Er:YAG激光与Nd:YAG激光在种植体周围炎中的研究进展

    种植体周围炎是导致种植修复失败的主要原因之一，其发病率约为18%～43%，且逐年增长。种植体周围炎以种植体周围组织炎症和支持骨进行性丧失为特征，早期表现为黏膜炎症，若治疗不及时，则会出现牙槽骨吸收、植体松动脱落等现象，最终可导致种植修复失败。
    种植体周围炎的发生与菌斑微生物、吸烟、牙周炎病史、表面粗糙度和全身系统疾病等因素密切相关。目前的治疗方式主要包括机械清创、药物治疗、手术治疗和激光治疗等，因种植体表面结构具有特殊性，且该疾病具有一定复杂性，传统治疗方法效果有限，常规清创不能彻底去除种植体表面的菌斑生物膜，药物长期使用机体易产生耐药性，手术治疗创口大、出血多，患者易产生疼痛及恐惧感等。
    激光是一种有效的非手术性辅助治疗方法，并被广泛应用于种植体周围炎治疗中。激光治疗时应用不同波长激光对炎症部位按照一定参数进行照射，能起到高效杀菌、止血止痛、促组织愈合等作用。不同波长激光作用原理不同，铒钇铝石榴石（erbium-doped:yttrium aluminum garnet，Er:YAG）激光和钕钇铝石榴石（neodymium-doped:yttrium aluminum garnet，Nd:YAG）激光在临床联合应用时，两者作用范围及作用深度互补，可明显改善种植体周围炎的临床症状，具有较好的应用前景。本文就Er:YAG激光和Nd:YAG激光在种植体周围炎中的研究进展及联合应用进行综述。
    1.Er:YAG激光和Nd:YAG激光的作用原理
    Er:YAG激光是一种中红外线、固体激光，波长2940nm，作用深度约5μm，其波长与水及羟基磷灰石中的羟基波长相近，可被口腔软硬组织中的水和羟磷灰石吸收，水分子吸收能量汽化升温，在局部组织内发生微爆破，进而消除部分病变硬组织及牙结石。常被用于牙周或种植体周围炎的组织清创、杀菌、牙石清除等。
    Nd:YAG激光是一种近红外线、固体激光，波长1064nm，穿透力较强，作用深度约4～7mm，可被炎症部位的血红蛋白和色素选择性吸收，导致软组织熔融，故Nd:YAG激光常用于牙周炎、口腔溃疡、种植体周围炎等疾病的治疗。
    2.Er:YAG激光在种植体周围炎中的研究进展
    2.1去污作用
    Er:YAG激光能有效清除种植体周围炎患者植体表面的细菌生物膜，为细胞再附着提供洁净的表面。Eick等比较了Er:YAG激光与其余3种方法（机械刮治、光动力疗法、机械刮治+光动力疗法）去除钛表面细菌生物膜的效果，发现Er:YAG激光清除效果最好，并且牙龈成纤维细胞和成骨样细胞快速正常黏附于表面。
    也有研究表明，Er:YAG激光作用于喷砂酸蚀（sand-blasted and acid etched，SLA）和羟基磷灰石（hydroxyapatite，HA）处理植体表面的最佳能量分别为100mJ/脉冲和70mJ/脉冲，前者可去除SLA植体表面84.1%的细菌生物膜，后者可去除HA植体表面76.4%的细菌生物膜，对应能量下的Er:YAG激光去污作用强且促进成骨样细胞黏附。
    2.2杀菌作用
    Er:YAG激光具有较好的杀菌效果。研究发现，Er:YAG激光能使细菌细胞内液吸收热量汽化，破坏其细胞壁，有效杀灭植体周围致病菌，进而明显减少牙龈卟啉单胞菌（Pg）和伴放线杆菌（Aa）的数量。廖娟等研究表明，Er:YAG激光对大多数口腔致病菌（金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、中间普氏菌、Pg、Aa）具有较强的杀菌作用，杀菌率达90%以上，而上述致病菌常见于种植体周围炎患者的炎症部位，故Er:YAG激光对种植体周围炎局部口腔致病菌具有良好杀灭作用。
    2.3促成骨作用
    Er:YAG激光可通过一定途径促进种植体表面骨组织再生。Niimi等研究表明，3.3J/cm2低剂量Er:YAG激光照射可通过增强成骨标记基因Bglap表达和丰富Notch信号增强原代成骨细胞样细胞钙化，促进新骨的形成。也有研究显示，Er:YAG激光照射，特别是以3.1J/cm2能量参数对成骨细胞进行照射时，其将对成骨细胞中成骨向相关基因的表达有积极作用，并且不会导致明显的细胞损伤。这可能是Er:YAG激光照射后早期骨形成的重要机制之一。
    2.4临床效果
    有学者研究294例种植体周围炎患者461枚种植体的治疗结果，发现Er:YAG激光治疗组在降低探诊深度（probing depth，PD）和改善牙龈退缩（gingival recession，GR）方面有显著性差异，并且治疗组在治疗后6个月和12个月时表现出更大的优势。说明Er:YAG激光比机械清创更能降低种植体周围炎患者局部位点的PD和GR水平，有效治疗局部炎症带来的影响。
    Yamamoto等采用Er:YAG激光对12例种植体周围炎患者进行植体表面清创，并用脱蛋白牛骨矿（deproteinized bovine bone mineral，DBBM）进行植骨，术后3个月和12个月发现PD、临床附着水平（clinical attachment level，CAL）、探诊出血（bleeding on probing，BOP）和骨量均有显著改善，且骨水平的改善十分明显，其中一个病例随访显示骨量甚至在6年内仍然保持稳定。结果表明Er:YAG激光和DBBM联合使用可有效用于再生外科种植体周围炎的治疗，能促进骨水平恢复且维持较长时间。
    3.Nd:YAG激光在种植体周围炎中的研究进展
    3.1去污作用
    Nd:YAG激光一定功率下可有效去除植体表面污染。Namour等发现，当参数设置为10Hz、0.597J/cm2、270mW/脉冲和6ns/脉冲照射2s时，Nd:YAG激光在纳秒脉冲持续时间短的情况下，可显著清洁被污染的植体表面，且不对植体表面结构和周围组织产生损伤。随后，Namour等在上述研究背景下发现，此参数设定下的Nd:YAG激光可有效消除多种生物膜，处理后的钛表面与对照组中的无菌钛表面相似，体现Nd:YAG激光去除种植体表面菌斑生物膜效果良好。
    3.2杀菌作用
    Nd:YAG激光在适当的功率下具有良好的杀菌能力，可减轻植体表面及周围组织的炎症反应。研究表明，当Nd:YAG激光参数设置为20mJ/脉冲、50～70Hz时，能有效杀灭各种需氧菌及厌氧菌，同时不损伤种植体表面形态。Giannelli等研究发现，Nd:YAG激光照射脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）包被的钛片可显著降低LPS诱导巨噬细胞产生NO和细胞活化，并减弱细胞黏附分子的表达及白细胞介素8的产生，表明Nd:YAG激光可降低钛种植体表面细菌脂多糖诱导的炎症反应，减轻种植体周围组织炎症程度。
    3.3促成骨作用
    Nd:YAG激光可在一定程度上促进成骨细胞黏附和迁移，增强细胞活性，进而促进种植体骨结合形成。Charles等用Nd:YAG激光（8W，300mJ/脉冲，50Hz）照射处理钛片，发现能提高细胞活性、表面粗糙度和润湿性，并增加成骨潜能。Kim等采用1.5、3、5J/cm2能量密度，0.75W输出功率的Nd:YAG激光照射植体，发现能增强成骨细胞内源性骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic protein 2，BMP-2）基因表达，增加细胞活性，加速矿物质沉积。
    研究提示，Nd:YAG激可能是通过激活BMP-2相关信号通路来诱导成骨。此外，有研究表明，Nd:YAG激光（0.3W，10pps，30mJ，10.34J/cm2，照射60s）可通过增加三磷酸腺苷的产生来促进成骨细胞的迁移，从而促进骨组织的再生。
    3.4临床效果
    Strauss等观察20例种植体探诊深度＞4mm且有X线骨丢失（radiographic bone loss，RBL）表现的患者，治疗组用Nd:YAG激光治疗，对照组仅行机械清创，发现12个月后治疗组在PD、RBL和BOP方面改善更显著。说明Nd:YAG激光能减少探诊深度并提高骨高度，有助于促进种植体周围骨质恢复。
    刘静波等研究显示，治疗8周后，三联疗法组（机械清创、Nd:YAG激光、局部应用盐酸米诺环素）与对照组（机械清创、局部应用盐酸米诺环素）相比，在改良龈沟出血指数（modified sulcus bleeding index，mSBI）和PD方面改善更明显，说明Nd:YAG激光具有较好的辅助疗效，有利于早期病变愈合。
    4.Er:YAG激光和Nd:YAG激光在种植体周围炎中的联合应用
    研究发现，Er:YAG激光和Nd:YAG激光具有良好的杀菌、去污、促进成骨等作用，可广泛辅助应用于种植体周围炎治疗中。然而Er:YAG激光和Nd:YAG激光作用原理、作用范围及作用深度有所不同。应用Er:YAG激光时，由于光纤弯折角度不能过大，探照头只能垂直照射于牙周袋内和种植体表面，去除种植体周围病变硬组织和植体表面脂多糖，而不能对炎症牙龈进行多角度照射；其穿透深度小，一般不会对植体表面及周围组织造成影响，同时能照射到传统手术方法无法到达的细小区域，降低植体周围细菌水平。
    而Nd:YAG激光通过光热效应作用于组织，穿透力更强，但激光易反射到组织深处，可对植体表面产生一定影响，不利于种植体骨结合形成，因此临床上多用于照射种植体周围的炎症牙龈，可起到控制炎症、促进软组织愈合作用。同时，Nd:YAG激光可以减少组织出血、减轻疼痛感，降低患者恐惧心理，增加可接受度。Er:YAG激光和Nd:YAG激光联合使用，可结合Er:YAG激光在袋内和植体表面的杀菌、去污等作用和Nd:YAG激光在植体周围软组织的止血止痛、促进组织愈合等作用，全面清除炎症牙龈、牙周袋内及种植体表面的细菌毒素，降低炎症因子水平，加快种植体周围病变的愈合。
    贾永娜等进行了一项为期2个月的临床研究，实验组采用Er:YAG激光［SP模式短脉冲（short pulse，SP），60mJ，20Hz］和Nd:YAG激光［MSP模式中短脉冲（moderate short pulse，MSP），20Hz，2W］联合治疗，结果显示相对于对照组，双激光实验组更能有效降低PD和mSBI值，患者的舒适度及无痛率更高。表明双激光联合治疗早期种植体周围炎，比单独使用Er:YAG激光、Nd:YAG激光或机械刮治进行治疗，可取得更好的疗效。
    刘晓东等研究发现，治疗8周后，双激光治疗组的临床指标（PD、BOP、改良菌斑指数、牙龈指数）与对照组相比，下降更为明显。而且患者口内龈沟液中的炎症因子（白介素-21（interleukin，IL-21）、IL-23、IL-25及IL-1β）水平和口腔病原菌（Pg、Aa、福赛类杆菌）检出率均有下降，联合组治疗有效率（92.9%）高于Er:YAG激光组（69.1%）和Nd:YAG激光组（73.8%）。说明双激光联合治疗更能改善种植体周围炎患者临床症状，降低种植体局部炎症反应，抑制致病菌生长，提示Er:YAG激光联合Nd:YAG激光能有效治疗种植体周围炎，可为后续研究提供一定的理论基础。
    5.结语
    现有研究表明，Er:YAG激光和Nd:YAG激光，无论是使用单一激光或两者联合应用，在种植体周围炎治疗中均具有较好的应用前景，其效果显著；与传统治疗方法相比，具有强去污、高效杀菌、促进成骨和止痛等优点。然而，目前应用两种激光联合治疗种植体周围炎的临床研究仍有限，需要更多的研究来支持双激光联合治疗的优势和可预期性。