激光治療種植體周圍炎的應用及研究進展
2017-04-26 口腔醫學雜志
李 碩1,石 玨2，謝志堅2
作者單位：1浙江大學醫學院口腔醫學系；2浙江大學醫學院附屬口腔醫院口腔頜面外科
［摘要］ 種植體已經大量應用于缺失牙的修復治療。然而，種植體周圍軟組織炎癥、骨喪失，已成為種植體脫落的重要原因。隨著現代治療手段的微創化，治療種植體周圍炎的理念已經朝著非手術方向發展。激光創傷小、具有較強的殺菌性能，使得其在牙周疾病方面得到廣泛應用。鑒于此，諸多學者開始探索激光對種植體及其周圍炎的作用并將其應用到臨床實踐中。本文擬對激光治療種植體周圍炎的研究和臨床應用作一綜述。
［關鍵詞］ 激光；種植體；種植體周圍炎；Er:YAG激光；二極管激光；二氧化碳激光
隨著種植材料的發展、種植技術水平的提高以及患者口腔衛生知識的普及，口腔種植修復治療已經成為修復牙列缺損和缺失的重要手段。有研究表明種植體的成功率已經達到98%［1］。然而，約7%的種植患者會發生種植體周圍炎［2］。近十幾年來，大量的研究報道了相關種植體周圍炎的治療，目前其治療方法主要包括手術治療和非手術治療。后者包括機械清創、超聲潔治、用藥和激光治療等。其中，激光治療以安全、微創、臨床療效佳、易操作等［3］優勢而被廣泛應用。
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種植體周圍炎
1.1 種植體周圍炎的概念和致病因素
種植體周圍炎是影響種植體骨結合的周圍軟硬組織炎癥過程，導致支持骨喪失。種植體周圍炎與菌斑、牙周炎、咬合負重、修復體相關因素、吸煙、糖尿病等全身系統疾病、遺傳等相關。其中，目前為大多數學者所認同的，細菌感染和種植體周圍炎的發病機理有密切聯系［4-5］。
1.2 種植體周圍炎的治療
該病的治療關鍵是去除種植體周圍及病變區域的細菌和感染組織，處理種植體表面，修復周圍骨缺損，可分為手術治療和非手術治療。
據Jemt等［6］在一項8年的臨床回顧中發現，通過手術方式處理過種植體周圍的患者，約占回訪和被檢查的種植總人數的1.2%。手術去除齦下菌斑及沉積物，然后通過骨移植術和GBR可以有效解決骨喪失問題［7-8］。但由于手術開放性清創創傷較大，易造成牙周軟組織永久性退縮，影響美觀。學者提出只有嚴重的骨喪失和牙周袋探診深度在5 mm以上的失敗病例建議手術治療［9］。
而非手術治療主要包括機械清創、用藥和激光治療等。機械清創通過降低種植體表面粗糙度、空氣研磨［10］、超聲潔治等從種植體自身和周圍病變組織兩方面消除菌斑附著［10］。藥物治療可以分為局部用藥和全身用藥。超聲潔治和局部應用甲硝唑被認為是治療種植體周圍炎的有效措施［11］。激光可以殺死種植體表面微生物，且可以粗化種植體表面利于骨結合，還能切除增生或感染的牙齦組織。由于金屬刮治器很可能劃傷種植體表面，非金屬刮治器刮治效果不佳，藥物治療可能存在特殊菌群耐藥，因此激光治療逐漸吸引了大眾的目光，越來越受到醫師的歡迎。
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激 光
1960年，世界首臺紅寶石激光儀器誕生。摻鉺釔鋁石榴石激光經FDA批準，用于治療口腔齲病。20世紀90年代，激光在治療種植體周圍炎方面的應用和研究［12-13］開始出現。
2.1 激光的分類
根據激光工作物質的差別，可將其分為固體激光，如Nd:YAG激光（摻銣釔鋁石榴石激光）、Er:YAG激光（摻鉺釔鋁石榴石激光）、Er,Cr:YSGG激光（摻鉺鉻釔鈧鎵石榴石激光）；氣體激光，如二氧化碳激光；半導體或稱二極管激光（Diode激光）。口腔領域常用激光包括以下幾種。
2.1.1 Nd:YAG激光 波長1 064 nm，主要應用于軟組織切除或成形術［14］，牙周炎［15］，外傷牙的處理［16］，根管預備、消毒［17］，齲病預防［18］等。
2.1.2 Er:YAG激光 波長2 940 nm，主要用于外傷牙的處理［16］、根管治療［17］、正畸托槽粘接［19］、牙周疾病［20］等。
2.1.3 Er,Cr:YSGG激光 洞型制備［21］、黏膜病［22］、牙根刮治去除結石［23］、義齒材料的表面處理等。
2.1.4 Diode激光 波長810或980 nm，主要用于預防骨壞死［24］、根管治療［25］、軟組織切除［26］、牙周炎治療［27］等。
2.1.5 CO2激光用于齲病的預防［28］，口腔黏膜疾病、軟組織疾病［29］的治療等。
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激光在種植體周圍炎的應用與研究進展
3.1 Er:YAG激光
Er:YAG激光的波長為2 940 nm，水的波長為3 000 nm，牙體硬組織的重要組成部分羥基磷灰石的羥基波長為2 800 nm，3者對紅外線的吸收峰值相近，激光照射處的水分子可充分吸收能量，被照射的局部區域不會因溫度過高而灼傷組織，同時攜帶能量的水分子由于內部壓力過高，產生微爆破，從而有效去除和切割口腔軟硬組織。
3.1.1 去污和滅菌 治療種植體周圍炎的關鍵是種植體表面的去污及其周圍組織滅菌。眾所周知，細菌的粘附和定植是其發病機理之一。Hauser-Gerspach等［30］通過在鈦片建立口內細菌污染模型，發現Er:YAG激光有較強的殺菌能力。在菌種方面，對于常見致病菌——血鏈球菌，利用能量密度為63.69 J/cm2的激光照射較12.74 J/cm2效果好。而另一種致病菌——牙齦卟啉單胞菌，表現對不同能量值無差異。激光照射后，兩菌種在處理不同的鈦表面（酸蝕和拋光）的粘附能力無明顯差異。同時作者也闡述激光照射對人骨肉瘤樣細胞-63（MG-63）的作用不明顯。Yamamoto等［31］研究得出當該激光的能量等級小于100 mJ/mm2時，可以有效殺菌，可以去除種植體表面鈦氧化膜；等級為50 mJ/mm2，鈦氧化膜不能完全去除；而調節到200 mJ/mm2時，鈦氧化膜出現溶解。Yoshino等［32］將Er：YAG激光作為種植體周圍炎患者行骨再生術前的種植體表面去污處理，經過2年的隨訪觀察發現，種植體周圍未檢測到牙周致病菌存在。
3.1.2 新骨形成 Er：YAG激光能有效去污殺菌并且在其照射區域可達到最小程度的損傷或碳化，此外，在新骨形成方面，也呈現了很好的結果。Yoshino等［32］曾報道2例種植體周圍炎患者，常規術前處理后，以Er：YAG激光豎直照射（150 mJ，10 Hz）、橫向照射（40 mJ,10 Hz）、以及兩者混合（70 mJ，25 Hz）分別進行骨滲透、種植體表面清創、齦溝內邊緣上皮的去除后，再進行異體骨移植。經過兩年隨訪觀察，CBCT顯示兩者術區骨再生明顯。Nevins等［33］將經過Er：YAG激光（100 mJ/mm2，20 Hz）照射的炎癥種植體周圍進行骨移植術與未經照射的進行組織學結果作比較發現，前者在骨結合方面表現出色，并有新骨形成。Yamamoto等［31］在無污染鈦表面的實驗也作了印證。
3.1.3 安全性 激光照射對種植體及其周圍正常組織是否安全是應用該技術的前提。其中最值得注意的是種植體升溫問題。Yamamoto等［31］證實：在水冷卻下，Er:YAG激光對其表面溫度無明顯影響。Monzavi等［34］將種植體置于羊下頜骨中，Er:YAG激光（100 mJ/mm2,10 Hz）分別以水和空氣、只有空氣冷卻系統和無任何冷卻系統三種模式照射后，發現三者溫度升高都不明顯，也未見種植體表面結構的損害［35］。
3.1.4 不足 對Er:YAG激光的相關報道也有不甚樂觀的研究結果。Htet等［36］通過體外實驗發現激光照射的效果不如檸檬酸輔助機械刮治種植體表面，但前者優于光動力治療（photodynamic therapy，PDT）。也有文章指出考慮到費用的一些因素，刮治結合氯己定或者局部抗炎較激光照射、PDT優先考慮［37］。由于缺少長期的臨床隨訪或者隨訪結果并不令人滿意［38］，因此，除了安全性、短期療效肯定外，亟待有長時間的正面報道和激光技術的改進。
3.2 Diode激光
3.2.1 消炎滅菌 Diode激光輔助非手術治療種植體周圍炎的療效已被臨床證實。Mettraux等［39］對15例符合設定的種植體周圍炎標準的患者進行前期非手術治療，包括：衛生宣教，清潔種植體表面及去除炎癥軟組織等，然后進行3次Diode激光（810 nm, 2.5 W, 50 Hz, 10 ms）照射。全程未服用任何抗生素。2年隨訪發現，口內牙周探診深度（probing depth，PD）明顯減低，牙周化膿癥狀消失，至少1個位點的探診出血（bleeding on probing， BOP）從100%降到43%。Lerario等［40］篩選出27位種植體周圍炎患者，其中21例作為試驗組，6例作為對照組。除了對試驗組的炎癥位點進行810 nm Diode激光（24.87 J/cm2，50 Hz）照射外，2組口腔護理和消除炎癥組織等非手術處理均相同，1年后分析臨床隨訪結果，試驗組的病理性位點從89%降到14.35%，對照組從75.69%降到50%。而且試驗組平均PD和BOP也明顯優于對照組。在一項關于810 nm Diode激光輔助非手術治療種植體周圍炎的5年隨訪觀察中，臨床檢查和影像結果都表明該激光是一種有效的治療手段［41］。
3.2.2 安全性及參數設定 有研究通過比較Er:YAG激光、CO2激光、Diode激光的不同能級照射對氧化鋯種植體表面影響發現，對比其他兩種激光，只有Diode激光是安全的［42］。Kushima等［43］分別在氧化鋯、純鈦以及經過磨光和酸蝕的鈦材料表面，照射808 nm Diode激光（20 s，1 W，50 Hz），發現氧化鋯表面經激光照射后的溫度變化最小，純鈦最大。而在表面粗糙度變化方面，三者未見明顯差異。Giannelli等［44］在探究激光熱效應時，利用經過處理的不同鈦合金表面在808 nm Diode激光的不同能量下進行照射，發現材料表面處理不同產生的熱效應也不一樣，而且作者建議使用脈沖模式并配備冷卻系統的Diode激光照射可以作為優先選擇。Leja等［45］也建議該激光設定為1 W的脈沖模式是安全的。
3.2.3 不足及展望 雖有報道Diode激光在輔助手術［46］和非手術治療［47］中并無明顯益處，但其較為突出的安全性能，以及目前的應用成效，足以證明它存在的市場價值和改進空間。
3.3 CO2激光
3.3.1 安全性 眾所周知，波長10.6 μm的CO2激光治療種植體周圍炎是最安全的。有文獻［48］提出，CO2激光照射牙周袋的持續時間不應超過30 s，而兩次光照間隔應控制在10 s，平均功率設定在0.4 W則有效且安全。Deppe等［49］將60支種植體分別置于6只比格犬的下頜骨兩側。構建種植體周圍骨缺損模型，將其分成傳統的氣磨組（氣磨60 s），CO2激光照射組（連續波，2.5 W，共6次每次10 s）和氣磨加照射組（參數同前），每組各20枚種植體，分布在每半側下頜骨體的5枚種植體為同一組模式。4個月后，經過組織學和電光譜等儀器檢測3組比格犬種植體周圍黏膜、區域淋巴結、腎、肝、脾、肺的鈦濃度，數據分析發現3組未見差異。說明CO2激光照射不會造成鈦的釋放，佐證了它的安全性。
3.3.2 消炎與骨再生 Stübinger等［50］構建與上段所述Deppe課題組相似的動物模型、分組和處理，在實驗的4個月期間，利用熒光染料評估骨再生的進程。通過組織學和熒光顯微鏡觀察發現，3組都有不同程度的骨再生，并且后兩組的骨量明顯多于第一組。在臨床應用方面，Deppe等［51］也有報道：選取32位種植體周圍炎患者（口內共有病變種植體73枚）分為以下四組：傳統技術清潔種植體和切除軟組織（6位患者共19枚種植體），傳統技術清潔種植體加植骨術（7位患者共15枚種植體），CO2激光清潔種植體和切除軟組織（10位患者共22枚種植體），CO2激光清潔種植體加植骨術（9位患者共17枚種植體）。4個月后的臨床檢查和X線發現，激光照射效果明顯優于傳統清潔治療。但在后5年的觀察中，這種優勢變得不明顯。
3.3.3 陰性結果 Shibli等［52］將9位患者的口內種植體分為2組，實驗組給予1.2 W CO2激光照40 s，對照組不進行光照。結果發現，經過照射的種植體表面不會有結構改變，但前者的療效未能優于對照組。同年，Persson等［53］也報道了CO2激光輔助手術治療種植體周圍炎時的陰性結果。Ayubianmarkazi等［54］發現激光照射對位于酸蝕拋光鈦片上的SaOs2未能帶來改變。
3.3.4 不足及展望 盡管有綜述提到CO2激光清潔種植體而不會改變其表面結構［55］。Linden等［56］也報道關于激光輔助治療獲得成效的臨床病例。由于部分文獻提出療效的不確定性，因此基礎實驗還有待深入進行，以及彌補該激光治療種植體周圍炎的長期臨床觀察。
3.4 其他
Nd:YAG激光具有創傷性小、可選擇的光熱效應（selective photothermolysis）、有效殺菌、抗炎、激活新骨形成功能［57］。因此也被眾多臨床醫師應用在種植體周圍炎治療中。Giannelli等［58］證實通過低能量Nd:YAG激光（1.4 W，20 mJ，70 Hz）照射，鈦片上的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的氮氧化物顯著減少，降低了巨噬細胞的活性，減少了血管粘附分子和包內粘附分子-1的表達，從而間接證明其具有治療種植體周圍炎作用。也有研究提出Nd:YAG激光對種植體表面具有良好的清潔能力［59］。關于Er,Cr:YSGG激光治療也有報道［60］。由于抗菌光動力療法（antimicrobialphotodynamictherapy,aPDT）在牙周炎治療中的廣泛有效的應用［61-62］，有越來越多的學者將其擴展到治療種植體周圍炎中，但療效還需驗證［63］。
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總 結
隨著大量種植體用于解決口腔疾病，種植體周圍炎病例報道增多，其治療方式也已經從傳統的手術治療逐漸向無創或者微創的非手術治療發展。其中，激光作為非手術治療的一種，相關研究成果和臨床病例報道已經有豐富的積累。筆者從科研和臨床應用兩方面分別重點介紹了Er:YAG激光、Diode激光和CO2
激光治療種植體周圍炎的研究進展，并列表1。3種激光在清除菌斑、軟硬組織消炎和骨再生方面有著各自的特性和共性，應根據不同產品特點和參數介紹進行選擇和應用。Er:YAG激光去污和消炎效果可靠，推薦在5 mL/min的水流冷卻下，調至100 mJ/mm2，20 Hz，距離種植體表面0.5 mm進行病變區的照射，菌斑、軟組織炎癥都能得到控制。Diode激光在骨再生方面少有報道，而Er:YAG激光此處占得優勢。雖然3種激光中Er:YAG激光應用相對廣泛，但由于后兩者獨具某些特性也得到學者青睞。在氧化鋯種植體方面，Diode激光突出的低穿透性以及在改善牙周炎癥方面的成效預示著可以該領域發揮它的價值。CO2激光除了去污和消炎外，同樣被證實在短期內有骨再生作用，而且需求條件較Er:YAG激光低，它的安全系數也很高。總體來講，激光輔助手術或非手術治療的效果是得到肯定的，但有些文獻缺乏長期的隨訪結果，對照研究嚴密性不強，實驗設置缺陷等問題導致報道的可信度下降［64］，因此，對于激光治療種植體周圍炎在參數設定、操作、表面去污、殺菌以及長期隨訪方面還需要進一步證實。
