Er:YAG激光在治療侵襲性牙周炎中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

王彥陽(yáng) 徐普 張文柏

[摘要]侵襲性牙周炎（Aggressive periodontitis，AgP）是一類(lèi)好發(fā)于30歲以下青年人的牙周疾病，常造成牙槽骨嚴(yán)重吸收甚至恒牙早失。當(dāng)前AgP的治療手段是非手術(shù)治療與手術(shù)治療相結(jié)合，重視早期徹底感染控制。鉺激光是一類(lèi)能同時(shí)作用于軟硬組織的新型治療手段，不僅可以清理深部組織、控制感染，而且可以促進(jìn)傷口愈合及組織再生，為治療AgP提供了一種新的選擇。

[關(guān)鍵詞]鉺激光；侵襲性牙周炎；伴放線聚集桿菌；激光治療；研究進(jìn)展

[中圖分類(lèi)號(hào)]R781.4＋2? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A? ? [文章編號(hào)]1008-6455（2023）03-0180-05

Abstract： Aggressive periodontitis （AgP） is a kind of periodontal disease that usually occurs in young people under the age of 30. It often causes severe alveolar bone absorption even early permanent tooth loss. The current treatment methods for aggressive periodontitis combined non-surgical and surgical treatment， paid high attention to early thorough infection control. Er：YAG laser is a kind of new treatment method which can act on both soft and hard tissue. It can not only clean deep tissues and control infection， but also promote wound healing and tissue regeneration. Er：YAG laser provides a new option to treat AgP.

Key words： Er：YAG laser;aggressive periodontitis;aggregatibacter actinomycetemcomitans;laser therapy;research progress

侵襲性牙周炎，亞洲人發(fā)病率約為1.2%，其以患者全身健康，牙周附著喪失、骨破壞速度快和有家族聚集性為共同特征，常常累及前牙及第一磨牙，嚴(yán)重者影響美觀及咀嚼功能[1-2]。2018年牙周病新分類(lèi)指出，AgP與慢性牙周炎有相似的病因和組織病理學(xué)，有時(shí)可以理解為同一種疾病的兩種分支[3-4]。AgP患者的高反應(yīng)性，使得宿主特別容易被某些微生物觸發(fā)，包括伴放線聚集桿菌（Aggregatibacter actinomycetemcomitans，Aa）及紅色復(fù)合體等[5-6]。由于AgP破壞牙槽骨速度快，早期診斷和治療非常重要。

當(dāng)前治療AgP的手段分為非手術(shù)治療和手術(shù)治療兩種[7]。非手術(shù)治療的要點(diǎn)是早期徹底去除感染，主要以齦下刮治及根面平整術(shù)（Scaling and root planning，SRP）為主，常還輔以抗生素控制感染；對(duì)于無(wú)法根治的深牙周袋會(huì)采取翻瓣手術(shù)方式進(jìn)行清創(chuàng)。定期復(fù)查及維護(hù)治療也是防止復(fù)發(fā)的關(guān)鍵之一。然而，SRP無(wú)法徹底清理齦溝、根分叉或深牙周袋（大于6 mm），并且可能刮除過(guò)多牙骨質(zhì)，導(dǎo)致牙本質(zhì)暴露等問(wèn)題，這對(duì)于牙骨質(zhì)發(fā)育未完全成熟的青少年而言更加常見(jiàn)[8]，且使用抗生素可能面臨不良反應(yīng)及耐藥性的問(wèn)題，因此，探索更有效的治療方法就顯得尤為必要[9]。

近年來(lái)，在不同類(lèi)型的激光中，鉺：摻釹釔鋁石榴石（Er：YAG）激光，簡(jiǎn)稱(chēng)鉺激光，似乎是最有希望用于牙周治療的[10-11]。Er：YAG激光可以消融硬、軟組織，現(xiàn)已有不少體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明Er：YAG激光在清理齦下牙結(jié)石及根面平整方面的能力，使用Er：YAG激光輔助牙周炎治療，短期內(nèi)可以取得更好的臨床療效[12]。本文就侵襲性牙周炎的病因及治療，Er：YAG激光治療AgP的理論基礎(chǔ)及其臨床應(yīng)用概述如下。

1? Er：YAG激光在控制牙周病變方面的作用

Er：YAG激光是由Zharikov等在1974年發(fā)現(xiàn)的一種波長(zhǎng)為2 940 nm的中紅外光，其最高吸收峰值與水一致，能被水和羥基磷灰石高度吸收而產(chǎn)生相應(yīng)的光熱作用[13]。應(yīng)用于牙體硬組織時(shí)，組織中為數(shù)不多的水分蒸發(fā)使得壓強(qiáng)增大，產(chǎn)生“微爆破”作用；靶物質(zhì)也在此過(guò)程中被去除，同時(shí)因能量大部分轉(zhuǎn)變成了動(dòng)能，所以對(duì)深層組織造成熱損傷小[14]。Er：YAG激光可以很好地控制微生物增殖，提高臨床附著水平[12]，也可以進(jìn)行翻瓣、肉芽組織切除、截骨及根尖切除術(shù)等手術(shù)操作。

1.1 殺菌消炎：Aa被認(rèn)為是AgP的關(guān)鍵致病菌，其迅速增殖克?。↗P2克?。┮彩腔顒?dòng)期AgP的臨床標(biāo)志之一[15-16]。Aa黏附性強(qiáng)，能與其他齦下細(xì)菌共生[5，17]。它的致病性很大一部分來(lái)源于它分泌的白細(xì)胞毒素（Leukothera，LtxA）[7]。LtxA是一種殺死白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的毒素，能中和局部黏膜的免疫反應(yīng)，從而使其他細(xì)菌快速生長(zhǎng)[18]。與廣泛型AgP息息相關(guān)的紅色復(fù)合體包括牙齦卟啉單胞菌（Porphyromonas gingivalis，Pg）、齒垢密螺旋體（Treponema denticola，Td）和福賽坦氏菌（Tannerella forsythia，Tf），這些微生物形成齦下生物膜成為AgP的始發(fā)因素[19]。此外，牙骨質(zhì)發(fā)育不全、根部形態(tài)異常及宿主的高反應(yīng)性都會(huì)增加AgP的易感性，使齦下微生物更易定植[20]。

1996年，Ando等[21]首次證明了較低能級(jí)Er：YAG激光可以殺滅Pg和Aa。Lopes等多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，雖然Er：YAG激光輔助治療的微生物控制效果比較確定，使用Er：YAG激光輔助SRP治療1年后Aa、Pg、Td、Tf明顯下降，尤其控制Pg感染的能力好，并且可能在控制Td、Tf感染方面更有優(yōu)越性[22-24]。有學(xué)者[25]的研究顯示，輔助Er：YAG激光治療還可以延遲Pg重新定植時(shí)間。此外，Er：YAG激光還可以清除內(nèi)毒素，降低根面炎癥因子白細(xì)胞介素-6（IL-6）、IL-8、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）水平，促進(jìn)炎癥消退[26]。也有研究表明，雖然Er：YAG激光可以減少致病菌的數(shù)量，但其遠(yuǎn)期效果與傳統(tǒng)方式?jīng)]有明顯差距[17，27]。侵襲性牙周炎患者牙周組織破壞速度快，治療需要及時(shí)控制感染，這時(shí)輔助使用Er：YAG激光控制感染可以達(dá)到更好的臨床療效。

1.2 去除牙結(jié)石：Er：YAG激光可以用來(lái)清除硬組織表面的結(jié)石和菌斑，雖有少量牙結(jié)石殘留但牙骨質(zhì)相對(duì)完整，其清除結(jié)石的能力可以與超聲及手持器械的效果相媲美[11，28]。在SPR難以達(dá)到的深牙周袋、根分叉病變中，Er：YAG激光的穿透性（8～10 mm）及靈活性比較有優(yōu)勢(shì)，?？梢愿?、更好地改善臨床效果[8，11，29-31]。

除此之外，傳統(tǒng)的機(jī)械處理方法會(huì)生產(chǎn)含有細(xì)菌和炎癥物質(zhì)的玷污層，影響牙周組織的愈合。體外研究報(bào)道了激光可以有效去除根面結(jié)石及菌斑并且不產(chǎn)生玷污層，為牙周組織的再附著提供了良好條件[26]。

2? Er：YAG激光對(duì)硬組織的作用

由于高水平Er：YAG激光具有穿透性，能以低能量形式分散到未經(jīng)直接照射的骨組織表面，并誘導(dǎo)組織和細(xì)胞反應(yīng)，這種效應(yīng)被稱(chēng)為光生物調(diào)節(jié)作用，有助于組織新生[32]。

2.1 促進(jìn)成骨過(guò)程：光生物調(diào)節(jié)作用可以通過(guò)不同途徑作用于牙周組織中的各種不同細(xì)胞從而促進(jìn)成骨。對(duì)于成骨細(xì)胞，低水平Er：YAG激光以能量、時(shí)間和脈沖次數(shù)依賴(lài)的方式促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖。并且照射可以減少成骨細(xì)胞中的SOST基因表達(dá)和其編碼的骨硬化蛋白，通過(guò)減少抑制骨形成蛋白的方式來(lái)促進(jìn)成骨[33]。Niimi等[34]研究也發(fā)現(xiàn)，小鼠顱骨原代成骨細(xì)胞經(jīng)過(guò)Er：YAG激光照射后，WNT1誘導(dǎo)信號(hào)通道蛋白2（Wisp2）下調(diào)，炎癥相關(guān)和Notch信號(hào)基因富集，成骨細(xì)胞鈣化和骨γ羧基谷氨酸蛋白（BGLAP）表達(dá)顯著增加。

對(duì)于牙周膜干細(xì)胞（Human periodontal stem ligament cells，hPDLCs）而言，Er：YAG激光能通過(guò)上調(diào)hPDLCs的ALP、OCN、Runx2的表達(dá)從而促進(jìn)hPDLCs的成骨分化[35]。而從牙齦成纖維細(xì)胞（Human gingival fibroblast cells，hGFs）角度，用功率為0.6 W，1.0 W和1.2 W Er：YAG激光照射后，hGFs的環(huán)氧合酶2（COX-2）、IL-1β、TNF-α及骨形態(tài)發(fā)生蛋白2（BMP-2）基因表達(dá)顯著升高，骨代謝相關(guān)基因被激活，且促進(jìn)效應(yīng)與功率正相關(guān)[36]。

2.2 在牙根表面形成可控制的表面形態(tài)：不同于SRP可能去除牙骨質(zhì)、超聲器械可能在牙根表面留下細(xì)小的劃痕，Er：YAG激光在牙齒表面留下粗糙表面，且根據(jù)功率大小等因素而形成不同的牙根表面形態(tài)和粗糙度[37]。事實(shí)上，微粗糙的表面有利于牙周膜成纖維細(xì)胞的黏附，這在骨再生及牙骨質(zhì)再生過(guò)程中都是非常重要的[38]。此外，相較于CO2激光、氖激光（Nd：YAG），作用深度較淺的Er：YAG激光可以更好地保存牙骨質(zhì)結(jié)構(gòu)[39]。

然而，也有研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)器械相比Er：YAG激光去除的牙骨質(zhì)可能更多。具體影響似乎與功率有關(guān)，SRP+Er：YAG激光在100 mJ/P、200 mJ/P和250 mJ/P不同能級(jí)下，均在形成規(guī)律的微粗糙表面同時(shí)伴有牙根表面熱損傷、裂紋、碳化和牙骨質(zhì)層的裂紋或剝脫現(xiàn)象。而在300 mJ/P的情況下，在牙根表面上可以看到帶有很多彈坑且大而深的溝槽[7]。所以通過(guò)控制能量及頻率來(lái)控制表面形態(tài)非常重要，一般認(rèn)為頻率為10 Hz，能量范圍40～160 mJ的Er：YAG激光，在保證有效性的同時(shí)能形成均勻表面[7，39]。

Er：YAG激光“微爆破”效應(yīng)在牙骨質(zhì)表面產(chǎn)生的粗糙表面有助于血凝塊、纖維蛋白及成纖維細(xì)胞黏附，并且消除齦下牙結(jié)石和感染牙骨質(zhì)后，牙根表面生物相容性提升，也利于新的細(xì)胞再附著[40]。

3? Er：YAG激光對(duì)軟組織的作用

使用Er：YAG激光齦下清創(chuàng)術(shù)后，臨床改善最大的是其對(duì)袋內(nèi)軟組織的影響。激光可清除感染上皮內(nèi)膜、袋壁及鄰近的炎癥細(xì)胞，并且受低劑量輻射照射的周?chē)鷧^(qū)域組織愈合快，患者的不適感也會(huì)更少[12]。成纖維細(xì)胞在傷口愈合和收縮中起著關(guān)鍵作用，它在炎癥晚期一直遷移到病變中，直到上皮化完成，其間分解血凝塊、分泌各種生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子，并產(chǎn)生新的細(xì)胞外基質(zhì)和膠原結(jié)構(gòu)[41]。

3.1 促進(jìn)牙周膜成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)：低水平的Er：YAG激光可以促進(jìn)牙周膜成纖維細(xì)胞的增殖、黏附和遷移，以及成骨分化能力。將Er：YAG激光照射無(wú)牙周組織附著的牙根碎片，處理過(guò)的根面成纖維細(xì)胞通過(guò)大量的板足延伸牢固地附著在粗糙表面標(biāo)本上；而未經(jīng)過(guò)照射的牙根根面光滑，成纖維細(xì)胞數(shù)量少，形態(tài)上呈圓形或橢圓形，附著性較差[42]。但關(guān)于其促進(jìn)作用和機(jī)制尚不明了，有學(xué)者認(rèn)為成纖維細(xì)胞的誘導(dǎo)是通過(guò)半乳糖凝集素-7（G-7）實(shí)現(xiàn)的[43]。

3.2 促進(jìn)牙周組織傷口愈合：Er：YAG激光照射后的傷口邊緣及牙根表面有顯著的hGFs附著、增殖和遷移，是激光能促進(jìn)牙周愈合的主要表現(xiàn)[33]，使用Er：YAG激光照射后的傷口新形成的膠原纖維更堅(jiān)固，方向不規(guī)律，組織密度更強(qiáng)[44]。

這樣的現(xiàn)象可能是多種途徑作用的結(jié)果，6.3 J/cm2 Er：YAG激光輻射HGFs后的培養(yǎng)基表面溫度平均升高至40.9℃，熱休克蛋白70家族mRNA表達(dá)增加，并通過(guò)加快細(xì)胞周期從而促進(jìn)細(xì)胞增殖[45]。Ogita等[46]通過(guò)蛋白質(zhì)組學(xué)分析，低水平Er：YAG激光照射誘導(dǎo)hGFs表達(dá)上調(diào)的蛋白，發(fā)現(xiàn)差異蛋白G-7表達(dá)上調(diào)可能是hGFs增殖加快的部分原因。此外，Er：YAG激光還可以促進(jìn)凝血。雖然其深部止血能力不強(qiáng)，但是Er：YAG激光可以在低于蛋白質(zhì)變性的溫度下，產(chǎn)生更好的凝血效果，從而避免組織壞死[47]。

上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明Er：YAG激光可以加快牙周愈合并且提升臨床療效，然而與其他激光相比，Er：YAG激光穿透性不足，只能被表面吸收，治療過(guò)程中對(duì)軟組織作用有限。在牙周非手術(shù)治療過(guò)程中可能只對(duì)上皮細(xì)胞和結(jié)締組織表面有效，在牙周手術(shù)過(guò)程中可能只對(duì)暴露的骨和結(jié)締組織有效，其實(shí)際應(yīng)用效果仍需要體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)[46，48]。

4? Er：YAG激光治療AgP的應(yīng)用

由于暫時(shí)缺乏統(tǒng)一的參數(shù)和顯著且穩(wěn)定的效果，第六屆歐洲牙周病學(xué)研討會(huì)共識(shí)不建議將Er：YAG激光作為SRP的替代療法，建議將其作為輔助手段或與其他治療方法聯(lián)合使用[49]。

4.1 非手術(shù)治療：石學(xué)雪[50]觀察60例重度AgP患者非手術(shù)治療的臨床療效，結(jié)果顯示輔助Er：YAG激光治療后3個(gè)月、6個(gè)月在出血指數(shù)、探診深度、松動(dòng)度明顯好于常規(guī)治療組超聲+手工刮治組。楊婷等[51]將78例廣泛型AgP患者分別使用SRP、SRP+Er：YAG激光及SRP+Nd：YAG激光+Er：YAG激光三種治療方法，結(jié)果顯示三組PD、SBI、CAL參數(shù)均有顯著提升，24個(gè)月后單獨(dú)輔助使用Er：YAG激光的臨床效果略好于SRP組，但是可能由于樣本量限制差異無(wú)意義。雙激光組的臨床效果好于其他組，并且通過(guò)即刻視覺(jué)模擬疼痛評(píng)分（VAS）評(píng)估雙激光在患者舒適度提升方面也有進(jìn)益。所以利用Er：YAG激光殺菌、去結(jié)石及促附著的能力，聯(lián)合Nd：YAG激光獨(dú)特的軟組織穿透性去除牙周袋壁感染上皮，可以在徹底清除感染的同時(shí)早期改善臨床指數(shù)。相似的是，鄭穎等[52]對(duì)12例廣泛型AgP患者使用Nd：YAG激光聯(lián)合Er：YAG激光治療，在1個(gè)月及3個(gè)月的隨訪中獲得了比使用超聲及SRP更小的探診深度及出血指數(shù)。

4.2 手術(shù)治療：激光切割與機(jī)械切削相比切割面平滑、振動(dòng)小，產(chǎn)生的碎屑少，從而使愈合快、瘢痕小，有控制炎癥、縮短手術(shù)時(shí)間的作用[53]。美國(guó)牙周病協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，用Er：YAG激光進(jìn)行翻瓣清創(chuàng)術(shù)，可以觀察到平均0.42 mm的附著增加[54]。

Gaspirc和Skaleric采用Er： YAG激光與改良Widman瓣技術(shù)對(duì)比，利用不同脈沖、不同功率的Er：YAG激光在手術(shù)中進(jìn)行骨內(nèi)袋清除，根面搔刮，牙周組織瓣修剪等操作。術(shù)后36個(gè)月內(nèi)結(jié)果顯示，激光處理可以大幅度降低探診深度，增加臨床附著水平，這可能與激光軟硬組織消毒殺菌作用并形成生物相容性好的根表面有關(guān)[55]。采用Er：YAG激光進(jìn)行徹底清創(chuàng)，并在自體骨移植后照射凝血的手術(shù)方式，牙周袋可良好且穩(wěn)定地愈合，取得了很大的臨床增益，可以作為一種牙槽骨角形吸收再生手術(shù)較理想的手術(shù)方式[56]。

以上研究為Er：YAG激光在AgP的治療應(yīng)用提供了基礎(chǔ)，然而，目前有關(guān)該激光在AgP中的研究病例數(shù)較少，遠(yuǎn)期療效不明確等，因此有必要增加樣本數(shù)量及觀察時(shí)間進(jìn)一步進(jìn)行研究探討其對(duì)AgP的療效。

5? 小結(jié)和展望

Er：YAG激光通過(guò)“微爆破”作用及光生物調(diào)節(jié)等效應(yīng)，為牙周炎清除感染以及軟硬組織再生提供了有利證據(jù)，它能控制病變，清除感染灶，同時(shí)有利于牙周愈合及再生，然而由于穿透性不足而作用效果有限[47，57]。針對(duì)此局限性，輔助使用Nd：YAG激光能改善軟組織的微生物控制效果[58-59]。綜上所述，Er：YAG激光為侵襲性牙周炎治療提供了一種非侵入性替代或SRP的補(bǔ)充治療的方法，能夠獲得較為肯定的臨床效果，但其長(zhǎng)期效果仍然有待進(jìn)一步研究及驗(yàn)證。

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[收稿日期]2021-11-01

本文引用格式：王彥陽(yáng)，徐普，張文柏.Er：YAG激光在治療侵襲性牙周炎中的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J].中國(guó)美容醫(yī)學(xué)，2023，32（3）：180-184.