Er : YAG激光在口腔種植術(shù)中的應用

【摘要】由于Er：YAG激光自身的特性以及與口腔內(nèi)生物組織作用的特點，其在口腔種植中的作用越來越受到人們重視。本文就Er:YAG激光的生物效應機制，和此激光在種植體周圍炎治療以及促進種植體骨整合的形成中的影響作一綜述。
【關(guān)鍵詞】Er:YAG激光；種植體；種植體周圍炎

近年來，口腔種植迅速發(fā)展，在牙列缺失、缺損以及頜面部缺損的修復治療中得到了越來越廣泛的應用。口腔種植的成功不僅依賴于規(guī)范的外科操作和良好的修復體，還與種植體初期穩(wěn)定性的獲得和骨整合的良好形成以及種植體周圍的口腔生物環(huán)境有關(guān)。激光以其在切割軟組織、加強種植體與骨的結(jié)合以及控制感染等方面的優(yōu)勢正逐漸被用于種植臨床。
1常用激光的種類和特性
目前在口腔領(lǐng)域應用的激光種類有二氧化碳(CO2)激光、氦氖(He-Ne)激光、摻銣釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光、摻鉺釔鋁石榴石(Er:YAG)激光、砷鋁鎵(GaALAS)激光、摻鉺鉻鈧鎵石榴石(Er ,Cr:YSGG)激光和二極管(Diode)激光等。二氧化碳激光具有水吸收性，通過氣化組織完成切割。在切口處可產(chǎn)生快速密集的能量，保護了切口下方組織。臨床上主要用于軟組織切割。摻銣釔鋁石榴石激光：主要通過散射到達靶組織，可吸收顏色，止血效果佳。常用于軟組織手術(shù)、齦下刮治、脫敏等。但切軟組織時可引起下方硬組織損傷。砷鋁鎵激光：穿透力比Nd：YAG激光小，故不易引起下方硬組織損傷，可吸收顏色廣泛用于理療、口外手術(shù)和口內(nèi)治療中。其中Er:YAG激光是一種被美國食品和藥品管理局批準可以在口腔硬組織使用的激光，它的波長為2940nm，有良好的水吸收性，也可被羥基磷灰石吸收，使用時不會對組織產(chǎn)生熱副損傷。
2 Er:YAG激光生物效應的機制
Er:YAG激光屬于低強度激光，其引起生物效應的機制還不十分明確。國內(nèi)外學者做了大量的研究，提示低強度激光的作用并非熱效應，而是依靠激光光子到達細胞后直接作用于細胞器，激活細胞內(nèi)信號傳導通路從而誘導細胞的生長、分化和增殖［1］。細胞經(jīng)激光照射后，細胞質(zhì)膜通透性發(fā)生改變，激活Ca2+-Mg2+-ATP酶活性，影響到細胞內(nèi)Ca2+的濃度變化，Ca2+濃度的改變能激活蛋白激酶或磷酸酶，產(chǎn)生一系列蛋白磷酸化反應，向細胞核內(nèi)傳導信號。在信號傳導過程中，絲裂素活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase, MAPK)級聯(lián)信號傳導通路占據(jù)相當重要的地位，被認為是細胞外信號引起細胞增殖、分化等反應的共同途徑或會聚點［2］。 Ras/Raf/MEK/ERK途徑是MAPK級聯(lián)途徑中研究為活躍也為重要的信號傳導通路之一［3］。Ras是只有一條多肽鏈的低分子量G蛋白，本身具有內(nèi)源性GTP酶活性，可催化GTP分解為ADP，從而將胞外信號傳遞至胞內(nèi)；Raf是絲/蘇氨酸蛋白激酶的主要成員，其作用是磷酸化并激活下游底物MAPKK(MAPK kinase)；MEK是MAPKK中主要的成員，它具有磷酸化蘇/酪氨酸殘基的雙特異功能，同時激活下游底物MAPK；ERK(extracellular signal regulated kinase)的作用是磷酸化并激活多種下游底物，引發(fā)多種細胞反應，調(diào)節(jié)細胞漿靶物如磷脂酶A2等，將細胞外信號傳遞至細胞核，通過磷酸化活化轉(zhuǎn)錄因子而調(diào)控特異基因的表達。
3 Er:YAG激光在口腔種植中的應用
3.1Er:YAG激光控制種植體周圍炎的作用?！　》N植體周圍炎是指發(fā)生于種植體周圍組織的炎癥，它造成圍繞種植體周圍的淺碟狀損害。當骨結(jié)合區(qū)完全吸收后，種植體會松動脫落。微生物寄居被認為是導致種植體周圍炎( Peri-implantitis) 主要的因素之一,因此,去除牙菌斑是治療種植體周圍炎的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［4］。傳統(tǒng)治療包括潔治和刮治術(shù)、抗菌藥的服用同時結(jié)合手術(shù)以形成新的骨整合。但是使用潔治和刮治處理種植體表面會導致表面形態(tài)改變妨礙骨再生。藥物輔助治療也無法在種植體周保持一定濃度。
　　Takasaki等人觀察使用Er:YAG激光治療24周后的種植體周圍炎的動物模型，并且對其進行組織學切片。終他們發(fā)現(xiàn)經(jīng)Er:YAG激光治療后的實驗性狗種植體周圍炎與對照組相比，種植體周圍有明顯的新骨形成，種植體-骨接觸面積(bone-implant contact, BIC)增大［5］ 。Kreisler［6］對三類（鈦漿噴涂，酸蝕，羥基磷灰石）不同涂層的72個種植體使用Er:YAG激光（60—120mJ,脈沖型，大重復頻率10）滅菌。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)即使只是低能量的照射，種植體表面也出現(xiàn)了明顯的滅菌效果。
SCHWARZ等人對20例中度、重度種植體周圍炎患者隨機應用Er:YAG激光治療（100 mJ,脈沖型，大重復頻率10）與手工刮治配合用藥治療組（同名牙）進行對照, 分別在治療前,治療后3、6個月,檢查5 項臨床指標和齦下菌斑,結(jié)果顯示兩組都有明顯的齦下菌斑數(shù)目改變,BOP（探診出血）的減少和CAL（周附著喪失水平）的改善。Er:YAG激光治療組對BOP改善效果更好一些［7］。并且SCHWARZ等人對2位口內(nèi)的8個出現(xiàn)了嚴重的種植體周圍炎的患者進行治療后，發(fā)現(xiàn)使用Er:YAG激光治療（100 mJ,脈沖型，大重復頻率10）可以有效去除結(jié)石且不會造成任何熱損傷［8］。
3.2Er:YAG激光在促進種植體骨整合的形成中的作用。骨- 生物材料界面反應的主要決定因素是成骨細胞的早期附著、擴散和增殖。一些學者認為促進這一進程能使種植體更快更廣泛的形成骨整合以及保持更長的穩(wěn)定。Dortbudak等人［9］認為低強度的激光能引起各種酶活性的提高，如堿性磷酸酶、天冬氨酸轉(zhuǎn)移酶、谷氨酸脫氫酶、戊二酸脫氫酶、琥珀酸脫氫酶等。這些酶的主要作用于三羧酸循環(huán)和氨基酸代謝以及使三磷酸腺苷及蛋白質(zhì)的合成增加。通過這種機制使細胞功能恢復、為骨折愈合提供能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　Kesler［10］和Salina［11］等人分別使用Er:YAG激光在鼠和兔脛骨上進行種植體窩洞預備后植入種植體。Kesler使用500—1000mJ的脈沖型Er:YAG激光進行預備，并于3周和3月后將種植體取出觀察。Salina使用200mJ脈沖型Er:YAG激光進行預備，并且在術(shù)后0, 7, 15, 30, 45以及60天分別將種植體取出。結(jié)果均發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)手術(shù)方法相比較，此方法可以促進骨整合的形成，縮短骨愈合時間，增加BIC（種植體-骨接觸面積）。并且推測其機理與激光能促進成骨細胞和成纖維細胞的增殖和分化有關(guān)。
Friedmann［12］發(fā)現(xiàn)通過使用Er:YAG激光對置入成骨細胞培養(yǎng)液的鈦柱處理后能有效去除種植體表面細菌類毒素和脂多糖等污染物，有利于成骨細胞的附著。根據(jù)Schwarz等人［13］用Er:YAG激光（100mJ,脈沖型，10Hz）進行鈦表面處理后，用掃描電鏡未發(fā)現(xiàn)鈦表面形態(tài)有明顯變化，成骨細胞的附著也沒有明顯改變。提示Er:YAG激光促進成骨細胞的附著的現(xiàn)象不是因為鈦表面形態(tài)的變化，而是激光改變了成骨細胞的功能活動狀態(tài)。Kreisler［14］等人的研究表明使用Er:YAG激光（60—120 mJ,脈沖型，10Hz）持續(xù)照射種植體—骨界面120秒后，其溫度始終在47℃以下。
因此在此溫度下適當使用激光對促進成骨細胞的增殖分化效果好，但時間不應該過分延長。
　　基于以上各學者的研究，我們推測合適的低強度Er:YAG激光對于尋求無損傷治療種植體周圍炎，保持種植體周圍環(huán)境清潔、提高種植體的長期成功率、都具有一定的臨床實用價值。由于現(xiàn)在各學者對Er:YAG激光使用的適應癥以及其各項參數(shù)仍舊沒有達成統(tǒng)一的意見，如何發(fā)揮其大功效仍需要深入研究。
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