激光在口腔正畸診療中的應(yīng)用進(jìn)展

左志剛，鄒朝暉，易周，夏倩倩 綜述，王悅 審校

（1.天津醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院正畸科，天津 300070；2.天津醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院牙體牙髓科，天津 300070；3.天津市兒童醫(yī)院口腔科，天津 300074）

1 口腔醫(yī)學(xué)激光器常見種類

激光又稱鐳射，為“受激輻射光放大”的簡稱，常用于口腔醫(yī)學(xué)激光器的種類包括固體激光器（Cr：YSGG 激光，Er：YAG 激光，Nd：YAG 激光，Nd：YAP 激光，半導(dǎo)體激光）和氣體激光器（二氧化碳激光）。Cr:YSGG 激光是一種波長為2 780 nm 的高能高頻激光，能特異性的被組織中水分子和OH-吸收，其治療過程中對鄰近組織產(chǎn)熱及熱損傷較小，在有水的情況下能有效的對軟硬組織進(jìn)行切割，在臨床上廣泛用于軟組織切割、齲齒的治療及牙石的清除。Er:YAG 激光是一種波長為2 940 nm 的高能激光，屬中紅外激光，其波長與水（2 950 nm）和羥磷灰石的羥基（2 800 nm）對紅外線的吸收峰值接近，易被水吸收，其最為顯著的優(yōu)點(diǎn)是在去除硬組織的同時不會對周圍組織產(chǎn)生熱損傷[3-4]。Nd:YAG 激光發(fā)射波長為1 064 nm，屬近紅外光，水吸收率為0.144，這種激光穿透力更強(qiáng)，通過光熱效應(yīng)作用于組織，殺菌、凝血效果更好。Nd：YAP 激光波長為1 079.5nm，可用于治療血管畸形[4-5]及輔助牙周袋和根管內(nèi)消毒等。半導(dǎo)體激光又稱近紅外激光，波長由介質(zhì)的組成確定，為800～900 nm，這種激光適合軟組織手術(shù)、止血、牙周袋及根管消毒，輻照也可被硬組織吸收，并用于改變表面特性。CO2激光是一種氣體激光，波長為10 600 nm，以連續(xù)型或門控脈沖兩種模式發(fā)射，具有水吸收性，通過氣化組織完成切割，使用過程中會產(chǎn)生大量的熱，使得組織迅速碳化。

2 激光在正畸黏接中的應(yīng)用

2.1 激光在蝕刻釉質(zhì)中的應(yīng)用 托槽黏接是靠酸蝕劑酸蝕釉質(zhì)表面，黏接劑進(jìn)入酸蝕過的釉質(zhì)形成樹脂突實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)使用濃度為37%的磷酸酸蝕時會使牙體有機(jī)物和無機(jī)物含量發(fā)生變化，形成明顯的酸蝕區(qū)域和牙體顏色的變化，被廣泛應(yīng)用于正畸托槽或附件的黏接。37%的磷酸酸蝕后的釉質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，容易受到口腔中酸和細(xì)菌的影響，對變形鏈球菌的抵抗力下降，增加了患齲率。激光蝕刻牙面是一種新興的處理方法，它利用激光使牙釉質(zhì)結(jié)構(gòu)破碎并蝕刻成火山口樣凹凸不平的表面，增加黏接面積并獲得機(jī)械固位，從而提高托槽的黏接強(qiáng)度，在達(dá)到同樣黏接強(qiáng)度的同時也起到了防齲的作用[6]。國外學(xué)者研究顯示，37%磷酸酸蝕劑酸蝕后表面覆蓋很多微小球狀結(jié)構(gòu)，而激光蝕刻的表面形成彈坑狀結(jié)構(gòu)。因此，激光是去除釉質(zhì)而不是使釉質(zhì)脫礦，且Er:YAG 處理后的牙面在托槽黏接后殘留的黏接劑比磷酸酸蝕劑少，去除時對牙面損傷小，更有利于保護(hù)牙體組織，同時可促進(jìn)牙齒的再礦化[7]。另有實(shí)驗(yàn)證實(shí)CO2激光可提高正畸托槽周圍釉質(zhì)表面的顯微硬度，進(jìn)而降低齲壞風(fēng)險[8]。但不同激光的合適功率和時間需要進(jìn)一步探討。

2.2 激光在清洗脫落托槽中的應(yīng)用 正畸治療根據(jù)生物力學(xué)原理通過黏接托槽實(shí)現(xiàn)牙齒移動，達(dá)到矯正目的。托槽在矯治過程中脫落不可避免。臨床中，經(jīng)常會因?yàn)檎胁刍w材質(zhì)、黏結(jié)劑種類、患者的口腔環(huán)境及依從性等多種因素影響而發(fā)生托槽脫落[9-11]。托槽掉落后正畸醫(yī)生常會選擇進(jìn)行脫落托槽的再次黏接，脫落托槽底板的處理是決定能否再次黏接成功的關(guān)鍵因素。通常使用噴砂法、打磨法或熱處理等來剔除托槽底板上殘留的黏結(jié)劑[12-13]。傳統(tǒng)的清潔方法一直存在一定的弊端：噴砂法會對正畸托槽底板的固位結(jié)構(gòu)造成一定程度的機(jī)械損傷；而打磨法易對固位結(jié)構(gòu)造成大的損傷，可回收再利用價值低。近幾年來，激光成為托槽再利用的新方法[14]，超短脈寬的高頻斷續(xù)脈沖作用使材料表面產(chǎn)生熱彈性波，通過熱彈性波所致很強(qiáng)的力學(xué)振動[15]，可以實(shí)現(xiàn)黏結(jié)劑的無殘留去除。國外學(xué)者證實(shí)了Cr：YSGG 激光可有效輔助去除托槽底板黏接劑，而CO2激光效果稍差[16]。但國內(nèi)學(xué)者發(fā)現(xiàn)經(jīng)1 064 nm波長Nd:YAG 激光清洗的托槽底板由于熱積累效應(yīng)出現(xiàn)了較為明顯的重凝狀微顆粒，而532 nm 波長Nd:YAG 激光清洗過的托槽底板則呈現(xiàn)出微小的淺坑分布[17]，這在一定程度上都可能會破壞托槽結(jié)構(gòu)，影響臨床再次黏接，因此對于使用激光去除托槽底板黏接劑方面還需進(jìn)行更多研究以確定最適激光參數(shù)。

2.3 激光在去托槽及去除牙齒表面黏結(jié)劑中的應(yīng)用 正畸結(jié)束去除托槽時往往由于托槽的底板與黏接材料之間有著很強(qiáng)的黏接力，強(qiáng)行暴力去除可能會對釉質(zhì)結(jié)構(gòu)造成損害，且增加患者就診不適感，尤其是陶瓷托槽由低延展性和高模量的氧化鋁晶體構(gòu)成，易碎導(dǎo)致增加了去除難度。應(yīng)用CO2激光、Nd:YAG、TM:YAP、Er:YAG 和二極管激光器有助于降低這種風(fēng)險[18]。激光去除陶瓷托槽的原理包括熱效應(yīng)、光化效應(yīng)和壓強(qiáng)效應(yīng)，其中最主要的是熱效應(yīng)。且使用黑色涂劑可減少光反射、增強(qiáng)吸收，加快托槽脫落。Rodrigo 等[19]研究表明，在牙髓腔溫度升高未超過5.5℃的安全范圍內(nèi)，用CO2激光（激光功率為5 w、脈沖寬度為0.01 s、照射時間為3 s）有助于陶瓷托槽的去除，降低了黏接強(qiáng)度。另也有研究證實(shí)了脈沖激光輔助去除金屬托槽的可行性。應(yīng)用激光輔助可避免傳統(tǒng)機(jī)械化去除托槽過程中對釉質(zhì)表面造成的損壞[20]。因此，激光去托槽具有潛在的應(yīng)用價值，但很多實(shí)驗(yàn)還處于離體實(shí)驗(yàn)階段，臨床應(yīng)用實(shí)際效果還有待于進(jìn)一步研究。

正畸治療完成并去除托槽之后，必須去除牙齒表面殘留的黏結(jié)劑。在此過程中，很容易破壞具有高氟化物和礦物質(zhì)含量的淺層釉質(zhì)層，將釉柱暴露于口腔環(huán)境，增加牙菌斑中有機(jī)酸的侵蝕風(fēng)險，使患牙脫礦。去除黏結(jié)劑時的另一個主要問題是磨除過程中會產(chǎn)生熱量傳遞到髓室。Zach 等[21]在對恒河猴的研究中發(fā)現(xiàn)，髓腔溫度升高2.3℃導(dǎo)致牙髓組織的變化最小；升高＞5.6℃則導(dǎo)致測試組40%的動物牙髓組織發(fā)生不可逆的炎癥。Fan 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度升高≥11°C 時，測試組所有動物的牙髓壞死。Amasyal 等[23]發(fā)現(xiàn)，使用氧化鋁和碳化鎢車針去除牙齒表面殘留黏結(jié)劑時髓室的升高溫度略高于5.5°C（大約8°C）的臨界水平，使用水冷或氣冷都會降低溫度升高量；而Er：YAG 激光組的溫度反而降低了2°C。但氧化鋁車針去除黏結(jié)劑后釉質(zhì)表面粗糙度最低，碳化鎢車針組的表面粗糙度值較高，而激光處理組表面粗糙度值最高。激光去除釉質(zhì)表面黏結(jié)劑主要依靠的是激光的熱消融效應(yīng)，而激光頻率被認(rèn)為是在消融過程中決定熱量積聚的最重要參數(shù)[24]，因此在其他參數(shù)相同的條件下，高頻率激光可以更快、更有效地去除黏結(jié)劑，但產(chǎn)熱也更多，而低頻率激光相對來說更加安全。

3 激光對正畸牙齒移動及疼痛的影響

正畸治療通常需要一年半至兩年，因此如何安全有效地縮短正畸療程一直是臨床關(guān)注的重點(diǎn)。然而，減少正畸治療時間需要提高牙齒的移動速率。目前一些研究證實(shí)，低能量激光可以有效減輕正畸治療中牙齒的疼痛，并加快牙齒移動，刺激上頜骨擴(kuò)張后腭中縫區(qū)域骨再生和骨沉積。激光可以促進(jìn)細(xì)胞的增殖，具有良好的生物刺激作用。Sevin 等[25]用820 nm 波長的低能量半導(dǎo)體激光（LLLT）照射志愿者牙體組織，發(fā)現(xiàn)受壓側(cè)齦溝液中白細(xì)胞介素（IL）-1β 濃度增加，表明低能量激光可以刺激受壓側(cè)破骨細(xì)胞的生成，但具體調(diào)節(jié)機(jī)制仍有待充分闡明。Al Shahrani 等[26]通過系統(tǒng)研究和meta 分析發(fā)現(xiàn)，正畸治療期間使用Ga-Al-As 二極管激光器和Oseeopulse 激光器所發(fā)射的低水平激光治療能加速牙齒的運(yùn)動并減輕疼痛。但也有研究得出了相反的結(jié)論，即認(rèn)為激光照射組與對照組在牙齒移動速度上差異不存在統(tǒng)計學(xué)意義，這可能與不同研究選定的激光種類及參數(shù)不同有關(guān)[27]。

當(dāng)牙齒經(jīng)受正畸矯治力時，牙髓及牙周組織內(nèi)的血液循環(huán)會受到影響，并在牙周組織中引發(fā)炎癥，臨床表現(xiàn)為患者感到疼痛。這種刺激會增加患者不適感并降低患者的依從性，從而最終影響治療效果。研究表明，光生物調(diào)節(jié)作用可降低正畸加力后感覺到的疼痛，Subramaniam 等[28]用波長為980 nm、功率密度為2.5 w/cm2和能量為600 J 的單脈沖低能量激光（LLLT）照射受試組30 s，證實(shí)LLLT 能夠緩解正畸疼痛，并且在24 h 的緩解疼痛最有效。

4 激光在預(yù)防牙釉質(zhì)脫礦中的應(yīng)用

牙齒唇頰面脫礦產(chǎn)生白堊斑是與正畸矯治相關(guān)的最常見的臨床問題，同時在矯治過程中，若正畸患者依從性低，很難保持良好的口腔衛(wèi)生，托槽周圍細(xì)菌聚集形成菌斑生物膜，細(xì)菌產(chǎn)酸導(dǎo)致牙釉質(zhì)脫礦，產(chǎn)生白堊斑。正畸過程中最常累及的牙位是上頜和下頜第一磨牙、上下頜中切牙、側(cè)切牙和下頜尖牙。矯正療程會影響牙齒脫礦程度，但最快會在固定矯治的4 周內(nèi)發(fā)生脫礦。以往研究已經(jīng)證實(shí)激光照射可增強(qiáng)釉質(zhì)表面抗酸性，預(yù)防脫礦。Sruthi 等[29]比較了再礦化劑與Er:YAG 激光聯(lián)合預(yù)防齲齒的療效，并報告酪蛋白磷酸肽-納米無定形磷酸鈣（CPP-ACP）與激光聯(lián)合使用后鈣離子釋放最高，可見激光正成為正畸矯治中預(yù)防釉質(zhì)脫礦的良好方法。

5 激光對正畸治療中牙周炎癥的影響

6 激光在正畸軟組織手術(shù)中的應(yīng)用

正畸治療過程中有時需配合軟組織手術(shù)，例如為了牽引骨埋伏牙或者部分萌出的埋伏牙，需要通過手術(shù)切開軟組織，暴露埋伏牙牙面并黏接正畸牽引裝置。半導(dǎo)體激光（810～980 nm）對軟組織具有高吸收率，而對骨組織等一般的硬組織吸收率較低，對硬組織損傷小[30]。810 nm 二極管激光器最常用于牙科軟組織手術(shù)，相對于傳統(tǒng)手術(shù)刀或電動手術(shù)刀，具有很好的止血作用，同時具有鎮(zhèn)痛和生物刺激作用。

對于錯 畸形伴舌系帶或上唇系帶發(fā)育異常的患者，有研究表明應(yīng)用激光進(jìn)行手術(shù)能取得較好療效[31，-32]。所有患者均采用局部麻醉，手術(shù)及術(shù)后介入治療過程中，大多數(shù)患者沒有疼痛和出血，不需要縫合，無感染、傷口愈合良好、疤痕小。激光技術(shù)更容易被兒童和青少年接受，可以提高治療效果，緩解患者的恐懼心理，促進(jìn)愈合。

綜上所述，激光應(yīng)用于正畸治療具有精準(zhǔn)性高、疼痛程度輕、可加速牙齒移動、手術(shù)創(chuàng)口小、出血量少、術(shù)后愈合速度快、感染風(fēng)險低等諸多優(yōu)點(diǎn)，輔助口腔醫(yī)生解決許多臨床難題應(yīng)用前景廣泛，但臨床醫(yī)生必須了解與激光有關(guān)的基礎(chǔ)知識、安全問題和相關(guān)風(fēng)險，并在開展激光治療之前接受規(guī)范的培訓(xùn)。