激光治疗种植体周围炎的应用及研究进展

2017-04-26 口腔医学杂志

李  硕1,石  珏2，谢志坚2

作者单位：1浙江大学医学院口腔医学系；2浙江大学医学院附属口腔医院口腔颌面外科

［摘要］  种植体已经大量应用于缺失牙的修复治疗。然而，种植体周围软组织炎症、骨丧失，已成为种植体脱落的重要原因。随着现代治疗手段的微创化，治疗种植体周围炎的理念已经朝着非手术方向发展。激光创伤小、具有较强的杀菌性能，使得其在牙周疾病方面得到广泛应用。鉴于此，诸多学者开始探索激光对种植体及其周围炎的作用并将其应用到临床实践中。本文拟对激光治疗种植体周围炎的研究和临床应用作一综述。

［关键词］  激光；种植体；种植体周围炎；Er:YAG激光；二极管激光；二氧化碳激光

      随着种植材料的发展、种植技术水平的提高以及患者口腔卫生知识的普及，口腔种植修复治疗已经成为修复牙列缺损和缺失的重要手段。有研究表明种植体的成功率已经达到98%［1］。然而，约7%的种植患者会发生种植体周围炎［2］。近十几年来，大量的研究报道了相关种植体周围炎的治疗，目前其治疗方法主要包括手术治疗和非手术治疗。后者包括机械清创、超声洁治、用药和激光治疗等。其中，激光治疗以安全、微创、临床疗效佳、易操作等［3］优势而被广泛应用。

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 种植体周围炎

1.1  种植体周围炎的概念和致病因素

       种植体周围炎是影响种植体骨结合的周围软硬组织炎症过程，导致支持骨丧失。种植体周围炎与菌斑、牙周炎、咬合负重、修复体相关因素、吸烟、糖尿病等全身系统疾病、遗传等相关。其中，目前为大多数学者所认同的，细菌感染和种植体周围炎的发病机理有密切联系［4-5］。

1.2  种植体周围炎的治疗

    该病的治疗关键是去除种植体周围及病变区域的细菌和感染组织，处理种植体表面，修复周围骨缺损，可分为手术治疗和非手术治疗。

据Jemt等［6］在一项8年的临床回顾中发现，通过手术方式处理过种植体周围的患者，约占回访和被检查的种植总人数的1.2%。手术去除龈下菌斑及沉积物，然后通过骨移植术和GBR可以有效解决骨丧失问题［7-8］。但由于手术开放性清创创伤较大，易造成牙周软组织永久性退缩，影响美观。学者提出只有严重的骨丧失和牙周袋探诊深度在5 mm以上的失败病例建议手术治疗［9］。

    而非手术治疗主要包括机械清创、用药和激光治疗等。机械清创通过降低种植体表面粗糙度、空气研磨［10］、超声洁治等从种植体自身和周围病变组织两方面消除菌斑附着［10］。药物治疗可以分为局部用药和全身用药。超声洁治和局部应用甲硝唑被认为是治疗种植体周围炎的有效措施［11］。激光可以杀死种植体表面微生物，且可以粗化种植体表面利于骨结合，还能切除增生或感染的牙龈组织。由于金属刮治器很可能划伤种植体表面，非金属刮治器刮治效果不佳，药物治疗可能存在特殊菌群耐药，因此激光治疗逐渐吸引了大众的目光，越来越受到医师的欢迎。

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激  光

    1960年，世界首台红宝石激光仪器诞生。掺铒钇铝石榴石激光经FDA批准，用于治疗口腔龋病。20世纪90年代，激光在治疗种植体周围炎方面的应用和研究［12-13］开始出现。

2.1  激光的分类

    根据激光工作物质的差别，可将其分为固体激光，如Nd:YAG激光（掺铷钇铝石榴石激光）、Er:YAG激光（掺铒钇铝石榴石激光）、Er,Cr:YSGG激光（掺铒铬钇钪镓石榴石激光）；气体激光，如二氧化碳激光；半导体或称二极管激光（Diode激光）。口腔领域常用激光包括以下几种。

2.1.1  Nd:YAG激光  波长1 064 nm，主要应用于软组织切除或成形术［14］，牙周炎［15］，外伤牙的处理［16］，根管预备、消毒［17］，龋病预防［18］等。

2.1.2  Er:YAG激光  波长2 940 nm，主要用于外伤牙的处理［16］、根管治疗［17］、正畸托槽粘接［19］、牙周疾病［20］等。

2.1.3  Er,Cr:YSGG激光  洞型制备［21］、黏膜病［22］、牙根刮治去除结石［23］、义齿材料的表面处理等。

2.1.4  Diode激光  波长810或980 nm，主要用于预防骨坏死［24］、根管治疗［25］、软组织切除［26］、牙周炎治疗［27］等。

2.1.5  CO2激光用于龋病的预防［28］，口腔黏膜疾病、软组织疾病［29］的治疗等。

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激光在种植体周围炎的应用与研究进展

3.1  Er:YAG激光

Er:YAG激光的波长为2 940 nm，水的波长为3 000 nm，牙体硬组织的重要组成部分羟基磷灰石的羟基波长为2 800 nm，3者对红外线的吸收峰值相近，激光照射处的水分子可充分吸收能量，被照射的局部区域不会因温度过高而灼伤组织，同时携带能量的水分子由于内部压力过高，产生微爆破，从而有效去除和切割口腔软硬组织。

3.1.1  去污和灭菌  治疗种植体周围炎的关键是种植体表面的去污及其周围组织灭菌。众所周知，细菌的粘附和定植是其发病机理之一。Hauser-Gerspach等［30］通过在钛片建立口内细菌污染模型，发现Er:YAG激光有较强的杀菌能力。在菌种方面，对于常见致病菌——血链球菌，利用能量密度为63.69 J/cm2的激光照射较12.74 J/cm2效果好。而另一种致病菌——牙龈卟啉单胞菌，表现对不同能量值无差异。激光照射后，两菌种在处理不同的钛表面（酸蚀和抛光）的粘附能力无明显差异。同时作者也阐述激光照射对人骨肉瘤样细胞-63（MG-63）的作用不明显。Yamamoto等［31］研究得出当该激光的能量等级小于100 mJ/mm2时，可以有效杀菌，可以去除种植体表面钛氧化膜；等级为50 mJ/mm2，钛氧化膜不能完全去除；而调节到200 mJ/mm2时，钛氧化膜出现溶解。Yoshino等［32］将Er：YAG激光作为种植体周围炎患者行骨再生术前的种植体表面去污处理，经过2年的随访观察发现，种植体周围未检测到牙周致病菌存在。

3.1.2  新骨形成  Er：YAG激光能有效去污杀菌并且在其照射区域可达到最小程度的损伤或碳化，此外，在新骨形成方面，也呈现了很好的结果。Yoshino等［32］曾报道2例种植体周围炎患者，常规术前处理后，以Er：YAG激光竖直照射（150 mJ，10 Hz）、横向照射（40 mJ,10 Hz）、以及两者混合（70 mJ，25 Hz）分别进行骨渗透、种植体表面清创、龈沟内边缘上皮的去除后，再进行异体骨移植。经过两年随访观察，CBCT显示两者术区骨再生明显。Nevins等［33］将经过Er：YAG激光（100 mJ/mm2，20 Hz）照射的炎症种植体周围进行骨移植术与未经照射的进行组织学结果作比较发现，前者在骨结合方面表现出色，并有新骨形成。Yamamoto等［31］在无污染钛表面的实验也作了印证。

3.1.3  安全性  激光照射对种植体及其周围正常组织是否安全是应用该技术的前提。其中最值得注意的是种植体升温问题。Yamamoto等［31］证实：在水冷却下，Er:YAG激光对其表面温度无明显影响。Monzavi等［34］将种植体置于羊下颌骨中，Er:YAG激光（100 mJ/mm2,10 Hz）分别以水和空气、只有空气冷却系统和无任何冷却系统三种模式照射后，发现三者温度升高都不明显，也未见种植体表面结构的损害［35］。

3.1.4  不足  对Er:YAG激光的相关报道也有不甚乐观的研究结果。Htet等［36］通过体外实验发现激光照射的效果不如柠檬酸辅助机械刮治种植体表面，但前者优于光动力治疗（photodynamic therapy，PDT）。也有文章指出考虑到费用的一些因素，刮治结合氯己定或者局部抗炎较激光照射、PDT优先考虑［37］。由于缺少长期的临床随访或者随访结果并不令人满意［38］，因此，除了安全性、短期疗效肯定外，亟待有长时间的正面报道和激光技术的改进。

3.2  Diode激光

3.2.1  消炎灭菌  Diode激光辅助非手术治疗种植体周围炎的疗效已被临床证实。Mettraux等［39］对15例符合设定的种植体周围炎标准的患者进行前期非手术治疗，包括：卫生宣教，清洁种植体表面及去除炎症软组织等，然后进行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年随访发现，口内牙周探诊深度（probing depth，PD）明显减低，牙周化脓症状消失，至少1个位点的探诊出血（bleeding on probing， BOP）从100%降到43%。Lerario等［40］筛选出27位种植体周围炎患者，其中21例作为试验组，6例作为对照组。除了对试验组的炎症位点进行810 nm Diode激光（24.87 J/cm2，50 Hz）照射外，2组口腔护理和消除炎症组织等非手术处理均相同，1年后分析临床随访结果，试验组的病理性位点从89%降到14.35%，对照组从75.69%降到50%。而且试验组平均PD和BOP也明显优于对照组。在一项关于810 nm Diode激光辅助非手术治疗种植体周围炎的5年随访观察中，临床检查和影像结果都表明该激光是一种有效的治疗手段［41］。

3.2.2  安全性及参数设定  有研究通过比较Er:YAG激光、CO2激光、Diode激光的不同能级照射对氧化锆种植体表面影响发现，对比其他两种激光，只有Diode激光是安全的［42］。Kushima等［43］分别在氧化锆、纯钛以及经过磨光和酸蚀的钛材料表面，照射808 nm Diode激光（20 s，1 W，50 Hz），发现氧化锆表面经激光照射后的温度变化最小，纯钛最大。而在表面粗糙度变化方面，三者未见明显差异。Giannelli等［44］在探究激光热效应时，利用经过处理的不同钛合金表面在808 nm Diode激光的不同能量下进行照射，发现材料表面处理不同产生的热效应也不一样，而且作者建议使用脉冲模式并配备冷却系统的Diode激光照射可以作为优先选择。Leja等［45］也建议该激光设定为1 W的脉冲模式是安全的。

3.2.3  不足及展望  虽有报道Diode激光在辅助手术［46］和非手术治疗［47］中并无明显益处，但其较为突出的安全性能，以及目前的应用成效，足以证明它存在的市场价值和改进空间。

3.3  CO2激光

3.3.1  安全性  众所周知，波长10.6 μm的CO2激光治疗种植体周围炎是最安全的。有文献［48］提出，CO2激光照射牙周袋的持续时间不应超过30 s，而两次光照间隔应控制在10 s，平均功率设定在0.4 W则有效且安全。Deppe等［49］将60支种植体分别置于6只比格犬的下颌骨两侧。构建种植体周围骨缺损模型，将其分成传统的气磨组（气磨60 s），CO2激光照射组（连续波，2.5 W，共6次每次10 s）和气磨加照射组（参数同前），每组各20枚种植体，分布在每半侧下颌骨体的5枚种植体为同一组模式。4个月后，经过组织学和电光谱等仪器检测3组比格犬种植体周围黏膜、区域淋巴结、肾、肝、脾、肺的钛浓度，数据分析发现3组未见差异。说明CO2激光照射不会造成钛的释放，佐证了它的安全性。

3.3.2  消炎与骨再生  Stübinger等［50］构建与上段所述Deppe课题组相似的动物模型、分组和处理，在实验的4个月期间，利用荧光染料评估骨再生的进程。通过组织学和荧光显微镜观察发现，3组都有不同程度的骨再生，并且后两组的骨量明显多于第一组。在临床应用方面，Deppe等［51］也有报道：选取32位种植体周围炎患者（口内共有病变种植体73枚）分为以下四组：传统技术清洁种植体和切除软组织（6位患者共19枚种植体），传统技术清洁种植体加植骨术（7位患者共15枚种植体），CO2激光清洁种植体和切除软组织（10位患者共22枚种植体），CO2激光清洁种植体加植骨术（9位患者共17枚种植体）。4个月后的临床检查和X线发现，激光照射效果明显优于传统清洁治疗。但在后5年的观察中，这种优势变得不明显。

3.3.3  阴性结果  Shibli等［52］将9位患者的口内种植体分为2组，实验组给予1.2 W CO2激光照40 s，对照组不进行光照。结果发现，经过照射的种植体表面不会有结构改变，但前者的疗效未能优于对照组。同年，Persson等［53］也报道了CO2激光辅助手术治疗种植体周围炎时的阴性结果。Ayubianmarkazi等［54］发现激光照射对位于酸蚀抛光钛片上的SaOs2未能带来改变。

3.3.4  不足及展望  尽管有综述提到CO2激光清洁种植体而不会改变其表面结构［55］。Linden等［56］也报道关于激光辅助治疗获得成效的临床病例。由于部分文献提出疗效的不确定性，因此基础实验还有待深入进行，以及弥补该激光治疗种植体周围炎的长期临床观察。

3.4  其他

Nd:YAG激光具有创伤性小、可选择的光热效应（selective photothermolysis）、有效杀菌、抗炎、激活新骨形成功能［57］。因此也被众多临床医师应用在种植体周围炎治疗中。Giannelli等［58］证实通过低能量Nd:YAG激光（1.4 W，20 mJ，70 Hz）照射，钛片上的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导的氮氧化物显著减少，降低了巨噬细胞的活性，减少了血管粘附分子和包内粘附分子-1的表达，从而间接证明其具有治疗种植体周围炎作用。也有研究提出Nd:YAG激光对种植体表面具有良好的清洁能力［59］。关于Er,Cr:YSGG激光治疗也有报道［60］。由于抗菌光动力疗法（antimicrobialphotodynamictherapy,aPDT）在牙周炎治疗中的广泛有效的应用［61-62］，有越来越多的学者将其扩展到治疗种植体周围炎中，但疗效还需验证［63］。

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 总  结

    随着大量种植体用于解决口腔疾病，种植体周围炎病例报道增多，其治疗方式也已经从传统的手术治疗逐渐向无创或者微创的非手术治疗发展。其中，激光作为非手术治疗的一种，相关研究成果和临床病例报道已经有丰富的积累。笔者从科研和临床应用两方面分别重点介绍了Er:YAG激光、Diode激光和CO2

    激光治疗种植体周围炎的研究进展，并列表1。3种激光在清除菌斑、软硬组织消炎和骨再生方面有着各自的特性和共性，应根据不同产品特点和参数介绍进行选择和应用。Er:YAG激光去污和消炎效果可靠，推荐在5 mL/min的水流冷却下，调至100 mJ/mm2，20 Hz，距离种植体表面0.5 mm进行病变区的照射，菌斑、软组织炎症都能得到控制。Diode激光在骨再生方面少有报道，而Er:YAG激光此处占得优势。虽然3种激光中Er:YAG激光应用相对广泛，但由于后两者独具某些特性也得到学者青睐。在氧化锆种植体方面，Diode激光突出的低穿透性以及在改善牙周炎症方面的成效预示着可以该领域发挥它的价值。CO2激光除了去污和消炎外，同样被证实在短期内有骨再生作用，而且需求条件较Er:YAG激光低，它的安全系数也很高。总体来讲，激光辅助手术或非手术治疗的效果是得到肯定的，但有些文献缺乏长期的随访结果，对照研究严密性不强，实验设置缺陷等问题导致报道的可信度下降［64］，因此，对于激光治疗种植体周围炎在参数设定、操作、表面去污、杀菌以及长期随访方面还需要进一步证实。