不同功率水冷激光對(duì)不同表面處理種植體結(jié)構(gòu)影響的研究

趙文爽 鄭健 趙國(guó)強(qiáng) 劉向東 宋爽 張思佳 宋應(yīng)亮

種植體周?chē)资前l(fā)生于種植體周?chē)M織的一種病理狀態(tài)，以種植體周?chē)Y(jié)締組織炎癥以及支持骨的漸進(jìn)性喪失為特征[1]。多篇文獻(xiàn)提出由于炎癥及污染物的存在使種植體表面再次成骨能力受限，目前的治療方法雖然可以消除炎癥、修復(fù)骨缺損，但難以實(shí)現(xiàn)再次骨結(jié)合[2-3]。實(shí)現(xiàn)種植體再次骨結(jié)合首要是在避免損害種植體表面的前提下，盡可能的去除種植體周?chē)奈⑸锖透腥窘M織[4]。傳統(tǒng)的清潔方法(如刮治器、氣磨設(shè)備、超聲)都無(wú)法達(dá)到很好的清潔效果而且會(huì)改變種植體表面，而激光治療所具有的去污和消毒作用可能會(huì)對(duì)種植體周?chē)膭?chuàng)口愈合產(chǎn)生積極影響，而且比傳統(tǒng)機(jī)械治療有更多優(yōu)勢(shì)[5]。但高強(qiáng)度激光雖然可以對(duì)被污染的種植體表面顯示出相當(dāng)大的殺菌和消毒作用，但也可能會(huì)造成種植體表面熔化和碳化[6]。因此，明確激光的參數(shù)設(shè)置和操作方法非常重要。本研究旨在探討不同功率的激光對(duì)于不同種植體表面的影響，從而針對(duì)不同的種植體表面制定不同的激光參數(shù)，以指導(dǎo)臨床實(shí)踐。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

收集臨床上由于種植體周?chē)装纬膰娚八嵛g處理(SLA?非親水)的純鈦種植體3 枚(Straumann公司，瑞士)，改良噴砂酸蝕處理(INICELL?)的純鈦種植體3 枚(Thommen公司，瑞士)，陽(yáng)極氧化處理(Tiunite?)的純鈦種植體3 枚(Nobel公司，瑞典)，微弧氧化處理的純鈦種植體3 枚(MDIC， 西北有色金屬研究院)。水冷激光器(波長(zhǎng)1 064 nm Nd∶YAG激光， Genius公司， 丹麥)， 掃描電子顯微鏡(Phenom LE，荷蘭)。

1.2 種植體表面激光處理與分組

水冷激光分別設(shè)定A(2 W)、B(3 W)、C(4 W)三種不同的能量參數(shù)，并控制其他參數(shù)相同(非接觸模式， 50 Hz，水12，氣7， 60 s)，工作尖與種植體表面呈80°角，距離種植體表面1 mm，分別用A、 B、 C三種激光參數(shù)進(jìn)行表面處理。

1.3 掃描電鏡觀察

種植體選擇同一截面作為實(shí)驗(yàn)區(qū)，通過(guò)不同參數(shù)的激光處理后，將種植體在掃描電子顯微鏡下觀察種植體不同照射區(qū)域表面清潔程度和損傷程度的差異。

2 結(jié) 果

掃描電鏡觀察可見(jiàn)： SLA?非親水表面在用2 W的激光處理時(shí)，去污效果較差； 3 W和4 W的激光處理既能很好的去污又不會(huì)造成表面損傷(圖 1)。

INICELL?表面在2～4 W的激光處理中均未表現(xiàn)出任何損傷，但2 W時(shí)清潔效果欠佳， 3 W和4 W均可以達(dá)到較好的清潔效果(圖 1)。

Tiunite?表面4 W時(shí)表面可見(jiàn)明顯裂隙，其中2 W去污效果欠佳， 3 W與4 W去污效果相當(dāng)(圖 1)。

微弧氧化表面(MDIC種植體)在2 W的激光處理時(shí)去污效果不佳； 3～4 W時(shí)組織基本去凈，但4 W時(shí)可見(jiàn)明顯裂隙(圖 1)。

3 討 論

種植體周?chē)资且环N由細(xì)菌生物膜導(dǎo)致的多微生物厭氧感染[7]。近年來(lái)已經(jīng)有多種治療方法可以對(duì)種植體表面進(jìn)行清潔，比如鈦/碳纖維刮治器、鈦刷、超聲等。然而文獻(xiàn)提示種植體周?chē)〉闹委熢诙唐趦?nèi)效果顯著，但炎癥持續(xù)存在和復(fù)發(fā)的概率很高[8]。原因可能在于相對(duì)粗糙的種植體表面，一方面利于形成穩(wěn)定的骨-種植體界面；但另一方面，粗糙表面在其初始可逆結(jié)合期間保護(hù)細(xì)菌免受剪切力的影響，或可促進(jìn)表面和細(xì)菌之間的相互作用，從而影響其形態(tài)和微生物特征[9]。如何徹底的凈化種植體表面，為再次骨結(jié)合創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定的微環(huán)境，成為了治療種植體周?chē)椎呢酱鉀Q的問(wèn)題。

激光具有許多有利的特性，例如消融或汽化、止血、生物刺激以及微生物抑制和破壞，這些特性可誘導(dǎo)各種有益的治療效果和生物反應(yīng)[10]。因此，近年來(lái)激光被嘗試用于治療各種炎癥和感染性口腔疾病。其中Nd∶YAG激光器的介質(zhì)是摻釹釔鋁石榴石晶體，波長(zhǎng)為1 064 nm，它在色素組織中滲透深度從0.5～4 mm不等[11]。根據(jù)Goncalves等[12]的體外研究，Nd∶YAG激光能夠促進(jìn)污染種植體表面糞腸球菌和牙齦卟啉單胞菌的全面減少。然而這類(lèi)激光主要原理是產(chǎn)生“溫?zé)帷毙?yīng)，而溫度的升高可能會(huì)導(dǎo)致種植體表面微結(jié)構(gòu)的熔融、崩解和碳化。種植體表面的微結(jié)構(gòu)對(duì)于成骨細(xì)胞的黏附、分化有著極其重要的意義，表面結(jié)構(gòu)的變化或可直接影響到種植體再次骨結(jié)合，因此，為了安全治療，應(yīng)嚴(yán)格控制激光參數(shù)。Vassalli等[13]證明，當(dāng)使用能量較低的30 mJ Nd∶YAG激光器時(shí)，種植體沒(méi)有形態(tài)改變。因此，在其規(guī)范范圍內(nèi)使用Nd∶YAG激光器的安全性得到了確認(rèn)。而激光與組織的作用原理包括反射、吸收、透射和散射[14]，因此不同的表面形態(tài)勢(shì)可能也會(huì)影響激光效果。而臨床上常用的種植體種類(lèi)可達(dá)數(shù)十種，隨著表面微結(jié)構(gòu)的不同，是否意味著臨床上選擇激光治療時(shí)其參數(shù)應(yīng)該隨著不同種植體表面進(jìn)行調(diào)整？本研究探索了不同參數(shù)的水冷激光(Nd∶YAG激光)對(duì)不同種植體表面的去污能力和損傷的差異，發(fā)現(xiàn)噴砂酸蝕類(lèi)種植體表面(SLA?非親水和INICELL?)在激光治療過(guò)程種表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性，而氧化類(lèi)表面如(微弧氧化和陽(yáng)極氧化)種植體表面則更容易崩解。這可能是因?yàn)閲娚八嵛g表面是將鈦先用噴砂處理后再在強(qiáng)酸中進(jìn)行酸蝕，從而產(chǎn)生大小不同的孔洞，也就是說(shuō)其表面依然是粗糙處理化的純鈦；而微弧氧化技術(shù)的主要原理是純鈦表面上原位生成氧化陶瓷膜層[15]，因此在激光的處理下更容易剝脫(圖 2)。

圖 2 4 W Nd∶YAG激光照射微弧氧化表面種植體后的剝脫區(qū)(SEM， ×1 000)

4 結(jié) 論

本研究通過(guò)探討不同參數(shù)的水冷激光(Nd∶YAG激光)對(duì)不同種植體表面去污和損傷效果的差異，發(fā)現(xiàn)隨著激光功率的增大，去污效果逐漸加強(qiáng)，對(duì)于不同表面2 W的水冷激光去污效果均欠佳，而3 W和4 W均能達(dá)到較好的去污效果。此外，不同激光參數(shù)對(duì)于不同種植體表面的影響不同，其中氧化類(lèi)表面更易崩解，而噴砂酸蝕表面耐受激光的能力更強(qiáng)。提示臨床使用激光進(jìn)行種植體表面去污過(guò)程中應(yīng)該考慮到激光參數(shù)對(duì)不同種植體表面的影響差異，從而針對(duì)不同的種植體表面處理方式選擇適合的激光參數(shù)，以最大程度避免種植體表面的破壞。