抗菌光動力療法(aPDT)在治療牙周病上的運用與未來展望

丁羣展

近年來，台灣已經邁入高齡化社會，病患對於牙周病治療的需求也是越來越高。但是高齡者的患者常常伴隨許多全身性疾病，這類患者通常因為身體狀況無法或不願意接受具有侵襲性的牙周手術。牙周病治療其中一個最主要的目標就是要減少口腔內的牙周致病菌，目前除了抗生素等藥物治療之外，光動力療法 (Photodynamic therapy; PDT) 最近已成為一種新的治療選擇。 PDT是結合使用三種自主非活性元素的結果：(a)光感劑 (photosensitizer; PS)的無毒光活性分子； (b)可激發PS的適當波長的光；與(c)氧氣的存在，在從光活化PS進行能量轉移時，它會轉化為活性氧(Reactive Oxygen Species; ROS)。光感劑在其最大吸收波長處被光照射激發，並通過與環境氧的能量交換可產生ROS。PDT的功效基於這種ROS的細胞或組織損傷特性。 然而，ROS存在的時間很短，而且作用範圍很窄。如果可以將光感劑引入目標組織，它應該能夠選擇性地破壞它而不影響周圍的正常組織。

針對細菌的光動力療法稱為抗菌光動力療法(antimicrobial PDT; aPDT)。aPDT是利用光感劑將細菌染色，然後用適當的波長和低輸出能量密度照射，來達到殺菌的目的。Pfitzner等學者報告了使用chlorin e6 和BLC 1010 作為光感劑的aPDT在體外實驗中發現可降低牙周病原體數量¹。Indocyanine green (ICG) 運用於肝功能檢查和靜脈輸注眼底檢查，也是一種光感劑，亦廣泛運用於aPDT。越來越多的證據檢驗了aPDT作為牙周炎和植體周圍炎患者傳統非手術和手術治療的輔助療法的臨床有效性。與傳統牙周治療相比，aPDT 已經被發現可以為牙周炎和植體周圍炎患者提供類似臨床症狀改善²。

為了提高aPDT的效果，最近生物可降解的聚合物奈米材料poly(lactide)和poly(D,L-lactide-co-glycolide)(PLGA)開始受到關注。PLGA奈米材料因為穩定性高，具有生物可降解性，並且能夠通過吸附或通過結合配體附著在特定組織/器官上，目前亦已成功運用做為光感劑的藥物載體。有研究已在aPDT中使用PLGA奈米材料作為亞甲藍載體。我們的研究團隊也成功製造出PLGA奈米封填的ICG材料，利用chitosan進行表面修飾成功開發了增強粘膜粘附性的PLGA奈米球，chitosan使 PLGA奈米球帶正電荷，而正電荷可增強了對細菌物種的吸收和光毒性。我們亦搭配使用波長805nm的半導體雷射來驗證PLGA奈米封填的ICG材料對於牙周致病菌aPDT的效果³。

參考文獻

1. Pfitzner A, Sigusch BW, Albrecht V, Glockmann E. Killing of periodontopathogenic bacteria by photodynamic therapy. J Periodontol. 2004;75(10):1343-9.
2. Chambrone L, Wang HL, Romanos GE. Antimicrobial photodynamic therapy for the treatment of periodontitis and peri-implantitis: An American Academy of Periodontology best evidence review. J Periodontol. 2018 Jul;89(7):783-803. doi: 10.1902/jop.2017.170172. PMID: 30133749
3. Nagahara A, Mitani A, Fukuda M, Yamamoto H, Tahara K, Morita I, et al. Antimicrobial photodynamic therapy using a diode laser with a potential new photosensitizer, indocyanine green-loaded nanospheres, may be effective for the clearance of Porphyromonas gingivalis. J Periodontal Res. 2013;48(5):591-9.

作者資訊

丁羣展 成功大學牙醫系暨口腔醫學研究所 助理教授 ccting@gs.ncku.edu.tw