激光在口腔种植中的应用

穆 月，李 倩，赵继志

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院口腔科，北京100730

随着激光技术在口腔医学领域的推广，各激光系统得以应用于口腔治疗中并获得普及。近年来，口腔种植修复的发展日新月异，激光医学与口腔种植学的结合成为广大临床医师不断探索的热点。种植术成功的关键不仅依赖于规范的外科操作和良好的修复设计，还与种植体初期稳定性的获得和骨结合的形成有关。激光应用于口腔种植领域，优势在于其能促进切缘止血，减少周围组织创伤，并可有效控制感染。因此，目前激光已应用于埋入式种植体的二期手术、种植体周围组织修整手术、钛种植体表面的净化及种植位点的预备等方面。本文总结了激光在种植材料的处理和种植手术中的应用进展。

激光处理种植材料

种植体表面处理大量研究表明，具有粗糙微观表面的种植体可以减少种植术后早期纤维包裹的发生率，提高种植体-骨界面的结合强度，加快骨结合速度。需要指出的是，对于种植体表面微观形貌的改变，往往还会同时改变其表面的化学成分和物理构象，这就极大增加了表面研究的难度和复杂性。激光蚀刻技术是按程序化的图案信息断续而重复的蚀刻加工材料，只要调节蚀刻速度或激光参数，就可灵活调整被加工材料的蚀刻深浅及微观形态，从而达到表面形态可操控。Feada等［1］将处理后的不同表面的种植体植入兔胫骨，观察了4、8、12周时骨-种植体结合情况和线性骨面积 (bone area，BBT)，结果发现激光诱导的羟基磷灰石喷涂后的种植体在植入早期就能形成稳定的骨-种植体结合界面。随着种植体表面处理技术的不断发展，阐明种植体表面形态如何影响种植体-骨界面生物学特性的机制成为优化种植体表面处理条件的瓶颈，目前已知成骨细胞 (osteoblast，OB)的核心结合因子al(core binding factor al，cbfal)是OB分化和功能的中心调控因子，也是OB分化最早且最具特异性的标志［2］，种植体表面粗糙度的改变能否通过影响cbfal基因的表达而改善种植体-骨界面的生物学特性需要深入研究。

激光快速成型钛种植体激光快速成形 (laser rapid formation，LRF)是一种3D打印制造技术，主要原理是通过三维CAD模型按一定厚度分层，将分层后的信息进行分析，根据所得信息控制扫描方向和速度，采用同步自动送粉的激光涂覆技术，快速堆积成三维实体零件［3］。目前，LRF技术因其能满足个性化需求，弹性模量接近密质骨等特点，主要应用于纯钛全口义齿基托的制作、即刻种植体的成型。

Shibli等［4］通过对LRF种植体与四型骨结合界面的组织学分析发现，LRF种植体和喷砂酸蚀处理的钛种植体的骨-种植体接触率 (bone-to-implant contact，BIC)及BBT均比纯钛种植体高。他们在12位牙列缺失患者口中植入24颗LRF种植体，其中12颗即刻负载，12颗无负载，8周后将所有种植体取出，进行组织学分析，结果发现所有种植体周围均有新骨形成，即刻负载组的平均骨接触率为 (45.20±0.68)%，而无负载组为 (34.10±0.85)%，两组均表现出良好的成骨反应，但即刻负载组的骨接触率明显更高［5］。

目前，学者们对于LRF种植体的研究开发及应用均处于起步阶段，还需更多技术上的改进及临床数据支持，以期待更广泛的应用。

激光应用于软组织处理

激光应用于种植体周围软组织手术中与利用手术刀、电刀等传统方法对种植体周围软组织进行处理的方法相比，激光切割软组织反应轻、切割精确、愈合快、出血少、可不用麻醉，是切割有出血危险的组织以及血管的最佳选择。但是激光的热效应可能会对周围组织造成损伤。一些动物实验及临床应用表明，过高能量的激光会导致较大的创伤、伤口愈合延迟以及新生组织张力强度变小。因此，虽已知激光能在软组织中形成凝固组织层，有效止血并减少组织碳化，加快组织愈合时间，但在使用时应注意选择适当的激光系统及其治疗时间和功率，避免热损伤等其他并发症的发生。

激光应用于埋入式种植体二期暴露手术埋入式种植体二期手术去除覆盖在种植体顶端的骨及软组织时，要求不能损伤已形成的骨结合，与传统手术器械相比，激光手术不需麻醉，止血充分，术后肿胀小，愈合快，甚至可以立即取模。

Arnabat-Dominguez等［6］采用Er:YAG激光进行埋入式种植体的二期手术，对照试验表明激光组的患者均不需浸润麻醉，术后不需镇痛药物，疼痛分值低，术后愈合快，但不适用于美学要求较高或种植体周围附着龈宽度不足的病例。种植体与机体组织形成的生物学封闭是种植体能够获得良好骨结合的关键因素之一，在软组织手术中，减少细菌感染是保证软组织形成牙龈上皮袖口的基础，故激光的杀菌效应也是其在种植体二期手术软组织切割中得到广泛应用的原因。同时，低能量激光本身有促进成纤维细胞DNA合成及I型和Ⅲ型胶原mRNA转录的作用，故其也可以直接促进成纤维细胞的增殖及活性［7］。

激光在种植体二期暴露手术中的应用主要受限于其对种植体表面的破坏和热损伤效应［8］，Nd:YAG激光的照射可能会融化种植体表面，去除钛种植体表面的等离子涂层，其在种植体植入二期手术和种植体周围黏膜切削中的应用遭到质疑。El-Kholey等［9］报道了有45例患者参加的体内试验，结果发现与传统手术切开方式相比，二极管激光应用于二期暴露手术的手术持续时间、术后疼痛程度、愈合时间和种植成功率等方面没有明显的优势。

目前还没有足够的证据表明激光辅助种植体二期暴露术是最理想的翻瓣技术，还需要临床医师进行设计合理、目的明确的随机对照试验，且随访时间需大于6个月，才能为选择合适的种植体二期暴露手术提供更多参考［10］。

激光在种植术中硬组织的处理

激光切割骨组织不需施加压力，与传统的骨切割工具相比，激光避免了患者的紧张和不适，这也是激光在骨切开术中的优势之一。

Kesler等［11］研究显示，Er:YAG激光在骨切开术中是安全的选择。但 Stübinger等［12］采用 Er:YAG 激光辅助进行上颌窦提升术，尽管未出现任何可见的组织碳化及过度受热，但因缺少明确的操作深度控制，造成了严重的上颌窦黏膜损伤 (100%)。因激光束的物理特性导致对操作深度缺乏有效控制，使激光在骨切开术中的应用受到限制。然而，微型激光系统、深度反馈控制系统、机器人指引等新兴技术的引用已逐步进入研究及应用阶段［13］，这将会使激光在辅助骨切开及口腔手术中得到更加广泛的应用。

激光治疗种植体周围炎

种植体周围龈下菌群的微生物构成与牙周病的微生物构成十分相似:G-杆菌如牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌及螺旋体的比例较高，而兼性厌氧球菌的比例较低［14］。

菌斑聚集是种植体周围炎发生的始动因素。由于钛种植体表面易磨损，有研究报道传统的金属刮治器和超声波洁治会一定程度损伤钛表面，形成粗糙面，引起菌斑沉积，而改良后的机械刮治方法，如树脂类刮治器、碳纤维超声洁牙工作尖、气压喷磨技术也存在不同的缺陷，如菌斑牙石清除不彻底、在种植体表面残留碎屑、破坏氧化层、形成皮下气肿等［15-19］。因耐药菌株和局部药物浓度的限制，常与牙周清创术联合使用［20］。

鉴于激光在治疗牙周炎中的成功应用，许多学者尝试采用激光进行种植体周围炎的种植体表面去污染，并在激光杀菌及去污染后的组织反应方面做出一系列研究。Er:YAG激光因能在不引起种植体表面破坏的情况下，有效去除种植体周围的菌斑、牙石，被认为是治疗种植体周围炎的合适选择，推荐的使用参数是 100 mJ，频率 10Hz［21-24］。Takasaki等［25］研究显示，采用Er:YAG激光治疗种植体周围炎，经组织学证实治疗效果良好。与刮匙处理的对照组相比，采用Er:YAG激光处理后的种植体有更好的骨-种植体接触率 (二次骨结合)。Kreisler等［26］评价了不同激光种植体表面去污染能力，包括:Nd:YAG、Ho:YAG、Er:YAG、CO2激光和二极管激光等，结果发现Nd:YAG激光和Ho:YAG激光不适用于种植体表面的去污染，CO2激光和Er:YAG激光在低功率情况下可避免种植体表面结构改变，而二极管激光不会导致种植体表面改变。

光动力疗法 (photodynamic therapy，PDT)近年来在口腔临床操作中的应用越来越受到关注，体外微生物研究显示，光动力疗法可使种植体表面的牙周致病菌明显减少。此外，多项研究证实光动力疗法有良好的杀菌作用［27-29］。抗菌光动力疗法是将细菌用感光染料染色，用适当波长和强度的光照射引起细菌破坏的过程。感光染料吸收光子而被激发，导致单线态氧增多，使致病菌的膜脂和酶氧化而起杀菌作用，而健康细胞不受破坏。Dörtbudak等［30］评价15位种植体周围炎患者的光动力疗法应用效果，具体为用甲苯胺蓝处理种植体表面60 s，然后暴露在二极管弱激光下，结果显示光动力疗法减少了细菌数量。这些发现已被其他研究证实，即光敏作用和低能量密度激光照射联合应用能够杀灭牙周细菌［31-32］。有研究采用二极管激光(波长660 nm、功率100 mW)作为种植体周围炎非手术疗法的辅助治疗，处理经感光燃料染色的牙周袋10 s，结果发现可明显减轻种植体周围黏膜的炎症［33-34］。目前，仍需要进行更多的体内和随机对照研究以更好地在临床上建立PDT治疗牙周炎和种植体周围炎的应用标准。

低能量激光促进组织愈合

有研究显示，低能量激光的原理是激光光子到达细胞后使细胞形成跨膜电位，其生物刺激效应直接作用于细胞器，促进细胞内各种酶的活性增加，刺激细胞生长、分化及成熟［35］。研究者为评价低能量激光在组织愈合过程中的作用进行了很多动物实验。Fisher等［36］研究了激光照射后与传统伤口愈合过程的组织学变化，他们采用CO2激光切取直径2 mm厚的颊黏膜组织，随访42 d，结果发现，与传统手术相比，激光组的肌原纤维、蛋白质凝块的形成少，胶原形成的数量更少且更无规律 (减少疤痕组织形成的风险)。一项在大鼠体内进行的低能量激光处理种植体周围组织的实验表明，低能量二极管激光能够促进骨结合进程，在骨形成初期尤其显著［37］。

总之，不同激光系统与激光适应证之间存在“多对多”的关系，即同一激光系统可分别适用于不同疾病，同一疾病也可通过不同激光系统来处理，但总体来说，临床医师应在努力发挥激光优势的基础上，确立各个激光系统的标准应用参数，这就需要临床医师不但能灵活运用激光学相关物理知识，且需要在规范的临床培训之后，通过长期应用总结经验，以提高临床应用效果，减少并发症。

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