作者：汪明康，浙江中医药大学口腔医学院；吴楠，徐旭，温州医科大学附属衢州医院（衢州市人民医院）口腔科

口腔种植术已经成为临床修复牙列缺失的常用手段，然而口腔作为有菌环境，菌群结构复杂，往往会因种植体周菌斑黏附引起种植体周黏膜的炎症，随后进一步引起种植体周骨丧失，发展为种植体周炎，影响种植体的长期稳定。种植体表面的菌斑生物膜被认为是引发种植体周炎的始动因素，治疗的首要目标就是及时去除黏附在种植体表面的菌斑生物膜。

目前，临床上采用的口腔种植体周炎的非手术疗法包括机械治疗、化学治疗和抗生素治疗等。其中机械治疗可能无法彻底清除细菌，金属工具使用不当时可能在种植体表面造成划痕，喷砂虽然对菌斑的清除能力较高，但可能形成皮下气肿。化学治疗同样面对杀灭细菌不彻底的问题，同时药物的残留可能对患者口腔造成刺激。抗生素治疗则存在诱导耐药菌的问题。因此，如何更有效且安全地清除种植体表面菌斑，是近年来人们热衷的研究方向。

光动力疗法（photodynamic therapy，PDT）是利用光敏剂（photosensitizer，PS）联合光照在氧气参与下产生活性氧（reactive oxygen，ROS）及单线态氧等物质，对细胞进行灭活的一种方法。最初，PDT 主要用于癌症的诊断和治疗。近年来，PDT 凭借其非接触性、灵活性、有效性，被引入口腔疾病的治疗中。PDT 不仅可以有效清除种植体周的细菌生物膜，而且可以避免细菌产生耐药性以及周围组织的损伤，在治疗口腔种植体周炎方面具有良好的应用价值。

1. PDT 的抗菌机制

PS 在被光激活后，吸收能量由基态跃迁到单重态，单重态不稳定，部分单重态PS 将能量以热能或荧光的形式发散，从而返回基态，而部分单重态PS 可以进一步转换成三重态。PDT 主要通过以下两种途径达到抗菌效果，一：三重态PS 与周围有机物反应生成自由基，并与氧分子反应产生ROS；二：三重态PS 与基态分子氧之间发生能量转移，产生单线态氧。

ROS 会引发细菌细胞膜结构破坏，直接造成细菌细胞氧化性损伤；单线态氧则可以使DNA、蛋白质、脂质等有机物失活，进而扰乱细菌细胞生长繁殖等生命活动，而达到抗菌目的，且单线态氧的生物活性时间只有0.04 μs，作用范围仅为0.02 μm，特别适合局部应用。革兰阴性菌和革兰阳性菌因细胞壁结构的差异，对PDT 的敏感性不同。

革兰阴性菌细胞壁由肽聚糖和磷壁酸，是相对多孔的结构，PS 可以进入细胞内发挥作用。而革兰阳性菌在细胞壁外还有脂蛋白、脂质双层和脂多糖构成的外膜，具有脂质双分子层的特性，阻止大分子进入，对PDT 敏感性较弱。但革兰阴性和阳性菌表面均带负电荷，所以适用于PDT 的PS通常携带阳离子，通过电荷间相互作用与微生物结合，激发后可以杀死所有种类的微生物。

2. PDT 的PS 分类

第一代PS 如血卟啉类，表现出有限的组织渗透深度（<0.5 cm），以及缺乏对长波的吸收，导致其无法作用于较深层组织，并且会引起患者持续数周或数月的皮肤光敏。80 年代以后发展起来的第二代PS，对长波的吸收更强、组成更简单、稳定性更好、对人体损伤更小。

2.1 吩噻嗪类染料

亚甲基蓝及甲苯胺蓝是PDT中常用的吩噻嗪类染料，二者非常相似，都属于阳离子二代PS。甲苯胺蓝溶液呈蓝紫色，能够对肥大细胞内颗粒和结缔组织中蛋白多糖、黏多糖进行晕染。

在一项临床试验中发现，与单独使用生理盐水冲洗相比，甲苯胺蓝介导的PDT 结合生理盐水冲洗能够更有效减少种植体周组织的脓液溢出。氧化态的亚甲基蓝呈蓝色，还原时则呈现无色，因此，其可用作氧化还原反应指示剂。Almohareb 等进行的一项临床试验发现，对种植体周炎患者，用亚甲基蓝介导的PDT 和抗生素分别辅助机械清创，二者的探诊出血（bleeding on probing,BOP)均得到了明显改善，且无明显差异。

2.2 卟啉类

在第一代PS 血卟啉衍生物的基础上，二代卟啉类光敏剂分为外源性和内源性卟啉衍生物。内源性卟啉类PS 是革兰阳性细胞壁的组成成分，具有细胞膜亲和性，可进入细胞内杀死细菌。脱镁叶绿酸a 作为一种外源性卟啉类PS 对于抑制革兰阳性菌的生长有显著的效果。

2.3 Chlorin-e6

Chlorin-e6（Ce6）作为阳离子二代光敏剂，提取自绿色海洋绿藻，是叶绿素a降解产物。Ce6具有亲脂性，它的亲脂性与pH值呈负相关，因此，与甲苯胺蓝相比，Ce6 更能穿透生物膜。Karygianni等使用Ce6与甲苯胺蓝O分别介导PDT，评估其抗菌活性，在第三天时，相较于对照组，厌氧菌菌落数均呈对数下降，分别为4.33倍和3.53倍，二者对口腔生物膜均产生了清除作用，尤其是Ce6，由于其更好的渗透性，更高效地清除了生物膜。

2.4 姜黄素

姜黄素来自姜黄，是多元酚疏水性衍生物，是ROS 强有效的抑制剂，其具有抗微生物的特点，已经被发现可以治疗多种炎症性疾病。有报道指出姜黄素的光动力效果是通过诱导H2O 产生过氧化氢实现的，产生的过氧化氢能够通过上调血红素氧化酶HO-1 的表达，在血管生成中发挥作用。Tonon 等制备了姜黄素纳米颗粒，发现其对牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌、链球菌的最小杀菌浓度（minimum bactericidal concentration，MBC）分别为50、200、400 μg/mL，而在72 J/cm2功率的蓝光照射后，MBC分别降低为25、100、300 μg/mL，证实了姜黄素介导的PDT能够种植体周炎常见致病菌产生抗菌作用，且其更易被蓝光激发。

2.5 赤藓红

赤藓红属于咕吨染料亚类中荧光母素的一种。多项研究指出赤藓红介导的PDT 可以有效杀灭变形链球菌，可应用于龋病治疗。同时，有研究发现赤藓红在绿色LED光源（波长520-530 nm）作用30 s 和60 s 后，对表面酸蚀钛表面的放线菌的抗菌率，高达88.6% 和88.9%，同时在扫描电镜下能明显观察到放线菌细胞壁被破坏。

2.6 肽菁

肽菁是20 世纪80 年代研究的一种合成染料，属于第二代PS，对波长600-760 nm 的红色可见光有较强的吸收。对比与其他PS，肽菁有着低毒性、高光稳定性、高效生成ROS 以及易于进行化学修饰的特点。目前肽菁锌已被证明是一种很有前景的PS，多项研究表明肽菁锌介导的PDT 能对多种细菌、真菌实现灭活作用。

有临床研究表明，与单独使用非手术机械清创相比，氯铝肽菁介导的PDT 联合非手术机械清创显著降低了种植体周炎患者的探诊深度（probing depth，PD），以及白细胞介素（interleukin，IL）-1 和肿瘤坏死因子-α等细胞因子水平。

2.7 新发展的PS 递送系统

经典的PS 存在生物相容性、溶解性及稳定性差的不足，第三代PS 在第二代的基础上通过交联相关的化学物质，构建递送体系，改善二代PS 的缺陷，提高PDT 的疗效。研究表明，微粒物质与PS 交联可增强PS 的溶解度，靶向性及缓释能力，且微粒越小，光动力效应越好。已有多种纳米材料载药体系被证明可以增强PDT疗效。

如，Wang D 等制备了自组装的4-吡啶基锌卟咻-一氧化氮（ZnTPyP@NO）纳米颗粒体系，在光照下，ZnTPyP@NO 纳米颗粒能与周围的氧气反应产生ROS，并触发NO 的释放，NO 与超氧阴离子结合可生成过氧亚硝酸根离子（ONOO- ），ONOO-可以有效破坏细菌成分，进一步提高PDT活性。

Aldegheishem 等制备了负载亚甲基蓝的聚乳酸-羟基乙酸共聚物（poly lactide-co-glycolic，PLGA）纳米颗粒，以此为PS，以波长810 nm 的二极管激光为光源，进行PDT，对比超声治疗，二者均对牙龈卟啉单胞菌产生了显著的抗菌活性，且PDT的效果优于超声治疗，二者联合的光-声动力治疗对牙龈卟啉单胞菌有着最强的抗菌活性，且该方法不会破坏种植体表面和其机械性能。

近年来，比纳米级更微小的石墨烯量子点被人们发现有利于将光敏剂递送至细胞中，而且，有研究已经证实负载姜黄素的石墨烯量子点在PDT 中可以产生更多的ROS，增强了对铜绿假单胞菌等细菌的光动力抗菌效应，可用作耐药菌感染的有效治疗方法。为了提高PDT 的疗效，人们开发了基于纳米材料的酶辅助光动力疗法，将酶响应成分整合到纳米材料中，既可以通过酶反应的特异性增强PDT 的靶向性，也可以通过酶反应增加氧气生成。

虽然新一代PS 体系还未能用于口腔种植体周炎的治疗，但是随着研究的不断深入，相信未来将会有更多的口腔种植体周炎患者从不断革新的PDT技术中受益。

3. PDT 的光源分类

在PDT 领域最常用的光源为LED 激光，是包含一定功率、波长、脉冲频率、持续时间等参数的低能量激光，具备体积小、成本低、产热小等优势。按光源波长可分为红外光（波长大于760 nm）、可见光（波长范围为400-760 nm）、紫外光（波长小于400 nm）。虽然紫外光自身可以有效杀灭微生物，但可能会对正常细胞形成损伤，且穿透力较弱，因此较少使用。长波长的可见光和近红外光对人体损伤较小，在PDT中使用较多。

尤其是波长在700—1700 nm 内的近红外光被称为生物透明窗口，血红蛋白和水对此波段的光的吸收能力最差，因此，该波段的光具有更强的组织穿透能力，易到达PS 所在位置，从而产生更好的抗菌效果，在PDT 中得到较为广泛的应用。

有研究显示，波长为810 nm 的激光对大鼠头皮及颅骨的透过率为39.9%，而波长为660 nm 激光的透过率仅为5.8%。根据应用PS 的吸收光谱不同，需使用与之匹配的波长的光源。但也可通过对PS 进行修饰，改变其吸收光谱，从而使用更为合适波长的光源。例如Xiao 等通过改变纳米TiO2 涂层的厚度，使其吸收光谱从紫外光拓展到近红外光，避免了使用紫外光对人体带来的损伤。

4. PDT 用于治疗种植体周炎的进展

4.1 PDT治疗种植体周炎的体外研究

Tonin等通过体外培养牙周生物膜和金黄色葡萄球菌，比较低剂量激光和甲苯胺蓝O 介导的PDT 的抑菌作用，数据显示在低剂量激光作用下，牙周生物膜和金黄色葡萄球菌分别减少了28.77% 和29.44%CFU，而在660 nm 红光，30 mW/cm2照射下，甲苯胺蓝O介导的PDT使牙周生物膜和金黄色葡萄球菌分别减少了46.14% 和44.41%，结果显示PDT 具有更优越的效果。

Morelato 等使用波长445 nm 的LED 激光作为光源，调整功率为100 mW，用0.1%核黄素溶液作为PS，对被金黄色葡萄球菌和白色念珠菌污染的钛种植体进行体外研究，发现种植体表面金黄色葡萄球菌和白色念珠菌显著减少，与更常用的由波长660nm 的LED 激光与亚甲基蓝组成的PDT 或0.2% 氯己定的治疗效率相当。

Petrini等研究发现，对照组钛片表面的链球菌数为7.423±0.072 log10CFU/mL，而在5- 氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid，ALAD）介导，波长630 nm，功率380 mW/cm2 的红光照射下，钛片表面的菌落数为6.427±0.174 log10CFU/mL，相对降低了89%，表明以ALAD 为PS 的PDT 是去除沉积在钛表面上的口腔链球菌的有效方案。

Banerjee 等建立了大肠杆菌生物膜、金黄色葡萄球菌生物膜以及混合细菌生物膜，以50 μmol/L 的核黄素为PS，波长450 nm 的LED激光为光源介导PDT，用肉汤稀释法、结晶紫实验评估抗菌能力，结果显示PDT 对两种细菌生物膜以及混合细菌生物膜都产生了抗菌效果，其中对金黄色葡萄球菌的杀菌效果稍优于大肠杆菌，混合细菌生物膜对PDT 的抵抗力优于单一细菌生物膜，抗生素对消除细菌生物膜比较困难，而该实验表明PDT 在这方面有着很大的应用前景。

4.2 PDT 治疗种植体周炎的动物研究

Yang等在钛合金植入体表面制备了纳米二氧化钛表面，以此为光敏剂，以近红外光为光源，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的体外抗菌率分别为96.88% 和97.56%，将其植入大鼠体内并用金黄色葡萄球菌构建感染模型，用808 nm 的激光以0.5 W/cm2功率照射感染部位，实验组的体内抗菌率高达91.8%，同时炎症细胞也明显减少。

Ramos 等在比格犬上通过丝线结扎8周构建种植体周炎，分别进行四环素和PDT 的治疗，对照组用含50 mg/mL 四环素溶液浸泡冲洗，实验组以吩噻嗪氯为PS，用波长660 nm，功率212 mW/cm2的LED 激光照射，结果显示两种方案均有效减少了细菌的存在，二者之间无统计学差异，因此PDT或许可以作为四环素的替代治疗方法。Park等在大鼠的动物实验中，使用0.33 mM 的甲苯胺蓝O 为PS，输送至大鼠龈沟中，用波长650nm 的LED 激光以60 mW/cm2 的功率照射5min，通过micro CT 发现，PDT 组大鼠的牙槽骨丢失降低，并且炎性细胞因子TNF-α显著降低，这表明650 nm 的LED 激光可以穿透牙龈到达PS 位置，发挥抗菌效果。

4.3 PDT 治疗种植体周炎的临床疗效

目前PDT 已经作为一种种植体周炎的辅助治疗手段应用到临床。在大量临床试验中，多数研究都证实PDT 作为机械治疗的辅助治疗手段可以明显改善种植体周炎患者的各项临床数据。Alqutub等对95 名种植体周炎患者进行临床研究，分别使用单纯机械洁治和PDT 联合机械洁治，发现在第3个月时，使用PDT 联合机械洁治的患者的菌斑指数（plaque index，PI）、BOP、PD 均显著低于单独使用机械洁治的患者，当随访6 个月时，两组PI、BOP 相当，而PDT 联合机械洁治患者的PD 仍显著低于单独使用机械洁治的患者，这显示PDT 联合机械洁治是一种治疗种植体周炎的有效、简单、经济的手段。

Labban 等选取了48 例种植体周炎的糖尿病患者，共计64 个种植体，对其中35 个植体使用PDT 联合机械洁治治疗，29 个植体使用单纯机械洁治，从PD、BOP、PI 和骨丧失（bone loss，BL）以及细菌等多方面评估两种治疗方案的效果，以吲哚菁绿为PS，使用的光源为波长810 nm，功率200 mW 的LED 激光。在基线处、3 个月、6 个月分别测量各项指标。临床指标方面，组内比较时，两组各项指标均有显著降低，组间比较时，PDT 联合治疗3 个月，除BOP 外，各项临床指标与对照组均无显著差异，治疗6 个月，BOP、PD、BL 的改善效果优于对照组。

细菌方面，从种植体周提取菌斑，分离并检测牙龈卟啉单胞菌和齿垢密螺旋体，结果显示PDT 联合治疗后3 个月、6 个月，牙龈卟啉单胞菌和齿垢密螺旋体均显著降低，而对照组仅在3 个月时显示出有统计学意义的降低，这表明使用吲哚菁绿和810 nm 激光的PDT 联合机械洁治，在治疗糖尿病患者的种植体周炎方面，有着非常好的疗效，且疗效比单纯机械洁治更持久。

Pourabbas 等将52 名种植体周黏膜炎患者分为PDT 联合治疗组和对照组，PDT 联合治疗组接受机械洁治后进行吲哚菁绿介导的PDT，将PS 填入龈沟60 s 后冲洗，再使用光源为波长805 nm 的LED 激光照射，照射功率为0.5 W。在基线处、2 周、3 个月检测PD、BOP、临床附着水平（clinical attachment loss，CAL）、牙龈萎缩（gingival recession，GR）、肿瘤坏死因子-α、IL-1、IL-6 等参数。结果显示，两组参数与基线处相比均有显著改善，但组间比较时，治疗后2 周、3月，PDT 联合治疗组的各项数据与对照组相比并无统计学意义。

这表明使用805 nm 激光和吲哚菁绿的PDT 作为机械洁治的辅助治疗，对种植体周黏膜炎的各项指标无改善作用，PDT 联合治疗组相对基线处临床效果的改善可能仅归因于机械洁治而非PDT 的辅助作用。PDT 联合机械洁治可改善种植体周炎的PD、BOP 等指标，有望成为新的辅助治疗手段应用至临床，但还需更多长期证据论证其远期疗效，并且其对种植体周黏膜炎的疗效还需更多临床研究来确定。

来源：汪明康,吴楠,徐旭.光动力抗菌疗法治疗种植体周炎的研究进展[J].口腔颌面修复学杂志,2025,26(01):56-62.DOI:10.19748/j.cn.kqxf.1009-3761.2025.1.010.

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