激光(1ight amplification by stimulated emission of radiation，laser)意为“受激辐射光放大”，其理论由爱因斯坦在1916年提出，梅曼在1960年成功制造了世界第一台红宝石固态激光器，1961年激光开始应用于医学领域，1964年激光被首次引入口腔领域用于龋病的治疗。近年来，激光广泛应用于牙体、牙周、颌面外科等多个口腔学科。低能量激光(10w level laser，LLL)是一类特殊类型的激光，其对生物系统产生的作用是“非热效应”…。由于低能量激光治疗(10w level laser therapy，LLLT)在工作中未被观察到明显的温度升高和组织损害，不会对生物组织产生不可逆损伤，因此被广泛应用于缓解炎症及促进损伤修复。
牙周病是严重危害人类口腔健康的慢性感染性疾病，是中国成人牙齿丧失的主要原因。近年，激光在牙周治疗领域日益广泛应用。大量研究表明，激光可用于牙周袋内的杀菌、去除牙结石、根面处理、软组织及骨修整等治疗，无论牙周非手术治疗或手术治疗，激光都能起到很好的辅助治疗作用。本文主要对LLLT在牙周组织愈合中的作用做一综述，为其在临床的进一步推广应用提供思路。
1. LLL的特点
LLL与高能量激光的关键区别就在于LLL不产生热量。一般将输出功率0．001—0．1W、波长300。10 600 nm、脉冲频率0。5000 Hz、光强0．01。10 W／cm2或0．01—100 J／cm2范围内的激光称为LLL【2】。LLL对生物组织的刺激作用具有一定特点：小剂量起刺激作用，大剂量反而起抑制作用；刺激作用有累积效应，多次小剂量照射的总和与一次大剂量照射时所引起的生物学效应相类似；刺激作用呈现出抛物线特征，随着刺激次数的增加，反应强度出现一峰值，之后再增加刺激，反应强度则明显下降。研究认为，LLL可穿透至较深的组织影响细胞功能，可起到镇痛、减轻炎症、促进组织修复等生物调节、功能再生的作用【3】。
2. LLLT的作用机制
目前关于LLLT的作用机制并不明确。KaruH3提出了线粒体学说，线粒体的主要功能是为细胞供能，其呼吸链末端的细胞色素C氧化酶(cytochrome C oxidase，CCO)具有重要作用。CCO存在于线粒体内膜上，是具有质子泵的一种多组分膜蛋白，它所含有的双核铜蛋白中心(CuA中心)以及双核金属活性中心(血红素a3一CuB中心)可促进电子从水溶性细胞色素C向分子态氧传递b1。CCO引发的光子吸收导致电子处于激发状态，进而加速电子传递并释放能量以供ATP形成。由于CCO在不同氧化状态下的吸收光谱与生物反应光谱十分相似，因此一些学者认为CCO就是真核细胞内接收近红外光的光感受器№3。也有学者对该理论提出质疑，认为近红外光对ATP的上调和细胞增殖都是通过光子与细胞内含水层的相互作用而发生，而不只是跟线粒体及CCO相关【7-8】。
活性氧(reactive oxygen species，ROS)在LLLT中也起到重要作用。膜电位是存储呼吸链产生能量的电化学梯度，当外界信号传人线粒体后，发生膜电位改变，ROS升高。在呼吸链中总有质子过早地被还原，生成ROS，LLL可在整个细胞氧化还原反应中使氧化电位提高，增加ROS生成，使细胞氧化还原活性增高，从而激活或抑制下游信号通路，进一步影响核酸和蛋白质合成、酶激活及细胞周期等【9】。但也有研究认为，LLLT引起的细胞生物学行为的改变中并不伴有ROSn【10】
另外，Ca2+也是LLLT产生作用的重要环节。低功率可见光和近红外光可通过非热激活细胞膜去极化，从而快速诱导Ca2+流入细胞[11] 。同时，Ca2+也是CCO向细胞核传导信号的重要信使之一，LLLT通过CCO诱导ATP合成增加，Ca2+泵的活性增加。保持一定水平的CE+浓度可激活钙调磷酸酶，从而激活核因子KB(NF—KB)通路等，使mRNA活力增强、DNA复制和蛋白质合成增加。
3. LLLT在牙周组织愈合中的作用
在牙周炎治疗中，LLLT可对牙周组织产生生物刺激作用，能增强牙周组织中免疫细胞功能，减少炎症因子的过度释放，改善牙周炎症环境。同时，LLLT可促进牙周局部血液循环，促进牙周膜细胞的趋化、迁移、增殖和分化等功能，从而达到促进创口愈合的作用。
3.1. LLLT改善牙周炎症环境研究表明，LLLT局部照射可有效降低白介素1β(IL一1β)、干扰素γ(IFN一γ)等在牙周局部炎症组织中的量，同时促进有利于组织愈合的血小板源性生长因子(PDGF)、转化生长因子f3(TGF—B)等的产生。特别对糖尿病患者，LLLT有利于糖尿病伴牙周炎患者的创口愈合能力，LLLT通过调节cAMP信号抑制肿瘤坏死因子(TNF)、IL一1、IL一6和IL_8等促炎因子的表达，有利于糖尿病患者牙周炎的控制n引。这种局部炎症的减轻可通过以下两种途径实现：一方面，LLLT照射能直接调节各种免疫细胞的功能(如肥大细胞、T细胞、B细胞等)n引；另一方面，LLLT还能通过调节牙周局部组织中成纤维细胞、间充质干细胞等分泌的细胞因子，间接调节免疫细胞的功能。Kouhkheil等…3采用LLLT处理骨髓间充质干细胞，其分泌的细胞因子可显著减少创面活化肥大细胞数量，并降低其脱颗粒率，减轻其炎症因子的释放。Lim等【15】发现，采用635 nm LLL照射人牙龈成纤维细胞，可降低人牙龈成纤维细胞分泌的环氧合酶一2(COX一2)蛋白表达和前列腺素E2(PGE2)的量，而用经过LLL照射的培养基与人牙龈成纤维细胞共培养，亦可有效降低后者分泌粒细胞集落刺激因子等的水平，说明直接或间接照射都能抑制促炎症介质的激活，从而解释在LLLT治疗时，只照射创口表面或部分创口区域亦可获得广泛的治疗效果，促进组织愈合和疼痛缓解。
3.2. LLLT促进牙周创口愈合速度研究表明，LLL照射后局部组织温度升高，代谢率增加，毛细血管扩张，血流加快，从而改善了供血【16】，并诱导新生血管形成[3] 。这种超生理水平的温度上升可诱发TGF—B等生长因子的表达，加速创口愈合【16】。
Kreisler等n71对牙周膜细胞进行LLL照射，发现LLLT能明显加快细胞增殖速度；与未经激光照射处理的创口相比，激光治疗可促进创口上皮形成以及纤维连接蛋白和I型胶原蛋白等细胞外基质的产生[18、19] 。同时，LLLT还可增加成纤维细胞分泌各种生长因子的量，以自分泌和旁分泌方式促进牙周组织修复心呲1I。Damante等陋¨评估了660 Ilm和780 nm激光在不同能量密度(3 J／cm2和5 J／cm2)释放的生长因子含量，结果显示，经780 nm激光处理的细胞释放出的碱性成纤维细胞生长因子显著增加(1．49倍)。而对于免疫低下的牙周炎患者，LLLT能更有效促进牙周创口愈合。Halon等乜23研究表明，LLLT可促进人类免疫缺陷病毒(HIV)感染患者的拔牙窝内新生血管生成，有效控制感染，促进牙周组织愈合。
值得注意的是，LLL只在特定波长及特定参数时才可对成纤维细胞产生刺激作用[23、24] 。当使用高能量激光照射时，对细胞增殖无作用[25] ，甚至是抑制作用心【24】；当激光的设置超过一定范围时，可能破坏根面的生物相容性，并且影响牙周新附着的形成【26】。也有学者对LLL的作用持否定态度。Allendorf等心71研究He—Ne激光对创口愈合的影响，发现其对创口收缩率和抗张强度无促进作用。Schlager等【28】亦认为，670 nm LLLT对于烧伤创口的愈合无促进作用。
3.3. LLLT促进牙周骨再生能力在促进骨再生方面，LLLT也有明显正向作用。研究表明，红外激光LLLT可能是骨加速的重要的再生辅助手段。在大鼠牙周炎模型中对每颗牙齿的3个位点以30 mw、57．14 J／cm2能量密度照射660 nm的GaAIAs半导体激光133 S，放射学和组织学分析显示LLLT明显促进新骨形成。采用830 nm激光(40 mW、4 J／cm2)照射充填无机牛骨的骨缺损区可增加移植组织周围胶原纤维的数量，促进新骨形成量[29] 。Pinheiro等b0圳对大鼠骨缺损进行三氧化二胺(MTA)充填和生物膜覆盖，并应用LLL(850 nm、150 mW、4 J／cm2)在骨缺损处进行照射，每隔48 h照射1次，连续观察15 d，也获得了类似的结果。研究表明，LLLT可使细胞培养液中成骨细胞的碱性磷酸酶(ALP)活性增高，增加I型胶原、RUNX 2和Osterix的表达，从而促进成骨分化【32】，这种促成骨的作用可与重组人骨形态蛋白一2等协同【33】。
综上所述，LLLT可通过多种方式促进牙周组织愈合。在牙周治疗的任何阶段都可进行LLLT，牙周龈下刮治后采用LLLT在牙周袋内进行螺旋式照射15 S，重复3次，可有效减轻术后的疼痛和水肿，减轻炎症反应；术后每天对于手术区域的LLLT，可利用其生物刺激功能，促进创口愈合和组织再生；定期的牙周袋内LLLT可能起到促进骨再生的效果。虽然目前LLLT的作用机制还不是非常明确，但临床应用的适应证范围一直在不断扩大，有着巨大的临床应用前景。随着研究的深入，LLLT必将能更好地根据临床需求设置参数，减少不良反应，从而得到更广泛的应用。
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本文献摘自中国实用口腔科杂志2020年1月第13卷第1期，不代表本网站赞同其观点和对其真实性负责，我们用于阅读分享，非商业用途，如若侵权，请告知删除。
