混合光源系統(tǒng)用于活髓牙漂白的臨床研究進(jìn)展

張雪雯 李聰 徐小茵 高靜 申靜

1.天津醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)系 天津300070；2.南開大學(xué)醫(yī)學(xué)院口腔醫(yī)學(xué)系 天津300071；3.天津市口腔醫(yī)院國(guó)際診療中心 天津300041

隨著人們對(duì)口腔美學(xué)的要求不斷提高，牙齒美白受到越來越多的關(guān)注。活髓牙漂白技術(shù)是將以過氧化氫（hydrogen peroxide，HP）為有效成分的漂白凝膠置于牙齒表面，并可使用加熱、光照或激光等方式活化加速漂白的一種微創(chuàng)牙齒美白技術(shù)，可分為家庭漂白與診室漂白[1]。其中，激光活化的診室漂白由醫(yī)生控制、保護(hù)軟組織、防止藥物攝入、顯效快，顯著提升臨床治療的速度和患者的舒適度[2]，因此，成為更多患者和醫(yī)生的選擇。

然而，激光對(duì)漂白效果是否有促進(jìn)作用仍存在爭(zhēng)議。已有研究[3-4]表明激光漂白的效果是顯著的，而另一些研究[5-6]提出相比于單純使用漂白凝膠，激光的加入并不能對(duì)漂白效果產(chǎn)生更加顯著的作用。此外，除了在增色效果方面的不確定，激光漂白可能導(dǎo)致的髓腔溫度升高[7]、牙髓損傷[8]、牙體硬組織改變[9]等不良反應(yīng)所引起的爭(zhēng)議尚未得到定論。近期，有研究[10]表明：低強(qiáng)度二極管激光（970 nm、0.8 W）激活35%HP漂白有利于更好的牙本質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性和表面形態(tài)。而Saberi等[11]使用二極管激光（810/960 nm、1.5 W）激活凝膠漂白后，牙齒的釉質(zhì)表面顯微硬度下降。盡管以往的相關(guān)綜述[12-13]試圖對(duì)不同漂白方法的有效性及安全性進(jìn)行總結(jié)，但都未將不同漂白方案及所設(shè)置的不同細(xì)節(jié)參數(shù)納入分析。這是由于大量的研究使用了不同種類和強(qiáng)度的光源、不同濃度和應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)的漂白劑、不同的漂白步驟以及不同的重復(fù)次數(shù)等，因此，難以對(duì)其進(jìn)行比較。所以對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)置一致性較高的多篇研究進(jìn)行總結(jié)歸納以代替籠統(tǒng)而模糊的結(jié)論，對(duì)提供更加清晰的臨床參考是有重要意義的。

近期，混合光源系統(tǒng)［發(fā)光二極管（lightemitting diode，LED）-低強(qiáng)度激光］配合使用低濃度漂白劑的方案引起了研究者的關(guān)注，由于該方案漂白參數(shù)相對(duì)保守，越來越多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究以期在達(dá)到良好漂白效果的同時(shí)減少不良反應(yīng)。

本文將對(duì)該混合光源系統(tǒng)在激光漂白中的應(yīng)用進(jìn)展作一綜述，以探討其在活髓牙漂白有效性與安全性方面的可能優(yōu)勢(shì)。

1 混合光源系統(tǒng)漂白方案的組成要素及特點(diǎn)

1.1 光源系統(tǒng)

混合光源由LED及發(fā)出低強(qiáng)度紅外激光的二極管激光器2個(gè)部分組成。LED通過半導(dǎo)體連接而成為發(fā)光源，耗能少，且已在光聚合復(fù)合樹脂中得到廣泛應(yīng)用，此外，由于LED不發(fā)射紅外范圍波長(zhǎng)，理論上不會(huì)加熱靶組織，從而減少了髓腔升溫的風(fēng)險(xiǎn)，這些均為其在牙齒漂白中的應(yīng)用提供了便利和優(yōu)勢(shì)。二極管激光器也由于其單色性可以減少髓腔過熱的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)其發(fā)出的低強(qiáng)度紅外激光已被證明具有誘導(dǎo)鎮(zhèn)痛、抗炎和生物調(diào)節(jié)的作用[14]，因此，被廣泛應(yīng)用于活髓牙漂白研究?；旌瞎庀到y(tǒng)漂白方案的常用相關(guān)參數(shù)由表1[15-24]列出，通常LED（470±10）nm的使用功率為400～1 800 mW，低強(qiáng)度紅外激光（808±10）nm的使用功率為100～600 mW。根據(jù)現(xiàn)有的臨床研究，在此光源參數(shù)范圍內(nèi)所達(dá)到的顏色改善相似，其中，最常用的參數(shù)為L(zhǎng)ED（470 nm、1 800 mW）/紅外激光（808 nm、600 mW）。僅有1篇研究[23]采用了最低參數(shù)LED（450 nm、400 mW）/紅外激光（808 nm、100 mW），在配合15%HP凝膠漂白后達(dá)到了3個(gè)比色單位的顏色改變，與常用參數(shù)的效果無明顯差異。但目前的臨床對(duì)照研究均僅采用一種光源參數(shù)進(jìn)行評(píng)估，因此，仍需更多臨床研究通過一致性更高的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)該參數(shù)范圍進(jìn)行優(yōu)化，從而得出最佳參數(shù)。

表1 常用混合光系統(tǒng)漂白方案的參數(shù)Tab 1 Parameter details of bleaching schemes under hybrid light source

1.2 漂白劑

活髓牙漂白所用漂白劑的主要有效成分為HP，高濃度比低濃度HP提供更好的遠(yuǎn)期增白效果，但也導(dǎo)致更嚴(yán)重的牙齒敏感等不良反應(yīng)[25]?；旌瞎庠聪到y(tǒng)可配合含6%～35%HP的凝膠進(jìn)行漂白，其中，6%和15%HP因其較低的濃度而被更多地應(yīng)用于相關(guān)臨床研究以尋求更安全的漂白方案。

1.3 光敏劑

為提高漂白效率，縮短激光照射時(shí)間與治療周期，有學(xué)者在漂白過程中加入光敏劑。這項(xiàng)技術(shù)基于光動(dòng)力療法（photodynamic therapy，PDT）：光敏劑被光激發(fā)后，從單線態(tài)到三重線態(tài)的系統(tǒng)間交叉會(huì)產(chǎn)生高活性的單線態(tài)氧；其次，當(dāng)合適的染料分子作為光敏劑加入透明的漂白凝膠，可以提高凝膠對(duì)光的吸收，加速HP分解為羥基自由基。而發(fā)生這種作用的一個(gè)關(guān)鍵之處在于光敏劑的性質(zhì)應(yīng)該與激光的吸收光譜相匹配，否則可能無法達(dá)到預(yù)期的作用效果，因此，在使用不同波長(zhǎng)的激光時(shí)，應(yīng)選擇合適的光敏劑[26]。

在混合光系統(tǒng)漂白的相關(guān)研究中，已有研究者加入氮摻雜氧化鈦或二氧化鈦納米顆粒等作為光催化劑，而其是否在漂白過程中起到了高效的光敏作用仍有待證明。光敏劑種類繁多，在所應(yīng)用波長(zhǎng)的激光下，對(duì)光敏劑與激光的相互作用及活性氧物質(zhì)產(chǎn)生能力進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C明，從而獲得與相應(yīng)激光漂白系統(tǒng)匹配的高效光敏劑，這對(duì)形成更加科學(xué)的臨床方案有重要意義。

2 漂白機(jī)制

混合光系統(tǒng)包含了不同光源以及光敏劑的加入，其漂白機(jī)制可能涵蓋了不同的方面（圖1）。激光促進(jìn)漂白機(jī)制包括光氧化反應(yīng)（直接光漂白作用）、光熱效應(yīng)及光動(dòng)力反應(yīng)。光氧化反應(yīng)使牙齒內(nèi)的有色分子失電子，π-π共軛系統(tǒng)受到破壞，發(fā)生直接光漂白；光熱效應(yīng)往往需要相對(duì)較高強(qiáng)度的激光，加熱漂白凝膠，進(jìn)而加快HP的分解和滲入釉質(zhì)與牙本質(zhì)，加速漂白過程；當(dāng)加入了合適的光敏劑時(shí)，則會(huì)發(fā)生光動(dòng)力效應(yīng)，產(chǎn)生更高水平的羥基自由基和單線態(tài)氧來促進(jìn)漂白[26]。其中，低強(qiáng)度紅外激光與組織的相互作用除了以上漂白促進(jìn)機(jī)制，可能還包括光生物刺激，因此，該系統(tǒng)的作用并不依賴于單純的熱效應(yīng)來升溫凝膠，而是光化學(xué)反應(yīng)、光動(dòng)力效應(yīng)及光生物刺激的組合。

圖1 混合光源系統(tǒng)漂白機(jī)制示意圖Fig 1 Mechanism of bleaching under hybrid light source

3 混合光系統(tǒng)漂白效果

3.1 增白效果

當(dāng)使用混合光系統(tǒng)激活加入合適光敏劑的低濃度凝膠（6%或15%）時(shí)，可以達(dá)到與35%HP單純化學(xué)漂白相同的臨床增白效果。

在2015—2019年的5篇臨床研究[16,18-19,21-22]中，采用了加入TiO2/TiO_N作為催化劑的6%HP，在混合光源系統(tǒng)下激活漂白，并與單純使用35%HP的傳統(tǒng)漂白技術(shù)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果顯示：當(dāng)采用vita比色板進(jìn)行視覺比色時(shí)，混合光源激活低濃度（6%）HP可與高濃度（35%）HP單純化學(xué)漂白一樣，達(dá)到1～3個(gè)比色單位（shade guide unit，ΔSGU）的顏色改善；采用分光光度計(jì)測(cè)量時(shí)，混合光源激活低濃度（6%）HP所達(dá)到的顏色改善則達(dá)到或略低于35%HP（ΔE≈6）。這一差異是由于檢測(cè)方法不同，在對(duì)顏色的檢測(cè)中，使用分光光度計(jì)所測(cè)得的顏色更為客觀、準(zhǔn)確[27]，但以上臨床研究中的客觀顏色差異均在視覺所能辨認(rèn)的閾值范圍之內(nèi)。

Bortolatto等[24]在研究設(shè)計(jì)中使用15%HP代替6%HP后，使用分光光度計(jì)測(cè)得兩者的客觀顏色改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該方案比漂白劑（35%HP）單純化學(xué)漂白的效果更好，第3次復(fù)診時(shí)ΔE平均值達(dá)到（8.92±2.36）。

而當(dāng)混合光系統(tǒng)激活高濃度HP（25%～35%）時(shí)，則無法得到更高的增白效果，與激活15%HP[23]或傳統(tǒng)化學(xué)漂白[17]達(dá)到的效果沒有顯著差異，但可以將治療時(shí)間縮短至一半[17]。

3.2 長(zhǎng)期穩(wěn)定性

漂白效果能否長(zhǎng)期穩(wěn)定保持也是十分重要的問題。已有文獻(xiàn)[15,28-29]指出，傳統(tǒng)方案漂白后會(huì)出現(xiàn)不同程度的顏色反彈，但使用不同濃度漂白凝膠的各項(xiàng)研究并未得到一致的結(jié)論。對(duì)混合光系統(tǒng)漂白患者的長(zhǎng)期隨訪研究初步顯示出相對(duì)良好的顏色壽命，在1[22]、6[30]、9個(gè)月[19]、1[16,18]、2年[16]的隨訪中臨床效果基本維持穩(wěn)定，2年后客觀顏色檢測(cè)僅有輕微的反彈。而先前同樣采用6%HP進(jìn)行單純化學(xué)漂白的研究[29]則在9個(gè)月時(shí)出現(xiàn)了嚴(yán)重的反彈，這一對(duì)比說明混合光催化漂白系統(tǒng)可能有助于低濃度HP獲得更加持久的漂白效果。而另一篇回訪時(shí)間為3年的臨床研究[17]使用了25%和35%HP，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：無論是否使用混合光系統(tǒng)，高濃度HP的漂白效果在3年后仍保持穩(wěn)定。

4 混合光系統(tǒng)的漂白安全性

4.1 漂白劑的濃度與應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)

漂白效果取決于HP的濃度和應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)這2個(gè)關(guān)鍵因素也直接影響著漂白所導(dǎo)致的不良反應(yīng)。通常來說，診室漂白所使用的凝膠為35%HP，每次應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)15～60 min，重復(fù)及復(fù)診次數(shù)不等；而低濃度HP則須大大增加與牙齒表面的接觸時(shí)間（通常為每天2～8 h，持續(xù)14 d）才有可能獲得相同的顏色改善[31]。為達(dá)到迅速、可見的漂白效果，臨床上仍大多采用高濃度HP，但隨之而來的問題是HP濃度越高、作用時(shí)間越長(zhǎng)，牙髓損傷及牙齒敏感的程度越嚴(yán)重[25,31]。

而在混合光激活下使用低濃度HP的新嘗試為這個(gè)問題提供了一條解決思路，在保持與傳統(tǒng)技術(shù)相同的漂白效果和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的前提下，該方案可以將6%HP與牙齒的接觸總時(shí)長(zhǎng)由28 h縮短至72 min[18,20]，并能將傳統(tǒng)診室漂白的就診次數(shù)由3次（每次2個(gè)12 min的療程）減少至1次（2個(gè)36 min的療程）[20]。

4.2 對(duì)牙髓的影響

與以光熱作用為主導(dǎo)機(jī)制的高強(qiáng)度激光漂白相比，混合光系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于它不會(huì)產(chǎn)生過多的熱量而使牙髓升溫。其次，混合光系統(tǒng)中的低強(qiáng)度紅外激光可能有著額外的積極作用，其對(duì)牙髓的可能影響包括發(fā)生在細(xì)胞以及分子水平的生物調(diào)節(jié)作用，體現(xiàn)之一就是減少漂白副產(chǎn)物的細(xì)胞毒性。目前，已有相關(guān)體外研究報(bào)告了在使用低強(qiáng)度激光時(shí)減少漂白凝膠所導(dǎo)致的細(xì)胞毒性的效果，其中包括對(duì)成牙本質(zhì)細(xì)胞系MDPC-23[32-37]以及人牙髓成纖維細(xì)胞[38]的研究。

當(dāng)?shù)蛷?qiáng)度激光作為漂白后治療措施，作用于漂白劑處理過后的人牙髓成纖維細(xì)胞或MDPC-23細(xì)胞時(shí)，在適當(dāng)參數(shù)下可能提高細(xì)胞蛋白表達(dá)及堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）活性，減少漂白劑產(chǎn)生的細(xì)胞毒性[32-33,38]。研究[38]表明：使用低強(qiáng)度（40 mW）紅色/近紅外激光能夠補(bǔ)償35%HP漂白凝膠釋放的活性物質(zhì)對(duì)牙髓成纖維細(xì)胞的毒性作用，當(dāng)使用適當(dāng)參數(shù)的近紅外激光（40 mW、10 J·cm-2）照射時(shí)，該細(xì)胞毒性被完全抵消，細(xì)胞活力在24 h內(nèi)達(dá)到正常。一些學(xué)者[32-33]發(fā)現(xiàn)：低強(qiáng)度（40 mW、4/10/15 J·cm-2）近紅外激光照射對(duì)0.01%過氧化脲處理過的MDPC-23細(xì)胞代謝有積極的調(diào)節(jié)作用，其中，40 mW、4 J·cm-2的激光能提高ALP活性。但25 mW的近紅外光無法修復(fù)35%HP對(duì)MDPC-23細(xì)胞活力及基因表達(dá)的負(fù)面影響。因此，激光的參數(shù)范圍是一個(gè)重要因素。

當(dāng)?shù)蛷?qiáng)度激光作為激活漂白凝膠的光源時(shí)，則無法減少35%HP對(duì)MDPC-23細(xì)胞的毒性作用。相關(guān)體外研究[34-37]對(duì)此得出了一致結(jié)論，在LED（120 mW）結(jié)合紅外光（600 mW）的混合光系統(tǒng)、430/500 mW的鹵素?zé)艋?00 mW的LED等低強(qiáng)度光源激活35%HP時(shí)，均無法改善MDPC-23細(xì)胞代謝活性的下降。研究[8]表明：不同的激光參數(shù)不能改變牙齒漂白對(duì)牙髓炎癥或細(xì)胞毒性的影響，但這一結(jié)論是基于該研究所納入的漂白凝膠多為高濃度HP?；旌瞎庠词欠衲軠p少或消除HP濃度較低時(shí)的細(xì)胞毒性作用仍缺乏相關(guān)研究。

4.3 對(duì)牙齒敏感的影響

牙齒敏感是活髓牙漂白后最常見的不良反應(yīng)，大多數(shù)接受漂白的患者都會(huì)出現(xiàn)不同程度的敏感，尤其是使用高濃度HP時(shí)。已有研究[39]表明：使用高濃度HP的診室漂白后，牙齒敏感的發(fā)生率高達(dá)67%～87%。激光療法在用于預(yù)防漂白后牙齒敏感之前，已經(jīng)作為治療牙本質(zhì)敏感的一項(xiàng)有效方法[40]。通常，高強(qiáng)度激光被認(rèn)為通過封閉牙本質(zhì)小管來產(chǎn)生作用，而低強(qiáng)度激光可能作用于神經(jīng)水平并影響牙本質(zhì)液流動(dòng)[41]。由于低強(qiáng)度激光已被證明在緩解漂白后牙齒敏感方面具有一定作用[39,42-43]，因此，含有低強(qiáng)度紅外激光的混合光源理論上可能對(duì)牙齒敏感有積極的影響。

相關(guān)臨床研究[17,21,23-24]也表明：應(yīng)用混合光激活低濃度HP漂白后，所引起的牙齒敏感程度比使用傳統(tǒng)漂白技術(shù)者更低，這一結(jié)果可能是由混合光系統(tǒng)中低強(qiáng)度激光的直接作用促成，也可能是由于該方案允許較低濃度HP的應(yīng)用，從而間接降低了牙齒敏感程度。

4.4對(duì)牙體硬組織及充填材料的影響

光照對(duì)牙體表面顯微硬度或化學(xué)成分的影響并未達(dá)成一致結(jié)論，有研究[44]表明光源本身對(duì)牙體組織的影響并不顯著。Loiola等[45]的研究表明：無論是否使用LED/激光混合光源，漂白后釉質(zhì)顯微硬度均沒有下降。但有研究[11,46]表明：使用二極管激光（810/960 nm、1.5 W）激活凝膠漂白后，牙齒的釉質(zhì)表面顯微硬度下降，且不能改善漂白凝膠導(dǎo)致的玻璃離子表面顯微硬度的下降[46]。而低強(qiáng)度的Er:YAG激光可減輕漂白凝膠所致的釉質(zhì)損害，并獲得更高的樹脂-釉質(zhì)剪切粘接強(qiáng)度[47-48]。根據(jù)已有的研究顯示：光源似乎并不能改善漂白對(duì)牙體硬組織造成的不良影響，低強(qiáng)度紅外激光對(duì)牙體表面影響的研究仍缺乏，混合光源系統(tǒng)對(duì)牙體硬組織及充填體的影響也需更多高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照研究。

5 結(jié)束語

綜上所述，與傳統(tǒng)依靠光熱效應(yīng)加熱凝膠以促進(jìn)漂白的激光不同，混合光源漂白的優(yōu)勢(shì)在于通過光化學(xué)和光動(dòng)力等作用促進(jìn)漂白而不過度升溫髓腔。此外，該系統(tǒng)允許低濃度漂白凝膠的應(yīng)用：縮短其應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)及就診次數(shù)，并增加長(zhǎng)期穩(wěn)定性；同時(shí)，在保持與傳統(tǒng)漂白技術(shù)相似的臨床效果下減輕漂白后牙齒敏感和牙髓損傷。因此，綜合考慮漂白的有效性和安全性，加入光敏劑的低濃度漂白凝膠與混合光源系統(tǒng)的組合，初步顯現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。但該方案的最佳參數(shù)范圍以及與之匹配的高效光敏劑仍需更多的探索優(yōu)化過程，今后的相關(guān)臨床研究應(yīng)該規(guī)范并給出所有漂白參數(shù)的細(xì)節(jié)，以得出更加科學(xué)、可行的臨床方案。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。