磷酸钛氧钾激光应用于口腔疾病治疗的研究进展

姜雪 黄淡远 廖文

口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院正畸科 成都 610041

激光作为一种新型的临床治疗手段，可对组织进行凝结、切割、烧灼、气化等操作，较传统的治疗方法具有微创、简便、高效的优点。目前临床常用的激光主要有掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光[1]、掺铒钇铝石榴石（Er:YAG）激光[2]、CO2激光[3]、半导体激光[4]、氩离子激光[5]、磷酸钛氧钾（KTiOPO4，简称KTP）激光[6-7]等。

KTiOPO4晶体，是中小功率固体绿光激光器优良的倍频材料。KTP激光器可将波长为1 064 nm的Nd:YAG激光光束通过KTP晶体，从而得到波长减半、频率倍增的532 nm的KTP激光[6-7]。

1986年，KTP激光首次被应用于皮肤科[8]，随后逐渐应用于泌尿外科[9]和血管外科[10]。20世纪90年代初被引入口腔领域，由于它的软组织切割和凝结能力较高[11]，所以主要用于口腔外科的治疗。近年来的研究表明其在牙齿美白、牙体牙髓等口腔领域也具有良好效果。

1 在口腔治疗中的特性

1.1 热损伤性能

激光可通过其光热效应对目标组织和周围组织造成不同程度的热损伤，其损伤程度不仅与激光的波长和设置（功率、频率、时间、工作模式和能量密度）有关[12]，还与组织的特征有关。体外实验[13-14]表明，对牙髓和牙周组织造成不可逆热损伤的温度升高阈值分别为5.5 ℃和7.0 ℃。Nam mour等[15]研究表明，KTP激光在照射时间15 s、功率为0.5 W的条件下，牙髓温度升高（1.97±0.31）℃，牙周组织温度升高6.0 ℃左右，均小于各自的损伤阈值。Zhang等[16]研究发现，半导体激光、KTP激光、发光二极管（light emitting diode，LED）激光加载30 s即可分别可使牙髓温度升高7.7、3.8、2.9 ℃，可见KTP的热损伤远小于半导体激光。Zan等[17]研究表明，KTP激光与Nd:YAG激光对根管根尖1/3处的热损伤最大，对根冠1/3热损伤最小，在连续脉冲模式、照射时间为5 s的条件下，功率为1.0、1.5、2.0 W的KTP激光分别引起根尖1/3根管温度升高2.11、2.54、4.87℃，而相同功率条件下的Nd:YAG激光则分别引起根尖1/3根管温度升高4.47、6.96、11.60 ℃，因而KTP激光对根管的热损伤远小于Nd:YAG激光，可更安全地被运用于根管治疗中。

此外有研究[18]表明，功率为1.0 W的KTP激光运用于外科手术时使软组织温度升高不超过5.80 ℃，这是因为KTP激光的波长与氧合血红蛋白吸收峰接近，所以氧合血红蛋白可高度吸收KTP激光能量，因而在较低的能量密度下即可有效切除口腔软组织和血管组织。可见KTP激光对于牙髓和口腔软组织的热损伤都较小，保证了临床应用的安全性。

1.2 切割及凝结性能

KTP激光兼具切割、汽化、凝结的性能[19]。Kacker等[20]研究表明，使用KTP激光治疗血管瘤可能优于CO2激光，因为KTP激光器以短波长发射能量，可迅速被氧合血红蛋白吸收从而使组织更快凝结，减少出血[21]及术后组织水肿，但KTP切割性能不及CO2激光。由于KTP激光几乎不被水吸收，而被氧合血红蛋白高度吸收，因而可选择性地使组织中水分汽化进而去除异常增生及炎症组织[22]。而Nd:YAG激光仅具有凝结性能，不具备切割及汽化性能，且Nd:YAG激光可穿透深部组织易引起组织损伤[23]。因而总体而言KTP激光具有较佳的组织切割及凝结性能，引起较少的不良反应。

1.3 杀菌性能

Zan等[24]使用参数为2.0 W、100 mJ、20 Hz的KTP激光和Er:YAG激光以及臭氧水溶液处理前磨牙根管，结果表明，对粪肠球菌的杀菌效率依次为66.0%、70.2%、90.4%。Romeo等[25]利用半导体激光和KTP激光在根管治疗中的杀菌效能进行了对比，激光参数均设为2.5 W、15 s，二者各自联合次氯酸钠处理后对根管内粪肠球菌的杀菌率分别达到93%和96%，提示二者均有较高的杀菌效能。Sancakli等[26]研究表明，KTP激光和Er:YAG激光杀灭感染牙本质表面的变异链球菌的效果相似，二者联合臭氧可取得更佳的效果。以上研究均表明，KTP激光具有杀菌性，且联合化学方法可显著提高杀菌性能，从而应用于根管治疗。

1.4 疼痛

Fornaini等[18]在未使用局部麻醉的情况下，利用KTP激光对52名患者进行口腔软组织手术，结果表明患者在术中无疼痛以及不适感。Bargiela-Pérez等[27]利用KTP激光对20名口腔黏膜增生性病变患者进行手术，患者在术后24 h、14 d、28 d也均未感到疼痛及炎症反应。此外，KTP激光联合黏膜保存技术在功率为1.5 W的参数下可成功切除患者口腔黏液囊肿，术后仅有轻微肿胀而无疼痛或出血[28]。其疼痛较少的原因主要归为其对氧合血红蛋白的亲和力高于其他激光，因而在低功率下便可以有效的工作，产生较低的热损伤和组织损伤。

2 牙齿漂白

牙齿漂白是通过氧化还原反应实现的，漂白剂降解释放的自由基可将釉质牙本质组织中长链、深色分子团转变为短链、浅色、分散的分子，起到美白效果[29]。KTP激光可加热漂白凝胶，催化氧化还原反应而加快漂白进程；其还可与牙本质中的四环素分子、卟啉发生光化学反应从而发挥漂白作用，此种效应可使过氧化氢在碱性环境下转化为过羟基离子，提高漂白效率。

研究[30]表明，KTP激光降低牙齿黄色指数的效果优于传统漂白方法以及CO2激光、Nd:YAG激光、LED等激光漂白技术。Fornaini等[31]利用功率为2.0 W的KTP激光和半导体激光配合过氧化氢漂白剂进行牙齿漂白，结果表明KTP激光漂白效果约为半导体激光的1.5倍、为单独使用漂白剂的2.0倍，且此实验表明利用二氧化钛作为催化剂，可使过氧化氢转变为过氧化钛吸收激光后可形成强氧化自由基，增强漂白效果。Bennett等[32]表明，KTP激光+凝胶状漂白剂较LED+凝胶状漂白剂漂白四环素牙的效果更好，且当漂白1个月后其颜色变化较LED小，说明KTP激光漂白效果较稳定。但当KTP激光连续照射超过750 s时，可对釉质造成损伤[33]。但目前对于KTP激光漂白牙齿的长期疗效的研究尚少，并不清楚其长期的治疗效果及不良反应。

3 根管治疗

Zan等[24]和Romeo等[25]均表明KTP激光可有效杀灭粪肠球菌，但杀菌效果不及次氯酸钠溶液。Oznurhan等[34]比较氯己定、臭氧水、KTP激光、蜂胶对根管进行消毒后对复合树脂与牙本质粘接的影响，得出臭氧水和KTP可显著增强复合树脂的微拉伸粘接强度，从而增强两者的结合，减少微渗漏的产生。

KTP激光对粪肠球菌的杀菌效果仍不及次氯酸钠，但其可杀灭传统消毒药物及冲洗剂不能除去的牙本质深层细菌，因而可考虑联合传统药物使用，从而保证根管治疗的成功进行。

4 正畸辅助治疗

4.1 辅助酸蚀釉质

在正畸治疗中，由于牙面酸蚀效果不佳和粘接剂的聚合收缩、界面破坏性应力等，可造成釉质-粘接剂界面及粘接剂-托槽界面微渗漏[35]，引起菌斑堆积进而形成白斑病灶[36]；长期固定治疗则可导致正畸托槽附近和下方釉质脱矿及形成龋等不良后果。Kustarci和Sokucu[37]的研究比较了37%磷酸酸蚀+2%氯己定，37%磷酸酸蚀+1.0 W、11 J·cm-2的KTP激光照射以及仅使用自酸蚀剂3种对釉质的处理方法对正畸金属托槽微渗漏的影响，结果表明，KTP激光辅助酸蚀釉质处理组和自酸蚀剂组引起的微渗漏小于氯己定处理组，从而降低龋及其他过敏症状的发生。

因关于KTP激光用于辅助酸蚀釉质的研究较少，所以其对微渗漏的确切影响及具体机制尚不清楚。根据其他常用激光的文献推测，激光减少微渗漏的原因可能是因为激光照射可产生适合于树脂渗透的微观改变[38-39]，且激光处理用时较短因而可减少唾液的污染[40]，但也有研究[41]表明激光蚀刻釉质并没有降低微渗漏。多项研究[42-43]表明，激光处理可以降低龋齿发生率。Wen等[44]研究表明Nd:YAG激光可熔融并固化釉质表面，增强了釉质表面的显微硬度和抗酸性，防止脱矿，降低龋齿的形成。因而推测KTP降低龋齿的机制可能与之类似。

4.2 清洗正畸托槽

在治疗过程会因临床操作失误或患者护理不佳导致托槽脱落，临床常应用打磨[45]和喷砂[46]方法去除托槽底板上的粘接剂以便回收使用，但会对托槽造成机械损伤影响其性能，且会残留部分粘接剂。目前研究发现，激光可有效清除粘接剂且不影响托槽性能。凌晨等[47]利用激光清洗金属托槽，将KTP皮秒激光的功率定为19～21 W，照射时间为6 s时，经检测发现托槽基板的粘接剂被完全去除，且激光照射后金属托槽固位底板上会出现微浅凹坑，可增强再粘接时的机械嵌合作用。

但目前对KTP激光可否加速牙齿移动，可否缩短正畸疗程等方面的研究较少，其具体作用效果未知。

5 口腔软组织手术

KTP激光在口腔软组织外科手术应用中具有高切削性、出血少、无痛、麻醉药用量低等优点。与Nd:YAG激光相比而言，KTP激光仅在口腔组织表面被吸收而不渗透到深层组织，因而更加安全[23]，可用于软组织取活检，治疗白斑、颊黏膜肿瘤、血管畸形及血管瘤等疾病。

活检不仅要求取材准确且要尽量减少对周围组织的损伤。Romoe等[48]成功使用KTP激光对猪口腔软组织进行活检，并建议将活检范围扩大约0.5 mm[49]，这样不仅可以降低热损伤，且可保证同时取到病变及正常的组织。

Lim等[50]的临床试验表明，CO2激光和KTP激光治疗口腔白斑的效果无明显差异，但其复发率分别为39.5%和25.0%，因而两者中应优先选择KTP激光作为治疗手段。KTP激光还可安全有效地切除颊黏膜上的良性增生肿瘤[27]和口腔黏液囊肿[28]，且无术后疼痛或疤痕。

Abukawa等[51]利用功率为2.0 W的KTP激光治疗26名患有颌面部慢性血管畸形的患者，治疗结果显示，病变直径小于30 mm的血管畸形的患者可被完全治愈或有显著改善，而对大于30 mm的病变则毫无作用，且舌、嘴唇部位的治愈率最高。但由于表皮黑色素颗粒可竞争吸收KTP激光能量将导致不可控的热量增加，会引起不良反应，因而肤色较黑的患者不适宜使用激光治疗血管及皮肤病变[52]。

6 口腔种植治疗

激光不仅可减少种植术中的感染和出血，还可以缩短种植体骨整合过程[53]。Fornaini等[54]比较了半导体激光、Er:YAG激光、Nd:YAG激光以及KTP激光对猪的种植体Ⅱ期手术的作用，结果表明，KTP激光在种植体表面及距表面3 mm下的骨质产生的热效应较Nd:YAG和半导体激光低，KTP激光Er:YAG激光产生的热效应均在热损伤阈值下，且KTP激光手术时间最短。

体外研究[55]证实，4 J·cm-2能量密度的KTP激光可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化，表现为细胞外基质矿化程度以及Ⅰ型胶原蛋白基因、骨涎蛋白2基因和骨形态发生蛋白2基因表达的增加。此外，KTP激光还可有效增加啮齿动物的成纤维细胞增殖[56]。因而推断KTP激光可通过促进成骨细胞分化以及成纤维细胞的增殖而加快种植体周围骨整合，但目前尚缺乏临床试验证实。

7 讨论与展望

KTP激光具有优良的性能，可在多数口腔疾病的治疗中发挥作用。但KTP激光仍存在一些不足，例如上文所述的其杀菌性能不及臭氧水及次氯酸钠等，因而需与传统杀菌药物合用；其穿透力较弱因而仅对浅表的血管病变起作用等。此外，Oznurhan等[57]研究KTP激光对牙本质进行预处理时，显示出低于酸蚀刻方法所得的微拉伸粘接强度，可能与其短波长不能充分蚀刻牙本质有关。且Schoop等[58]认为，KTP激光照射可导致牙本质表面融化和再结晶，从而封闭部分牙本质小管，可能会影响黏合剂对牙本质的渗透。Dilsiz和Sevinc[59]发现，KTP激光可去除部分牙周微生物及根面的玷污层，但不能去除牙结石，因而仍需与机械方法协同治疗牙周炎。

综上，由于KTP激光运用于口腔疾病治疗的时间较短，对其功能的研究尚不全面，且多为体外实验研究，缺乏足量的临床试验，尚无统一的临床操作安全参数。因此，应进一步研究KTP激光在口腔领域的临床应用，制定出精准的临床使用参数，使其在口腔疾病治疗中发挥重要作用。