Nd:YAG激光在牙周病领域中应用的研究进展

郭旦斐 综述; 李志韧, 杨永进, 吕晓宁 审校

(辽宁医学院解放军第二炮兵总医院研究生培养基地, 北京100088)

·综述·

Nd:YAG激光在牙周病领域中应用的研究进展

郭旦斐 综述; 李志韧, 杨永进, 吕晓宁 审校

(辽宁医学院解放军第二炮兵总医院研究生培养基地, 北京100088)

Nd:YAG激光具有组织穿透深度大、血液凝固效果佳、杀菌效果好等特点，用于牙周病治疗时可快速控制炎症，促进新附着形成，具有广泛的应用前景。本文就Nd:YAG激光对牙周组织各部分的影响以及临床应用的研究进展作一综述。

Nd:YAG激光; 牙周病; 激光牙周治疗

[DOI] 10.15956/j.cnki.chin.j.conserv.dent.2015.10.012

[Chinese Journal of Conservative Dentistry,2015,25(10): 624]

Nd:YAG激光(全称掺钕钇铝石榴石激光器)的激活离子为钕离子Nd3+，基质为钇铝石榴石晶体，波长1.06 μm(该波长正好处于光纤的最佳透过率范围)，其优点为血液凝固效果极佳，且穿透深度大，特别适用于深部血管密集部位的切割以及凝固。Nd:YAG激光是一种短脉冲的近红外光,其脉冲发送时的瞬间高能量可引起细菌菌液汽化,从而导致细菌细胞壁崩解；同时还可通过热效应使蛋白质凝固、变性、坏死[1]。除此之外，Nd:YAG 激光还具有其他生物效应，如光化效应、电磁场效应、光蚀效应等。近年来，应用激光作为牙周病治疗的辅助手段越来越受到学者们的关注，并已成为研究的热点。本文就Nd:YAG激光在牙周病领域中应用的研究进展作一综述。

1 Nd:YAG激光对牙周致病菌的影响

牙周病是一种以牙周支持组织丧失为主要表现的慢性感染性疾病，随着炎症发展，可发生附着丧失甚至牙槽骨吸收。牙周病发生的始动因子是“牙菌斑”中的细菌及其产物，因此为达到治疗牙周病的目的，必须控制菌斑。由于传统的牙周非手术治疗方法(龈上洁治术、龈下刮治术和根面平整术)无法有效清除牙周袋内的所有细菌，尽管可通过局部用药来杀灭细菌，但长期应用会造成菌群对抗生素的耐受。因此，有学者提出，在牙周基础治疗的前提下辅助使用Nd:YAG激光，可通过其产生的热效应使大多数厌氧性牙周致病菌失去活性[2]。目前研究认为，牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌等产黑色素G-厌氧杆菌与牙周病的发生、发展密切相关[3]，而这些产黑色素细菌对Nd:YAG激光照射的反应最为敏感,经照射后可使其菌落数明显减少[4]。由于此类产黑色素细菌对激光具有高度敏感性[5]，在传统牙周机械刮治的基础上辅以Nd:YAG激光照射则可达到快速抗炎的临床效果。

激光的杀菌效果与其能量密度和照射时间密切相关。Kranendonk等[6]在体外使用Nd:YAG激光分别对伴放线放线杆菌、牙龈卟啉单胞菌、中间普氏杆菌、具核梭杆菌、福赛坦氏菌、微小微单胞菌6种牙周优势致病菌进行照射时发现，当功率6 W、频率50 Hz、脉冲持续时间250 μs、照射15 s时，即可使6种测试细菌全部被杀死。Vescovi等[7]进一步研究了不同频率、不同功率的Nd：YAG激光对伊氏放线菌的作用，结果显示：频率为25～50 Hz，平均功率分别为2、4、6 W，照射60 s时，对放线菌菌落的生长抑制率为60.13%～100%；其中频率50 Hz、平均功率6 W、照射时长60 s的激光参数对MH琼脂平板培养的伊氏放线菌的生长抑制作用最强。

2 Nd:YAG激光对牙周骨组织的影响

中重度慢性牙周炎的患牙均表现为牙周韧带的广泛破坏和牙槽骨的丧失，其中骨组织的丧失主要由破骨细胞调控，而破骨细胞的活性则可被多种促炎因子如前列腺素(PGE2)、白介素-1(IL- 1)、IL- 6家族等激活[8]。有研究采用Nd:YAG激光对人牙龈纤维母细胞进行照射时发现，该激光可剂量依赖性的降低细胞中环氧化酶(COX2)基因的表达水平，从而减少了脂多糖(LPS)介导的PGE2、IL- 6的产生，抑制了PGE2、IL- 6的活性[9-10]，并进而抑制了破骨细胞的活性。目前的研究已证实，龈沟液中的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH- Px)能协同清除自由基，从而使自由基的产生和清除达到平衡的状态；碱性磷酸酶(ALP)是成骨细胞的功能酶，主要参与骨代谢，GSH- Px和ALP可作为牙周炎诊断以及疗效评价的客观指标。刘娜等研究发现，Nd:YAG激光照射可使慢性牙周炎大鼠龈沟液中GSH- Px、ALP的产生与清除达到平衡，起到治疗慢性牙周炎的效果[11]。

在牙周再生性手术治疗中，通常使用屏障膜、移植材料治疗深度骨内缺损，尤其对角形吸收病例，能达到较好效果。有研究采用Nd:YAG激光照射联合自体骨移植治疗骨缺损时发现，激光照射侧与非照射侧相比，所形成的骨组织数量及质量均有所提高[12]。Stein等[13]用Nd:YAG激光对人成骨细胞进行照射时发现，在照射后的72 h内成骨细胞的增殖和分化活动最明显，其生物刺激效果最佳。这种生物刺激作用原理为：①通过影响骨保护素、核因子、核因子配合基的表达而促进骨细胞的代谢[14]；②低强度高频率 (20 mJ、50～70 Hz) Nd:YAG 激光照射可使成骨细胞内的骨桥蛋白、ALP及Runx2的表达水平增强，成纤维细胞内的Ⅰ型胶原纤维增加，内皮细胞中的粘着白蛋白和钙离子浓度增加[15]。其中Runx2是骨细胞的特异转录因子,不仅对骨组织的形成和重建起着重要作用，同时还能调控间充质干细胞向成骨细胞分化,并可促进软骨细胞的成熟和软骨的血管化。

3 Nd:YAG激光对牙根面的影响

慢性牙周炎患牙的根面由于长期受到袋内细菌和内毒素的污染，可形成病变牙骨质，从而影响牙周韧带的附着。因此牙周治疗的目的就是去除袋内牙结石、根面毒素及玷污层，以促进牙周膜细胞的趋化附着。激光在牙周袋内进行照射时，其产生的热效应可引起局部温度升高，并能促进袋内牙结石熔融使之与牙根面分离，从而有利于刮治器的进一步刮治，且能减少刮治器对牙根面的损伤。

然而，激光的热效应是一把“双刃剑”，过高的热效应会损伤周围软组织，并造成根面损伤。Lan等[16]研究表明，Nd:YAG激光输出功率为3 W，连续照射15 s时可使局部温度升高6 ℃；若将能量控制在 100 mJ、每秒 20个脉冲以下时，牙根表面的温度上升则不会超过10 ℃，即不会对邻近组织造成损害。激光照射时所产生的热效应除与输出能量有关外，还受照射方式、照射距离、照射频率等因素的影响。为了减少对邻近组织的热损伤，可以采用间歇照射的方法，或在喷水冷却条件下进行照射。目前已有照射伴水冷却的脉冲Nd:YAG激光问世，且确能降低其升温效应。但是，水冷却系统对激光的杀菌、抗炎、生物刺激等效应是否有影响尚有待进一步研究。

激光对牙根面的作用除了热效应外，还可促进钙离子的沉积，从而改善牙根表面因盐酸米诺环素反复应用而造成的牙骨质软化和脱钙。有研究发现，用功率为2 W的激光照射局部药物释放系统local drug delivery systems (DDS)处理的牙根面后，可使其钙离子溶解度达到最小；提示，Nd:YAG激光与DDS系统联合应用可使长期接受牙周支持治疗的患者达到更理想的治疗效果[17]。

4 Nd:YAG激光促进牙周新附着形成的作用

激光辅助的牙周新附着形成技术(laser- assisted new attachment procedure，LANAP)是由国外学者1998年首次提出的，是一种可在最大程度上减少创伤的新方法；LANAP治疗所形成的牙周新附着是指牙骨质介导的新的牙周组织附着于患牙根面，而非长结合上皮愈合[18-19]。

目前，牙周病治疗领域尚未有一种方法可完全取代传统龈下洁刮治术，超声、激光治疗被认为是牙周袋内彻底清创和促进新附着形成的辅助治疗方法；并认为，在刮治过程中对组织造成的创伤越小，越有利于新附着形成。有研究表明，超声牙周非手术治疗组的牙周附着水平与治疗前相比，在治疗后即刻发生了平均0.68 mm的附着丧失；而Nd:YAG 激光治疗组则可显著降低超声仪器所产生的创伤[20]。另一方面，由于炎症性牙周袋内壁含有大量肉芽组织和牙周致病菌，其炎性分泌物可阻碍牙周新附着的形成。有研究认为，与传统器械相比，Nd:YAG柔软细长的光纤工作尖可深入迂回复杂的牙周袋，能更有效地去除袋内上皮衬里及部分病变软组织,且术中出血少,术后反应轻,可进行多次治疗[21]。

Yukna等[22]利用计划要拔除的中重度慢性牙周炎患牙为对象，采用Nd:YAG激光辅助进行了LANAP牙周治疗，3个月后临床及病理检测结果显示：与对照组相比，实验组的临床探诊深度明显减小，牙根面有新牙骨质形成，并可见胶原纤维埋入牙骨质中。Nevin等采用上述同样方法以不同激光参数治疗了10个患牙，结果显示，其中5个有牙周新骨质的形成，并可见牙周纤维埋入新生骨质中[23]。Qadri等对22例慢性牙周炎患者进行了Nd:YAG激光辅助下的牙周基础治疗，经20个月的临床观察发现，其牙周指数、牙龈指数、牙周袋探诊深度均较治疗前有明显改善，且长期效果稳定；观察期内，实验组龈沟液中的MMP- 8和IL- 1、4、6、8水平均较对照组明显降低[24]。

5 Nd:YAG激光对牙周组织的理疗作用

按照激光对作用组织产生的反应水平，可将其分为强激光和弱激光。前者对组织造成不可逆性损伤，例如，蛋白质变性、组织消融等；而后者则不会使靶组织直接发生损伤。低能量激光工作原理是光与细胞或组织相互作用，其在皮肤科中的应用已有40年历史，主要用于加速皮肤伤口的愈合。低强度激光对口腔科组织的理疗作用包括：促进软组织愈合、加速骨组织改建、抗炎杀菌、抑制疼痛等。Chellini等经体外实验首次证实低强度Nd:YAG激光的生物刺激作用可调节成骨细胞的分化[15]。此后，Leonida等又进行了相关研究，并发现Nd:YAG激光不仅能促进间充质细胞增殖、诱导其向成骨细胞分化，同时还能降低骨坏死风险[25]。

Demir等报道，低强度Nd:YAG激光可加速口腔软组织愈合，其短期效果最为显著，表现为：照射后4、7、10 d时，软组织的坏死面积逐渐减小，患者疼痛减轻；组织学观察可见创面出现大量过角化或不全角化的细胞，并可见上皮层增厚、上皮钉突长入结缔组织[26]。以上结果提示，低强度Nd:YAG激光在复发性阿弗他溃疡、口角长时间牵拉引起的医源性创伤、临床疼痛等治疗方面具有广泛的应用前景。但关于低强度Nd:YAG激光反复照射后是否会对口内黏膜造成不良影响，有学者也进行了相关研究。Prker等通过自身对照研究发现，光纤尖距离黏膜1 cm、光斑面积1 cm×1 cm 、能量0.25 W、能量密度5 J/cm2、照射时间20 s，重复照射10 d后，组织学观察结果显示，未见细胞形态发生异常，说明其对口腔黏膜无明显损害[27]。

低能量激光的生物刺激作用可能会受到一些激光参数的影响，如波长、功率、能量密度、治疗时间、应用程序、组织结构条件等。因此，用低强度Nd:YAG激光进行治疗时，其所用照射剂量与治疗效果密切相关。有学者提供的参考剂量为：口内软组织2～3 J/cm2；颌骨区域2～4 J/cm2；口外肌群包括颞下颌关节区6～10 J/cm2[28]。

综上所述， Nd：YAG激光辅助治疗牙周病具有促进凝血、牙周袋内杀菌、改变牙根面形态从而促进新附着形成、去除牙周袋内上皮、影响龈沟液中活性成分、促进牙槽骨改建等作用，其作用在实验室研究以及临床工作中均已得到部分证据。Nd:YAG激光的工作尖柔韧纤细，可进入牙周袋底，在阈值范围内可随意调节能量强度，可作为牙周病治疗中有效的辅助手段。但是仍存在如下问题：①大量国内外文献均未对Nd：YAG激光的牙周治疗参数、照射方式做出明确阐述，在临床应用中也并未对激光治疗剂量给出统一标准，要确定何种治疗方式最适用于牙周病治疗还需要大样本量的临床随机对照研究；②关于Nd:YAG激光治疗的科学性及其应用于临床的安全性，仍需大量的研究进一步证明，以期为激光的临床应用提供可靠的试验依据。

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Application of Nd: YAG laser in the treatment of periodontal diseases

GUO Dan- fei, LI Zhi- ren, YANG Yong- jin, LYU Xiao- ning

(DepartmentofStomatology,LiaoningMedicalUniversityofPLASecondArtilleryGeneralHospitalCampusTrainingBase,Beijing100088,China)

Nd:YAG laser has the advantage of deep tissue penetration, good hemostasis effect and sterilizing effect. It is widely used in periodontal treatment because it can control inflammation and promote periodontal tissue attachment formation. This review summarizes the application and effects of Nd:YAG laser in the treatment of periodontal diseases.

Nd:YAG Laser; periodontal diseae; periodontal therapy

2014-12-08;

2015-07-03

郭旦斐(1991-)，女，汉族，浙江金华人。硕士生(导师：李志韧)

李志韧，Email：lizhiren001@yahoo.cn

R781.4

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1005-2593(2015)10-0624-04