。所以15%的尿素過氧化氫只有5%的過氧化氫。目前 Brite Smile 出了一組12%尿素過氧化氫家用型佩戴牙托美白，仍需要2~3星期才有效果；倘若家用牙托型美白劑濃度太高會對牙齦組織造成刺激與傷害(Hoywood et al., 1994)。

在催化美白劑方面:最早在1918年，門診中，Abbot以光來增加過氧化氫的溫度作用在活性牙齒上以加速美白的化學反應。1980年後臨床上常用以各種光源以提供熱源來加速高濃度的美白劑的牙齒美白反應；然而在1966~1990年間各種臨床研究証明此方法可在門診時間約2~3小時間產生效果，雖沒有長期性的不適(Cohen and Par kins, 1970)，卻會對牙髓產生刺激(Grace,1998)。 常用的光源為鹵素光及電漿等。這些光源皆屬多色光源，波長可從400nm至1mm，屬於無方向性、無相干性光波。所以這些光源提供較低的光子能量，較高的溫度效應。所以傳統的power bleaching是以提高溫度效應(即溫度每增加10度C化學反應會增快2倍) 來達到牙齒美白的效果。鹵素光屬於黃光，活性的牙髓是紅色，會快速吸收黃光而使牙髓產生疼痛及發炎現象。Nyborg及Brannstrom於1996年的研究指出熱會造成牙髓壞死而且光源越強、距離越近越提高牙髓壞死的機率。 所以學者皆有共識尋找理想的催化加速反應的能量是針對牙齒表面的有染色的分子或美白劑直接進行吸收，而牙髓較不受影響。

在 1996年美國FDA協會通過雷射可用於牙齒美白。當初已認定的雷射為Argon laser(波長為488nm) 及二氧化碳 laser(波長為11600nm) 。由於雷射光屬單一波長，同方向性，同相干性，雷射光可直接作用在牙齒表面深色的有機物質上使其分子間及分子內能量被激化，而雷射光產生的主要高能量光子(E=hv)也直接被高濃度美白劑H2O2或美白劑中的催化劑吸收，進而激活的H2O2產生大量的自由基，強而量多的自由基對牙齒琺瑯質上深色環狀碳進行氧化還原反應，電子結合斷裂使其分解成較淡的顏色的雙鍵分子，繼續美白就會分解成親水性單鍵無色分子。本實驗1所用的半導體雷射由Ga、 Al、 As元素組成，其波長為810nm，根據分析人類的組織對波長為700nm~1100nm之光源通透性最強，在人體組織上若要吸收此範圍光波的雷射，溶劑上或作用物上需特別設計吸收特定光波的染色原子團。Biolase 公司半導體雷射的美白劑內含特殊的染色團可直接吸收810nm波長的雷射光能，能量直接作用在 H2O2上行光化學作用，所以僅有少量能量變成熱而深入牙髓，因此對於牙髓的刺激性降低。此外美白劑上主要成份上增添許多催化劑，成份是mimic horseradish peroxides 或halo peroxides類，可催化美白劑活性使其加速並持續氧化還原反應，以達到短時間美白的效果。

各種雷射由於波長不同特性上就有所不同。Argon雷射會直接被黑色素吸收，所以染色是最佳的染色原子團，但待牙齒變白了Argon 雷射只會被牙齒反射而無法被吸收，美白效果就差了。CO2雷射的光能很快被美白溶劑吸收(因美白劑上含水份高)，能量只能深入美白劑0.1mm，所以其作用只在琺瑯質表面，可避免牙髓受熱影響。

二極體雷射相較於其他雷射其優點為體積較小、重量輕、結構簡單、高效率，藉低電壓、低電力動作，電流可行超過1GHz的直接高速調、能量轉換效率高，又可直接由電源調制。二極體雷射有半導體固有的高可靠性與可量產化的低價格，所以市場較大。但是體積小所以散熱不易，且發光散角較大，所以輸出功率較小。

由表五得知，在美白過程中當時完全無任何酸痛感的佔50%，感到微酸者佔46.15%，很酸的佔3.85%，感到痛及很痛者皆佔0%；而當晚感覺完全無痛者降低至46.15%，感到很酸到很痛者增加至22%，其中分別7.69%人感到痛及很痛。但是隔天完全無痛者升高至78.21%，微酸者降低至16.67%，很酸以上者降低至5.13%。以Argon 雷射及CO2雷射美白患者有報告指出，有部份患者在術後對酸痛的感覺為中等到很痛，大部份患者在24小時後就無任何酸痛感，故與本實驗結果相接近。比較Cohen 1979年的實驗，以35% H2O2用熱阻器控制加熱效應美白活性齒，完全無感覺的患者佔22%，在24小時內有症狀者佔73%，而有症狀長達48小時者佔5%(Cohen and Parkins, 1979)。相較之下，雷射美白的對酸痛臨床表現較佳。

除Cohen外，Dan於1997年對活性牙美白中或美白後之不適感(酸或痛的現象)，根據組織學上切片的研究觀察發現：牙髓內的組織除了中度的血管擴張及有齒質母細胞核分佈在牙本質小管中，其他大部份組織皆正常。所以可能是因為加熱過度造成牙髓內的壓力增加而導致酸痛的感覺，而當壓力降低回覆正常後酸痛症狀即可消除。Zach和Cohen，1965年指出只要牙髓內溫度提高5~10 度C就會造成不可恢復性牙髓傷害及神經壞死。所以只要溫度控制適當，牙髓就不會受到傷害(Cohen, 1979)。除非過熱或外傷造成否則臨床上以35%過氧化氫加熱催化牙齒美白並不會造成牙髓壞死(Goldstein, 1987)。在Zwahten et al,1998研究結果顯示，雷射光或可見聚合光照射在塗有美白劑的牙齒表面上及不塗上美白劑的牙齒上，牙齒上塗有美白劑組會吸收較多的光，但牙髓內溫度的提升較少。 該實驗用不同波長光及不同顏色美白劑交替做實驗發現，美白劑的顏色必須是該照射波長光為補償色，美白劑方能吸收其最多的能量，而減少牙齒表面或牙髓內的溫度吸收。本實驗二極體激光的美白劑上增添了色素團已達到美白劑對雷射光在牙齒表面的吸收，盡量降低牙髓內的直接溫度的吸收，但是雷射光能量一部份仍會轉換成熱能，牙髓內壓力的增加患者覺得酸痛，但熱能吸收較其他方法少，所以較易恢復。

造成牙齒酸的另一個因素有學者認為是因為微量的H2O2滲透進入瑯質與牙本質內而造成牙髓的敏感(Bowles and Ugwunneri, 1986)。但是Bowles及Thompson 1986研究指出其實滲透進去牙髓的H2O2量微乎其微，這也是為什麼臨床上因美白造成牙髓傷害的案例有限。

在比較各美白方法對軟組織的刺激方面：美白劑確實會造成牙齦或軟組織傷害；濃度越高化學傷害或灼傷越大。以 Christensen(1997)的研究指出家用型美白方法進行美白，45.9%患者感覺有軟組織刺激，5.6%馬上有反應；2.1%有系統性反應，18.8%沒有不良反應。有的家用型美白患者甚至在顎上會有灼傷感或不良的味覺感(Howard,1992)。在診所進行牙齒美白的方法，所用美白劑濃度高，則在操作過程上需更加謹慎；早期大部份是用橡皮帳隔離以保護牙齦，本研究則用一種新流動光聚合樹脂做保護。本研究80個樣本中有4位患者的2~3顆牙齒牙齦邊緣有輕微潰瘍，其中原因是在保護牙齦過程中不小心人為因素不小心造成的。其中2位是因牙齦沒有覆蓋完全；另2位是在第三循環時保護層鬆脫。

本實驗中發現無論男女或年齡的大小對於美白前、後對牙齒酸痛感覺的現象並沒有顯著性差異，這與 1987年Nathhanson的研究結果一樣，並沒有任何研究可以証明年紀較輕的患者 (牙髓腔較寬大)在診所美白時用高濃度美白劑及加熱下，應該比年紀較大者較易敏感或疼痛的現象。此外，男女美白前、後色階差異或年齡的大、小與美白前、後的色階差異，皆沒有顯著性的差異。

根據美國1997年 Gordon J. Christensen的調查指出，91%(共8143位)美國牙醫師有作活性牙齒美白。其中62%用家用型過氧化氫美白牙托法；26%做門診中以光源加美白化學劑的方法；7%用熱源加美白化學藥劑；3%用H2O2 家用型美白法；2%用最先進的雷射美白法。家用性美白在美國最盛行是因為其操作簡單，在病人控制下有相對性的美白效果，而且價位便宜；成功率為79% ；但時間長及一此負作用12%~15%患者不滿意。以高濃度美白劑加光源及熱源效果不錯，但結果不能預測、牙髓不舒服反應多，所以不能大眾化(Goldstein,1993)。本研究的滿意度調查結果，表示滿意以上的高達90%，其中5%表示尚可，原因是滿意美白效果，但因有些酸痛反應而表示尚可。另外，雖本次研究沒做確實統計分析，據臨床觀察牙齒的比色若屬於vita shape A(chromo偏黃)或vita shape B系列(chromo偏橘色)美白效果較快及容易；若牙齒比色屬vita shape C，D系列(chromo偏灰藍色)美白效果較差。此觀察與Christensen 1995年研究結果相似。

為讓二極體雷射美白效果佳應注意以下事項:
美白前要注意患者是否為牙週病或牙髓腔外露的牙齒、如果是則不適合接受美白處理。若病患牙齒的琺瑯質有嚴重損害或微細裂縫或蛀牙，應待治療完畢方可進行美白。美白前牙齒表面上的前處理，需徹底地清除和拋光牙齒表面以減少表面的殘留物對美白效果的影響。美白牙齒要注意美白飽和點，若超過飽和點，過度的美白不僅會傷害牙齒的琺瑯質，且牙齒也不會變得更白。美白劑與軟組織或皮膚接觸會造成灼傷，應小心避免病患的舌頭牙齦與藥劑接觸。雷射操作者及病患一定要佩帶護目鏡。另外與患者的溝通與解說也是美白成功與否或滿意與否的關鍵。

研究限制：本研究是隨機抽樣臨床美白患者，由於研究時間短，一些追溯及往後色階改變及顯微下組織的改變無法觀察。本人也對比色的嚴格性及主觀性希望找出更好的方法。目前本實驗仍根据ADA vita shape方式比色法。

◆ 結 論

如今，雷射牙齒美白的效果明顯且可預期結果，而且雷射光與美白劑進行的美白機制，可達到光能有效的行光化學反應、產生最大效果，最小熱能轉換牙齒、牙髓、牙齦不適感最小。而且二極體雷射比其他雷射體積小、重量輕、結構簡單、高效率，藉低電壓、低電力操作，電流可行超1GHz的直接高速調、能量轉換效率高，又可直接由源調制。傅送有光纖，二極體激光有半導體固有的高可靠性與能量產化的低價格。只要在操作過程中，小心作牙齦保護及小心操作二極體雷射用於臨床上牙齒美白應有明顯效果。

目前對雷射美白的更進一步研究仍有限，如長期的追蹤、顯微下對牙釉質、牙本質的影響有待進一步研究。

◆ 致 謝

感謝劉文清所長，文公岭主任的指導及就學期間的協助。胡雪金及過傳良教授不吝給於指引。梁榮洲醫師在臨床上給予經驗分享。至上個人深深謝意。

◆ 致 謝

◆ 附 表