Nd: YAG激光在口腔医学中的应用

丁一 肖诗梦 杨恒 孟姝

口腔疾病研究国家重点实验室 华西口腔医院牙周病科（四川大学），成都 610041

自1960年Maiman[1]研发出第一台激光设备以来，激光在医学领域的应用已有50多年的历史。Goldman等[2]在1964年将激光应用于龋病治疗中，而后随着科技的进步，激光设备不断更新，激光作为一种辅助治疗手段也被广泛应用于口腔疾病的治疗当中，同时也开创了牙周疾病“非手术治疗”新领域。

1 Nd: YAG激光简介

激光是大量粒子在同一相关辐射场激发下产生的受激发射光。根据激发光传递的形式和波长不同可分为多种类型，包括CO2激光、Nd: YAG激光、Ho: YAG激光、Er: YAG激光、Er,Cr: YSGG激光、二极管激光、氩激光等。

Nd: YAG激光波长为1 064 nm，平均功率12 W，峰值功率1 200 W，能选择性吸收黑色素和血红蛋白。新型Nd: YAG激光又称为水冷激光，采用水/汽喷雾冷却系统，具有无噪音、无异味、无碳化的特点，同时还具备自动保护设置，即每60 s自动切断光源发射，使用安全。

2 Nd: YAG激光在口腔临床治疗中的应用

2.1 口腔硬组织治疗中的应用

2.1.1 窝洞预备及防龋 Nd: YAG激光可快速轻柔地去除牙体龋坏组织，避免了传统牙钻对牙体组织产生的微裂，降低继发龋的发生概率；同时避免了高速牙钻产生的热能对牙髓的刺激，减少患者的酸痛感觉，降低了牙髓炎的发生率，更没有使患者恐惧的噪音，提升就诊舒适度。此外，Nd: YAG激光还可用于乳牙防龋。Raucci-Neto等[3]通过临床对照实验发现，采用Nd: YAG激光处理儿童磨牙面的点隙沟裂，能有效预防龋坏。Wen等[4]为了研究Nd: YAG激光作用于牙体组织时的拉伸粘接强度（tensile bond strength，TBS）和防龋效果，选取了201颗人体前磨牙进行体外研究，其中21颗作为形态学研究，100颗进行TBS研究，80颗用于抗酸性研究，每组内再分为多个亚组，均包含不同参数设置的激光组以及35%磷酸组。实验结果显示：Nd: YAG激光在以上3个方面的作用效果均受激光设置参数的影响。扫描电子显微镜观察结果显示，设置参数为1.5 W、20 Hz和2.0 W、20 Hz能够获得更好的牙体组织酸蚀样表面形态；1.5 W、15 Hz和1.5 W、20 Hz时TBS值更高（高于不作处理组，但低于经35%磷酸酸蚀组）；Nd: YAG激光与酸蚀剂（35%磷酸）联合使用，可以获得最高的TBS值。抗酸性研究显示，Nd: YAG激光能有效地防止牙体组织脱矿，适用于龋易患人群及近期牙齿表面脱矿的患者。

2.1.2 酸蚀 Nd: YAG激光去除龋坏组织后，不会形成玷污层，同时加深了组织表面的蜂窝状结构，增加了粘接范围，粘接强度较传统方法约增加50%。Marimoto等[5]学者将釉质和牙本质经传统自酸蚀系统处理后，实验组采用Nd: YAG激光照射处理面，对照组不作处理，然后采用粘接剂将其与树脂粘接，结果显示，实验组抗剪切强度更强，粘接强度更高。

2.1.3 根管预备和消毒 Moritz等[6]采用临床试验方法，选用30个受试对象，用Nd: YAG激光以标准功率（1.5 W、40 s）和标准模式照射感染根管，微生物学检验显示，激光首次照射后，葡萄球菌和链球菌较照射前明显减少，显示出明显的抑菌作用。Folwaczny等[7]的研究采用114个根管（来源于人体拔除的单根管牙），经根管预备、杀菌后分成2个组，分别接种大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌，每个组再分成5个亚组，每个亚组采用不同能量的激光进行照射，经检测，激光照射后的实验组表现出明显的抑菌作用，但激光照射同时造成的根管内温度升高也不容忽视，激光能量越高，照射时间越长，温度升高越明显。

2.1.4 牙本质脱敏治疗 激光作用于牙体组织可造成瞬间的熔融与再结晶，从而封闭牙本质小管。Liu等[8]发现，Nd: YAG激光照射牙本质小管，牙体组织熔融再结晶后，在激光照射中央牙本质小管的封闭深度约4 μm，在激光照射边缘约3 μm。Lopes等[9]比较了Nd: YAG激光和脱敏剂治疗牙本质敏感的效果，在为期6个月的研究中发现，两种方法均可以减少牙本质敏感症状，若联合使用可以立即起效并且持续较长时间[9]。

2.1.5 骨组织修整 利用Nd: YAG激光进行骨修整可避免传统方法修整骨组织时产生热量、震动以及残屑等问题。Luomanen等[10]报道了1例采用Nd: YAG激光治疗双磷酸盐导致的颌骨坏死的病例，在6个月的治疗过程中，死骨从瘘道排出，瘘道关闭，黏膜发生再上皮化；随访12个月，没有再出现瘘道或其他病变。Nicholson等[11]报道了16例种植体周围炎采用LAPIP（laser assisted peri-implantitis procedure）方案的治疗效果。LAPIP方案由LANAP（laser assisted new attachment procedure）修改而来，后者是经美国食品药品管理局批准的能使牙周感染的天然牙获得新附着和骨再生的方案。LAPIP由激光、超声、手用器械和牙科手机完成而不使用手术刀、缝线或植骨材料，16例患者治疗后感染得以控制，牙周探诊深度（probing depth，PD）减少，X线片显示围绕种植体的牙槽嵴顶骨量增加，骨丧失逆转，现有种植体得到保留。

2.2 口腔软组织治疗中的应用

2.2.1 辅助牙周基础治疗 Nd: YAG激光具备光化效应和电磁场效应，具有杀菌作用。使用Nd: YAG激光照射牙周袋，可凝固及气化上皮衬里及部分炎症浸润的病理性肉芽组织，从而杀灭细菌，并对治疗后组织的愈合具有促进作用。同时，新型的水冷Nd: YAG激光仪温和的水流能将激光去除的肉芽组织冲出龈袋，有效控制炎症且不损伤牙周膜。Kranendonk等[12]应用Nd: YAG激光（6 W、50 Hz）照射5 s，即能有效减少伴放线菌嗜血菌、牙龈卟啉单胞菌、中间普雷沃菌、福赛斯坦纳菌、具核梭杆菌和微小微单胞菌等6种牙周可疑致病菌的数量，照射15 s后可以将其全部灭活。Qadri等[13-14]进行了一项口内分区单盲随机临床试验，对22例牙周炎患者行口内分区治疗，试验组采用龈下刮治和根面平整术（scaling and root planning，SRP）联合Nd: YAG激光治疗，对照组单独使用SRP治疗，术后随访12～39个月，中位随访时间为20个月，试验组的远期疗效好于对照组，试验组的菌斑指数（plaque index，PI）、牙龈指数（gingival index，GI）、PD、骨丧失、龈沟液（gingival cervix fluid，GCF）量均显著低于对照组。在Ting等[15]学者进行的体内试验中，通过组织学和扫描电子显微镜观察Nd: YAG激光照射后消除牙周袋上皮的可行性以及临床炎症对激光介导的上皮消除程度的影响，结果表明：PD≤3 mm且探诊出血（bleeding of probing，BOP）为阴性的位点经激光照射后，牙周袋内上皮无明显改变，或有一薄层组织消失；PD≥4 mm的位点经激光照射后，有大块组织消失，炎症部位牙周袋上皮被除去，而无炎症的牙周袋上皮则保留下来。Strakas等[16]的研究结果表明，180 μs和320 μs脉冲时间的Nd: YAG激光（1.5 W，15 Hz，光纤直径200 μm）辐照造成的牙表面温度上升很少（不超过9 ℃），不足以造成骨和牙周组织的损伤；为了使根尖区的温度更低，180 μs脉冲时间的Nd: YAG激光较320 μs更好。图1显示了1例诊断为广泛性侵袭性牙周炎的24岁男性患者，在四川大学华西口腔医院牙周科接受了牙周基础治疗并辅以Nd: YAG水冷激光牙周袋内壁刮治治疗，治疗6个月后，患者的临床指标（GI、PD、BOP）得到明显改善，全口曲面断层片显示，治疗后后牙区角形吸收的牙槽骨亦得以重建。

2.2.2 牙龈美学的治疗应用 目前Nd: YAG激光在牙龈美学方面主要是用于牙龈漂白和牙龈成形。Nd:YAG激光发射的能量可以选择性吸收黑色素和血红蛋白，因此可以治疗牙龈的色素沉着。Ribeiro等[17]进行的一项口内分区双盲随机临床对照试验表明，Nd: YAG激光和手术方式都可以成功治疗牙龈黑色素过度沉着，但是用Nd: YAG激光造成的术后不适或疼痛更少，患者在牙椅上治疗的时间更短。Atsawasuwan等[18]报道了4例牙龈黑色素过度沉着的病例采用Nd: YAG激光治疗的效果，治疗后去色素区域未发生出血或明显的术后疼痛，术后3～4周，牙龈恢复健康，颜色粉红，质地坚实，随访11～13个月未见复发。Ko等[19]报道了3例用Nd: YAG激光（下颌）和高速金刚钻（上颌）治疗牙龈黑色素过度沉着的病例，患者对两种方法去色素的效果均表示满意，且无严重不适或疼痛；两种方法对牙龈黑色素过度沉着的治疗都有效，而采用激光治疗的患者舒适度更高。图2、3展示了2例牙龈色素沉着患者在四川大学华西口腔医院牙周科接受激光治疗的效果。图2为1例19岁女性患者，上颌前牙区牙龈色素沉着（图2A），经Nd: YAG水冷激光去除色素治疗后，美学效果明显改善（图2B）。图3为1例28岁的女性患者，11近中牙间乳头处黑色素沉着（图3A箭头示），经Nd: YAG水冷激光去除色素治疗后，效果良好（图3B）。2例患者去除色素的疗效稳定，患者满意度高。

2.2.3 软组织切除手术 Kocaman等[20]报道了1例采用Nd: YAG激光外科治疗口腔化脓性肉芽肿的病例，没有发生大出血、术后瘢痕形成等并发症，且术中出血少，术后止血快，手术时间短，患者接受度高。Giovannacci等[21]研究发现，采用Nd: YAG激光进行口腔软组织手术与传统手术方法（手术刀）相比，术后疼痛程度更轻，健康相关生存质量得分更好。这是因为Nd: YAG激光可同时封闭毛细血管和毛细淋巴管，因此激光手术较传统手术出血量少，术后反应轻，愈合快；Nd: YAG激光的脉冲频率为每次150 μs，明显低于神经反应，可能产生类似麻醉的效果；此外，激光可能存在生物调节效应；这些因素综合作用使Nd: YAG激光手术较传统手术的术后反应轻微，患者舒适度更高。

图3 11近中牙间乳头（箭头所示）色素沉着的治疗前后对比Fig 3 Comparison of 11 mesio-gingival papilla (indicated by the arrows) gum pigmentation before and after treatment

牙龈瘤是牙龈特别是牙间乳头处局限生长的炎症反应性瘤样增生物。牙龈瘤来源于牙周膜及牙龈的结缔组织，因其无肿瘤的生物学特征和结构，故为非真性肿瘤。其中妊娠性牙龈瘤发生于女性妊娠期，瘤体组织血管丰富，质地松软，易出血。传统手术切除过程中出血多，影响手术视野，而使用激光切除具有止血快，手术视野清晰，预后快的优势，手术更加安全；更重要的是，Nd: YAG 激光自有的麻醉作用避免了药物麻醉对妊娠妇女的潜在风险（图4）。另外，Nd: YAG激光也可用于正畸过程中辅助暴露埋伏牙（图5），暴露Ⅲ度根分叉病变患牙的根分叉处（图6），唇系带修整（图7）等。

图4 1例妊娠8个月的24岁女性患者的妊娠性牙龈瘤激光切除术效果Fig 4 The result of laser ectomy treating one 24-year-old female patient being into 8 month pregnantcy suffering from gestational epulis

图5 正畸过程中，Nd: YAG激光辅助暴露埋伏牙后行即刻牵引Fig 5 In the process of orthodontic, immediate traction after Nd: YAG laser assisted exposing embedded teeth

图6 Nd: YAG激光手术暴露Ⅲ度根分叉病变患牙的根分叉处，便于菌斑控制Fig 6 Nd: YAG laser surgery exposing furcation area of the teeth with Ⅲ level furcation involvement, and easy to plaque control

图7 激光修整下颌唇系带Fig 7 Laser trimming lower lip lace-up

2.2.4 溃疡、疱疹治疗 Nd: YAG激光可以通过快速封闭溃疡面周围的神经末梢，起到消炎止痛的作用，时间仅需10 s左右，并形成凝结层，愈合期缩短。Tezel等[22]采用随机对照临床试验，对比了Nd: YAG激光与药物治疗复发性阿弗他溃疡的效果，结果显示，激光治疗能立即缓解疼痛，组织愈合更快，激光组术后疼痛更轻微，并发症更少，治疗时间更短，患者更易接受。Itai等[23]进行了Nd: YAG激光治疗带状疱疹后神经痛的临床研究，采用视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）法评估患者的疼痛程度，经过2～3次治疗（每次治疗间隔2周），患者的疼痛明显好转，而治疗本身未给患者带来疼痛不适。

3 小结

新型Nd: YAG水冷激光可以安全有效地应用于口腔硬组织的治疗，但由于波长不同，其能量和切割硬组织的能力不及Er: YAG激光，因此在临床应用过程中应精确掌握其输出功率并控制照射时间，以保护周围组织。就牙周病治疗而言，牙周基础治疗（龈上洁治术、龈下刮治术和根面平整术）是炎症控制的核心和治疗的关键。目前为止，由于设备参数、实验设计等的差异，尚没有更具说服力的研究报告指出激光辅助治疗与单纯洁刮治术二者治疗牙周疾病的显著差异；然而，激光作为牙周治疗的辅助手段，提供了多样化选择，其治疗过程、术后恢复以及患者舒适度都显示出一定的优势。与传统的口腔治疗相比较，Nd: YAG激光，特别是新型水冷Nd: YAG激光作为一种极具潜能的辅助治疗工具，能更好地应用于口腔临床治疗，为患者提供更优质的医疗服务。

[1]Maiman TH. Stimulated optical radiation in ruby[J]. Nature,1960, 187(4736):493-494.

[2]Goldman L, Hornby P, Meyer R, et al. Impact of the laser on dental caries[J]. Nature, 1964, 203:417.

[3]Raucci-Neto W, de Castro-Raucci LM, Lepri CP, et al. Nd:YAG laser in occlusal caries prevention of primary teeth: a randomized clinical trial[J]. Lasers Med Sci, 2015, 30(2):761-768.

[4]Wen X, Zhang L, Liu R, et al. Effects of pulsed Nd: YAG laser on tensile bond strength and caries resistance of human enamel[J]. Oper Dent, 2014, 39(3):273-282.

[5]Marimoto AK, Cunha LA, Yui KC, et al. influence of Nd:YAG laser on the bond strength of self-etching and conventional adhesive systems to dental hard tissues[J]. Oper Dent,2013, 38(4):447-455.

[6]Moritz A, Doertbudak O, Gutknecht N, et al. Nd: YAG laser irradiation ofinfected root canals in combination with microbiological examinations[J]. J Am Dent Assoc, 1997, 128(11):1525-1530.

[7]Folwaczny M, Mehl A, Jordan C, et al. Antibacterial effects of pulsed Nd: YAG laser radiation at different energy settings in root canals[J]. J Endod, 2002, 28(1):24-29.

[8]Liu HC, Lin CP, Lan WH. Sealing depth of Nd: YAG laser on human dentinal tubules[J]. J Endod, 1997, 23(11):691-693.

[9]Lopes AO, Aranha AC. Comparative evaluation of the effects of Nd: YAG laser and a desensitizer agent on the treatment of dentin hypersensitivity: a clinical study[J]. Photomed Laser Surg, 2013, 31(3):132-138.

[10]Luomanen M, Alaluusua S. Treatment of bisphosphonateinduced osteonecrosis of the jaws with Nd:YAG laser biostimulation[J]. Lasers Med Sci, 2012, 27(1):251-255.

[11]Nicholson D, Blodgett K, Braga C, et al. Pulsed Nd: YAG laser treatment for failing dental implants due to peri-implantitis[C]//SPIE BiOS. International Society for Optics and Photonics. California: SPIE, 2014:3846-3854.

[12]Kranendonk A, van der Reijden W, van WinkelhoffA, et al.The bactericidal effect of a Genius Nd:YAG laser[J]. Int J Dent Hyg, 2010, 8(1):63-67.

[13]Qadri T, Poddani P, Javed F, et al. A short-term evaluation of Nd:YAG laser as an adjunct to scaling and root planing in the treatment of periodontal inflammation[J]. J Periodontol, 2010, 81(8):1161-1166.

[14]Qadri T, Tunér J, Gustafsson A. Significance of scaling and root planing with and without adjunctive use of a watercooled pulsed Nd:YAG laser for the treatment of periodontal inflammation[J]. Lasers Med Sci, 2015, 30(2):797-800.

[15]Ting CC, Fukuda M, Watanabe T, et al. Morphological alterations of periodontal pocket epithelium following Nd:YAG laser irradiation[J]. Photomed Laser Surg, 2014, 32(12):649-657.

[16]Strakas D, Franzen R, Kallis A, et al. A comparative study of temperature elevation on human teeth root surfaces during Nd: YAG laser irradiation in root canals[J]. Lasers Med Sci, 2013, 28(6):1441-1444.

[17]Ribeiro FV, Cavaller CP, Casarin RC, et al. Esthetic treatment of gingival hyperpigmentation with Nd: YAG laser or scalpel technique: a 6-month RCT of patient and professional assessment[J]. Lasers Med Sci, 2014, 29(2):537-544.

[18]Atsawasuwan P, Greethong K, Nimmanon V. Treatment of gingival hyperpigmentation for esthetic purposes by Nd:YAG laser: report of 4 cases[J]. J Periodontol, 2000, 71(2):315-321.

[19]Ko HJ, Park JW, Suh JY, et al. Esthetic treatment of gingival melanin hyperpigmentation with a Nd: YAG laser and high speed rotary instrument: comparative case report[J]. J Periodontal Implant Sci, 2010, 40(4):201-205.

[20]Kocaman G, Beldüz N, Erdogan C, et al. The use of surgical Nd: YAG laser in an oral pyogenic granuloma: a case report[J]. J Cosmet Laser Ther, 2014, 16(4):197-200.

[21]Giovannacci I, Vescovi P, Mergoni G, et al. Pain and healthrelated quality fo life after oral soft tissue surgical interventions: the advantage of the Nd: YAG laser[J]. J Dent Indonesia, 2014, 21(2):58-63.

[22]Tezel A, Kara C, Balkaya V, et al. An evaluation of different treatments for recurrent aphthous stomatitis and patient perceptions: Nd: YAG laser versus medication[J]. Photomed Laser Surg, 2009, 27(1):101-106.

[23]Itai K, Korekawa A, Jin K, et al. Effect of 0.3-millisecond multi-pulsed 1 064-nm Nd:YAG laser in patients with postherpetic neuralgia[J]. J Cosmet Dermatol Sci Appl, 2012(2):11-13.