激光辅助的牙周组织和骨再生方法

摘要

一种利用软组织二极管激光器治疗牙龈疾病的方法，该二极管激光器以0.5至1.2瓦的激光功率产生具有在电磁谱的可见部分(400nm-700nm)中的波长的光束，其以间歇停顿使用来控制组织温度，以净化该牙龈组织以及当与基底一起使用时非手术地生物刺激牙周组织，因此防止长的结合上皮迁移到沟槽中、维护组织高度和再生牙周组织，该方法包括：将激光器的尖端置于沟槽内；通过在整个沟槽内垂直地和水平地移动激光以间歇停顿来控制组织温度穿透整个沟槽；以及在血块形成之前放置基底，从而在沟槽内再生牙周组织。

说明书

玛格丽特V.卡尔梅塔

交叉引用

本申请要求于2013年4月16提交的美国部分连续专利申请号 13/864,226的优先权，其在35U.S.C.120下要求来自于2011年4月4日提 交的美国专利申请号13/078,757的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及利用软组织二极管激光器治疗牙龈(gum)疾病的 方法，该软组织二极管激光器产生具有在电磁谱的可见部分(400nm-700 nm)中的波长的光束。可选地，激光以0.5至1.2瓦的激光功率利用绿色 波长范围(520-570nm)来治疗牙龈疾病。

背景技术

激光辅助的牙周组织和骨(Osseous)再生(LAPOR)是这样的一种 方案：其中激光辅助有基底(substrate)的使用，基底如但不限于LAPOR 牙周溶液、LAPOR牙周凝胶和LAPOR基底，并因此引起在上皮细胞、 牙龈成纤维细胞、PDL成纤维细胞的细胞附着(attachment)以及成骨细 胞的粘附(adhesion)方面增加。该方法已显示增加与成骨细胞/成牙骨质 细胞以及成软骨细胞的分化相关的转录因子的表达。在体外使用PDL成 纤维细胞、牙龈成纤维细胞和成骨细胞样细胞，增强的细胞迁移和增殖似 乎引起了伤口的填充率加速。

在LAPOR方案中使用的基底例如LAPOR牙周溶液、LAPOR牙周凝 胶和LAPOR基底，刺激总蛋白质合成以及特异性细胞外基质分子的合成。 评价骨重建调节系统的研究指示釉基质(matrix)蛋白通过调节OPG和 RANKI表达对其产生影响，从而提示在骨重塑过程中的间接参与。

所使用的软组织二极管激光器产生具有在电磁谱的可见部分(400 nm-700nm)中的波长的光束。可选地，在LAPOR方案中使用以0.5至 1.2瓦的激光功率的、具有在绿色波长范围(520-570nm)中的波长的光 束。由LAPOR方案已经显示生物刺激牙周组织的愈合和再生过程，包括 新骨及其支撑元件的生物刺激。以前的研究已经表明，低功率激光治疗(软 组织二极管激光器的红外光范围内)对组织修复的积极的愈合效果。在红 外范围内的低功率的激光已经显示出积极影响组织修复的几个指标。它们 通过加速了胶原合成、加速炎症、减少愈合时间、获取强度来生物刺激伤 口愈合。它们通过提升ATP合成的代谢指标、提升成纤维细胞增殖、提高 胶原合成并增加组织愈合的生物力学方面的指标来生物刺激组织的再生。 在LAPOR方案中使用的软组织二极管激光器，非手术地生物刺激牙周组 织的愈合响应，并非手术地生物刺激牙周组织的组织再生，并防止长的结 合上皮(junctionalepithelium)向下迁移到沟槽中(组织愈合的生物力学 方面)，由此维护组织高度。在LAPOR方案中使用的软组织二极管激光 器帮助基底例如但不限于釉基质蛋白来非手术地刺激总蛋白合成和细胞 外基质分子的合成。

发明内容

在本发明的示例性实施方式中，公开了利用软组织二极管激光器治疗 牙龈疾病的方法，该二极管激光器产生具有在电磁谱的可见部分(400 nm-700nm)中的波长的光束。可选地，以0.5至1.2瓦的激光功率激光利 用绿色波长范围(520-570nm)来净化牙龈组织并生物刺激牙周组织愈合 和再生(包括齿根表面的牙骨质)，因此防止长的结合上皮向下迁移到沟 槽中，并由此维护组织高度。软组织二极管激光器还生物刺激由基底即 LAPOR牙周溶液、LAPOR牙周凝胶和LAPOR牙周基底诱导的愈合和再 生响应，该方法包括：1)将激光置于沟槽内；2)通过在整个沟槽内间歇 地垂直地和水平地移动激光穿透整个沟槽；以及3)在血块形成之前放置 基底(其然后增加细胞附着、粘附、迁移和增殖)。

在本发明另外的实施方式中，公开了由EDTA15％、葡萄糖酸钙20％、 对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、乙醇胺作为缓冲剂，羧甲基纤维 素，以及食用色素和无菌水所组成的齿根/骨/软骨调理剂。

在本发明的又一实施方式中，公开了由以下组成的第一基底：溶液中 磷酸一钠或磷酸二钠和氢氧化钠的组合，具有11mg/100g的钠含量；60％ 的水；9％的赖氨酸；9％的脯氨酸；9％的所有其他必需氨基酸，其中这些 氨基酸是选自由异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨 酸、缬氨酸、组氨酸、天冬酰胺和硒代半胱氨酸所组成的组；2％的所有 其他非必需氨基酸，其中这些氨基酸是选自由丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、 半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸和Pyrrolsine所 组成的组；6.9％的游离碱基，其中这些游离碱基是选自由腺苷、尿苷、鸟 苷、鸢尾苷(iridin)和胞苷所组成的组；2％的磷酸盐，其中这些磷酸盐 选是自由ADP、ATP和乙酰胆碱所组成的组；以及1％的苯甲酸，pH在 7.45。

在本发明的又一实施方式中，公开了由以下构成的第二基底：磷酸三 钙，其中该磷酸三钙用氢氧化钙/爪油(Clawoil)沉淀；以及羟基磷灰石 晶体。

已经列出本发明的更重要的特征以可以更好地理解下面的更详细的 描述，并可以更好地理解目前对本领域的贡献。将在下文描述本发明的另 外的特征，并将形成权利要求书的主题。

在详细解释本发明的至少一种实施方式前，应当理解，本发明在其应 用中并不局限于在以下描述中列出或者附图中说明的结构的细节和组件 的布置。本发明能够以其他实施方式实施并能够以多种方式进行实践和实 施。还可以理解的是，本文采用的措辞和术语是用于描述目的而不应看作 是限制性的。

同样地，本领域的技术人员将理解，根据本公开所基于的概念，可以 很容易地用作用于设计其他结构、方法和系统的基础，用于实施本发明的 一些目的。因此，重要的是认为权利要求包括这些等同结构，只要它们不 脱离本发明的精神和范围即可。

上文已相当宽泛地概括本发明的优选特征，使得本领域的技术人员可 以更好地理解本发明下面的详细说明。将在下文描述本发明的另外的特征， 其形成了本发明的权利要求的主题。本领域的技术人员应体会到，他们能 很容易地利用所公开的概念和特定实施方式作为用于设计或修改其他结 构的基础用于实施本发明的相同的目，以及此类其他结构以其最广泛的形 式而论并不背离本发明的精神和范围。

附图说明

从下列详细描述、所附权利要求和附图来看，其中类似的元件给予类 似的引用数字符号，本发明的其他方面、特征和优点将变得更加显然。

图1示出在施加基底前、在用软组织二极管激光器治疗前，患者牙齿 的X射线视图。

图2-图7示出在用基底处理后、在用软组织二极管激光器治疗后图1 的下牙的X射线视。

图8示出在用基底处理后、在用软组织二极管激光器治疗前上牙的X 射线视图。

图9示出在用基底处理后、在用软组织二极管激光器治疗后图8的上 牙的X射线视图。

图10示出根据本发明的原理、利用软组织二极管激光器来治疗牙龈 疾病的方法的流程图。

图11示出在用软组织二极管激光器和基底治疗后、在12个位点处对 于患者的牙15的随着时间的骨密度测量结果。

图12示出在用软组织二极管激光器和基底治疗后、在17个位点处对 于患者的牙28的随着时间的骨密度测量结果。

图13示出在用软组织二极管激光器和基底治疗后、在每颗牙的3个 位点处对于患者的牙2、牙3和牙15的随着时间的骨密度测量结果。

图14示出患者的牙15的X射线，由该患者采集了在图11中示出的 测定结果。(a)示出治疗前的牙15。(b)示出在三次治疗后在2011年 10月时的牙15。

图15示出患者的牙28的X射线，由该患者采集了在图12中示出的 测量结果。(a)示出治疗前的牙28。(b)示出在四次治疗后在2011年 1月时的牙28。

图16示出患者的牙2、牙3和牙15的全景曲面断层(panoramic)X 射线，由该患者采集了在图13中示出的测量结果。(a)示出治疗前的牙。 (b)示出在2011年7月测量时的牙。

具体实施方式

定义

如本文所使用的，术语“牙龈疾病”是指会导致牙齿脱落和/或其他健 康问题的牙周疾病。牙周疾病的实例包括牙龈炎、侵袭性牙周炎、慢性牙 周炎、系统性疾病表现的牙周炎以及坏死性牙周疾病。

如本文所使用的，术语“患者”是指患有牙龈疾病并需要治疗所述牙 龈疾病的任何个体。

如本文所使用的，术语“位点”是指在沟槽或紧密周围区域内测量的 精确点。

如本文所使用的，术语“基底混合物”是指本文中公开的用于治疗牙 龈疾病的第一基底和第二基底的混合物。

如本文所使用的，术语“骨再生”意为增加在沟槽中或周围的特定位 点处的钙密度。

如本文所使用的，术语“钙密度”是指在给定位点附近的钙质量的测 量结果。

通过将最有效的治疗方法与使用特定激光组合可以将LAPOR方案用 于治疗牙龈疾病。约66％的美国人口中具有某种形式的牙龈疾病。但是由 于经常由牙龈手术所引起的不适，许多人躲避寻求治疗。LAPOR提供了 新的选择。LAPOR方案是一种比传统牙周手术更有效的治疗，并且其在 短期和长期过程中均更有益于患者。

LAPOR方案仅需约一小时并仅有两次短的后续访视。患者享受仅需 24小时的不停工的恢复。这使得可能并舒适地立即返回到工作中。

在执行LAPOR方案后，与经常遵循常规牙周手术的相比，牙龈切除 是从最小的到没有。这，与在齿根上形成新的牙骨质、在先前的缺陷中形 成骨、牙周韧带形成牙脱落相结合。

在LAPOR方案中所使用的具体类型的激光器为二极管，为在软组织 上使用的半导体相干光束。所用的激光具有在电磁谱的可见部分的波长， 在400nm-700nm波长之间。可选地，以0.5至1.2瓦的激光功率利用可 见光谱的绿色范围(520-570nm)，其消毒位点，使牙龈组织无菌，并且 生物刺激愈合；在与基底联合治疗时，激光生物刺激牙周组织的再生。传 统的牙周治疗去除牙齿的组织高度，以减少袋的深度。LAPOR方案是再 生性操作。患者不会损失组织体积。组织体积增加并且骨再生。

在绿色波长非常理想地适用于软组织操作，因为其被血红蛋白和黑色 素高吸收。在这种情况下，这就给予二极管激光器靶向软组织的能力。

使用二极管激光器结合常规刮擦(刮牙术，scaling)和根面整平比单 独的刮擦和根面整平更有效。其增强患者齿龈愈合的速度和程度以及术后 的舒适性。这是通过用具有在电磁频谱的可见光部分的波长，在400 nm-700nm波长之间的激光的细菌减少和生物刺激实现的。可选地，以0.5 至1.2瓦的激光功率利用可见光谱的绿色范围(520-570nm)。

参见图10，公开了利用软组织二极管激光器治疗牙龈疾病的方法，该 二极管激光器产生间歇使用的、具有在电磁谱的可见部分(400nm-700nm 波长之间)中的波长的光束。可选地，以0.5至1.2瓦的激光功率使用可 见光谱的绿色范围(520-570nm)来治疗牙龈疾病。从框12开始，牙周 探针测定过度的袋深度的程度并因此帮助牙科医生更好地识别患病组织 和细菌感染区域。牙科医生使用超声波刮器及手持仪器从齿根表面去除牙 石，框14。该通过牙科医生的动作通过打开刮后的毛细血管帮助刺激沟槽 中的痊愈反应。转到框18，激光尖端置于沟槽内并且允许用于组织温度控 制的带有间歇停顿的连续光束通过在整个沟槽内垂直和水平移动尖端来 穿透整个沟槽。在第一次通过时激光尖端以45度角切割。在第二次通过 时激光以相对的45度角切割。这允许激光束透过存在的牙周组织以净化 组织，因为目标激光的热杀灭细菌。这还允许生物刺激沟槽内容物。在框 20，牙科医生再次刮沟槽区域和齿根表面以通过更新血流诱导愈合响应。 到框22，然后将基底，如但不限于釉基质蛋白，在血液凝块形成之前置于 牙的沟槽内，以及在框24，通过温和地帮助病人保持他们的嘴张开5分钟 来仔细地允许血块形成，以保持基底完好。

LAPOR方案比传统手术是更少创伤性的并提供超过其对手的优点和 益处。恢复时间更快，因为通过使用更先进的技术而避免对大部分(如果 不是全部)健康组织的损害。因为LAPOR方案保持健康组织完整，更好 地保留了围绕牙齿的牙龈自身的高度。LAPOR方案防止长的结合上皮向 下迁移到沟槽中，因此维护组织高度并允许再生牙周组织。

首先，将齿根调理剂施加于沟槽。齿根调理剂包含表1中以下：

表1

在施加另外的基底或激光之前可选地将调理剂清洗出去。可替换地， 将调理剂留在沟槽中，伴随在施加任何基底之前施加激光。在可替换的实 施方式中，留下调理剂，伴随施加激光之前仅施加一种基底。可选地，调 理剂留在沟槽内并且在施加任何激光之前施加基底。

将基底放入包含的发冷光的血液的沟槽中能使发冷光的血液凝固在 基底上。基底包含用于蛋白合成的结构单元(buildingblock)以及用作用 于蛋白质合成的能量的物质。基底还包含能够被身体利用作为用于再生的 “格架”的硬组分。基底还包含缓慢释放的pH增加剂以提高pH用于最 佳再生而不令主体“惊讶”，使得身体会对基底具有负反应。

可选地，液体基底在每1L溶液中由表2中的以下组成：

表2

可选地，根据所需达到的粘度向上或向下20％调节无菌水组份。 在可替换的实施方式中，液体基底由以下表3中的组成：

表3

最优选的，对于液体基底终溶液的pH值应为7.45，趋向于应用碱性 pH。

可以施加另外的基底，另外的基底由以下组成：磷酸三钙和羟基磷灰 石晶体的混合物。在优选实施方式中，用CaOH/与魔鬼爪油(devil’sclaw oil)沉淀磷酸三钙。可选地，另外的基底包括用50％的多孔羟基磷灰石晶 体沉淀的50％的磷酸三钙/魔鬼爪油。所用磷酸三钙晶体是以以下尺寸的 颗粒：10-50μm、50-150μm、100-300μm、500-1000μm、1-3mm和3-6mm。 磷酸三钙晶体可以是致密的或多孔的。

另外的基底可以由含有下列尺寸的羟磷灰石晶体颗粒组成：10-50μm、 50-150μm、100-300μm、500-1000μm、1-3mm和3-6mm。羟磷灰石晶体 可以是致密的或多孔的。

在下列实施例中，施加调理剂并将调理剂清洗出。可选地，调理剂可 以留在沟槽中，因为调理剂允许保持牙齿结构内的微孔打开。

在施加调理剂后，用激光生物刺激沟槽。在这发生后，施加液体基底。 可选地，施加另外的基底。

实施例

I.牙#15在12个独特位点处的分析

在12个独立位点处测定患者牙15的袋深度。然后刮牙并平整牙的齿 根以除去在齿根表面上积累(buildup)的结石。在刮牙和平整后，在沟 槽中出现出血。允许沟槽被风干，并在其后立即将调理剂施加于沟槽并在 用盐水清洗之前保留30秒后。随后再次刮牙和平整牙齿以更新血流。随 着血液汇聚在沟槽中，将45°激光尖端置于沟槽内。所用的激光具有在电 磁谱的可见部分波长，在400nm-700nm波长之间。连续发射激光，仅有 间歇性停顿用于控制组织温度。通过在整个沟槽内垂直及水平地移动尖端 30秒来允许激光穿透整个沟槽。激光尖端以相对角度切成45°角用于第 二次穿过沟槽以及90°用于第三次通过，以允许激光束穿过存在的牙周组 织以净化和生物刺激沟槽内容物。

同时，在玻璃盘中混合第一基底和第二基底。在沟槽中已经用激光处 理的一些患者的血液也混在该玻璃盘中。在混合后将该混合物立即放入到 沟槽中。将足量的该混合物置于沟槽内以填充沟槽，同时确保混合物保持 在齿缘顶端的3mm之下并且还保持浸在血液中。将患者口腔的保持张开 5分钟以确保新形成的含有基底混合物的血块保持完好。

在随后的四个时机在牙15上进行重复处理，其每次在处理前测定在 各位点的袋深度。在图11中示出测量结果。数据显示特定位点处的钙密 度增加。

II.牙#12在17个独特位点处的分析

在17个独立位点处测定患者牙28处的袋深度。在五个随后的时机执 行本文所公开的处理，其每次在处理前测定在各位点的袋深度。在图12 中示出测量结果。数据显示在所有位点处的钙密度增加。

III.牙#2、#3和#15在每颗牙的3个独特位点处的分析

每颗牙在三个独立位点处测定患者牙2、牙3和牙15处的袋深度。在 最初处理3个月后执行本文所公开的处理，其在处理前测定在各位点的袋 深度。在图13中示出测量结果。数据显示骨再生的进展。

尽管已经示出和描述并且指出了本发明的应用于优选实施例的基本 新特征，将理解的是，前面的说明应考虑为只是本发明原理的演示，而不 旨在将本发明详尽或限制在到所公开的精确形式。

在上述教导的启示下做出明显的修改或变化是可能的。选择和描述所 讨论的实施方式以提供本发明的原理及其实际应用的最好说明，以使得本 领域的普通技术人员能够在各种实施方式中利用本发明，并考虑适于特定 用途的各种修改。当根据它们所授予的宽度解释时，所有这种修改和变化 都在由所附权利要求确定的本发明的范围内。