Lesson 5

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Lesson 5:牙周雷射與免疫調節

牙周雷射與宿主反應的關係可以就兩個方面說明:

1. 高能量滅菌

2. 低能量生物性刺激

當雷射單位面積能量密度高的時候,可使生物體變質,產生滅菌的效果;而能量密度低的時候就會產生光化學反應,藉由生物性刺激抑制發炎。

就像太陽光中的紫外線一樣,當紫外線能量強而集中會導致樹葉枯槁,但是當紫外線能量弱而鬆散的時候就能導致光合作用,而這兩種作用型式(HLLT&LLLT)可以同時發生,並都對宿主免疫調節有所幫助。

首先說明【高能量滅菌】

當細菌感染牙周組織引起宿主免疫反應時,所謂highly pathogenic bacterium的量會顯著增加,如Aa,Pg,Tf和Td,其中Pg,Tf和Td又稱為Red Complex Bacterium,牙周炎的患者隨著骨頭吸收加劇,這一群菌量所佔的比例也隨之上升

而雷射對於這一類細菌的抑制效果良好,像是Martelli等學者(F.S.Martelli et al.Long-term efficacy of microbiology-driven periodontal laser-assisted therapy. Eur J Clin Microbiol Infect Dis ,2016)針對13550個牙周囊袋進行Nd:YAG laser輔助非手術牙周治療,追蹤兩年發現可以有效壓制這些highly pathogenic bacterium的量,反觀使用antibiotics或是antiseptics的效果維持不超過一年(Haffajee AD, Patel M, Socransky SS.Microbiological changes associated with four different periodontal therapies for the treatment of chronic periodontitis. Oral Microbiol Immunol,2008);而Noguchi等學者( Noguchi T, Sanaoka A, Fukuda M, Suzuki S, Aoki T,Combined effects of Nd:YAG laser irradiation with local antibiotic application into periodontal pockets. J Int Acad Periodontol,2005)認為雷射可以克服牙齦下細菌對於抗生素產生抗藥性的問題,尤其可以處理bone與dentin等藥物無法到達之處。

所以,雷射藉由對於這些highly pathogenic bacterium的優異殺菌效果,間接抑制了宿主的免疫反應。

接著說明【低能量生物調節】

這個部分又可分成《photobiomodulation-PBM》與《antimicrobial photodynamic therapy-aPDT》,這兩者都是屬於低能量雷射照射(LLLT)產生光化學反應。

Ribeiro等學者(Ribeiro IW, Sbrana MC, Esper LA, Almeida AL,Evaluation of the effect of the GaAlAs laser on subgingival scaling and root planing. Photomed Laser Surg,2008)發現在SRP(scaling and root planning)之後施行PBM可以抑制MMP-8 expression;Shimizu等學者(Shimizu N, Yamaguchi M, Goseki T, Shibata Y, Takiguchi H,Iwasawa T, Abiko Y,Inhibition of prostaglandin e2 and interleukin 1-beta production by low-power laser irradiation in stretched human periodontal ligament cells. J Dent Res,1995)則發現PBM可抑制PGE₂合成;另外,Nomura等學者(Nomura K, Yamaguchi M, Abiko Y,Inhibition of interleukin-1beta production and gene expression in human gingival fibroblasts by low-energy laser irradiation. Lasers Med Sci,2001)也發現PBM可抑制IL-1ß的生成。

而Giannelli等學者(Giannelli M et al.Effects of photodynamic laser and violet-blue led irradiation on Staphylococcus aureus biofilm and escherichia coli lipopolysaccharide attached to moderately rough titanium surface: in vitro study.Lasers Med Sci 2017)則是認為施行aPDT不僅可以抑制periodontopathogenic bacterium,還可以透過減少刺激T淋巴細胞以及滅活pro-inflammatory interleukins達到調節宿主免疫反應的效果。

 

最後,以這張圖做總結,當我們使用雷射輔助牙周治療時,雷射可以同時產生高能量照射(滅菌)與低能量照射(光生物性調節)的效果,而此兩種作用皆可對宿主免疫調節有所幫助。