激光在口腔種植中的應用

穆 月，李 倩，趙繼志

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院口腔科，北京100730

隨著激光技術在口腔醫(yī)學領域的推廣，各激光系統(tǒng)得以應用于口腔治療中并獲得普及。近年來，口腔種植修復的發(fā)展日新月異，激光醫(yī)學與口腔種植學的結(jié)合成為廣大臨床醫(yī)師不斷探索的熱點。種植術成功的關鍵不僅依賴于規(guī)范的外科操作和良好的修復設計，還與種植體初期穩(wěn)定性的獲得和骨結(jié)合的形成有關。激光應用于口腔種植領域，優(yōu)勢在于其能促進切緣止血，減少周圍組織創(chuàng)傷，并可有效控制感染。因此，目前激光已應用于埋入式種植體的二期手術、種植體周圍組織修整手術、鈦種植體表面的凈化及種植位點的預備等方面。本文總結(jié)了激光在種植材料的處理和種植手術中的應用進展。

激光處理種植材料

種植體表面處理大量研究表明，具有粗糙微觀表面的種植體可以減少種植術后早期纖維包裹的發(fā)生率，提高種植體-骨界面的結(jié)合強度，加快骨結(jié)合速度。需要指出的是，對于種植體表面微觀形貌的改變，往往還會同時改變其表面的化學成分和物理構(gòu)象，這就極大增加了表面研究的難度和復雜性。激光蝕刻技術是按程序化的圖案信息斷續(xù)而重復的蝕刻加工材料，只要調(diào)節(jié)蝕刻速度或激光參數(shù)，就可靈活調(diào)整被加工材料的蝕刻深淺及微觀形態(tài)，從而達到表面形態(tài)可操控。Feada等［1］將處理后的不同表面的種植體植入兔脛骨，觀察了4、8、12周時骨-種植體結(jié)合情況和線性骨面積 (bone area，BBT)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)激光誘導的羥基磷灰石噴涂后的種植體在植入早期就能形成穩(wěn)定的骨-種植體結(jié)合界面。隨著種植體表面處理技術的不斷發(fā)展，闡明種植體表面形態(tài)如何影響種植體-骨界面生物學特性的機制成為優(yōu)化種植體表面處理條件的瓶頸，目前已知成骨細胞 (osteoblast，OB)的核心結(jié)合因子al(core binding factor al，cbfal)是OB分化和功能的中心調(diào)控因子，也是OB分化最早且最具特異性的標志［2］，種植體表面粗糙度的改變能否通過影響cbfal基因的表達而改善種植體-骨界面的生物學特性需要深入研究。

激光快速成型鈦種植體激光快速成形 (laser rapid formation，LRF)是一種3D打印制造技術，主要原理是通過三維CAD模型按一定厚度分層，將分層后的信息進行分析，根據(jù)所得信息控制掃描方向和速度，采用同步自動送粉的激光涂覆技術，快速堆積成三維實體零件［3］。目前，LRF技術因其能滿足個性化需求，彈性模量接近密質(zhì)骨等特點，主要應用于純鈦全口義齒基托的制作、即刻種植體的成型。

Shibli等［4］通過對LRF種植體與四型骨結(jié)合界面的組織學分析發(fā)現(xiàn)，LRF種植體和噴砂酸蝕處理的鈦種植體的骨-種植體接觸率 (bone-to-implant contact，BIC)及BBT均比純鈦種植體高。他們在12位牙列缺失患者口中植入24顆LRF種植體，其中12顆即刻負載，12顆無負載，8周后將所有種植體取出，進行組織學分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有種植體周圍均有新骨形成，即刻負載組的平均骨接觸率為 (45.20±0.68)%，而無負載組為 (34.10±0.85)%，兩組均表現(xiàn)出良好的成骨反應，但即刻負載組的骨接觸率明顯更高［5］。

目前，學者們對于LRF種植體的研究開發(fā)及應用均處于起步階段，還需更多技術上的改進及臨床數(shù)據(jù)支持，以期待更廣泛的應用。

激光應用于軟組織處理

激光應用于種植體周圍軟組織手術中與利用手術刀、電刀等傳統(tǒng)方法對種植體周圍軟組織進行處理的方法相比，激光切割軟組織反應輕、切割精確、愈合快、出血少、可不用麻醉，是切割有出血危險的組織以及血管的最佳選擇。但是激光的熱效應可能會對周圍組織造成損傷。一些動物實驗及臨床應用表明，過高能量的激光會導致較大的創(chuàng)傷、傷口愈合延遲以及新生組織張力強度變小。因此，雖已知激光能在軟組織中形成凝固組織層，有效止血并減少組織碳化，加快組織愈合時間，但在使用時應注意選擇適當?shù)募す庀到y(tǒng)及其治療時間和功率，避免熱損傷等其他并發(fā)癥的發(fā)生。

激光應用于埋入式種植體二期暴露手術埋入式種植體二期手術去除覆蓋在種植體頂端的骨及軟組織時，要求不能損傷已形成的骨結(jié)合，與傳統(tǒng)手術器械相比，激光手術不需麻醉，止血充分，術后腫脹小，愈合快，甚至可以立即取模。

Arnabat-Dominguez等［6］采用Er:YAG激光進行埋入式種植體的二期手術，對照試驗表明激光組的患者均不需浸潤麻醉，術后不需鎮(zhèn)痛藥物，疼痛分值低，術后愈合快，但不適用于美學要求較高或種植體周圍附著齦寬度不足的病例。種植體與機體組織形成的生物學封閉是種植體能夠獲得良好骨結(jié)合的關鍵因素之一，在軟組織手術中，減少細菌感染是保證軟組織形成牙齦上皮袖口的基礎，故激光的殺菌效應也是其在種植體二期手術軟組織切割中得到廣泛應用的原因。同時，低能量激光本身有促進成纖維細胞DNA合成及I型和Ⅲ型膠原mRNA轉(zhuǎn)錄的作用，故其也可以直接促進成纖維細胞的增殖及活性［7］。

激光在種植體二期暴露手術中的應用主要受限于其對種植體表面的破壞和熱損傷效應［8］，Nd:YAG激光的照射可能會融化種植體表面，去除鈦種植體表面的等離子涂層，其在種植體植入二期手術和種植體周圍黏膜切削中的應用遭到質(zhì)疑。El-Kholey等［9］報道了有45例患者參加的體內(nèi)試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)手術切開方式相比，二極管激光應用于二期暴露手術的手術持續(xù)時間、術后疼痛程度、愈合時間和種植成功率等方面沒有明顯的優(yōu)勢。

目前還沒有足夠的證據(jù)表明激光輔助種植體二期暴露術是最理想的翻瓣技術，還需要臨床醫(yī)師進行設計合理、目的明確的隨機對照試驗，且隨訪時間需大于6個月，才能為選擇合適的種植體二期暴露手術提供更多參考［10］。

激光在種植術中硬組織的處理

激光切割骨組織不需施加壓力，與傳統(tǒng)的骨切割工具相比，激光避免了患者的緊張和不適，這也是激光在骨切開術中的優(yōu)勢之一。

Kesler等［11］研究顯示，Er:YAG激光在骨切開術中是安全的選擇。但 Stübinger等［12］采用 Er:YAG 激光輔助進行上頜竇提升術，盡管未出現(xiàn)任何可見的組織碳化及過度受熱，但因缺少明確的操作深度控制，造成了嚴重的上頜竇黏膜損傷 (100%)。因激光束的物理特性導致對操作深度缺乏有效控制，使激光在骨切開術中的應用受到限制。然而，微型激光系統(tǒng)、深度反饋控制系統(tǒng)、機器人指引等新興技術的引用已逐步進入研究及應用階段［13］，這將會使激光在輔助骨切開及口腔手術中得到更加廣泛的應用。

激光治療種植體周圍炎

種植體周圍齦下菌群的微生物構(gòu)成與牙周病的微生物構(gòu)成十分相似:G-桿菌如牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌及螺旋體的比例較高，而兼性厭氧球菌的比例較低［14］。

菌斑聚集是種植體周圍炎發(fā)生的始動因素。由于鈦種植體表面易磨損，有研究報道傳統(tǒng)的金屬刮治器和超聲波潔治會一定程度損傷鈦表面，形成粗糙面，引起菌斑沉積，而改良后的機械刮治方法，如樹脂類刮治器、碳纖維超聲潔牙工作尖、氣壓噴磨技術也存在不同的缺陷，如菌斑牙石清除不徹底、在種植體表面殘留碎屑、破壞氧化層、形成皮下氣腫等［15-19］。因耐藥菌株和局部藥物濃度的限制，常與牙周清創(chuàng)術聯(lián)合使用［20］。

鑒于激光在治療牙周炎中的成功應用，許多學者嘗試采用激光進行種植體周圍炎的種植體表面去污染，并在激光殺菌及去污染后的組織反應方面做出一系列研究。Er:YAG激光因能在不引起種植體表面破壞的情況下，有效去除種植體周圍的菌斑、牙石，被認為是治療種植體周圍炎的合適選擇，推薦的使用參數(shù)是 100 mJ，頻率 10Hz［21-24］。Takasaki等［25］研究顯示，采用Er:YAG激光治療種植體周圍炎，經(jīng)組織學證實治療效果良好。與刮匙處理的對照組相比，采用Er:YAG激光處理后的種植體有更好的骨-種植體接觸率 (二次骨結(jié)合)。Kreisler等［26］評價了不同激光種植體表面去污染能力，包括:Nd:YAG、Ho:YAG、Er:YAG、CO2激光和二極管激光等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Nd:YAG激光和Ho:YAG激光不適用于種植體表面的去污染，CO2激光和Er:YAG激光在低功率情況下可避免種植體表面結(jié)構(gòu)改變，而二極管激光不會導致種植體表面改變。

光動力療法 (photodynamic therapy，PDT)近年來在口腔臨床操作中的應用越來越受到關注，體外微生物研究顯示，光動力療法可使種植體表面的牙周致病菌明顯減少。此外，多項研究證實光動力療法有良好的殺菌作用［27-29］?？咕鈩恿Ο煼ㄊ菍⒓毦酶泄馊玖先旧?，用適當波長和強度的光照射引起細菌破壞的過程。感光染料吸收光子而被激發(fā)，導致單線態(tài)氧增多，使致病菌的膜脂和酶氧化而起殺菌作用，而健康細胞不受破壞。D?rtbudak等［30］評價15位種植體周圍炎患者的光動力療法應用效果，具體為用甲苯胺藍處理種植體表面60 s，然后暴露在二極管弱激光下，結(jié)果顯示光動力療法減少了細菌數(shù)量。這些發(fā)現(xiàn)已被其他研究證實，即光敏作用和低能量密度激光照射聯(lián)合應用能夠殺滅牙周細菌［31-32］。有研究采用二極管激光(波長660 nm、功率100 mW)作為種植體周圍炎非手術療法的輔助治療，處理經(jīng)感光燃料染色的牙周袋10 s，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可明顯減輕種植體周圍黏膜的炎癥［33-34］。目前，仍需要進行更多的體內(nèi)和隨機對照研究以更好地在臨床上建立PDT治療牙周炎和種植體周圍炎的應用標準。

低能量激光促進組織愈合

有研究顯示，低能量激光的原理是激光光子到達細胞后使細胞形成跨膜電位，其生物刺激效應直接作用于細胞器，促進細胞內(nèi)各種酶的活性增加，刺激細胞生長、分化及成熟［35］。研究者為評價低能量激光在組織愈合過程中的作用進行了很多動物實驗。Fisher等［36］研究了激光照射后與傳統(tǒng)傷口愈合過程的組織學變化，他們采用CO2激光切取直徑2 mm厚的頰黏膜組織，隨訪42 d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)手術相比，激光組的肌原纖維、蛋白質(zhì)凝塊的形成少，膠原形成的數(shù)量更少且更無規(guī)律 (減少疤痕組織形成的風險)。一項在大鼠體內(nèi)進行的低能量激光處理種植體周圍組織的實驗表明，低能量二極管激光能夠促進骨結(jié)合進程，在骨形成初期尤其顯著［37］。

總之，不同激光系統(tǒng)與激光適應證之間存在“多對多”的關系，即同一激光系統(tǒng)可分別適用于不同疾病，同一疾病也可通過不同激光系統(tǒng)來處理，但總體來說，臨床醫(yī)師應在努力發(fā)揮激光優(yōu)勢的基礎上，確立各個激光系統(tǒng)的標準應用參數(shù)，這就需要臨床醫(yī)師不但能靈活運用激光學相關物理知識，且需要在規(guī)范的臨床培訓之后，通過長期應用總結(jié)經(jīng)驗，以提高臨床應用效果，減少并發(fā)癥。

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