Er：YAG 激光在老年人牙周非手术治疗中的应用*

吕 岩 梁倩倩 郭 斌

随着年龄的增长，老年人牙周膜中胶原纤维增多，直径增大，细胞成分减少，基质中硫酸软骨素减少，且牙周膜的厚度变薄，牙槽嵴的高度减少，出现生理性的骨质疏松，骨密度减低。结合上皮附着的位置也缓慢向根方移动。牙周治疗的目的是要去除根面菌斑及牙石，从而消除牙周袋。手持器械洁治加根面平整术(SRP)是最基本、最重要的牙周非手术治疗方法。然而该方法仍有局限性，如单纯刮治不能彻底去除根面感染的牙体组织，而且牙根解剖形态的变异使器械很难到达根分叉、根面沟和深牙周袋等位置，治疗时间较长，治疗效果差异较大，使用超声时产生污染的气溶胶等缺点。老年患者多伴有全身系统性疾病，一次诊疗耐受时间短，耐受力低，行动不便，需要效率更高的治疗方法。激光的临床应用，极大地提高了工作效率。随着激光应用于牙周治疗的不断发展，近年来大量研究成果表明，掺铒钇铝石榴石激光(erbium-doped y ttrium alum inium garnet laser，Er：YAG laser)对牙周病牙根表面有消毒、杀菌作用[1-3]，并可有效去除菌斑、牙石、病变牙骨质，同时其治疗过程中无震动感和良好的止血作用可减轻病人的痛苦[3-5]。可见，其具有良好的生物学特点及临床应用价值。今就Er：YAG激光在老年人牙周非手术治疗中的应用综述如下。

1.Er：YAG激光牙周非手术治疗应用的原理

Er：YAG激光作为一种波长为2.94μm的固体激光，其输出波长与水的吸收系数接近，故很易被水吸收，因此可在有效去除根面牙石的同时不对邻近组织造成热损伤。靶物质中的水分由于吸收了激光的能量后，会在很短的时间内汽化，产生的体积突变会转变成高压能量，包括反冲压及膨胀压，也就是光致压强效应，靶物质在一系列的微爆破过程中最终被去除。其基本原理是激光的能量大部分转变成了动能，从而不会对深层的组织造成热损伤。Er：YAG激光应用于牙周非手术治疗，能够去除病变的牙骨质、改变根面的形态、同时不影响根面的化学结构[6]。这一点与其他类型激光截然不同，因而更有利于牙周组织的健康恢复[1]。

Domínguez[6]等对比了单独根面平整术和根面平整术配合荧光控制的Er：YAG激光治疗慢性牙周炎，分别在治疗后的第4周和第8周取龈沟液进行检查，结果发现根面平整术配合荧光控制的Er:YAG激光治疗组IL-1β、TNF-α、TAS等促炎细胞因子含量明显降低，而且延长细菌再定植的时间。

2.Er：YAG激光清除龈下牙石

龈下牙石作为牙周炎的主要局部刺激因素，临床常采用手工器械与超声波器械刮除。Eberhard[3]认为应用Er：YAG激光可去除龈下牙石，同时不会导致牙本质的暴露，这可能更适合老年患者。Schw arz等[7]对激光在牙周非手术治疗中的应用作了一个系统性的回顾，认为Er：YAG激光可能是最佳的牙周非手术治疗慢性牙周炎的方法，Er：YAG激光具有与传统的机械治疗方法相似的临床效果，而CO2激光、Nd：YAG激光、Nd：YAP激光和不同波长的二极管激光缺乏证据支持其临床应用。Frentzen[4]把新拔除的离体牙随机分为两组，分别用不同的激光工作尖照射相同时间，激光的功率参数均设定为160m J。结果显示，当激光工作尖为1.65mm实际尖端功率为120m J时，牙骨质及牙石去除的情况与使用手工刮治或超声波洁牙器时相似；当激光工作尖为1.10mm实际尖端功率为100m J时，会导致牙根面牙骨质去除过多，且出现微裂纹。结果表明，应用Er：YAG激光功率选择160m J，激光工作尖为1.65mm时，并于喷水条件下以20°角度照射，可以有效去除龈下牙石，肉眼未发现炭化和烧焦现象，光镜下牙根表面干净，略粗糙且呈凹坑样，其深度在传统龈下刮治划痕深度允许的范围内，从扫描电镜下观察，牙根面表层有熔化痕迹但其深层并未受到影响，根部亦无变性表征。因此，选择较粗的Er：YAG激光工作尖，使用较低功率密度的Er：YAG激光去除牙石效果好，且没有明显的副作用。

3.Er:YAG激光对牙周病致病微生物的作用

牙周致病微生物与牙周病的发生、发展密切相关。Er：YAG激光的良好的抑菌、杀菌作用已被许多研究证实[1][8]。长期观察其灭菌效果，Schw arz等[2]在临床上用Er:YAG激光器照射牙周病患牙根面，术后3个月观察可见，螺旋菌、能动杆菌数量下降明显，而球菌及非能动杆菌的数量则出现上升。此后的3个月内较稳定，但能动杆菌及螺旋体在龈下微生物总量中的百分比稍有上升。此与以往的研究比较一致，即细菌在牙周治疗3个月后开始重新定植。6个月后Er：YAG激光治疗组的牙周探诊出血和临床附着水平的改善均优于根面平整组。Eberhard等[3]通过培养及DNA分析研究均表明激光治疗后龈下致病菌数量明显减少。Derdilopoulou等[9]的试验从临床上比较了手工器械、Er：YAG激光、声波和超声洁治四种方法并对慢性牙周炎患者的龈下微生物检测，结果Er:YAG激光治疗导致牙周致病菌数量减少及细菌增加幅度降低。Lopes等[10]研究发现：使用Er：YAG激光进行牙周非手术治疗的牙周炎患者，可以减少和控制其牙周的微生物增殖，是一种可选择的治疗手段。Gursoy-Mert等[11]发现Er：YAG激光比传统的牙周治疗链球菌所致的急性牙龈炎更为有效。Akiyama等[12]的体外研究发现Er:YAG激光在消除牙周致病菌方面优于超声的刮治。

4.Er:YAG激光对老年人根面牙骨质及暴露牙本质的作用

牙周病患牙的根面因细菌及其毒性产物等的刺激，牙骨质发生病变。为争取获得牙周新附着，应主张去除病变牙骨质。

激光照射根面可以有效去除病变牙骨质，并未发现暴露的牙本质小管口有扩大现象。从理论上讲，一定程度的根面粗糙对牙周病治疗后的愈合没有负面影响。Lee等[13]评估了使用Er：YAG激光(100m J，10Hz)对牙根表面的作用，扫描电镜检查显示牙骨质表面没有熔解和碳化等热力学改变。他认为对激光进行合理的设置，可以保留牙骨质表面的形态和化学成分。Ishikaw a等[14]研究了经过Er：YAG激光照射后牙骨质的表面形态和生物相容性的变化。结果发现单独的激光照射会使牙骨质表面形成一薄层(5.7μm)，这种薄层可能阻碍牙周成纤维细胞早期附着，而这种薄层很脆弱可被化学物质和/或机械方法去除，化学物质和/或机械方法可以改善根面牙骨质的生物相容性。A lmehdi等[15]比较了Er：YAG和CO2激光照射在牙周治疗中造成根面牙骨质的改变。结果发现，经Er：YAG激光照射后牙骨质发生了微小的变化(形成了20μm左右的表面薄层)，然而CO2激光照射后牙骨质发生了明显的碳化现象(形成了140μm左右的混合薄层，其内含有熔化和碳化的牙骨质)。

根面平整可能会去除根面薄的牙骨质及暴露下层的牙本质。在大多牙周治疗中，牙本质才是牙周愈合阶段直接与邻近细胞相互作用的牙体硬组织。在实验室研究中，Er：YAG激光照射牙本质表面后，成纤维细胞的黏附能力增强。Bolortuya等[16]用激光照射牙本质后，成纤维细胞附着在牙本质上的细胞数量明显高于非激光照射组，这可能是由于Er：YAG激光照射导致牙本质表面形态改变，增强了成纤维细胞在牙本质表面的黏附能力。Galli等[17]的实验结果与Bolortuya的相似，在Er：YAG激光照射过的牙本质表面上牙周成纤维细胞的黏附能力更强，可能是因为提高了牙本质表面对牙周成纤维细胞的亲和能力。Er：YAG激光对牙本质的作用与照射剂量没有相关性，这与临床观察结果一致，即Er：YAG激光反复照射一个位点并不影响牙周愈合。

5.Er:YAG激光治疗老年人种植体周围炎

传统机械方法对牙周炎治疗是有效的，但对于种植体周围炎有很多不足，常常使其表面变得粗糙，不能用在有螺纹形状的粗糙种植体表面，且没有临床上的改善和微生物学改变[18]。Duarte等[19]的研究表明：金属的刮治器械不能用在光滑的钛金属表面，否则可以导致钛金属表面结构的严重破坏，使得细菌的黏附能力大幅提高，而Er：YAG激光和塑料刮治器械基本不会对钛金属表面产生影响。已有文献报道，Er：YAG激光可以有效而安全地清除种植体表面的细菌，且治疗区域可有新的骨性结合，从而治疗种植体周围炎[20]。实验和临床研究均显示：Er：YAG激光能有效去除钛种植体光滑或粗糙表面的细菌性沉积物而不损伤种植体表面，且能去除种植体表面污染，其特定的波长很少被种植体吸收，不会造成种植体表面温度的升高[21]。临床治疗种植体周围炎的主要目标是清除菌斑和结石、去除失败的种植体表面的污染和使丧失的骨组织再生，而去除种植体表面污染又是最为关键的一步。Badran等[22]报道了1例70岁老年患者成功使用Er：YAG激光去除重度种植体周围炎的种植体表面污染的病例。

但是，有一些学者对Er：YAG激光治疗种植体周围炎持有相反的观点。Persson和Renvert等[23，24]对42例患有重度的种植体周围炎的老年患者(平均年龄68.7岁)进行了一个为期六个月的单盲的完全随机对照研究，评价了Er：YAG激光和氧化铝粉末喷砂治疗种植体周围炎后的微生物学指标，结果发现氧化铝粉末喷砂处理组1个月时绿脓杆菌(铜绿色假单胞菌)、金黄色葡萄球菌和厌氧葡萄球菌数量减少，而Er：YAG激光组具核梭杆菌的数量减少，且这些差异均有统计学意义。6个月后，两种方法都不能减少菌落数量，临床效果的改善较为有限。临床结果表明Er：YAG激光治疗组和氧化铝粉末喷砂治疗组治疗重度的种植体周围炎其疗效基本没有差异，且疗效比较有限。

6.Er：YAG激光的安全性

激光的功率及照射时间、光斑的尺寸大小等决定着激光与生物物质相互作用的效应，而照射距离和角度会影响光斑尺寸。研究发现，低功率水平激光使牙骨质表现为熔解状态，而高功率则出现裂纹。光斑尺寸会因照射距离的差别而不同，其单位面积上功率密度不同，从而牙骨质形态改变有差异。Folw aczny等[25]发现Er：YAG激光以不同的角度照射对根部物质去除的量有很大影响，且功率越大，照射缺陷越明显。为防止过度损伤牙根表面，同时最有效地去除病变牙骨质，Frentzen等[4]建议激光采用低功率密度，工作角度应低于20°。Castilho等[26]研究了Er:YAG照射牙齿后可非持久性增加牙髓的温度。但是温度增加量仍在临界值(5.5摄氏度)以下。

Gaspirc等[27]观察了5年的临床病例发现，与传统的牙周W idman翻瓣术相比，Er：YAG激光用于牙周手术治疗慢性牙周炎可以降低探诊深度和增加临床附着水平。Lopes等[28]认为Er：YAG激光照射可以配合洁治术和根面平整治疗牙周袋，以获得更好的治疗效果。Dilsiz等[29]评价了三种激光治疗牙龈退缩所致的牙本质敏感症的临床效果，结果发现经过Er:YAG激光(60m J 2H z 20s)治疗可以明显降低牙本质敏感的症状。Braun等[5]的临床研究发现在牙周治疗中Er：YAG激光可以使患者的疼痛感降低。冯向辉[30]等的研究结果提示Er:YAG激光作为慢性牙周炎的非手术治疗方法是安全、有效的，可以用于一些对疼痛较敏感的牙周炎患者。

然而，有些学者却持有相反的观点。Rotundo等[31]认为根面平整辅助使用Er：YAG激光与单独使用根面平整相比不能展现更好的临床治疗效果。Gómez等[32]认为超声牙周治疗比Er：YAG激光和Nd：YAG激光治疗可以更好地保留牙槽骨的形态。

7.小结

随着Er：YAG激光应用于牙周治疗的基础及临床研究的不断深入，研究表明，只要掌握好Er：YAG激光的输出功率、照射方式和治疗时间，就可最大限度地去除龈下牙石及病变牙骨质等，获得比较均匀的根面粗糙度，并具有良好的抑菌、杀菌作用，利于牙周再附着，促进牙周愈合。目前还不能确定最有利于术后愈合的根面形态究竟怎样，因此对牙周再附着的机理需进一步研究。

[1] Gaspirc B,Skaleric U.Morphology,chem ical structure and diffusion processes of root surface after Er:YAG and Nd:YAG laser irradiation[J].Journalof clinical periodontology，2002，28(6)：508-516

[2] Schw arz F,Scu lean A,Georg T,et al.Periodontal treatm ent with an Er:YAG laser com pared to scaling and root planing.A controlled clinical study[J].JPeriodontol，2001，72(3)：361-367

[3] Eberhard J,Eh lersH,Falk W,etal.Efficacy of subgingival calculus rem ovalwith Er:YAG laser compared tom echanical debridem ent: an in situ study[J].Journal of clinical periodontology，2003，30(6)：511-518

[4] Frentzen M,Braun A,Aniol D.Er:YAG laser scaling of diseased root surfaces[J].Journal of periodontology，2002，73(5)：524-530

[5] Braun A,Jepsen S,Deim ling D,et al.Subjective intensity of pain during supportive periodontal treatm ent using a sonic scaler or an Er:YAG laser[J].JClin Periodontol，2010，37(4)：340-345

[6] Domínguez A,Gómez C,García-Kass A I,et al.IL-1beta,TNF-alpha,total antiox idative status and m icrobiological findings in ch ronic periodontitis treated with fluorescencecontrolled Er:YAG laser radiation[J].Lasers Surg Med，2010，42(1)：24-31

[7] Schw arz F,Aoki A,Becker J,et al.Laser application in non-surgical periodontal therapy:a systematic review[J].Journal of clinical periodontology，2008，35(8 Suppl)：29-44

[8] Schw arz F,Anton S,Berakdar M,et al.Clinicalevaluation of an Er:YAG laser com bined with scaling and root planing for non-surgicalperiodontal treatm ent[J].Journalof Clinical Periodontology，2003，30(1)：26-34

[9] Derdiiopou lou FV,Nonhoff J,Neum ann K,et al.M icrobiological findings after periodontal therapy using curettes,Er:YAG laser,sonic,and u ltrasonic scalers[J].Journal of ClinicalPeriodontology，2007，34(7)：588-598

[10]Lopes BM,Theodoro LH,Melo RF,et al.Clinical and m icrobiologic follow-up evaluations after non-surgical periodontal treatment with erbium:YAG laser and scaling and root p laning[J].JPeriodontol，2010，81(5)：682-691

[11]Gursoy-Mert H,A ltan-Koran M,Noyan U,et al.Evaluation of the effectiveness of Er:YAG laser and conventional periodontal treatment in a patient with acute streptococcal gingivitis:a 2-year follow-up[J].Photomed Laser Surg，2010，28(6)：841-845

[12]Ak iyam a F,Aoki A,M iura-Uchiyama M,et al.In vitro studies of the ablation m echanism of periodontopathic bacteria and decontam ination effect on periodontally diseased root surfacesby erbium:y ttrium-alum inum-garnet laser[J].LasersMed Sci，2011，26(2)：193-204

[13]Lee JW,Park KH,Chung JH,et al.Effects of laser-aided circum ferential supracrestal fiberotom y on root surfaces[J].Ang leOrthod，2011，81(6)：1021-1027

[14]Maruyama H,Aoki A,Sasaki KM,et al.The effect of chem ical and/or mechanical conditioning on the Er:YAG laser-treated rootcementum:analysisof surfacem orphology and periodontal ligam ent fibroblast attachment[J].Lasers Surg Med，2008，40(3)：211-222

[15]A lmehdi A,Aoki A,Ichinose S,et al.H istological and SEM analysis of root cementum follow ing irradiation with Er:YAG and CO2lasers[J].Lasers Med Sci，2012,13.[Epub ahead of p rint].

[16]Bolortuya G,Ebihara A,Ichinose S,et al.Initial fibrob last attachment to Erbium:YAG laser-irradiated dentine[J].Int Endod J，2011，44(12)：1134-1144

[17]Galli C,Passeri G,Cacch ioli A,et al.Effect of laserinduced dentin modifications on periodontal fibroblasts and osteob lasts:a new in vitromodel[J].JPeriodontol，2009，80(10)：1648-1654

[18]Persson GR,Sam uelsson E,Lindah l C,et al.Mechanical non-surgical treatm entof peri-implantitis:a sing le-b linded random ized longitudinal clinical study.II.M icrobiological resu lts[J].Journal of Clinical Periodontology，2010，37(6)：563-573

[19] Duarte PM,Reis AF,de-Freitas PM,et al.Bacterial adhesion on smooth and rough titanium surfaces after treatment with different instrum ents[J].J Periodontol，2009，80(11)：1824-1832

[20]Takasaki AA,Aoki A,M izutani K,et al.Ishikaw a I.Er:YAG laser therapy for peri-imp lant in fection:a histological study[J].Lasers in MedicalScience，2007，22(3)：143-157

[21]Stübinger S,Homann F,Etter C,et al.Effect of Er:YAG,CO2and diode laser irradiation on surface properties of zirconia endosseous dental im plants[J].Lasers Surg Med，2008，40：223-228

[22]Badran Z,BoriesC,Struillou X,et al.Er:YAG laser in the clinicalm anagement of severe peri-implantitis:a case report[J].JOral Imp lantol，2011，37：212-217

[23]Persson GR,Lindah l C,Renvert S,et al.M icrobiologic resu lts after non-surgical erbium-doped: y ttrium,alum inum,and garnet laser or air-abrasive treatm ent of peri-im plantitis:a random ized clinicaltrial[J].JPeriodontol，2011，82(9)：1267-1278

[24]Renvert S,Lindah l C,Roos Jansåker AM,et al.Treatment of peri-imp lantitisusing an Er:YAG laser or an air-abrasive device:a random ized clinical trial[J].J Clin Periodontol，2011，38(1)：65-73

[25]Folw aczny M,Th iele L,Meh l A,et al.The effect of w ork ing tip angu lation on root substance removal using Er:YAG laser radiation:an in vitro study[J].Journalof Clinical Periodontology，2001，28(3)：220-226

[26]Castilho MS,de Souza Gabriel AE,Marchesan MA,et al.Tem perature changes in the deciduous pulp cham ber during cavity preparation with the Er:YAG laser[J].JDent Child Chic，2007，74(1)：21-25

[27]Gaspirc B,Skaleric U.Clinical evaluation of periodontal surgical treatmentwith an Er:YAG laser:5-year results[J].JPeriodontol，2007，78(10)：1864-1871

[28]Lopes BM,Marcantonio RA,Thompson GM,et al.Shortterm clinical and imm unologic effects of scaling and root planing with Er:YAG laser in ch ronic periodontitis[J].J Periodontol，2008，79(7)：1158-1167

[29]Dilsiz A,Aydin T,Canakci V,et al.Clinical Evaluation of Er:YAG,Nd:YAG,and Diode Laser Therapy for Desensitization of Teeth with Gingival Recession[J].Photom ed Laser Surg，2010，28Suppl2：S11-17

[30]冯向辉，路瑞芳，和 璐.应用Er：YAG激光治疗慢性牙周炎的短期临床疗效观察[J].北京大学学报(医学版)，2011Dec，43(6)：886-889

[31]Rotundo R,Nieri M,Cairo F,et al.Lack of adjunctive benefit of Er:YAG laser in non-surgical periodontal treatm ent:a random ized sp lit-mouth clinical trial[J].JClin Periodontol,2010，37(6)：526-533

[32]Gómez C,Bisheimer M,Costela A,et al.García JA Evaluation of the effects of Er:YAG and Nd:YAG lasers and ultrasonic instrumentation on root surfaces[J].Photomed Laser Surg，2009，27(1)：43-48