综述：无标记非线性光学显微镜在口腔和牙科组织中的应用

这篇综述系统评价了无标记非线性光学显微镜(NLOM)在口腔和牙科组织研究中的进展，重点阐述了二次谐波生成(SHG)、双光子激发荧光(TPEF)等技术在癌症诊断、龋齿检测等领域的应用潜力，并通过科学计量学分析了25年来该领域的发展轨迹。

　　

无标记非线性光学显微镜照亮口腔医学新视野

ABSTRACT
非线性光学显微镜(NLOM)凭借亚微米级三维成像能力，正在重塑口腔和牙科组织的分析范式。通过系统回顾78项跨17国的研究，发现83.3%的研究采用二次谐波生成(SHG)技术，其中68%结合多模态成像。口腔黏膜和牙齿成为主要研究对象，70%研究揭示了新的形态学或生化特征，34.6%具有明确临床转化价值。

技术原理与发展
自激光技术诞生以来，高强度光源催生了非线性光学的新纪元。2018年诺贝尔物理学奖得主Gérard Mourou和Donna Strickland在超短脉冲领域的突破，为NLOM技术奠定了基石。该技术家族包含双光子激发荧光(TPEF)、二次/三次谐波生成(SHG/THG)和相干拉曼散射(CRS)等核心方法，其优势在于突破500μm的组织穿透深度和光学切片能力。SHG可特异性可视化胶原纤维，TPEF则能通过荧光寿命成像(FLIM)解析代谢状态，而CRS可实现DNA、脂质和蛋白质的定量分析。

口腔癌诊断的突破性进展
在口腔鳞状细胞癌(OSCC)研究中，SHG技术揭示了癌变过程中胶原基质的关键改变。动物模型证实，上皮-结缔组织界面的早期结构变化可通过SHG信号精准捕捉，其灵敏度显著优于传统组织学。典型研究发现，癌前病变组织中胶原纤维的排列紊乱与SHG信号衰减呈强相关性，而NAD(P)H/FAD光学氧化还原比可作为代谢异常的生物标志物。

龋齿研究的创新应用
NLOM在牙体硬组织研究中展现出独特优势。通过SHG-TPEF联用技术，研究者首次实现了龋损进展过程中矿物-有机相互作用的动态观测。一项关键研究利用860nm激发波长，在420-460nm波段成功捕获了釉质晶体的非线性光学信号，为早期龋齿诊断提供了新标准。

技术挑战与转化前景
尽管NLOM在口腔医学领域成果显著，但临床转化仍面临三大瓶颈：设备微型化、成本控制（当前系统均价约50万美元）以及标准化协议缺失。值得注意的是，美国研究团队主导了34项关键研究，与中国、日本形成了稳定的国际合作网络。科学计量分析显示，"SHG"和"口腔癌诊断"成为近五年最活跃的研究标签。

未来发展方向
组织工程和再生医学将成为NLOM的新战场。初步研究已证实该技术在牙髓再生监测、种植体-骨界面评估等方面的潜力。机器学习算法的引入有望解决当前图像分析效率低下的痛点，已有团队开发出基于深度学习的胶原纤维自动分类系统，对牙周病分级诊断准确率达89.7%。

临床转化路线图

1. 优先开发口腔专用微型探头（目标直径<5mm）
2. 建立多中心临床验证队列（建议样本量>500例）
3. 制定NLOM影像学诊断标准（参照AJCC第8版）
4. 探索与OCT、共聚焦显微镜的融合技术

跨学科启示
从颞下颌关节紊乱到唾液腺功能障碍，NLOM正在改写传统口腔疾病的评估方式。在法医学领域，该技术甚至实现了牙龄推断的突破，通过检测牙本质荧光衰减动力学，将年龄判断误差控制在±1.3岁。

技术局限性
• 场视野限制（目前最大500×500μm）
• 对运动伪影敏感（需开发实时运动补偿算法）
• 深层组织信号衰减（>800μm时信噪比下降40%）

随着超分辨NLOM技术的发展，未来有望突破衍射极限，实现纳米级口腔组织成像。这场光学革命或将重新定义21世纪的口腔诊疗模式。