低能量激光治療對種植體周圍組織愈合的研究進展

王悅 文冰 鄧夢婷 李建平

南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院口腔科 南昌330006

隨著口腔種植學(xué)的不斷發(fā)展，種植修復(fù)已成為臨床修復(fù)缺失牙的主流選擇，被廣泛普及。復(fù)雜術(shù)式的進步也使得種植適應(yīng)證范圍越來越廣泛，但隨之而來的是術(shù)后并發(fā)癥的日益增多。種植體周炎、種植體周黏膜炎等都使得種植成功率受到嚴重威脅。因此，近年來臨床醫(yī)生關(guān)注的焦點也從以往的追求高精尖技術(shù)，向如何獲得更好的組織愈合轉(zhuǎn)變。

自20世紀90年代，激光開始在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域飛速發(fā)展，近年來激光已在口腔多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[1]。低能量激光療法（low level laser therapy，LLLT）是指一種不產(chǎn)熱的且對組織無破壞性的光生物過程[2]。低能量激光一般是指波長范圍在380～1 070 nm（紅光至近紅外光）內(nèi)，輸出功率250～500 mW或低于250 mW的激光[3]。目前，許多基礎(chǔ)研究[4]表明，LLLT在促進組織愈合、抗炎、鎮(zhèn)痛等方面效果顯著，在口腔種植領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大潛力；但關(guān)于該方法的作用機制和臨床療效仍缺少系統(tǒng)全面的認識。因此，本文就LLLT對種植體周圍軟硬組織的作用機制及相關(guān)臨床應(yīng)用作一綜述。

1 LLLT分子機制

LLLT對機體主要產(chǎn)生光生物調(diào)節(jié)作用，但其分子機制目前并不明確。在亞細胞層面，LLLT主要作用于細胞線粒體，其中細胞色素氧化酶（cytochrome c oxidase，CCO）作為主要的光感受器和信號傳遞位點具有重要作用。LLLT增強CCO活性，激發(fā)了線粒體膜電位變化，促進三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）產(chǎn)生及細胞色素C向分子氧轉(zhuǎn)移，進而促進細胞代謝[5]。但研究發(fā)現(xiàn)，也許LLLT對細胞代謝的作用并不一定需要CCO參與。Lima等[6]通過對缺乏CCO的細胞模型進行LLLT（660 nm），數(shù)據(jù)顯示三羧酸循環(huán)、檸檬酸合成酶、ATP均增加，2組細胞較對照組均有明顯增殖。這些都說明LLLT（660 nm）即使不依賴于CCO也可通過1個或多個分子靶點改變細胞代謝，但不能排除其他波長激光可能通過刺激CCO活性來促進細胞生長的可能性。有學(xué)者[7]進一步研究發(fā)現(xiàn)，低能量光還可通過將CCO與一氧化氮（nitric oxide，NO）分離，促進線粒體呼吸作用，使ATP、活性氧（reactive oxygen，ROS）增加，并促進激活蛋白-1（activator protein-1，AP-1）、核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、p53基因、激活轉(zhuǎn)錄因子/環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（activating transcription factor/cyclic adenosine monophosphate effector binding protein，ATF/CREB）、缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor，HIF-1α）和類HIF-1α因子蛋白激酶B的激活，使mRNA活力增強、DNA復(fù)制和蛋白質(zhì)合成增加從而提高細胞活性、代謝狀態(tài)和增殖。

2 LLLT對種植體周圍組織作用的基礎(chǔ)研究

近年來，種植體周圍軟硬組織愈合越來越受到關(guān)注?；A(chǔ)研究[8]發(fā)現(xiàn)，LLLT對種植體周圍組織愈合相關(guān)細胞增殖及細胞因子分泌具有調(diào)節(jié)作用，從而促進軟組織愈合、促進成骨、抗炎、減輕術(shù)后反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)波長600～1 070 nm的紅光至近紅外光范圍對細胞增殖有最大影響。

2.1 LLLT對人牙齦成纖維細胞（gingival fibroblasts，HGFs）的作用

成纖維細胞是結(jié)締組織的重要組成部分，在抗炎、纖維增生、傷口收縮和組織重建中起著至關(guān)重要的作用，其增殖、遷移、分泌各種生長因子和細胞因子，并產(chǎn)生新的細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）和膠原結(jié)構(gòu)，與傷口愈合或再生有關(guān)[9]。HGFs為種植體周圍軟組織中含量最豐富的細胞，與軟組織愈合密切相關(guān)。Ladiz等[10]用810 nm及940 nm二極管激光低能量照射HGFs，臺盼藍染色檢測發(fā)現(xiàn)，細胞增殖較對照組明顯。有學(xué)者[11]總結(jié)大量文獻后發(fā)現(xiàn)，低能量激光可以促進HGFs的增殖、遷移進而促進軟組織愈合。

LLLT除了對健康的HGFs有積極作用，對于被炎癥刺激的HGFs也有調(diào)節(jié)作用。Papadelli等[12]用半導(dǎo)體（810 nm）或摻釹釔鋁石榴石（neodymium-doped yttrium aluminium garnet，Nd:YAG）激光（1 064 nm）低能量照射用牙齦卟啉單胞菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激的HGFs，發(fā)現(xiàn)LPS刺激后HGFs分泌炎癥因子白細胞介素（interleukin，IL）-6、IL-8增加，LLLT后IL-6、IL-8分泌明顯被抑制。除了傳統(tǒng)體外培養(yǎng)HGFs，為了進一步模擬細胞體內(nèi)生長環(huán)境，Cardoso等[13]通過HGFs的三維培養(yǎng)模型研究LLLT對于炎癥細胞因子的調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)LLLT能穿透膠原基質(zhì)正向刺激暴露于IL-6和IL-8的HGFs的增殖及血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的分泌、Ⅰ型膠原基因的表達，同時減少腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的合成。

2.2 LLLT對成骨細胞（osteoblast，OB）及破骨細胞（osteoclast，OC）的作用

LLLT促進OB的增殖、鈣化并且增強了成骨相關(guān)基因和蛋白的表達，從而促進了骨的形成。有學(xué)者[14]研究LLLT（630 nm和810 nm）對小鼠胚胎成骨細胞（MC3T3-E1）的影響，發(fā)現(xiàn)輻照后細胞增殖明顯增加，凋亡明顯減少，堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）染色強度和活動也顯著增加，礦化水平明顯提高，骨鈣素（osteocalcin，OCN）和骨保護素（osteoprotegerin，OPG）的mRNA表達也顯著增加。

除了刺激OB，LLLT對于OC也有作用。Ribeiro等[15]研究LLLT對大鼠拔牙后牙槽窩OC信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響，結(jié)果顯示，LLLT對OC形成及骨重建過程中重要的核因子受體活化因子配體、核因子受體活化因子和OPG基因的表達有正向影響。

2.3 LLLT對骨髓間充質(zhì)干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）的作用

BMSCs具有多向分化潛能，能夠向成骨細胞、脂肪細胞、成纖維細胞、內(nèi)皮細胞等分化，并且對骨髓中的造血干細胞有積極作用，對種植體周圍軟硬組織愈合有幫助。LLLT對BMSCs增殖和分化也有促進作用。Wang等[16]對健康和炎癥狀態(tài)下的BMSCs進行LLLT后，通過檢測發(fā)現(xiàn)在2、4、8 J·cm-2密度下，能顯著促進BMSCs增殖和成骨，16 J·cm-2密度下則抑制其增殖分化，并且對于炎癥環(huán)境下的BMSCs可明顯抑制TNF-α的表達，起到抗炎效果。

2.4 LLLT對人血管內(nèi)皮細胞（human vascular endothelial cells，HECVs）的作用

LLLT既可通過促進HECVs增殖，也可通過增強細胞活性來促進傷口愈合。Winter等[17]研究635 nm發(fā)光二極管對血管生成的潛在影響，發(fā)現(xiàn)HECVs增殖，血管連接數(shù)量顯著增加。一些研究人員[18]發(fā)現(xiàn)，HECVs在低能量激光照射后，細胞增殖能力增強，并且發(fā)現(xiàn)其機制可能是激光刺激了HECVs線粒體耗氧量和ATP合成。研究[19]表明，紅光（660 nm）可以從照射后第2天開始增加人臍靜脈內(nèi)皮細胞的活力和總蛋白濃度。

2.5 LLLT對巨噬細胞的作用

巨噬細胞屬于免疫細胞，當組織受到損傷、感染或抗原特異性免疫細胞的刺激時，巨噬細胞被迅速激活成不同表型（常見為M1、M2型），在組織修復(fù)和炎癥過程中起到重要作用。有學(xué)者[20]研究了LLLT（660 nm和780 nm）對極化為M1或M2表型的巨噬細胞分泌的相關(guān)生物標記物mRNA表達的影響，結(jié)果顯示，LLLT抑制了M1/M2型巨噬細胞炎癥蛋白和促炎因子的分泌，促進了M2巨噬細胞轉(zhuǎn)化生長因子β-1的表達。

3 LLLT在種植領(lǐng)域的臨床研究

3.1 促進軟組織愈合

種植體周圍良好的軟組織愈合可以使植體周圍產(chǎn)生良好的生物學(xué)封閉，與外界環(huán)境隔絕，保護下方骨組織，并且對于美學(xué)具有積極作用。臨床方面主要研究LLLT在常規(guī)術(shù)后使用和軟組織增量術(shù)后使用對軟組織愈合的促進作用。

Palled等[21]研究在種植術(shù)后使用LLLT照射后，在隨訪2周和3個月時，實驗組植體周圍軟組織參數(shù)（探診深度、改良溝內(nèi)出血指數(shù)）均低于對照組，表明LLLT可使植體周圍獲得更好的軟組織愈合。Ercan等[22]研究LLLT對游離齦移植供區(qū)傷口愈合的影響，第14天LLLT組傷口完全上皮化發(fā)生率高于對照組，前2天LLLT組出血量低于對照組，LLLT組的傷口愈合指數(shù)評分高于對照組，說明LLLT促進了游離齦移植物供區(qū)的愈合。

3.2 促進種植體骨結(jié)合

骨結(jié)合是種植體成功與否的決定性因素。在人體試驗前，大量的動物實驗都顯示LLLT可提高種植體穩(wěn)定性與植體周圍新生骨組織體積，對骨結(jié)合有積極作用[23]。然而，缺乏臨床證據(jù)來佐證這一結(jié)論[24]。

種植體穩(wěn)定性是確定種植體骨結(jié)合的最重要的臨床指標之一[25]。在臨床中，通過共振頻率測量得到的種植體穩(wěn)定系數(shù)（implant stability quotient，ISQ）是最常被用作衡量種植體穩(wěn)定性的指標，并被認為具有預(yù)測臨床結(jié)果的能力，較高的ISQ意味著較高的種植體穩(wěn)定性，代表更好的骨結(jié)合[26]。有學(xué)者[27]對種植體術(shù)后進行LLLT照射連續(xù)10 d，隨訪過程中，LLLT組植體穩(wěn)定性均高于對照組。Karaca等[28]研究LLLT對即刻負載植體骨結(jié)合的影響，顯示LLLT組植體穩(wěn)定性明顯高于對照組。但相關(guān)系統(tǒng)綜述表明，LLLT對人體種植體穩(wěn)定性的影響仍存在爭議[29]。Matys等[30]研究LLLT對種植體周圍骨密度和穩(wěn)定性的影響，隨訪12周后顯示，LLLT對植體穩(wěn)定性無明顯影響。Lobato等[31]研究即刻種植術(shù)后進行GaAlAs激光低能量照射，結(jié)果對照組與LLLT組種植體穩(wěn)定性無顯著差異。出現(xiàn)這種情況可能是由于人體復(fù)雜環(huán)境影響，也可能與治療方案與參數(shù)不統(tǒng)一有關(guān)。由于目前研究的局限性，仍需要額外的高質(zhì)量人體臨床試驗來驗證數(shù)據(jù)，在方法上保持一致，以得出更有說服力的結(jié)論。

3.3 促進骨組織愈合

有學(xué)者[32]將LLLT作為單獨及輔助方法刺激大鼠骨缺損模型，結(jié)果顯示，無論單獨還是輔助使用，LLLT都能有效的改善VEGF、增殖細胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）、Runx-2、骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（bone morphogenetic protein-2，BMP-2）、骨橋素（osteopontin，OPN）和OCN的表達，從而促進骨缺損愈合。Culati等[33]研究LLLT對種植體冠方周圍骨水平的影響，負重后1年顯示，LLLT組種植體冠方骨平面變化最少，證明LLLT可減少種植體周圍骨吸收。這樣的結(jié)果表明LLLT可促進骨組織愈合，可能還與LLLT可促進種植體周圍軟組織愈合，形成更好的“生物封閉”有關(guān)。

雖然自體骨依然是最佳的骨移植材料，但由于數(shù)量有限、開辟第二術(shù)區(qū)并發(fā)癥等原因，目前口腔種植骨增量手術(shù)多采用同種異體骨或骨替代材料。研究[34]表明，使用LLLT在同種異體骨移植的骨缺損中有積極作用，膠原纖維數(shù)量、成骨細胞活性和骨小梁形成顯著增加。有學(xué)者[35]利用GaAlAs激光低能量（808 nm，100 mW）照射大鼠植入骨替代材料的骨缺損區(qū)域，發(fā)現(xiàn)BMP-2和OCN高度表達，證明LLLT誘導(dǎo)了更高程度的骨整合。研究[34]表明，對已進行同種異體骨移植的患者使用LLLT，組織學(xué)切片顯示膠原纖維數(shù)量、成骨細胞活性和骨小梁形成顯著增加，對促進骨愈合有積極作用。

3.4 輔助治療種植體周炎

許多實驗室研究顯示，LLLT對于炎癥的控制有很好的作用。在臨床中，近年來種植體周炎及種植體周黏膜炎患者逐漸增多。任剛等[36]研究了LLLT輔助基礎(chǔ)治療種植體周炎，結(jié)果顯示激光組治療2周和8周臨床牙周指數(shù)（探診深度、牙齦指數(shù)、菌斑指數(shù)、齦溝出血指數(shù)）明顯低于對照組。除了臨床指標，趙燕娟等[37]研究LLLT聯(lián)合牙周基礎(chǔ)治療對種植體周炎患牙齦溝液中炎癥因子的影響，結(jié)果顯示：實驗組IL-1β、IL-8明顯低于對照組，堿性成纖維細胞生長因子高于對照組，證明LLLT可影響種植體周炎患牙齦溝液中的細胞因子水平。因此，LLLT可在臨床上作為輔助手段幫助更好地治療種植體周炎。

3.5 減少術(shù)后并發(fā)癥

研究顯示，LLLT的生物效應(yīng)對于減少術(shù)后疼痛、腫脹有一定的療效。復(fù)雜種植術(shù)式，例如上頜竇提升、骨增量、軟組織移植等，術(shù)后并發(fā)癥一般較多。有學(xué)者[38]采用LLLT（Nd:YAG）對于行上頜竇提升術(shù)后患者進行照射，在術(shù)后第3天腫脹及口腔健康相關(guān)生活質(zhì)量較對照組明顯改善，但疼痛無明顯影響。Ercan等[22]發(fā)現(xiàn)，LLLT對游離齦移植供區(qū)傷口照射，隨訪7 d視覺模擬疼痛評分明顯降低。

4 總結(jié)與展望

LLLT對種植體周圍組織具有抗炎、鎮(zhèn)痛、促進愈合的作用，操作簡單，不良反應(yīng)小，在臨床可作為種植術(shù)后常規(guī)干預(yù)方式，但有研究[39]表明LLLT在有限的能量密度范圍內(nèi)是具有生物刺激效應(yīng)，其遵循弱刺激增強生理活動，強刺激抑制生理活動的雙相劑量定律。這提示，臨床操作時對參數(shù)的選擇要謹慎。LLLT仍存在不確定性，尚未完全清楚的作用機制、多樣的激光種類、難以統(tǒng)一的參數(shù)選擇都迫切需要開展大樣本、多中心臨床研究對LLLT療效的影響因素進行探索與研究，進而建立LLLT在口腔種植方面的治療規(guī)范，使LLLT成為臨床種植醫(yī)生手中的“利劍”。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。