Er：YAG激光在慢性牙周炎基础治疗中的应用
Er：YAG激光在慢性牙周炎基础治疗中的应用
牙周炎是由菌斑生物膜所引起的慢性感染性牙周疾病，主要侵犯牙龈、牙周膜、牙槽骨等牙周支持组织，表现为牙周袋形成并有炎症、附着丧失和牙槽骨吸收、甚至牙松动而脱落。其中慢性牙周炎是最为常见，约占牙周炎患者的95%。牙周基础治疗是慢性牙周炎最基本的治疗，目的是有效清除菌斑、牙石等病原刺激物，消除软组织炎症，阻止疾病的进展，促使组织不同程度的修复和再生。
传统器械治疗——超声波或手工进行刮治和根面平整术（scaling and root planning，SRP）是目前最常用、最有效的基础治疗方法，能有效的消除牙周袋内根面上的菌斑和牙石，但该方法在深牙周袋内、牙龈组织内、根分叉、根面凹陷等部位因器械难以进入而存在局限性。近几十年来，激光应用于牙周治疗已成为许多研究者研究的热点，应用于牙周治疗的激光有Er：YAG激光、CO2激光、Nd：YAG激光、半导体二极管激光等，Er：YAG激光在去除龈下牙石的同时不会对邻近组织产生热损伤副作用，对软硬组织创伤小，且具有杀死牙周致病菌的潜能，被认为是牙周基础治疗中极具潜力的一种激光，作为手工或超声SRP的替代或辅助治疗受到越来越多的关注。
1.Er：YAG激光的特性和工作机制
Er：YAG激光是一种固体脉冲激光，波长为2940nm，在光谱中处于肉眼看不见的红外区，与水（2950nm）和羟基磷灰石（2800nm）对红外线的吸收峰值接近，在含水环境中是所有波长激光中最容易被吸收的。其基本原理是照射区的水分子和含水有机组分充分吸收该激光的能量后，在极短时间内汽化，由此产生的体积突变会转化成高压能量，使照射区组织内部压力升高并产生微爆炸，进而有效地去除龈下牙石或导致牙周致病菌细胞死亡，同时水通过冷却照射区域和吸收过多的激光能量来最小化热量的发生，有效地防止对邻近组织产生热损伤副作用。
2.Er：YAG激光去除龈下牙石的研究
龈下牙石是慢性牙周炎的主要局部刺激因素。Er：YAG激光去除龈下牙石的效果已得到了大量的证实。AokiA等体外研究报道，在喷水条件下，能量为30mJ以上的Er：YAG激光能够有效地去除重度牙周炎患牙根面的龈下牙石，效率随着激光能量的增加而显著增加，而能量在30mJ以下则对龈下牙石的去除效率较差。与传统器械治疗相比，有研究显示低能量的Er：YAG激光（40mJ，10Hz）去除牙石的平均效率为0.15±0.05mm2/s，超声SRP为0.20±0.08mm2/s；超声SRP去除龈下牙石的效率虽高于Er：YAG激光，但超声SRP治疗后的根面存在更多微小的牙石。SchwarzF等比较了较高能量的Er：YAG激光（100mJ、120mJ、140mJ）、手工SRP去除龈下牙石的效果，结果显示剩余龈下牙石（RSC）面积平均百分比（%）激光组分别为（7.8±5.8%，8.6±4.5%，6.2±3.9%）、手工SRP组为（12.5±6.9%），发现Er：YAG激光能够有效的去除龈下牙石，其效率高于手工SRP，且两组间差异具有统计学意义。
目前研究认为能量在30mJ以上的Er：YAG激光能有效地去除龈下牙石，其效率随着激光能量的增加而增加，然而，在临床工作中，激光能量过高会影响激光应用的安全性，因此激光能量的增加受到一定的限制。
3.Er：YAG激光对根面牙骨质及根面形态的影响
Er：YAG激光在去除龈下牙石的同时，随着激光能量的不同，对根面牙骨质及根面形态产生不同程度的影响，但不管能量如何，在喷水条件下根面均无熔融、炭化、裂纹等热损伤改变。AokiA等用Er：YAG激光（40mJ，10Hz）处理的根面显示，在原始牙骨质厚度约60～140um的根部，牙骨质消融量平均约为15～30um。SchwarzF等用一种内置龈下牙石探测系统的Er：YAG激光设备在能量100mJ、120mJ及140mJ下照射牙周炎患牙根面，用显微镜观察得出，3种能量水平照射，均不存在牙骨质缺失，偶有一些轻微的根面改变（最大深度仅有5.6～6.5μm），相比之下，用手工SRP处理的根面通常表现出浅刮痕、裂缝、凹槽（最小深度6.8μm）甚至尖锐的火山口状缺损（最大深度51.6μm）。然而，有学者应用高能量的Er：YAG激光处理的根面显示，在250mJ时，牙骨质层被完全去除；在300mJ时，不仅牙骨质层被完全去除，而且根面呈现大而深的凹槽。因此，选择适宜能量的Er：YAG激光，选择性的进行龈下牙石去除，有利于根面牙骨质的保存，而能量过高，则不利于根面牙骨质的保存。
与传统器械SRP相比，Er：YAG激光产生相对粗糙的表面，粗糙程度与某些激光参数的设置密切相关。李金焕等用不同能量的Er：YAG激光（80～200mJ）辅助手工SRP照射牙周病患牙根面显示，随着脉冲能量增大，表层粗糙度增大，但在能量小于160mJ时，该范围内增加脉冲能量对根面粗糙度无显著影响。又有研究证明脉冲宽度对根面的粗糙度也会产生影响，相同能量（160mJ）下，长脉冲的Er：YAG激光留下更光滑的表面。因此，在临床应用中，调节好激光的参数有利于产生更光滑的根面。
4.Er：YAG激光对牙周组织的修复作用
研究报道，传统器械SRP治疗后在根面形成玷污层，玷污层的存在潜在地抑制或减缓了细胞重新附着到根面，从而不利于牙周组织愈合，而Er：YAG激光治疗后根面无玷污层形成，认为Er：YAG激光可能有利于牙周细胞附着，促进牙周组织修复或再生。在动物学实验研究中，SchwarzF等用Er：YAG激光照射伴有自然慢性牙周炎的比格犬患牙，3个月后组织病理学显示大多数样本中，牙根面有胶原蛋白I型纤维埋入的新牙骨质形成且胶原蛋白I型纤维埋入新牙骨质中（Sharpey纤维）与相邻的非处理区域的原牙骨质类似。另一项体外研究发现，Er：YAG激光照射慢性牙周炎患牙根面后，根表面牙周韧带（PDL）成纤维细胞的粘附为（111±27cells/cm2），而超声SRP为（75±25cells/cm2），手工SRP为（41±17cells/cm2），激光照射的根表面结构似乎为PDL成纤维细胞的粘附提供了比超声或手工SRP更好的条件。在激光辅助传统器械治疗中，有学者发现Er：YAG激光辅助超声波SRP处理的根面存在很高的牙周韧带细胞附着，无热损伤改变，而CO2激光辅助超声波SRP处理的根面大部分存在炭化和微裂纹等热损伤改变。
此外，研究报道激光能量的高低会影响牙周组织的愈合，Feist等分别采用低能量（60mJ，10Hz）和高能量（100mJ，10Hz）Er：YAG激光处理牙周炎患牙根面的体外研究发现，60mJ组比100mJ组和手工SRP组更能增强牙龈成纤维细胞的增殖和附着。OgitaM等研究验证了低能量Er：YAG激光（30、40、50mJ）照射可以促进牙龈成纤维细胞增殖并诱导与伤口愈合过程有关的半乳糖蛋白-7上调，从而有利于牙周炎创口的愈合和组织修复。
5.Er：YAG激光对牙周致病菌的影响
慢性牙周炎是由龈下微生物引起的混合感染。伴放线放线杆菌（Aa）、牙龈卟啉单胞菌（Pg）、福赛坦氏菌（Tf）和齿垢密螺旋体（Td）、普氏菌属是公认的导致牙周炎的病原体。1996年AndoY等首次提出Er：YAG激光在低能量水平下就有很高的杀菌潜力，但目前为止其杀菌机制仍不清楚，推测可能与以下几个方面有关：①Er：YAG激光可解离水分子并产生OH-自由基，大量的氧自由基具有一定的杀菌能力；②细菌微生物为含水物质，水吸收激光能量后在极短时间内汽化，使靶细胞内部压力升高并产生微爆破，致使细胞死亡，从而产生杀菌效果；③减少脂多糖从而产生杀菌作用。研究报道Er：YAG激光的光谱峰值与脂多糖（LPS）光谱的峰值波长相同，激光照射可以去除根表面83.1%的LPS。LPS作为革兰氏阴性菌细胞外膜的主要成分，促使靶细胞合成、分泌各种炎性细胞因子及炎症介质，参与牙周组织创伤。
目前，Er：YAG激光可作为传统器械治疗的替代或辅助治疗，能较好地消除牙周致病菌，对某些牙周致病菌的消除效果具有一定的优势，但与传统器械SRP相比，其效果不一。YanevaB等应用Er：YAG激光对慢性牙周炎患者进行牙周基础治疗后1个月，采用实时聚合酶链反应（RT-PCR）技术观察到龈下菌斑生物膜中的微生物总量显著减少，与治疗前比较，差异具有统计学意义。与手工SRP相比，激光组中Td减少了4倍，Tf减少了5倍，而手工SRP组中，Td不变，Tf减少不到一半。
方玲等使用Er：YAG激光和Vector超声治疗仪治疗中度慢性牙周炎患者，在治疗后1、3个月，两组的细菌总数和螺旋体数量较治疗前显著减少，且激光组明显少于Vector超声组，差异有统计学意义。然而又有研究证明Er：YAG激光对牙周致病菌的消除效果与传统器械治疗相当。MilneT等体内研究显示，Er：YAG激光进行牙周基础治疗后6、12周，Pg、Td、Tf和Aa明显降低，与治疗前比较，差异有统计学意义，但于传统器械SRP比较，差异无统计学意义。YilmazS等用Er：YAG激光辅助SRP和单独的SRP进行牙周基础治疗，随访观察3个月得出，两组的总活菌数（TVC）和专性厌氧微生物的比例下降，但两组间差异无统计学意义。
6.Er：YAG激光对临床指数的影响
大量研究认为Er：YAG激光对临床指数有较好的改善且优于传统器械治疗。在单纯的Er：YAG激光治疗中，BadranZ等用Er：YAG激光和手工SRP进行牙周基础治疗后2个月，两组的探诊深度（PD），临床附着水平（CAL）和探诊出血（BOP）均降低，与手工SRP组比较，激光组的CAL降低更显著，差异有统计学意义。CrespiR等用Er：YAG激光和超声SRP对中到重度慢性牙周炎患者进行基础治疗，术后3个月、1年、2年观察到两组的PD和CAL显著降低，尤其对于PD≥5mm的深牙周袋，激光组的CAL降低较超声SRP更显著，差异具有统计学意义。在Er：YAG激光辅助传统器械治疗中，YilmazS等应用Er：YAG激光辅助SRP治疗，随访观察3个月，PD、菌斑指数（PLI）、牙龈指数（GI）、和相对附着水平（RAL）显著改善，与单纯的SRP相比，PD、RAL降低更明显，差异有统计学意义。
李风舟等用Er：YAG激光（160mJ）辅助（超声+手工）SRP治疗，在治疗3个月后，激光组的PD、PLI、GI与（超声+手工）SRP组相比均明显降低，差异有统计学意义（P＜0.05）。LopesBM等通过自身对照，比较了Er：YAG激光（100mJ）辅助手工SRP、Er：YAG激光、手工SRP对慢性牙周炎的治疗效果，结果显示术后12，30d，激光辅助手工SRP组的PLI、GI、PD减少和GR增加较其余两组更加明显，三种方法中以激光辅助手工SRP效果最好。然而，仍有研究认为Er：YAG激光治疗对临床指数的改善并不优于传统器械治疗。DomínguezA等用Er：YAG激光辅助手工SRP对中到重度慢性牙周炎患者进行基础治疗，观察4、8周后，PLI，BOP和PD显著降低，但与手工SRP比较，差异没有统计学意义。Sanz-SánchezI等用Er：YAG激光辅助超声SRP治疗40例中度慢性牙周炎患者，在术后1，3，6，12个月时，PD、CAL、BOP、PLI显著降低，与超声SRP相比，差异无统计学意义，但在6，12个月时，对于PD≥5mm的剩余位点，激光组少于超声SRP组。
综上所述，在慢性牙周炎基础治疗中，Er：YAG激光单独或是辅助传统器械SRP治疗对临床指数均有较好的改善，似乎更有利于深牙周袋位点的临床指数改善，但由于纳入标准，设计方法，激光参数等不同，与传统器械SRP相比，其疗效不一，尚待进一步研究。
7.Er：YAG激光在慢性牙周炎治疗中可能存在的风险
Er：YAG激光的有效性和安全性受到一些参数的复杂相互作用影响，包括激光的能量，脉冲持续时间，脉冲重复率，冲水流量，工作尖端的角度等。大量研究报道根面物质缺损的量随着激光能量的增加而增加，FolwacznyM等研究证实除激光能量外，临床操作中工作尖端与根面的角度也对根面物质缺损有很大的影响，在相同能量下，角度越大，根面消融的量越多，推荐低能量，小角度照射，既能获得消融的最大效能，又不会对根面造成过度损伤。此外，激光在慢性牙周炎治疗过程中，冷却水的使用至关重要。AokiA等体外研究报道，Er：YAG激光（20～120mJ，10Hz）照射伴有牙石的重度牙周炎患牙根面，不冲水的情况下，根表面平均升温39℃，髓腔内壁平均升温18.4℃，根表面和髓腔温度显著升高；冲水的情况下，根表面平均升温2.4℃，髓腔内壁平均升温0.8℃，水冲洗显著抑制了温度的升高。
目前研究认为大量的水通过冷却照射区域和吸收过多的激光能量来最小化热量的发生，不会导致根面牙骨质或牙本质的主要组成或化学的变化，牙髓温度升高不会超过5.5℃，有研究报道牙髓升温在5.5℃以内是安全的。所以目前认为Er：YAG激光在冲水条件下使用对牙髓是安全的。因此，Er：YAG激光应用于牙周基础治疗中，必须注意能量的调节和操作中工作尖端的角度，以及冷却水的使用。此外，其他变量如脉冲持续时间、脉冲重复率等也需被调节，以获得期望的效果。
8.总结
Er：YAG激光在慢性牙周炎基础治疗中具有明显的优势。在冲水的情况下能有效的去除龈下牙石且不会对邻近组织产生热损伤副作用，在牙周袋内具有消毒、杀菌的作用，促进新附着形成，有利于牙周组织修复，其作用在实验室研究以及临床工作中均已得到部分证据，可作为传统器械治疗的替代或是辅助治疗。在短期和长期观察中，与单独的Er：YAG激光和传统器械SRP相比，Er：YAG激光辅助传统器械SRP进行慢性牙周炎基础治疗对临床指数的改善和牙周致病微生物的消除具有一定的优势。此外，激光参数的设置在牙周炎治疗中的安全性和有效性至关重要，但至今仍无统一标准，尚需对其进一步研究与探索。
来源：杨雪莲,周瑛,刘洪静. Er:YAG激光在慢性牙周炎基础治疗中的应用[J]. 临床口腔医学杂志,2017,33(11):700-703.