昝世蒙 天津市河東區(qū)中山門街社區(qū)衛(wèi)生服務中心口腔科 （天津 300181）

內容提要： 鉺激光是一種波長為2.94μm的固體脈沖激光，其波長恰好位于水的最高吸收峰值，理論上可以理想地引起淺層皮膚的快速升溫，從而達到剝除表皮、祛斑祛皺、切割軟硬組織等效果。近年來，隨著激光物理技術的不斷進步和新型治療理念的催生，激光醫(yī)學已廣泛應用于臨床診斷，治療和基礎醫(yī)學研究中。鉺激光在口腔種植方面的研究已逐步深入，且鉺激光的相關實用性和安全性已得到多方面的認證，在口腔修復治療領域獲得了較為廣泛的應用。與超聲設備相比，鉺激光具有不可替代的作用，在臨床取得了良好的治療效果。與目前臨床上其他常用的手段相比，如二氧化碳激光療法、嵌體植入等，鉺激光具有精確度高、損傷小、無需麻醉、愈合速度快、殺菌性強、增強骨增加及促進骨整合等優(yōu)勢，成為了較為理想的口腔種植治療輔助工具，獲得了越來越大的應用。鑒于此，本文詳細介紹了鉺激光的工作原理，綜述了鉺激光在口腔種植中和治療種植體周圍炎的應用進展，以期為鉺激光的臨床應用提供參考與比照。

在種植體制造及修復工藝中，激光技術已被較為成熟的應用，且十分廣泛。早在1989年，便有相關研究指出Er:YAG激光具有牙體硬組織切割的功能[1]，并于1997年正式應用于臨床實踐，并在口腔種植領域迅速發(fā)展。近年來激光在口腔種植中更是得到了普遍的應用及認可。目前，在市場中有兩種較為常見的鉺激光，鉺激光作為一類硬組織激光，波長主要在紅外線區(qū)域，臨床上主要用于牙本質、牙釉質、齲壞組織和軟組織的切割。其中波長為2940nm的Er:YAG激光（鉺、釔、鋁、石榴石）和波長為2780nm的Er，Cr:YSGG激光（鉺、鉻、釔、石榴石、鎵、鈧）。兩種激光均為固態(tài)激光，作用期間都存在水的參與，水不僅僅能夠冷卻作用的區(qū)域，還參與參與了口腔種植等操作的機械預備機制。鉺激光能夠被水強烈吸收，產(chǎn)生的光電解效應將水的溫度急劇提高，從組織分子內釋放的蒸汽壓可以發(fā)生微小的爆炸，從而讓溫度升高的靶組織呈爆裂性除去。牙本質、牙釉質內的羥基磷灰石對于鉺激光亦有較強的吸收率，雖然牙本質、牙釉質內含有20%到50%的水分，但仍能夠吸收足夠的能量來讓牙體硬組織被激光除去；足夠多的激光能量在手術過程中被吸收，入射的能量不會存在較多的殘留，無法通過高溫損害周圍組織。目前，鉺激光在口腔領域的安全性和實用性已得到口腔醫(yī)生的認證，并得到了美國食品及藥品管理局批準。

1.鉺激光工作原理

波長為2940nm的Er:YAG激光、波長為2780nm的Er,Cr:YSGG激光和牙體組織內的羥基磷灰石和水的吸收峰比較接近。而牙本質、牙釉質的主要組成成分均為羥基磷灰石晶體。人類健康的牙釉質為高度的礦化組織，其中包含了羥基磷灰石（占比85%為）、有機物（占比為3%）和水（占比為12%）。牙本質內的礦物含量下降，有機物、無機物、水的含量分別占比為30%、50%、20%；和其他激光相比較，鉺激光的穿透能力并不高。其中Er:YAG激光穿透牙本質和牙釉質的深度范圍在5～7μm之間，Er, Cr:YSGG激光則在15～21μm范圍之間。由于組織中的水對鉺激光具有很大的吸收系數(shù)，導致周圍的組織吸收能量下降，因此，鉺激光照射損傷鄰近組織的概率并不大，是一類較為安全且高效的激光。鉺激光存在兩種作用機制，主要為熱機械效應和熱效應。其中熱效應主要為牙體組織內的水可以吸收激光的能量，發(fā)生超高溫的汽化，組織中的壓力遠遠大于結構的耐受強度后，硬組織出現(xiàn)了微爆破；熱機械效應則緊隨其后，在能量擴散的一剎那，周圍的礦化組織接連發(fā)生爆破崩解，從而實現(xiàn)牙體硬組織切割的效果。研究發(fā)現(xiàn)，水與羥磷灰石的OH-對紅外線吸收峰值的波長分別是3000nm以及2800nm。鉺激光波長與之十分接近。若將鉺激光作用于口腔組織中，水分子可吸收90%左右的激光能量，該能量作用于激光照射區(qū)的組織，增大其內部壓力。待壓力超過組織可承受的閾值后，組織分子釋放蒸汽壓，導致局部出現(xiàn)微爆炸，從而實現(xiàn)組織切割[2]。鉺激光用于組織切割具有傷口小、出血少、定位精準、且無需麻醉等優(yōu)點，常用于切割血管或其他易出血的組織部位，大大降低了手術風險。但是為避免熱效應造成的組織損傷，在切割過程中應選擇合適波長的激光以及作用時間[3]。

2.鉺激光在口腔種植中的應用

2.1 鉺激光處理種植體表面

種植體表面主要是通過激光刻蝕或者激光酸蝕，在多數(shù)種植體的牙本質及釉質的處理中，低能量的鉺激光能夠提高硬組織的粘接強度，從而能夠更好的取代傳統(tǒng)的酸蝕。處理牙本質粘接的表面難度明顯高于釉質，但通過Er:YAG處理后牙本質的表面會存在較多的微觀粗糙面，這會提高牙本質的粘接效果。目前，臨床上關于鉺激光實施表面處理效果存在較大的爭議，可能是因為激光參數(shù)差異、種類差異、照射方式差異、處理表面的差異等均會造成處理結果產(chǎn)生很大的差異[4]。Er:YAG表面處理后的粘接強度比常規(guī)的酸蝕更高，但Er, Cr:YSGG表面處理后的粘接強度和常規(guī)的酸蝕差異并不大。此外，鉺激光還能夠處理窩溝封閉中的表面，其不僅可以增加釉質的表面粗糙情況，還能夠清潔窩溝中存在的碎屑，減少微滲漏。目前，臨床上在多數(shù)種植體在使用之前應進行表面粗化，即采用理化手段在種植體表面構建同位結構，增大與骨的接觸面積，提高其自由能。鉺激光水霧冷卻可有效提高噴砂加酸蝕表面粗化（SLA）后鈦表面的生物相容性及骨結合能力，進而增大義齒種植成功率。

2.2 鉺激光輔助口腔種植骨組織手術

與現(xiàn)有手段相比，Er:YAG激光進行骨組織切割時產(chǎn)生的碎片最少、創(chuàng)傷最小、愈合速度最快、且具有殺菌作用。溫度超過53°C時，骨組織開始出現(xiàn)壞死；溫度超過60°C時，骨組織壞死程度增大。鉺激光切割骨組織的局部溫度低于47°C，故骨組織不會出現(xiàn)熱損傷。Stübinger等在利用鉺激光輔助進行上頜竇提升時，出現(xiàn)了100%的上頜竇黏膜損傷[5]。因此在臨床使用鉺激光也需謹慎控制操作深度，避免局部過熱潛在的損害。此外，利用Er:YAG激光對骨組織進行切割，具有較高的精確度，極少發(fā)生周圍組織的碳化，不易發(fā)生熱損傷且局限于切口的邊緣比較整齊，不會發(fā)生熔融現(xiàn)象，照射后的骨組織愈合能力好，其原因可能是鉺激光照射后，骨組織表面為明顯的不規(guī)則形態(tài)，進而增加了愈合初期血液成分對骨組織的黏附作用。

2.3 鉺激光輔助種植體植入手術

鉺激光預處理種植窩洞可顯著提高骨愈合速度以及骨結合率（BIC）[6]，但很難準確控制窩洞深度和寬度，故種植窩與種植體的匹配度略低于傳統(tǒng)的機械鉆。針對此問題，有學者指出，在術前可利于鉺激光進行非接觸式定位，運用傳統(tǒng)設備預備種植窩。不僅保證了種植體匹配度，還提高了種植位點的精確性，有效避免二次損傷。

2.4 鉺激光應用于埋入式種植體二期暴露

埋入式種植體二期手術前需清理掉種植體頂端的骨及軟組織，且不損傷現(xiàn)有骨結合。與口腔臨床現(xiàn)有手段相比，鉺激光具有無需麻醉、控制出血，減少對軟硬組織的機械損傷，防感染，減緩術后炎癥和疼痛，促進愈合及降低術后菌血癥發(fā)生率等優(yōu)點。鉺激光進行二期手術可有效縮短術后愈合時間，但鉺激光輔助進行種植體二期暴露是否為理想的翻瓣技術仍待商榷，這仍需要大量的臨床試驗數(shù)據(jù)證明。

3.鉺激光在種植體周圍炎中的應用

口腔臨床中，菌斑聚集而成的種植體周圍的軟硬組織炎癥反應，即種植體周圍炎，發(fā)生率較高。種植體周圍炎是一種在種植體周圍軟硬組織發(fā)生的炎癥損害，其在累及軟組織的基礎上還會進一步損傷種植體的牙槽骨，導致骨吸收。目前，關于種植體周圍炎產(chǎn)生的原因較多，臨床上接近1成的病人在種植后會出現(xiàn)種植體周圍炎。種植體的周圍組織中含有少量的血管，炎癥反應并不強；而種植體、環(huán)狀的膠原纖維束及牙槽骨間并沒有血管，防御能力很差，一旦出現(xiàn)了細菌的入侵，很容易突破上皮到達骨面[7]。因此，種植體周圍炎是影響牙種植的遠期效果，會造成種植體失敗。Er:YAG激光治療過程中殺菌作用較為強烈，可以讓種植體周圍的細菌保持在很低的水平。相關研究發(fā)現(xiàn)[8]，強度不同的Er:YAG激光對于種植體的細菌抑制作用并不相同，其中激光強度為15Hz、60mJ時，細菌立即減少99.73%，2d后減少77.02%；激光強度為10Hz、100mJ時，細菌立即減少99.95%，2d后減少84.52%。

3.1 鉺激光去除種植體表面污染

目前，臨床采用齦下刮治、藥物治療、外科手術治療和引導骨再生等技術清除菌斑及污染物。但各有弊端，如菌斑牙石清除難度大、易殘留、損害氧化層、易耐藥等[9]。近年來，金屬刮治及超聲探頭可增大種植體黏附細菌的能力，此外，因鉺激光切割而產(chǎn)生的水霧可沖洗污染物，且無任何損傷[10]。鉺激光可有效除污，降低炎性反應發(fā)生強度，減少皮下氣腫的發(fā)生率[11]。

3.2 鉺激光的殺菌作用

激光的波長影響著其殺菌作用的強弱。水分子吸收鉺激光能量后會產(chǎn)生氧自由基，故除微爆破機理外，氧自由基的產(chǎn)生也會提升其殺菌效果。這與臨床試驗結果十分相似[12]。此外，鉺激光通過降低種植體表面內脂多糖以及外毒素含量而減少細菌對周圍組織的損傷[13]。即使Er:YAG激光輸出的能量不高亦具有很強的殺菌能力，且治療過程中的溫度不會升高過度。另外，鉺激光可以通過抑制脂多糖的分泌而發(fā)揮殺菌的作用[14]。Nevins M[15]等研究發(fā)現(xiàn)，采用60mJ的低輻射能量的激光照射治療能夠讓牙根表面的細菌外、內毒素降低6成以上；同樣，在種植體表面亦獲得了相似的結果：采用60mJ的低輻射能量的激光能夠降低至少9成的細菌外、內毒素。

4.展望

國內外現(xiàn)有的研究多局限于動物實驗，臨床應用程度不高。鉺激光對種植體附近的軟硬組織可發(fā)揮不同作用，在口腔種植領域具有不可比擬的優(yōu)點?，F(xiàn)有少量臨床研究證實了鉺激光應用的可靠療效，但缺乏長期的臨床隨訪，故其長期療效有待進一步研究。鉺激光的使用深度缺乏有效的控制，故而鉺激光的臨床應用較局限[13-15]。隨著研究的不斷深入，對激光作用機理的認識不斷深入，鉺激光在口腔種植領域的應用一定會越來越廣泛。