宋 驍，徐 艷*，李 璐*

1南京醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院牙周科，2江蘇省口腔疾病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，3江蘇省口腔轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)工程研究中心，江蘇 南京210029

種植體周圍炎是累及軟、硬組織的炎性損害，可引起種植體周圍進(jìn)行性骨喪失，是引起種植修復(fù)失敗的主要原因［1-2］。種植體上的菌斑生物膜與宿主之間的免疫炎癥反應(yīng)是種植體周圍炎的主要病因和致病機(jī)制。因此，徹底清除種植體表面結(jié)石菌斑是治療種植體周圍炎的首要目標(biāo)［3］。

傳統(tǒng)采用機(jī)械清創(chuàng)和化學(xué)藥物治療種植體周圍炎。機(jī)械清創(chuàng)主要包括手工刮治、超聲潔治、噴砂。手工刮治常采用塑料刮治器或鈦刮治器，超聲潔治采用非金屬工作尖。但這兩種方法清除菌斑結(jié)石時(shí)效率低下并且會(huì)損壞鈦種植體表面微結(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生額外的化學(xué)污染。噴砂在狹窄的垂直骨缺損中應(yīng)用受限并可能改變種植體表面微結(jié)構(gòu)，此外還有引起皮下氣腫的風(fēng)險(xiǎn)［4-7］?；瘜W(xué)藥物多局部使用四環(huán)素類、甲硝唑類和洗必泰，但長期使用易導(dǎo)致細(xì)菌耐藥。為了獲得更佳的療效，激光逐步走進(jìn)人們視野。當(dāng)激光照射到組織表面，可以發(fā)生反射、散射、吸收或穿透。其中激光在水中的吸收率對(duì)激光在組織中的吸收程度和穿透深度有重要影響。激光在水中的吸收率低，在軟組織中有更大的穿透深度；激光在水中的吸收率高，在軟組織中穿透深度更小。激光可以發(fā)揮殺滅細(xì)菌、滅活細(xì)菌內(nèi)毒素、止血及光生物調(diào)節(jié)等作用［8］。根據(jù)激光在組織中的穿透深度，口腔中常用激光可以分為表面吸收型激光（激光被組織表層吸收，不能穿透進(jìn)入組織深部）：CO2激光、Er：YAG激光；組織穿透型激光（激光可以穿透進(jìn)入組織深部）：摻釹釔鋁石榴石（neodymium-doped yttrium aluminum garnet，Nd：YAG）激光、二極管激光。Nd：YAG激光、CO2激光、二極管激光可有效殺菌，但是可能對(duì)種植體表面造成熱力學(xué)損害，改變鈦種植體的表面微貌［9-11］。Er：YAG激光可有效切除軟硬組織，有較強(qiáng)的殺菌以及清除內(nèi)毒素和外毒素的作用。此外，由于其在水中有較高的吸收率，可減少對(duì)周圍組織熱損傷［8］。因此Er：YAG激光在種植體周圍炎的治療中有廣闊應(yīng)用前景。

本文就目前Er：YAG激光治療種植體周圍炎的體外研究以及臨床研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 Er：YAG激光對(duì)種植體周圍組織的熱損傷

種植體與周圍骨組織形成骨結(jié)合且種植體周圍血運(yùn)很少，激光照射種植體產(chǎn)生的熱可通過種植體傳導(dǎo)給骨組織而造成骨組織熱損傷。Eriksson等［12］通過一系列研究指出骨組織溫度升高10℃且持續(xù)10 s會(huì)導(dǎo)致骨結(jié)構(gòu)永久改變。因此骨組織的升溫幅度需控制在10℃以內(nèi)。

現(xiàn)有研究表明，Er：YAG激光對(duì)種植體表面及種植體周圍組織不會(huì)造成明顯熱損傷。Monzavi等［10］比較了利用CO2激光、二極管激光、Nd：YAG激光、Er：YAG激光進(jìn)行種植體表面清創(chuàng)時(shí)種植體表面的溫度變化。研究者將種植體植入羊下頜骨骨塊，每個(gè)種植體的頰側(cè)做一垂直骨缺損，骨塊放入37℃水浴中模擬體內(nèi)口腔情況。用K型熱電偶記錄種植體3個(gè)位點(diǎn)（根尖部/根中部/根冠方）的溫度變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Er：YAG激光照射下，種植體表面溫度變化保持在10℃以內(nèi)。但是在CO2、Nd：YAG和二極管激光照射下，種植體根尖部溫度變化超過10℃。研究者指出Er：YAG激光用于種植體周圍炎的治療是較為安全的。但是在應(yīng)用Nd：YAG、二極管，特別是CO2激光時(shí)應(yīng)注意預(yù)防熱損傷。

Er：YAG激光照射種植體引起的升溫與種植體的理化特性、激光能量參數(shù)、照射角度、照射時(shí)間以及冷卻措施等因素有關(guān)。Matys等［13］將3個(gè)直徑為3.2、4.5、6.0 mm的純鈦種植體和3個(gè)直徑為3.2、4.5、6.0 mm的鈦合金（由鈦、鋁和釩組成的合金）種植體植入豬肋骨，予以不同強(qiáng)度、不同時(shí)間的Er：YAG激光照射，測(cè)量種植體的溫度改變。實(shí)驗(yàn)指出隨著激光功率增加、種植體直徑減小，種植體表面溫度升高越快。鈦合金種植體表面升溫較純鈦種植體快。Er：YAG激光能量參數(shù)設(shè)置為100 mJ/pulse、10 Hz，照射30 s時(shí)不會(huì)引起種植體周圍骨組織熱損傷且能對(duì)種植體表面起到有效殺菌消毒的效果。該體外實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了選擇激光能量參數(shù)時(shí)將種植體的理化性質(zhì)（如種植體材料的導(dǎo)熱性和種植體直徑）考慮在內(nèi)的重要性。在另一項(xiàng)研究中［14］，研究者探究了用3種不同能量參數(shù)的Er：YAG激光（激光能量參數(shù)設(shè)置為100 mJ/pulse，10 Hz；150 mJ/pulse，10 Hz；200 mJ/pulse，10 Hz）對(duì)種植體表面進(jìn)行清創(chuàng)時(shí)，種植體的溫度變化。該體外實(shí)驗(yàn)激光照射時(shí)間為120 s，伴有水冷。研究發(fā)現(xiàn)，由于有水的冷卻作用，種植體激光處理后的溫度低于種植體的初始溫度。在伴有水冷的情況下，激光能量從100 mJ/pulse提高到200 mJ/pulse均具有可靠的安全性。由此可見水冷可顯著降低Er：YAG激光治療種植體周圍炎時(shí)發(fā)生熱損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

2 Er：YAG激光對(duì)種植體表面特性的影響

種植體表面特性主要包括表面形貌、粗糙度、親水性。這些因素彼此之間密切關(guān)聯(lián)并且共同影響種植體的生物相容性，對(duì)種植體的預(yù)后和成功有重要作用。表面形貌、粗糙度和親水性一方面影響細(xì)菌的黏附［15-18］；另一方面亦影響血小板的黏附和活化，血小板活化后選擇性分泌的各種趨化因子、生長因子最終影響骨結(jié)合［19］。軟硬組織的整合主要受親水性的影響，但是菌斑污染種植體表面會(huì)降低種植體的表面自由能從而減弱親水性并且對(duì)細(xì)胞具有毒性作用。因此需要徹底清除種植體表面的菌斑等污染物但是盡量減少對(duì)種植體表面形貌和粗糙度的不利影響，同時(shí)不對(duì)種植體表面造成額外的化學(xué)污染。

2.1 Er：YAG激光對(duì)種植體表面形貌和粗糙度的影響

種植體的表面形貌與粗糙度的關(guān)系密切。粗糙度增加可以增加血小板黏附和活化，釋放多種生長因子和細(xì)胞因子，深刻影響著種植體周圍新生血管模式，促進(jìn)創(chuàng)傷愈合及骨結(jié)合［20-22］。但是粗糙度增加亦會(huì)促進(jìn)菌斑附著，增大清除種植體表面菌斑的難度。Albrektsson和Wennerberg將表面粗糙度分為4種：光滑表面，粗糙度值＜0.5 μm；最低限度粗糙表面，粗糙度值0.5～1.0 μm；中等粗糙表面，粗糙度值1.0～2.0 μm；粗糙表面，粗糙度值＞2.0 μm。他們建議種植體理想粗糙度范圍在1.0～1.5 μm之間［23］。

鈦種植體表面微貌受Er：YAG激光熱效應(yīng)的影響。以往一系列研究探究了低脈沖頻率10 Hz的Er：YAG激光對(duì)種植體表面微貌和粗糙度的影響。Er：YAG激光能量參數(shù)設(shè)置為60 mJ/pulse、10 Hz，照射時(shí)間2 min時(shí)陽極氧化種植體表面形貌較穩(wěn)定；設(shè)置為140 mJ/pulse、10 Hz，照射時(shí)間2 min時(shí)噴砂酸蝕種植體表面形貌較穩(wěn)定；設(shè)置為100 mJ/pulse、10 Hz，照射時(shí)間1 min時(shí)羥磷灰石涂層和氟化物改性TiO2噴砂種植體表面形貌較穩(wěn)定［24-25］。Takagi等［26］研究了脈沖頻率20 Hz的Er：YAG激光對(duì)種植體表面微貌的影響。Er：YAG激光能量參數(shù)設(shè)置為40 mJ/pulse、20 Hz，在伴水冷非接觸式照射噴砂酸蝕表面的種植體時(shí)，可以在不改變種植體表面微結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上有效清除種植體表面的鈣化沉積物。Tanjguchi等［27］研究了高脈沖頻率30 Hz的Er：YAG激光對(duì)鈦種植體表面微貌的影響。Er：YAG激光能量參數(shù)設(shè)置為50 mJ/pulse、30 Hz，照射時(shí)間10 s時(shí)噴砂酸蝕種植體表面出現(xiàn)明顯的熔融改變。由于鈦的熔點(diǎn)為1 668℃，這個(gè)現(xiàn)象意味著高脈沖頻率激光被鈦表面吸收，在照射點(diǎn)產(chǎn)生非常高的溫度。但在同樣能量參數(shù)設(shè)置以及更長的照射時(shí)間下，伴有水冷的種植體表面無明顯改變。Matys等［28］將Er：YAG激光能量參數(shù)設(shè)置為50 mJ/pulse、30 Hz，照射時(shí)間1 min，但是伴有水冷時(shí)，種植體表面未見明顯熔融及裂紋。這兩項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)應(yīng)用高脈沖頻率30 Hz的Er：YAG激光治療種植體周圍炎時(shí)，水冷對(duì)于減少激光對(duì)種植體表面熔融改變有重要作用。

臨床中患有種植體周圍炎的種植體表面黏附有菌斑生物膜。為模擬體內(nèi)的情況，研究者構(gòu)建了伴放線聚集桿菌黏附于噴砂酸蝕表面種植體的體外模型，用以探究Er：YAG激光（100 mJ/pulse，10 Hz，照射時(shí)間1 min）清創(chuàng)對(duì)種植體表面的改變。結(jié)果顯示，該能量參數(shù)設(shè)置下的Er：YAG激光并不會(huì)改變種植體表面微貌［29］。

總結(jié)現(xiàn)有的體外研究可以發(fā)現(xiàn)，低脈沖頻率的Er：YAG激光對(duì)種植體表面微貌及粗糙度無明顯改變。此外，配合水冷，可以明顯減少高脈沖頻率的Er：YAG激光對(duì)種植體表面微貌的改變。

2.2 Er：YAG激光對(duì)種植體表面親水性的影響

種植體表面的親水性利于血小板的黏附與活化［30］，血小板活化后選擇性分泌的各種趨化因子、生長因子，會(huì)影響早期炎癥反應(yīng)和骨再生并最終影響與骨結(jié)合有關(guān)的骨愈合過程［31-32］。種植體的親水性用接觸角的大小來度量，接觸角越小親水性越好。Nader等［33］在體外研究了激光對(duì)未被細(xì)菌污染的噴砂酸蝕種植體表面親水性的影響，發(fā)現(xiàn)Er：YAG激光在能量參數(shù)100 mJ/pulse、10 Hz，照射時(shí)間60 s，伴水冷的情況下可以增加種植體表面親水性。然而該實(shí)驗(yàn)針對(duì)的是未被細(xì)菌污染的種植體，對(duì)于已被細(xì)菌污染的種植體，Er：YAG激光照射是否可以恢復(fù)甚至改善親水性還無法知曉，有待日后進(jìn)一步探索。

3 Er：YAG激光對(duì)種植體表面生物相容性的影響

種植體表面黏附的菌斑生物膜會(huì)降低種植體表面的生物相容性，眾多研究者進(jìn)行了一系列體外實(shí)驗(yàn)以評(píng)估Er：YAG激光對(duì)受菌斑污染的種植體表面的清創(chuàng)效果。研究指出，在無螺紋的光滑鈦片表面，Er：YAG激光的菌斑清除效果優(yōu)于塑料刮治器［34］。在無螺紋的噴砂酸蝕鈦片表面，Er：YAG激光的菌斑清除效果弱于各種傳統(tǒng)的器械，如鈦刷、碳纖維刮治器［35］。然而在一項(xiàng)針對(duì)有螺紋的種植體表面的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)Er：YAG激光的清創(chuàng)效果優(yōu)于傳統(tǒng)的器械，如各種手工刮治器、鈦刷以及超聲器械［14］?，F(xiàn)有結(jié)果提示，在無螺紋的種植體表面，其清創(chuàng)效果并沒有優(yōu)于大部分的傳統(tǒng)清創(chuàng)方式。但是在具備螺紋的種植體表面，激光可能更容易進(jìn)入螺紋之間的深部進(jìn)行清創(chuàng)，因此相對(duì)于傳統(tǒng)器械有更大優(yōu)勢(shì)。因此，針對(duì)不同表面類型的種植體，可能需要選擇不同的清創(chuàng)方式以獲得最佳的菌斑清除效果。

眾多Er：YAG激光對(duì)種植體表面生物相容性的研究一方面評(píng)估Er：YAG激光對(duì)種植體表面菌斑的清除效果，另一方面評(píng)估Er：YAG激光處理種植體后，細(xì)胞對(duì)種植體表面再次黏附、生長、分化的影響。此方面的研究較為零散，由于種植體表面特征不一致，使用的激光參數(shù)不一致，使用的細(xì)胞種類不一致，難以達(dá)成一致結(jié)論。針對(duì)噴砂酸蝕處理的種植體表面，實(shí)驗(yàn)表明在伴有水冷的情況下，使用160 mJ/pulse、20 Hz或者80 mJ/pulse、20 Hz的Er：YAG激光處理鈦片后，會(huì)改變種植體的表面結(jié)構(gòu)，對(duì)MG-63成骨樣細(xì)胞的附著和增殖造成不利影響［36］。然而另一項(xiàng)針對(duì)黏附有齦下菌斑的中等粗糙鈦片的研究發(fā)現(xiàn)［37］，在伴有水冷的情況下，使用150 mJ/pulse、12 Hz的Er：YAG激光處理鈦片后，菌斑面積控制在0.03%以下，鈦片表面未顯示明顯變化，Saos-2人成骨肉瘤細(xì)胞可再次附著生長于鈦片表面，其生長、黏附和成骨分化能力均未受到影響。雖然Er：YAG激光處理后是否可以讓種植體表面保持良好的生物相容性還有爭(zhēng)議，但現(xiàn)有結(jié)果提示，臨床使用Er：YAG激光治療種植體周圍炎時(shí)應(yīng)對(duì)能量參數(shù)的設(shè)置保持更加謹(jǐn)慎的態(tài)度。后期的研究需要針對(duì)激光參數(shù)設(shè)置、種植體表面類型、使用的研究細(xì)胞進(jìn)行分組，獲取更多的證據(jù)，為指導(dǎo)臨床提供可靠依據(jù)。

4 Er：YAG激光治療種植體周圍炎的臨床療效

John等［38］使用Er：YAG激光（能量參數(shù)設(shè)置為100 mJ/pulse、10 Hz）對(duì)兩段式鋯種植體進(jìn)行了種植體周圍炎的非手術(shù)治療，并對(duì)長期效果進(jìn)行了評(píng)估，平均隨訪時(shí)間達(dá)32.8個(gè)月。研究者將疾病消退定義為種植體周圍無探診出血、探診深度＜6 mm。隨訪結(jié)果顯示Er：YAG激光在種植體水平上疾病消退率達(dá)到50.0%。另一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)利用Er：YAG激光（能量參數(shù)設(shè)置為50 mJ/mm2）對(duì)種植體周圍炎患者進(jìn)行再生性手術(shù)治療［39］。術(shù)中利用Er：YAG激光進(jìn)行種植體表面清創(chuàng)以及種植體周圍肉芽組織的清除。研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前探診深度超過6 mm的位點(diǎn)，在12個(gè)月后平均探診深度減少到3.5 mm。目前臨床研究顯示，使用Er：YAG激光治療種植體周圍炎可以使疾病得到改善。

Er：YAG激光價(jià)格較為昂貴，為此許多研究者探索相對(duì)于傳統(tǒng)的種植體清創(chuàng)方法，Er：YAG激光是否具有更佳的療效。Schwarz等［40］為此進(jìn)行了一系列手術(shù)治療種植體周圍炎的臨床研究。治療過程包括翻瓣、清除肉芽組織、種植體表面成形，骨內(nèi)種植體表面清創(chuàng)。種植體表面清創(chuàng)隨機(jī)選擇①Er：YAG激光（能量參數(shù)設(shè)置為100 mJ/pulse，11.4 J/cm2，10 Hz）；②塑料刮治器結(jié)合棉球擦拭及無菌生理鹽水沖洗。骨內(nèi)缺損用骨粉填充，并用天然膠原膜覆蓋。他們?cè)诨€、術(shù)后6個(gè)月、術(shù)后1年、術(shù)后2年、術(shù)后7年進(jìn)行隨訪檢查并記錄臨床參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)術(shù)后6個(gè)月、術(shù)后1年、術(shù)后2年、術(shù)后7年隨訪，兩種清創(chuàng)方式在探診出血減輕和臨床附著水平增加方面都無明顯差異。因此，最初的清創(chuàng)方式也許并不會(huì)對(duì)種植體周圍炎的術(shù)后療效產(chǎn)生較大影響。然而，王鴻烈教授團(tuán)隊(duì)最新的臨床研究發(fā)現(xiàn)，Er：YAG激光輔助清創(chuàng)可以對(duì)種植體周圍炎的再生性手術(shù)治療產(chǎn)生額外的臨床獲益［8］。研究者將24例伴有垂直型骨缺損的種植體周圍炎患者隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。兩組患者的手術(shù)過程均包括翻瓣、機(jī)械清創(chuàng)、種植體成形、骨粉移植，最后用脫細(xì)胞真皮基質(zhì)膜進(jìn)行覆蓋。實(shí)驗(yàn)組相對(duì)于對(duì)照組額外使用Er：YAG激光對(duì)種植體表面及周圍組織進(jìn)行清創(chuàng)。術(shù)后6個(gè)月進(jìn)行臨床再次評(píng)估。結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組相對(duì)于對(duì)照組，牙周探診深度顯著減少。這項(xiàng)研究揭示種植體周圍炎的再生治療中，Er：YAG激光診療提供了額外的臨床獲益。這兩項(xiàng)研究中，患者病損部位的基線水平不一致，并且王鴻烈團(tuán)隊(duì)使用Er：YAG激光時(shí)，不僅僅局限于種植體表面的清創(chuàng)（能量參數(shù)設(shè)置為50 mJ/pulse、25 Hz），還利用激光進(jìn)行種植體周圍肉芽組織的清除。此外，低能量激光（30mJ/pulse）的光生物調(diào)節(jié)作用也應(yīng)用種植體周圍組織的處理。基于目前有限的信息，沒有足夠證據(jù)表明激光治療種植體周圍炎比傳統(tǒng)方式在療效上更有優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有的研究存在研究樣本較少、隨訪時(shí)間較短、患者病損部位的基線水平不一致、患者種植體種類不一致、以及具體術(shù)式不一致的問題。因此，還需要大量高質(zhì)量的臨床研究揭示這一問題。

5 結(jié)語與展望

Er：YAG激光憑借其獨(dú)特的物理特性可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)治療方式的不足，有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。在適當(dāng)參數(shù)設(shè)置和操作規(guī)程下對(duì)種植體及種植體周圍組織不會(huì)產(chǎn)生明顯損害。臨床上Er：YAG激光治療種植體周圍炎也可以取得一定治療效果。但是現(xiàn)有的證據(jù)無法說明Er：YAG激光是否可以替代傳統(tǒng)的治療方式。此外，一項(xiàng)評(píng)估各種非手術(shù)方法治療種植體周圍炎的成本效益研究指出，選擇Er：YAG激光單一療法治療種植體周圍炎相對(duì)于噴砂、機(jī)械清創(chuàng)以及機(jī)械清創(chuàng)聯(lián)合抗生素這三種非手術(shù)治療方法，并不是一個(gè)更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的治療策略［41］。在臨床制定方案的時(shí)候，需要針對(duì)種植體的表面類型、Er：YAG激光的物理特性、患者經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行綜合考量，以獲得較為滿意的治療效果。