弱激光照射在牙周病治疗中的应用进展

支敏 高鹏飞 王永兰 郭宏磊

1天津医科大学口腔医院牙周科 300070；2苏州口腔医院牙周科 215005

0 引 言

牙周病是多因素引起的牙周组织感染性疾病，是造成年人失牙的主要原因之一。牙周治疗的最终目标是彻底清除牙周致病菌、消除炎症，控制牙周组织疾病的进展。目前，牙周非手术治疗的主要方法是超声波龈上、龈下洁刮治术和根面平整术（scaling and root planing,SRP）。然而，常规机械治疗并不能达到完全清除菌斑的目的，且手术器械是在非直视下操作，易造成牙周组织损伤，而且狭窄区域的菌斑和牙结石难以被彻底清除，牙根面残留污染层会影响新附着的形成。因此，一种清除菌斑效果好、创伤性小、并能促进牙周组织再生的方法是近年来口腔临床追求的目标。随着激光技术的不断进步，弱激光照射在牙周病治疗中的应用研究也备受关注。

1 牙周弱激光治疗中的常用激光光源及疗法

口腔科常用的激光光源主要有氦氖He-Ne 激光（632.8 nm）、Er:YAG 激光（2 940 nm）、Nd:YAG 激光（1 064 nm）和半导体（diode）激光（380～910 nm）等。

弱激光照射治疗分为光生物刺激疗法和光动力疗法（photodynamic therapy，PDT）。光生物刺激疗法主要以组织修复、消除炎症、减轻疼痛等为主，对靶组织不产生不可逆性损伤[1]。光动力疗法则以光化学效应为原理，在牙周疾病中主要发挥杀菌效应。这两种生物效应的产生与激光的剂量和波长相关。

2 激光的特性和工作原理

激光指受激辐射光放大（light amplification by stimulated emission of radiation，LASER），其具有单色性好、方向性好、相干性好、亮度高等特性，在生物医学领域发挥着重要的作用。不同激光的强度、波长和工作方式，可对生物组织产生不同的生物效应，包括机械效应、热效应、生物刺激效应及光化学效应等，进而发挥杀菌、消炎、切割、凝固、促进修复等作用[2]。目前，激光的生物刺激效应、光化学效应和热效应被广泛应用于牙周疾病的治疗，利用弱激光生物刺激效应的组织修复、消炎和缓解疼痛的效应，可辅助治疗牙周炎。

弱激光照射够缓解炎症引起的疼痛，还可辅助清除牙菌斑，促进组织再生。此外，激光治疗操作简单便捷，患者容易接受，治疗效果显著，在临床上已经成为许多牙周疾病治疗的首选方法。

光动力疗法是一种光化学治疗方法，其中当外源性或内源性光敏剂在特定波长的光源激发下，吸收光子发生能量传递或电子转移，产生活性氧物质，从而破坏细胞结构，导致细菌死亡[3]。该方法在口腔抑菌方面被逐步认知。利用该方法，可通过激活外源性光敏剂或内源性光敏剂产生单态氧，从而达到抗菌效果。

3 弱激光照射在牙周病治疗中的应用

3.1 弱激光照射对牙周炎症的影响

临床上，常用龈沟液（gingival crevicular fluid，GCF）中的炎症细胞含量作为评估牙周健康状况的指标[4]。Mistry 等[5]利用光生物刺激效应和PDT 联合治疗辅助SRP 治疗牙周炎，利用GCF 中IL-17 的水平评估疗效；结果表明，治疗后3 个月，激光联合治疗组GCF 中IL-17 水平较对照组显著降低。Üstün等[6]对接受Nd:YAG 激光和二极管激光辅助SRP 治疗后的 GCF 中的 IL-1β 和 TNF-α 水平进行检测，发现二者水平均有显著下降。Teymouri 等[7]研究光生物刺激疗法和光动力治疗对GCF 中炎症介质和牙周临床状况的影响，发现两种治疗方法均能显著降低临床探诊出血的状况，以及降低GCF 中炎症介质IL-17 和 IL-1β 的水平。Kumaresan 等[8]发现光生物刺激疗法辅助SRP 治疗慢性牙周炎时，患者牙周临床参数和GCF 中骨膜素水平均强于单纯SRP。然而，也有研究者认为，光生物刺激疗法对炎症因子的抑制作用并不明显[9-11]。因此，光生物刺激疗法对GCF 中炎症因子表达的影响仍有待进一步研究。

3.2 弱激光照射的杀菌效应

致病菌可侵入患牙根面牙骨质及袋内壁组织，而常规牙周机械治疗通常无法彻底清除侵入组织内部的病原微生物。研究结果表明，弱激光照射可更有效地清除牙周致病菌。Gojkov-Vukelic 等[12]使用二极管激光器对24 名受试者的1 164 个牙周袋进行照射，发现与治疗前相比，治疗后即刻检测的菌群水平显著降低，表明弱激光照射可作为牙周病治疗的辅助手段。Milne 等[13]研究了 SRP 和 Er:YAG 激光清创治疗后，慢性牙周炎患者牙周袋内病原菌水平的变化。其中，采集了21 例慢性牙周炎患者的治疗前、治疗后6 周和治疗后12 周的252 个龈下菌斑样本，采用多重实时定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction，PCR）技术分别检测牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis，Pg）、伴放线菌聚集杆菌（Actinomycetes agglomerates，Aa）、福赛坦氏菌（Tannerella forsythia，Tf）和齿垢密螺旋体（Treponema denticulatum，Td）的相对水平。其结果显示，在ERL 和SRP 治疗后，上述4 种病原菌水平均明显降低，证明Er:YAG 激光照射对牙周病原菌有灭活作用[13]。方玲等[14]在SRP治疗中度慢性牙周炎时引入Er:YAG 激光照射和Vector 超声治疗，采用后龈下菌斑螺旋体作为评价指标，其结果显示Er:YAG 激光治疗组较超声治疗组效果更好。Giannelli 等[15]研究发现SRP 联合激光治疗比单纯SRP 治疗的疗效维持时间长。然而，Birang 等[16]认为，弱激光照射与传统SRP 及光动力疗法相比，对于Aa、Pg 及Td 等细菌并无抗菌优势。Caruso 等[17]的研究结果也表明，与单纯SRP 治疗相比，激光照射（980 nm）辅助SRP 治疗在清除牙周主要致病菌方面并无显著差异。

3.3 弱激光照射对牙周组织修复的影响

探诊深度（probing depth,PD）、探诊出血（probing bleed,POB）、临床附着水平（clinical attachment level，CAL）是牙周病的重要临床指标。目前，对于弱激光在治疗牙周炎治疗中的指标修复和改善效果还存在争议。Qadri 等[18]在其随机临床试验中发现，激光照射联合SRP 治疗的远期疗效优于单纯SRP，前者PI、GI、PD、骨损失均显著低于后者。Wang 等[19]比较了Er:YAG 激光照射与常规SRP 治疗对慢性牙周炎的临床指标和牙周致病菌指标的影响，结果表明，对于浅袋，传统的SRP 仍是首选，而对于深袋，Er:YAG激光治疗有望成为有效的替代方案。然而，冯向辉等[20]发现SRP 联合Er:YAG 激光照射与单纯SRP 在治疗慢性牙周炎的短期临床指标方面无显著差异。鄢明东等[21]通过Meta 分析发现Er:YAG 激光治疗慢性牙周炎的短期疗效较好，但尚无足够的证据证明Er:YAG 激光治疗的长期疗效优于SPR。

3.4 弱激光照射对根面修复的影响

牙周炎患牙根面组织因细菌、毒素和代谢产物的协同作用，常产生不可逆的破坏，影响牙周组织新附着的形成[22]。牙周炎的治疗目标是清除菌斑、牙石等刺激因素，使牙根面形成新附着。除了机械刮治和根面平整术，6%的过氧化氢、EDTA 液及饱和柠檬酸液等处理手段也常用于清除刮治及根面平整后牙根表面所形成的表面涂污层，但用这些方法处理后，牙本质小管管径扩大，处理过度甚至导致牙齿过敏。弱激光照射不但可达到杀菌效果，还可加快根面上成纤维细胞的附着和增殖。如能合理选择激光种类、功率、能量、照射时间等因素，可获得良好的临床效果[23]。

激光照射可增强牙根表面细胞增殖。Theodoro等[24]观察了根面在SRP 后用Er:YAG 激光照射（能量为47 mJ 和83 mJ）的形态学变化，发现激光照射可有效地去除玷污层，封闭暴露的牙本质小管。此外，该研究小组还比较了激光照射与EDTA 和柠檬酸等方法对根面处理的效果，发现在去除玷污层方面3 种处理方法无显著差异，但激光照射处理后，根面表面很不规则[25]。Hamaoka 等[26]将离体牙根面植入大鼠皮下组织，发现与对照组根面相比，采用能量密度为 100 和 124.34 mJ/cm2的激光（2.0 W，20 Hz）照射后，植入根面的炎症反应更弱，生物相容性更好。

然而，激光照射的效果与剂量密切相关。在临床应用激光治疗牙周炎时，如不能很好地控制照射的剂量，则可能因为高光功率引起的热效应，造成软硬组织的不可逆性损伤。Feist 等[27]应用60 和100 mJ 2 种不同能量的Er:YAG 激光对模拟在体培养（去除结石的牙根表面碎片）的人牙龈成纤维细胞进行照射，发现60 mJ 的激光可获得更佳的细胞黏附和增殖效果。杨明华等[28]应用脉冲Nd:YAG 激光进行根面去污，发现如照射时间过短，则无法完全清除根面污层，而如照射时间过长，则会导致熔融、碎裂等热损伤，最佳照射时间为15～30 s。激光照射产生的热效应受脉冲宽度、照射时间、功率密度等多因素影响，需要开展大量的实验研究及临床应用研究，以获得最佳治疗剂量。

3.5 弱激光照射对牙周组织再生的影响

牙周膜，又称牙周韧带，是围绕牙根并连接牙根和牙槽骨的致密结缔组织，其由牙周膜纤维、成牙骨质细胞、间充质细胞和吞噬细胞等组成[29-30]。成纤维细胞是牙周膜中最常见细胞，成纤维细胞具有较强的合成胶原能力，可促进组织再生修复。程群等[31]发现合适剂量的Er:YAG 激光照射对人成纤维细胞的细胞増殖、迁移以及成骨分化有促进作用。关为群等[32]发现低剂量激光照射（658 nm）可促进人牙周膜细胞增殖和纤维连接蛋白的分泌，提高碱性磷酸酶活性。Qadri 等[33]研究发现Nd:YAG 激光照射可促进成纤维细胞中I 型胶原纤维的合成。Fernandes-Dias 等[34]发现，半导体激光照射后牙周炎大鼠牙周组织中骨钙素的表达水平上调。总体来说，低剂量Nd:YAG 激光照射可促进牙周膜成纤维细胞增殖，而高剂量则会导致细胞形态发生变化甚至死亡。

3.6 弱激光照射对牙周手术的辅助修复作用

牙周手术后应用低能量激光照射，可减轻患者的术后疼痛、加快组织愈合、促进牙周组织再生[35]。Dogˇan 等[36]比较了单纯引导组织再生术（guided tissue regeneration，GTR）和弱激光照射辅助GTR 治疗Ⅱ度根分叉病变的效果，结果表明2 种治疗方法均有较好的临床治疗效果，但弱激光照射辅助GTR 的治疗效果更佳。Heidari 等[37]在1 项临床随机对照试验中，评估半导体激光照射（940 nm）对牙周翻瓣术后疼痛的缓解效果，结果显示激光照射可显著降低患者牙周翻瓣术后的疼痛程度。Salaria 等[38]发现，与单纯牙龈切除术比较，弱激光照射能明显改善改良Widman 翻瓣术后患者的PD 和CAL，并可促进骨修复。Sanz-Moliner 等[39]也证实了用半导体激光照射辅助翻瓣术时，术后组织修复效果较好。

3.7 弱激光照射在种植体周围炎治疗中的应用

近年来，牙齿种植技术越来越成熟，牙列缺失种植修复越来越普及。随着种植体的增多，种植体周围炎导致牙周软硬组织的进行性破坏的病例也逐年增加，植体后期的牙周维护是牙周科医生面临的重大挑战。常规方法治疗种植体周围炎以机械治疗为主，物理和化学方法为辅。然而，由于种植体表面结构和菌斑生物膜结构的复杂性，机械治疗存在破坏性大和不能彻底清除菌斑生物膜的缺陷[40-41]。因此，弱激光照射用于种植体周围炎的治疗，受到研究者的日益关注。Mettraux 等[42]从失败的临床种植体中收集了42 个污染种植体，用Q 开关Nd:YAG激光（1 064 nm）对36 例污染种植体进行局部照射，并用6 个污染种植体作为温升评估。其中，激光输出采用脉冲输出，脉冲能量密度0.597 J/cm2，功率密度56 mW/cm2，光斑直径2.4 mm，脉冲重复频率为10 Hz，脉冲宽度为6 ns，以非接触方式照射2 s。结果显示，激光照射后种植体表面的清洁度与无菌植入物表面的清洁度相似，照射过程中种植体表面产生的温升低于1 ℃，表明短脉冲持续时间（纳秒）的Q 开关Nd:YAG 激光器能够显著清洁被污染的种植体表面，且照射过程是安全的。

Lerario 等[43]采用半导体弱激光治疗种植体黏膜炎和周围炎，其指出以低功率弱激光照射作为种植术后辅助促进创伤愈合的手段，可在短时间内降低POB。IL-6 作为促炎因子，具有刺激破骨细胞生长并促进分化作用，引起牙槽骨的破坏和吸收，加重种植体周围炎，IL-6 分泌水平与种植体周围炎呈现相关性。研究结果表明，Er:YAG 激光照射治疗后，种植体周围炎患者GCF 中IL-6 水平明显下降，证明Er:YAG 激光治疗对种植体周围炎的短期疗效良好。

4 结 语

综上所述，弱激光在口腔临床治疗中的应用越来越广泛，大量临床证据表明弱激光照射对牙周病的治疗效果显著，可明显改善慢性牙周炎各项临床牙周指标。但是，弱激光照射是否优于传统机械治疗等手段，尚需要更多的研究对其分析。同时，牙周弱激光治疗的治疗方案尚无统一标准，仍需要大样本、长周期的对照试验，以便确定其对牙周各项指标的影响情况。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突