电磁能量对生物组织的影响自十九世纪来就已经被认识到，光合作用的发现证实了光化学的基本理念。光生物调节（Photobiomodulation, PBM）是一个专用名词，含义为使用低能量光源调节细胞生物学行为。其作用机理为通过能量转移引起生物学反应。PBM已用于临床超过40年时间，其在细胞水平和分子水平的作用机制已研究近30年。当光能照射组织时，它会调节组织内的生物学过程，而且，至少间接地，调节组织所属于的生物学系统内的生物学过程。通常认为，真核细胞线粒体是激光可见光区到近红外区能量的初始吸收部位。细胞色素C氧化酶是相应的光接收器。

激光能量影响组织主要有两种方法——光化学效应和光热效应。激光医学最常使用的光能量转化方式是光热效应。所有手术方法（切割、气化、凝血、烧灼）应用于组织后都会在照射过的组织标本内产生非常明显的热效应。然而，光能量较低时，则能量主要由光接收器吸收产生光化学转化。为得到有效的光生物调节，必须尽量减少热量产生，组织温度升高不能超过4-5摄氏度。

在临床应用中，光生物调节已被成功应用于介导创口和骨愈合、减轻疼痛以及抗炎。目前对于生物调节模式的掺钕钇铝石榴石激光器（neodymium-doped yttrium aluminium garnet，Nd:YAG激光）的应用了解很少。大部分研究着重于400nm到980nm波长范围激光能量的应用。在此波长范围内，光能量可有效穿过组织到达深部结构。Nd:YAG激光，波长1,064nm，接近此波长范围，具有许多优势。在激光穿透能力方面，波长越长，如近红外半导体激光或Nd:YAG激光，穿透深度可达6mm，而短波长激光，如氦氖激光，穿透能力显著减小。

近期，Usumez等证实，低能量Nd:YAG激光通过改变PDGF和bFGF的表达促进创口愈合，二者为负责刺激细胞增殖和成纤维细胞生长的基因。

大量研究精力被用于寻找可有效促进细胞产生积极变化而不带来负面影响的激光能量参数。Karu发现高能量导致光受体破坏，伴随生长抑制和细胞死亡。其他研究者也证实，高于10J/cm2的能量密度可损伤DNA。最终，Bensadoun建议，对预防目的最佳剂量为2-3J/cm2范围，对于治疗目的则不超过4J/cm2，应用激光治疗时建议在病损中单点应用，而非整个病损区域均进行照射。世界激光治疗学会（World Association of Laser Therapy, WALT）认为，应用能量密度范围在3J/cm2到10J/cm2的激光治疗可促进有效的生物调节，同时避免生物学抑制作用。

文献中对能量密度范围似乎有了共识，但达成这一目标会遇到许多问题。激光能量需以此能量密度水平达到目标细胞才能起到作用。因为目标细胞通常位于组织深部，细胞上方结构对能量的吸收和散射对光能量分布有显著影响。组织表面激光能量密度和分布难以用于准确估计深部组织内的分布。目前缺少一种方法，可将光能量均一且可靠地传递至通常位于组织块深部的一组细胞。

一些问题使标准化流程的普及变的复杂。虽然激光能量的生物刺激调节作用在细胞水平得到了证实，临床中激光能量却是在宏观上以非均一的方式作用于大块组织。当能量通过组织时，其中一部分被吸收，所以每深一层的细胞接受的激光照射均有不同。Beers法则通常用于描述这种关系。然而，这仍是不够的，因为波长在600nm到1,400nm之间时激光主要作用形式是散射。因此，当能量进入组织时，其密度迅速降低。

大部分临床应用的激光输出在空间上呈高斯分布。因此，位于激光束中心的细胞受到较高能量的辐射，而周边细胞接受的能量很低。由此导致，激光束中心的细胞可能受到过度刺激，远超过科学建议的3-10J/cm2的密度，受到抑制，而周边细胞所接受的能量过少而无法产生有效作用。

使标准化更加复杂的是光束发散。光纤传统的激光能量离开光纤时出现显著的发散，通常为8度左右。当光纤头到组织的距离逐渐增加时，所施加的能量分布范围相应增加，大大影响了细胞水平的能量分布。按照目前报道的光束发散度，当光纤头到组织的距离为3mm时，能量密度可以减小约90%。这使得重复应用恰当能量密度激光的技术敏感性和操作敏感性大大增加。

鉴于以上的问题，一种新型手机被开发出来，可以在1cm2表面内达到照射面积不变的均一的激光照射，不论光纤头到组织的距离远近（从10到100mm）。由于这种新型平头手机的引入，目前能够以均一的能量密度照射目标表面，使用相对较高的能量密度，用时更少，而没有明显的热损伤风险。这将使激光治疗重复性更好，没有操作敏感性，使标准化激光治疗向前迈进了一大步。

本研究目的在于通过一系列病例，展示一种新型平头手机配合Nd:YAG激光，以Benedicenti教科书中的方法用于牙科及临床治疗的初步结果。

材料与方法

本研究展示的病例均采用标准化照射方法。所有病例中，Nd:YAG激光(LightWalker ATS, Fotona,Ljubljana, Slovenia) 结合平头手机(Genovahandpiece, Fotona, Slovenia) 使用。激光设置在MSP模式，以100毫秒的间隔产生脉冲式激光。平均功率为0.5W，脉冲重复率为每秒10脉冲，故能量密度计算为0.5W/cm2。激光治疗隔天进行一次，总次数依据临床判断和具体的组织特点决定。

病例1

一位52岁女性患者，患局限型重度牙周炎。急性炎症稳定后，对患者进行检查，#23远中发现明显的深骨内袋（图1）。瓣的设计同时考虑到解决目前的牙龈退缩（图2）。仔细清创，去除肉芽组织（图3），之后，植入无机小牛来源羟基磷灰石（图4）。

图1：#23骨内袋。

图2：牙龈退缩。

图3：去除肉芽组织。

图4：植骨。

 术后（图5），术区每隔一天使用平头Genova手机照射Nd:YAG激光(LightWalkerATS, Fotona, Ljubljana, Slovenia)，持续十天（照射5次），参数如下：0.5W，10Hz，MSP模式，每位点60s（图6）。术区愈合顺利，疼痛及肿胀均较轻微。6个月后复查显示植入骨和软组织均稳定（图7）。

图5：手术激光照射位点。

图6：Genova手机。

图7：6个月后的情况。

病例2

一位41岁男性患者，下前牙严重的创伤性牙龈退缩。经过仔细咨询后，患者预约进行膜龈手术（图8）。因缺少角化牙龈且前庭沟浅，唯一的治疗方法是进行游离牙龈移植以覆盖根面。

图8：膜龈手术前。

在受区翻起半厚瓣，去除所有上皮部分（图9）。移植的牙龈组织紧密缝合于受区，避免形成厚的渗出层，使最终结果受到影响（图10）。

图9：受区预备。

图10：固定移植物后，激光照射位点。

术后 14天内，使用平头手机以MSP模式、10Hz、0.5W(LightWalkerATS, Fotona, Ljubljana, Slovenia)、60s秒每位点，每隔一天进行生物调节（七次）。在术后14天（图11）及整个42天愈合期（图12）内，移植成功，根面得到覆盖。

图11：14天后。

图12：42天后。

病例3

一位65岁女性患者，前牙区种植体折断，#12到#22缺失（图13）。植入种植体时，唇侧骨板厚度不足，美学表现不佳。故使用骨替代材料（无机小牛来源羟基磷灰石）及可吸收胶原膜进行再生性手术（图14-17）。

图13：#12到#22缺失，种植体折断。

图14-17：植骨进行再生性手术。

仔细缝合避免创口开裂，防止愈合期并发症发生。进行生物调节加速骨愈合促进移植物的融合。使用平头手机以MSP模式、10Hz、0.5W(LightWalkerATS, Fotona, Ljubljana, Slovenia)、60s秒每位点，每隔一天进行生物调节，持续10天（图18）。

图18：缝合后进行生物调节。

三个月后，组织健康，厚度足够，二期手术同时进行临床冠修复（图19，20）。种植体植入6个月后，组织稳定，可以进行正式修复（图21）。

图19，20：3个月后情况。

图21：6个月后，组织稳定。

结论

通过本研究可得出以下结论：

1.    Nd:YAG激光因其较高的穿透性，似乎是进行生物调节的适宜波长。

2.    通过使用平头Genova手机，与传统高斯分布模式的手机相比，激光照射更均一。使用相对较高的能量密度，可在更短的时间内应用生物刺激，采用正确参数的情况下，无热损伤风险。

3.    距离目标组织10到100mm范围内，可在1cm2表面上进行均一的激光照射。这使得激光应用的重复性更好，无操作敏感性。

来源：牙医世家