在很多情况下，需要对牙根管进行治疗。位于牙结构中的组织， 牙髓，在患龋齿时可能患病，细胞和组织可能受损伤或萎缩。结果， 牙髓可能患病和/或感染。这将导致牙髓的死亡。虽然常见的作法是 拔牙，但通过清除患病的组织并堵塞和消毒根管能维持牙的使用。用 机械法清除患病的牙髓在技术上有难度，需要进入根管并清除感染组 织，这些组织位于牙根的尖部或其附近。当牙根管的解剖学构造比较 复杂并且根管本身狭窄时，这种治疗也更加复杂。
传统牙髓学治疗包括，首先去除牙髓上面的牙釉质和牙本质，打 通通向牙髓腔的通道。一旦髓腔暴露，接着找到根管入口并扩大。根 管的长度通过X光片计算或利用根尖定位器确定，用扩孔根管锉和/ 或根管钻处理根管。这些器械的设计是通过锉和切削牙本质壁清除根 管的内表面。牙本质壁上有小孔，牙本质形成细胞在此生成牙本质。 这些小孔也是细菌生存和繁殖的地方。这些区域也是通过机械清除根 管内表面而被减少的位置。为了达此目的，使用根管钻和锉使根管在 根尖附近的尺寸与堵塞器械的尺寸相符。扩大根管的内径以使根管壁 上的洞尺寸减小并用机械的方法清洁根管。
可以用药物化学地杀死细菌；这些药物通常是消毒药或抗菌药， 例如次氯酸盐溶液或抗生素药膏。这些药物可以在初次机械消除后送 入根管内。这些药物和机械清除组织的方法使根管内无菌和其它污染 物。由于需要仔细和彻底地机械清除根管壁，并使用大量冲洗液，如 次氯酸钠溶液，冲洗根管，因此传统的作法不但费时而且实施难度大。 牙齿的位置在口腔中越靠后，不能成功达到上述目的的风险越大，因 为根管的形貌更加卷绕，且很难充分地进入到根管中。

本发明的一个重要目的是简化牙根管的治疗，并提供一种治疗系 统，其更加确保牙医在堵塞密封根管之前已经清除了根管内残余的腐 败物和细菌污染物。
另一个目的是，减少通常为堵塞而准备根管的时间，以及减少为 在准备根管中共同使用的其它堵塞根管装置而准备根管的时间。
根据本发明的一个方面，提供了一种处理牙根管的方法，包括以 下步骤：
(a)打通通向根管的通道；
(b)把可流动的光敏剂送入根管中；
(c)通过光纤把激光引入到根管壁激活光敏剂，杀死根管内的细 菌；和
(d)堵塞根管。
如上所述，首先打开根管并通过锉或钻清除坏死的物质。一种方 便的清洁根管的方法是使用牙髓器械产生凹槽状的逐渐变细的通道。 通常，使用一系列长度相似的器械，其头部的直径是顺序增大的。这 些器械可以手持使用，或能方便地装配在传统的旋转牙用机头上。在 根管的成形过程中和过程后，把机械清除根管内部和壁落下的碎屑冲 洗出去，把有机碎屑溶解掉。通常使用次氯酸钠水溶液，例如浓度为 2～3％。在清除步骤的过程中使用大量的这种溶液清除固体碎屑，或灭 菌(Chow等人，1983年，牙髓学杂志(J.Endodont.)，第9卷，第 475页)。
在本发明的方法中，次氯酸钠可以用于最初的清洁和冲洗掉落下 的碎屑。但是，也可在此步骤中使用光敏剂水溶液，或者至少是在清 除最初的碎屑并冲掉次氯酸钠溶液之后使用。
下一步骤是把光敏剂染料送入到根管中。优选的，光敏剂是甲苯 胺蓝染料，以水溶液的形式使用，但是也可使用其它的光敏剂，如 EP0637976中所述的。在遇到细菌时，此染料或其它光敏剂与细菌结 合，一旦光敏作用发生，就用特定波长的光照射此位置，此波长的光 能被光敏剂强烈吸收。每种光敏剂吸收特定波长的光。染料的激活导 致单线态氧释放从而杀死细菌。使导入的光靠近细菌污染的区域是重 要的。把光导或光纤送入到根管中就能很好地做到这一点。为了确保 光传导到根管壁上，光纤的头部应有恰当的形状。光纤在其远端可以 有球形的或圆柱形的表面。美国专利5073402中描述了这种类型头部 或发射体的制造。实际上，头部的形成优选的是通过把光纤的远端与 可光固化组合物接触，这种组合物在固化状态是透明的或半透明的， 当某一波长的相干光穿过光纤时引起组合物的固化。适合的可光固化 组合物包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体，如环氧和尿烷丙烯酸酯和 甲基丙烯酸酯。这种组合物可包含光化学引发剂和自由基产生添加 剂，如α-二酮(樟脑醌)、过氧化苯甲酰和二甲基-对甲苯胺。另 外，头部可以是由可光聚合环氧树脂制成的，如PCT/US98/04458“固 化环氧/多元醇组合物的三元光引发剂体系”(Ternary photoinitiator system for curing Epoxy/polyol compositions)和美国专利6043295“固 化环氧树脂的三元光引发剂体系”(Ternary photoinitiator system for curing epoxy resins)中所描述的。其它含有环氧化物的可光聚合组合 物包括美国专利4256868(Smith)、美国专利4835193(Hayase)、 美国专利5545676(Palazzotto等人)和WO95/14716(Neckers等 人)。头部中也希望包含少量的分散的颜料，例如约1～2％(重量百 分数)的白颜料，如TiO2。它对通过光纤传输的光有散射效应，保证 根管壁被均匀照射。通过把光纤头部浸入可光固化组合物中能制成基 本各向同性的头部，如美国专利5073402中所描述的。头部的形状是 预定的，例如圆柱形头部是通过把光纤头部插到含有可光聚合组合物 的模具中(例如管子)制成的。选择聚四氟乙烯(PTFE)或硅酮制作 模具，可以在可光聚合树脂聚合后容易抽出。管状模具能用于制作圆 柱形头部。球形头部可以用上述美国专利中的方法制作。光纤具有芯 部，通常是玻璃；和覆层，用于增强其强度和韧性。适合的覆层是塑 料，如聚酰胺和甲基丙烯酸酯。在制作头部之前，对光纤的端部进行 处理，剥掉光纤端部的覆层。可以用火焰或浓酸达到此目的。接着把 剥开和清洁了的端部浸入可光聚合液体树脂中，在光纤中通光形成梨 形的“软-固化”树脂小滴。接着从液体中取出头部，沿光纤向下继续 通光一段时间使小滴硬化，优选的是用较高光强度。从头部剥掉覆层， 以使树脂小滴既和芯部粘结又和覆层粘结。在硬化阶段，软固化树脂 小滴放在不含氧的环境中，例如浸入惰性气体中或液体中，如石蜡油。
根管用光敏剂处理并用光照射后，干燥根管，例如通过抽吸和使 用吸水纸尖。接着用适合的系统堵塞根管，以密封根管。这包括使用 传统密封系统，例如用牙髓密封剂粘固的成形的古塔波胶、银或钛尖。 这些密封剂包括氧化锌/丁香酚、氢氧化钙基粘固粉以及环氧树脂。 可使用传统堵塞系统，那些含有古塔波胶的系统是很方便的。一个适 合的系统参与把加热的、软化的形成在棒状载体上的古塔波胶送入根 管。欧洲专利申请0337024中描述了这一过程。美国专利5149268描 述了一个相似的过程。
另外，可用可光固化填充组合物堵塞根管。可光固化组合物可以 通过光照射固化，用于照射的光，其波长能适于激活原位系统，并通 过位于根管内的光纤导入。光纤一般具有远端的头部，用于基本上均 匀地散射光，用于把光导入根管内激活光敏剂的也可以是同一光纤。 但是，固化密封剂和激活光敏剂的光必须具有不同的波长。填料固化 后，光纤可以保留在根管内作为堵塞物的一部分。
本发明还包括治疗牙根管用部件的试剂盒，包括：
(a)可流动的光敏剂；
(b)具有用于发光的远端部分并适于插入根管中从而其头部能到 达根管的尖部的光纤，所述光纤可与附近的发光装置相邻接；和
(c)密封根管的堵塞装置。
在本发明的一种类型中，堵塞装置是可流动的可光固化填充组合 物。
因此，可以意识到本发明的一个方面是联合利用光敏物质和在适 于激活光敏物质的波长下工作的光源。本发明的另一方面是输送机 构，其可以使光敏物质输送到根管的尖部，或输送到其附近，以保证 光敏物质与碎屑和细菌接触。本发明的一个相关方面是在光纤上形成 特别成形的球形或圆柱形头部，使适当波长的光照射到根管尖部的区 域。本发明再一个方面是提供特别成形的光纤头部，在牙根尖附近产 生均匀光。本发明另一个方面是提供新型的密封或填充材料，以防止 根管通过空洞或通过根尖孔再感染。密封或填充材料可以是通过新型 的输送系统输送的。
如上所述，髓腔和根管的牙冠区以正常的途径用高速牙钻就能达 到。另外，激光也可用于暴露髓腔和根管的入口。在用X光片或用电 子光学探测仪器初步估计根管长度后，通过钻根管扩大根管的开口。 接着用公知的冲洗剂冲洗根管，例如用次氯酸盐溶液，或更优选的用 光敏剂。这可能用细针注射器完成，或者也可以用如下所述的专用分 配辅助装置完成。当把光敏剂注射到根管时引起湍流，参见Gooden， 1976，2：2571，Chow，牙髓学杂志，1983，9：47。通过制作向内逐渐 变细的根管保证冲洗剂达到根尖，能完成有效的冲洗。这可以通过适 当的器械达到此效果。
当光敏剂注入牙根管后，光敏剂被从特定光源发出通过光纤导入 的光激活。根据光敏剂的吸收谱确定光波长。优选的使用甲苯胺蓝O 作为光敏剂，其最大吸收值的范围为630～660nm。激光器使用半导体 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。 已发现激光散射到根管内而不是聚焦在某个小的目标区是重要的。达 到此目标的一种方法是使光纤在结束端的头部具有特殊形状，可以是 球形的各向同性头部。
另一个方法是提供具有弯曲表面，例如圆柱表面的远端部分。散 射光部分的直径大于光纤的直径或尺寸基本相同。可以通过移动探针 部分上的光纤内反射外层形成光散射部分，或通过提供没有内反射部 分的所需形状的延伸部分形成光散射部分。另外，可以在形成涂层时 在所需的区域不涂覆光内反射涂层。美国专利5073402中描述了这种 头部的制作方法。
实际上，光散射远端头部可以通过在光纤末端注塑或浇铸能固化 的导光组合物来方便地形成。球形头部的制作可以通过把光纤浸入到 可聚合的组合物并固化粘结的小滴实现，固化小滴时把小滴支撑在不 易混溶的惰性液体中。固化可以是在光纤中通过适于固化的波长的光 来完成的。适合的可聚合组合物包括可光固化丙烯酸酯或甲基丙烯酸 酯组合物，包括那些在下面叙述的适于密封的材料。也希望在可聚合 材料中包括有光散射材料，例如数量在多至5％(重量百分数)的分 散的颜料，以产生对根管的均匀照射。但是，固化的头部对于选择用 于染料敏化的波长的光是透明的或半透明的。
通过注塑或浇铸在光纤端部形成所需形状可以形成其它形状的头 部。
光敏剂
通过把含有光敏剂的液体或凝胶与碎屑和细菌接触，光敏剂或染 料用于根管内表面的消毒。接着用能被光敏剂吸收的适宜波长的光照 射根管内部。
在本发明优选的方面，光敏剂和激光能被联合应用到：
(a)在通向感染牙根管的最初通道完成后，根管灭菌或消毒；或 者在堵塞根管之前作为附加品加入根管的传统准备过程中；
(b)为防止再感染，杀死根管内表面上的齿龋菌。
本发明使用的光敏剂在设计浓度范围中一般对于目标微生物或者 周围组织是无毒的。但是，这里并不需要光敏剂对微生物是无毒的。 由于暴露时间短，因此使用对组织有轻微毒性的化合物是可以接受 的。
优选的，所用的光敏剂能吸收可见光谱红端的光或较长波长的 光，因为这些波长的光对根管附近的牙组织有较大的穿透力。
优选的，光敏剂是对那些与牙髓损坏有关的革兰氏阴性细菌有效 的光敏剂。在根管感染中发现的常见类型的细菌包括兼性厌氧菌和严 格厌氧菌，这在Lewes MAO，McFarlane TW和McGowan DA，医学微 生物学杂志(J.Medical Microbiology)，1986，21：101中有描述。这 些包括：
兼性厌氧菌，包括Streptococcus milleri和内斯兰德氏放线菌。严 格厌氧菌，包括牙龈类杆菌、产黑色素类杆菌、口腔类杆菌、消化球 菌属菌种和消化链球菌属菌种。这些类杆菌型细菌的分类包括卟啉单 胞菌属(牙龈卟啉单胞菌和牙髓卟啉单胞菌)和普雷沃氏菌属(模式种和 中间普雷沃氏菌)。这些细菌在感染的根管中或在不充分的清洗后的存 在将导致感染、疼痛和不舒服。光敏剂的作用是与细菌结合并与激光 相互作用时释放单线态氧。在可获得的光敏剂中，目前优选的是甲苯 胺蓝O。另外，也可使用氯化铝二磺化酞菁、亚甲蓝或天青蓝氯(azure blue chloride)。虽然染料可以是非特异的，但也可使用对根管内细菌 特异的染料。
激光
光引发剂的浓度和激光功率应产生最大的组织穿透性和杀死率。
染料的浓度范围是0.00001％～2％，目前优选的浓度是 0.0001～0.2％，特别优选的是0.001～0.1％。
优选的激光照射光敏剂的时间是10秒到2分钟，优选的暴露时 间是30～90秒。
激光功率优选的是25～150mW，最优选的是约80mW。可以改变 激光功率/暴露时间的组合，以得到所需的数量。
光敏剂溶液的浓度能被任何外来的流体所影响，因此应增大浓度 以对此作出补偿。
为了修饰硬组织的表面并使光敏剂发挥最大效果，可以使用增强 剂作为附加品加入光敏剂中。这些可以与光敏剂溶液结合在一起使 用，或者在光敏剂溶液之前或之后使用。这些附加品包括：
●调节溶液pH值到4.5或更高的酸；
●渗透和清除有机/无机碎屑的酸；
●润湿剂，如HEMA(甲基丙烯酸羟乙脂)和戊二醛；
●去矿化试剂，例如EDTA(乙二胺四乙酸)二钠类型的螯合 剂。
这些物质可以是柠檬酸、多链烯酸和多膦酸、磷酸、EDTA和 HEMA或其它的在此技术中公知使用的酸。EDTA和柠檬酸，如果与 光敏剂同时使用，则对于细菌杀死率有相反的作用。这样，对于这些 附加品，应在用光敏剂处理之前使用，或者在用光敏剂处理之后使用， 并在用光敏剂处理之前用冲洗液冲洗处理过的区域。磷酸，特别是当 稀释到pH值4.5或以上时，与光敏处理同时使用也不出现对细菌杀 死率的反面影响。
重要的是，这些试剂应不干扰光敏过程，特别是应避免使用自由 基和单线态氧清除物质。
光敏剂用注射器或单位剂量输送装置输送，装置中包括薄的可变 形管，在其远端的最后部分上可打孔，例如其长度的最后15mm处。 此打孔的管，优选的最大直径为0.1mm，插入根管中，不被根管壁阻 住。这通常发生在尖部1/3根管长度内(靠近根尖的1/3根管长度)， 越靠近根尖越能插入而不被根管壁阻住。接着注入染料，例如使用单 位剂量药筒，通过此管使染料涂覆在根管壁的所有长度上。接着取出 单位剂量注射器和管，把光纤连接到适合的光源上并插入根管内。光 敏剂染料将被光源激活。
充填或密封材料
本发明的另一个方面是可以用输送系统注入的流体密封剂，输送 系统如同上面对光敏剂的描述一样。当通过插到根尖区域的管或注射 器头部把密封剂充填到根管时，可以把根管壁盖住，并把空气从根管 排出。接着可用可见光源通过具有各向同性头部的光纤固化密封剂。
这些密封剂可以是树脂，例如以下专利申请中描述的牙胶： PCT/GB92/02128，PCT/GB98/00072，US5172763，US5063257，以及其 它用作牙胶和填料的可固化树脂体系，例如以下专利和申请中所描述 的：
EP0356868    WO97/00065
GB2107341    UK1488403
US5520725    US4627097
US1428165    US4001483
灭菌后气密性密封是构成整个牙髓治疗技术的一部分，因为就是 通过这一步骤把细菌再感染减小到最小程度。这可以使用现存的牙科 材料完成。
优选的材料的粘度是可以改变的，以满足应用。优选的粘度为 0.33～1340厘泊。当用作牙本质替代品时，其粘度与水的相似并具有 一定力学性能，例如聚合后的抗弯强度为80～170MPa。聚合时的收缩 率为0.5～4.5％(体积百分数)。密封剂由树脂混合物制成，其粘度应 满足预期的应用。
它们可以是二甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，如上面提到的专利 中所描述的。优选的树脂体系是由尿烷二甲基丙烯酸酯(UDMA)、二 甲基丙烯酸双酚A缩水甘油酯(BisGMA)和甲基丙烯酸四氢糠酯 (THFMA)组成的混合物，其中含有THFMA 30～90％(重量百分数)。 它们的比例可以不同，优选的组成是THFMA 50％、UDMA 33％和 BisGMA 17％。
这些物质可以化学聚合或用特定波长的光聚合。基于可光固化丙 烯酸酯或甲基丙烯酸酯的密封剂通常用波长约450～470nm的光固化。
采用冷固化引发剂体系，不需要外部能量(热或光)的输入，例 如过氧化苯甲酰作引发剂，N，N-二甲基-对甲苯胺作激活剂。
优选的光激活体系包括樟脑醌和一种胺。也可以使用其它的激活 体系。
加入引发剂的数量应当适当，以产生足够的转化数量和足够的转 化速率。它们加入的数量通常为单体混合物重量的0.1～12％。优选量 为单体混合物重量的0.5-5％。
可任选地将其它的添加剂包括在混合物中，例如抗氧化剂、使用 UV抑制剂和聚合抑制剂的稳定剂、颜料以及治疗药物，例如抗生素、 皮质类固醇和其它药剂如金属离子。
也可以使用其它物质作为密封剂，例如溶胶-凝胶玻璃，按与上 述输送方式相似方式输送。如上所述，以及如专利PCT/US98/04458 和美国专利6043295中所描述的，其它有用的密封物质包括可光聚合 环氧树脂。
最优选的堵塞物质包括那些通过在压力下变形密封根管的物质。 用作根管壁和堵塞物之间密封剂的根管密封剂是古塔波胶。它的性质 使它能被压向根管壁。古塔波胶尖的尺寸与成形的根管相匹配。古塔 波胶能横向压缩、垂直压缩、热或冷压缩。也可使用其它的技术，如 加热软化和拟合。也可以注射温热的古塔波胶。也可以使用塔尔萨牙 科公司为其产品“Thermafil”推荐的技术堵塞根管。这里，古塔波胶 被裹在塑料钉上。古塔波胶加热后，把钉和古塔波胶插入根管。用塑 料钉施加压力，迫使软化的材料进入根管壁上的所有孔内。
本发明主要的优点在于，把激光应用到根管内光敏剂的技术，更 加确保牙医清除残余的感染组织。这部分是由于光敏剂被吸收到从主 根管中伸出的侧通道中，以及激光能穿透较厚的牙本质层。
以下是对PDT技术杀死引起牙髓感染的生物的有效性的实验评 估。
(i)目标细菌
引起牙髓感染的细菌的种类范围很宽，但是，目前的文献认为最 重要的种类如下：
微小消化链球菌、核粒梭杆菌、中间普雷沃氏菌、中间链球菌和 变异链球菌。
(ii)实验过程
本部分工作的目的是确定PDT是否能够基本上杀死目标生物。 成功的标准是在临床可接受浓度的甲苯胺蓝O(TBO)存在时用小的 光剂量杀死所有目标生物。
选择了两个关键实验参数：TBO浓度和光能量剂量。为了研究这 些参数对杀死细菌的影响，使用先前研究中建立和使用的定量化验。
基本的实验规程由以下部分组成：在无氧箱中，目标生物在苛求 厌氧菌培养液(fastidious anaerobe broth)中在37℃下生长24-48小 时(根据不同细菌菌种而定)。把30μl等份的每种生物在0.85％(w/v) 盐水中的悬浮液移入到一块96孔圆底微量滴定板的孔中，等体积的 TBO盐溶液(0.85％w/v)加入到每个孔中。平行两份的孔暴露在来自 激光二极管的光下(光纤头部浸入悬浮液中)持续所需的一段时间。 含有微生物悬浮液和替代TBO的0.85％(w/v)盐水的对照孔用相同的 方式处理，以确定波长为640nm的激光对细菌生存能力的影响。还有 另外四个孔，与上述描述的那些完全相同，在黑暗中制备和保存。因 此查明TBO单独对细菌生存能力的影响。某些孔照射后，在消毒的 营养培养液中准备每个孔中物质的连续稀释液，将50μl等份样撒在血 液琼脂板的表面。当板在37℃无氧培育长达7天后，记录得到的菌落 数。
使用上述的方法，对厌氧生物得到如下的结果：
                           表1
暴光时间30秒激光功率80mW   染料浓度   [μg/mL]   生物     初始cfu     细菌杀死率％             平均   20   中间链球菌     1.46E8     4.90E10     99.914  99.6     99.286   20   微小消化链球菌     3.23E8     1.94E9     99.901  99.38     98.865   20   核粒梭杆菌     6.98E6     99.959
                            表2
暴光时间60秒激光功率80mW   染料浓度   [μg/mL]   生物     初始cfu   细菌杀死率％             平均   10   中间链球菌     2.85E8     3.56E8   99.9997   99.998   99.9958   20   微小消化链球菌     2.45E9     2.49E8   99.999    99.998   99.996   20   核粒梭杆菌     1.32E7     1.57E7   99.934    99.998   99.841
对盐水悬浮液中的变异链球菌进行致死的光敏处理。
使用不同浓度的甲苯胺蓝O(TBO)进行实验。这些浓度的TBO 注入到变异链球菌的盐水悬浮液中，接着用附图中所示的激光设备照 射。评估了不同的功率密度和暴光时间。表3列出了所用的暴光时间、 激光功率密度和染料浓度的详细数据。波长是640nm。
                           表3     染料浓度     [μg/ml]    染料/细菌悬浮    液体积    [μL]     激光功率     [mW]     暴光时间     [秒]     50    200     80     30     50    200     48     30     50    200     15     30     50    200     80     60     50    200     48     60     50    200     15     60     50    200     15     90     20    200     80     30     20    200     15     30     20    200     80     60     20    200     15     90     20    200     15     60     20    50     40     10     20    50     40     20     20    50     40     30     5    50     40     20     5    50     40     50     5    50     40     80
每种情况下染料溶液都是用蒸馏水新配制的。开始时，在微量定 板的微孔中加入100μl变异链球菌的盐水悬浮液。它们是从变异链球 菌NCTC 10449得到的，制备的悬浮液使细菌的浓度在108～109菌落 形成单位(cfu)[其光密度约为0.10]。接着在实验的剩余过程中轻轻 搅动溶液，期间加入100μl TBO或盐水。盐水的作用是作为对照。加 入染料30秒后，把各向同性的探针插入悬浮液中，按表3所示的暴 光时间/功率密度组合进行照射。
用铝箔裹住微量滴定板每个孔的底座，以防止激光照射影响邻近 正在处理的孔。
照射后，通过在胰胨大豆琼脂上进行活菌计数，确定每个孔中幸 存菌的数量。从微孔中取出100μl液体，逐级10倍稀释。接着稀释过 的悬浮液在胰胨大豆琼脂板上培养24小时。接着选出菌落形成单位 密度在50～300cfu之间的板，对这些板中的所有样品检测存活细菌。
结果
不同的激光功率、暴光时间和染料浓度的组合得到不同的杀死程 度。这说明所需的杀死程度可以在某些激光功率/暴光时间/染料浓 度的条件下获得。存在一些适于临床应用的组合。
步骤1：
在检测基线值时人为指定暴光时间为30秒。激光参数由设备的 输出来限定，并选择80和15mW作为最初评估的界限值。染料浓度 固定在以前确定的用于渗透牙本质的值。
下面给出四个实验条件的结果。
暴光30秒
实验条件1：最大染料浓度和最大激光功率  染料浓度  [μg/mL]     激光功率     [mW]     初始CFU   细菌杀死率％           平均  50     80     E9-E10   93.11   89.71   86.32
这说明细菌已经基本杀死，但在这个特定的暴光时间下总杀死率 没达到99.9％。
实验条件2：最小染料浓度和最小激光功率   染料浓度   [μg/mL]     激光功率     [mW]     初始CFU   细菌杀死率％           平均   20     15     1.1E9   0       20.0   40.0
这表明最小的激光输出和低的染料浓度不能充分杀死细菌。
实验条件3：最小染料浓度和最大激光功率   染料浓度   [μg/mL]     激光功率     [mW]     初始CFU   细菌杀死率％            平均   20     80     E9-E10   99.99    99.99   99.99
这证明在此激光功率和染料浓度下达到了所需的杀死程度。
实验条件4：最大染料浓度和最小激光功率   染料浓度   [μg/mL]     激光功率     [mW]     初始CFU   细菌杀死率％           平均   50     15     2.1E10     2.8E9   0       7.05   14.1
这说明最大染料浓度和最小激光功率不能充分杀死细菌。
结论
从这里可以清楚地看到，用最小的染料浓度和最大的激光输出能 得到成功的杀死效果。在此激光功率下增大染料浓度将减小杀死率。 在此可以推断，对于所需的来说，最大染料浓度是过剩的，在较低的 浓度下能得到较好的结果。尽管实验条件2和4的杀死率不是很高， 但其中较高的染料浓度产生较低的杀死率，这证实了上面的推断。
接着为了得到有效组合的范围，使用不同的暴光时间和激光能量 密度进行了进一步的工作。为了清楚起见，结果按照暴光时间递增的 顺序列出。
暴光时间：10秒   染料浓度   [μg/mL]     激光功率     [mW]     初始CFU   细菌杀死率％            平均   20     40     2.6E7   20.23    36.34   52.45
这被认为是不适合应用的。由于没有充分达到预期的杀死率增大 并增加了暴光时间，用较低的染料浓度没有重复出上述结果。
暴光时间：20秒   染料浓度   [μg/mL]     激光功率     [mW]     初始CFU   细菌杀死率％            平均   5     40     1.7E7     1.1E8   0        30.1   60.3   20     40     3.0E7     1.8E7   79.36    81.1   82.90
暴光时间20秒得到的杀死率基本较高。在染料浓度为20μg/mL 时，杀死程度达到了80％。
暴光时间：50秒   染料浓度   [μg/mL]     激光功率     [mW]     初始CFU     细菌杀死率％             平均   5     40     7.1E7     1.3E8     84.43   87.14     89.85
在低染料浓度和低激光功率下暴光时间延长到50秒。杀死率较 大但仍不是全部。这表明较低的染料浓度(5μg/ml)可能是可应用的 最低水平。需要较高的激光输出和较长的暴光时间达到全部杀死的程 度。
暴光时间：60秒   染料浓度   [μg/mL]     激光功率     [mW]     初始CFU   细菌杀死率％            平均   20     15     1.2E9     1.1E9   86.32    52.29   18.26   20     80     E9-E10   99.99    99.99   99.99   50     15     1.3E9     2.8E9   12.0     12.16   12.32   50     48     2.3E10     1.3E9   99.76    99.78   99.8   50     80     E9-E10   99.99    99.99   99.99
当暴光时间延长到60秒且采用不同的激光功率和染料浓度时， 很明显，在染料浓度和激光功率输出的取值范围内具有高的杀死率。 很明显，在此时间长度上，在109范围内得到成功的杀死率的最小激 光功率是45mW。
附图表示了本发明实施的方式。

图1是牙的纵截面示意图，其中有一种形式的光纤和头部处于根 管中；
图2是光纤的放大剖面图；
图2a是装有光纤和头部以及把光敏剂输送到根管的管的牙用机 头的示意图；
图3是输送光敏剂溶液到根管的单剂量装置的剖面图；
图4是与牙用机头连接的激光器外罩的透视图；
图5是图4中沿箭头X方向的视图；
图6是表示通过用EDTA去矿化增大龋牙本质光透过的作用的 图。

首先钻牙1得到进入感染的根管3的入口2，并用传统的器械打 开和清除根管。冲洗掉松散的碎屑，并且，任选地，用次氯酸盐溶液 冲洗根管，再用水冲洗。光敏剂溶液，例如甲苯胺蓝O的稀释的水溶 液(浓度约20μg/ml)用尖部成斜角的细尖注射器或者用如图2a或3 所示的一次性分配器注入到根管内。参看图3，分配器包括薄壁套管 10，在其基端是储存光敏剂溶液的储存器11。储存器与套管之间的连 接用易碎膜12密封。在其远端，套管上打有小孔13，其可使液体从 套管中流出。使用时，套管插入根管中，直到其远端接近根管尖部。 挤压储存器11使膜破裂，液体从远端通过小孔13流出，把光敏剂注 入到根管内。小孔13保证根管壁被光敏剂溶液湿润。优选的，光敏 剂与根管保持接触，以使光敏剂被根管内的细菌吸收，通常约20到40 秒。接着取出分配器，把如图2所示的光纤20插入根管3内，将波 长约630/640nm的激光导入根管。
从图2中可以更好地看出，光纤的远端具有透明的球形部分或头 部21，通常直径约800μm。它把光沿光纤向下散播，并保证从头部散 射出的光在根管内向上、向下及向四周是均匀的。
希望在照射根管内部时，光纤的头部能在根管内移动，或者是步 进的，或者是连接的。例如，最初把头部插到根管的尖部，接着在照 射根管的同时逐渐抽出。这可以通过外表面上带有进量标记 (incremental markings)的光纤帮助完成，所述进量与头部的尺寸相 似。操作者利用标记逐渐地抽出头部，以保证整个根管长度上的光敏 剂都被照射到。光纤的头部也可以不是球形的，而是具有普通圆柱形 的远端部分。例如，头部可包括3mm长圆柱形头部，直径约200到 500μm，优选的是200到300μm。这与上述的球形头部的区域大致是 相等的。
通常光纤本身的直径约为200到800μm，优选的是200到500μm。 光纤由外层的塑料或金属管保护，但头部从外层保护管中伸出。外管 是逐渐变细的，形状与准备好的根管相同。
图2a表示所开发出的图1、2和3中所示系统的一种形式。机头 42中有“插入式”的光纤4，光纤4具有各向同性的头部5。光纤以 搭扣配合形式(snap-fit)插在机头42中，并任选经机头连接到控制 台41中的激光源上，形成激光器外罩。围绕着光纤的是中空的管6。 在机头中有储存器7和8，分别装有光敏剂染料和密封组合物。输送 管9和10把储存器连接到管6。储存器可以是可挤压的小袋，从而对 每个小袋分别施加力时，染料或流体树脂就能根据需要注入管6中， 随后流入准备好的牙根管2内。优选的，储存器、光纤头部和管是一 次性的。
一种更先进的激光控制台和装载光纤的牙用机头如图4和5所 示。图4表示与牙用机头42相连的激光器外罩41的透视图。光纤43 插在机头的一部分中，这一部分将插入病人的口腔。光纤43是一次 性的“插入式”元件，具有如上所述的各向同性的头部。外罩41含 有激光发生装置，其输出端与机头中可变形的高负荷(heavy duty)光 纤相连，所述光纤44的输出端连接到一次性光纤43上。外罩41中 可具有两个激光源，一个能发射波长约670nm的激光用于光敏处理， 另一个发出的激光用于固化树脂密封剂。还具有光导和分束器，以使 每个激光源发出的光能被选择性地切换传向光纤的头部43。在光敏处 理结束后更换光纤头部，把新的光纤头部插入机头，从而进行树脂密 封剂的固化。
图5表示的是控制面板45，它具有触摸屏46用于编制激光功率 和处理时间的程序。为了方便起见，仪器制成便携式的，并具有可充 电的电池。
在光敏剂被激光照射足够的时间以确保根管内部的消毒后(通常 30秒到1分钟，激光功率40～80mW)，取下光纤。
在此时把光敏剂从根管中吸出可能是合乎需要的。
接着把流体密封剂或填充组合物注入根管。为达到此目的，可以 使用单位剂量分配器，例如图2a中所示的。然后把光纤，例如图2a 所示的，插入根管中，沿光纤导入光以固化密封剂。这将气密性地密 封根管，以防再感染。密封剂中可含有射线不能透过的充填材料，例 如钡或锶盐，如氟化物。还可包含氟化胺。接着可切下光纤的突出部 分，用传统的牙科填料充填进入孔，例如汞齐或玻璃离聚物树脂。
用从人牙中取出的牙本质的切片进行的实验表明，在光敏处理之 前需要用去矿化溶液预处理根管，例如用EDTA。即使用EDTA进行 短时间预处理，例如用0.1mol的水溶液，也能大大增加激光的穿透距 离。即使用0.1mol的EDTA或其它去矿化溶液预处理牙本质15秒之 短，也能显著增大光透过和染料渗透的深度。这是一个重要的发现， 它能确保牙医杀死受治疗牙齿根管延伸出的通道内的细菌。去矿化处 理对光透过和染料吸收的影响表示在图5中。去矿化添加剂的作用是 自我限制的，即最大去矿化区实际仅延伸到龋损害所影响的牙本质的 边界。
另外，消毒的根管可以用支撑在塑料或金属棒状载体上的古塔波 胶栓密封，如专利EPA0337024或USA5149268中描述的。