Лазерные технологии в стоматологической практике

 

 

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Новосибирский государственный медицинский университет

ГБОУ ВПО НГМУ Минздрава России

 

Стоматологический факультет

Кафедра факультетской хирургической стоматологии и стоматологической

имплантации (стоматологического факультета)

 

                                                                                Утверждаю

зав.кафедрой И.Н. Брега

____________________

 

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Лазерные технологии в стоматологической практике

 

 

 

 

Автор работы:

Клинический интерн

Дроботова Екатерина Николаевна

 

Руководитель работы:

к.м.н. доцент

Адоньева Анжела Владимировна

 

 

 

 

Новосибирск - 2013

Содержание:

Введение – 3 стр.

Принцип лазерного луча – 5 стр.

Взаимодействие лазера с тканью – 5 стр.

Типы лазеров в стоматологии – 6 стр.

Классификация лазеров по техническим характеристикам – 8 стр.

Классификация лазеров по области практического применения – 10 стр.

Применение лазера в стоматологии – 10 стр.

Применение высокоинтенсивного лазерного излучения – 14 стр.

Заключение – 19 стр.

Литература – 20 стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Сегодня с твердой уверенностью можно сказать, что применение лазеров в стоматологии оправданно, экономически выгодно и является более совершенной альтернативой существующим методам лечения и профилактики стоматологических заболеваний, о чем свидетельствует большое количество исследований, проведенных отечественными и зарубежными учеными. Применение лазерных технологий открывает совершенно новые возможности, позволяя врачу-стоматологу предложить пациенту большой перечень минимально инвазивных, фактически безболезненных процедур в безопасных для здоровья стерильных условиях, отвечающих высочайшим клиническим стандартам оказания стоматологической помощи.

Процесс широкого внедрения лазерных технологий в стоматологическую практику длительное время сдерживался как дороговизной хирургических лазеров, так и громоздкостью, трудностями эксплуатации, требующими мощной трехфазной электрической сети, жидкостного охлаждения, квалифицированного технического персонала. Но в настоящее время ситуация радикально изменилась благодаря совершенствованию лазерных систем. Новое поколение медицинских аппаратов характеризуется:

•малыми габаритами и массой;

•малым энергопотреблением от обычной однофазной сети;

•отсутствием потребности в жидком охлаждении;

•высокой надежностью и большим ресурсом работы;

•высокой стабильностью параметров;

•простотой управления и технического обслуживания;

•низкой чувствительностью к механическим и климатическим факторам воздействия.

Сегодня лазеры с успехом применяются практически во всех областях стоматологии: это профилактика и лечение кариеса, эндодонтия, эстетическая стоматология, периодонтология, лечение заболеваний кожи и слизистых оболочек, челюстно-лицевая и пластическая хирургия, косметология, имплантология, ортодонтия, ортопедическая стоматология, технологии изготовления и ремонта протезов и аппаратов.

Использование лазеров дает возможность четкой организации процесса лечения, что обусловлено техническими характеристиками и принципом работы лазера. Взаимодействие лазерного луча и ткани-мишени дает четко определенный результат. Грамотно подбирая параметры длительности, величину и частоту следования импульсов можно подобрать индивидуальный режим работы для каждого типа тканей и каждого вида патологии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принцип лазерного луча

Основным физическим процессом, который определяет действие лазерных аппаратов, является вынужденное испускание излучения. Это испускание образуется при тесном взаимодействии фотона с возбужденным атомом в момент точного совпадения энергии фотона с энергией возбужденного атома (молекулы). В конечном итоге этого тесного взаимодействия, атом (молекула) переходит из возбужденного состояния в невозбужденное, а излишек энергии излучается в виде нового фотона с абсолютно такой же энергией, поляризацией и направлением распространения, как и у первичного фотона. Простейший принцип работы стоматологического лазера заключается в колебании луча света между оптическими зеркалами и линзами, набирающим силу с каждым циклом. Когда достигается достаточная мощность, луч испускается. Этот выброс энергии вызывает тщательно контролируемую реакцию.

Взаимодействие лазера с тканью

Воздействие лазерного излучения на биологические структуры зависит от длины волны излучаемой лазером энергии, плотности энергии луча и временных характеристик энергии луча. Процессы, которые могут при этом происходить - поглощение, передача, отражение и рассеивание.

Поглощение - атомы и молекулы, которые составляют ткань, преобразовывают лазерную световую энергию в высокую температуру, химическую, акустическую или не лазерную световую энергию. На поглощение влияют длина волны, содержание воды, пигментация и тип ткани.

Передача - лазерная энергия проходит через ткань неизмененной.

Отражение - отраженный лазерный свет не влияет на ткань.

Рассеивание - индивидуальные молекулы и атомы принимают лазерный луч и отклоняют силу луча в направлении, отличном от исходного. В конечном счете, лазерный свет поглощается в большом объеме с менее интенсивным тепловым эффектом. На рассеивание влияет длина волны.

Типы лазеров в стоматологии

В медицине, в том числе и в стоматологии, нашли применение различные типы лазеров:

1. Аргоновый лазер с длиной волны 488 нм и 514 нм (излучение хорошо абсорбируется пигментом в тканях, таким как меланин и гемм гемоглобина). При наличии определенных положительных моментов (при использовании аргонового лазера в хирургии достигается превосходный гемостаз) существуют сильные недостатки данного лазера для применения в медицинских целях – для глубокого проникновения в ткани необходимо использование энергии, которое может привести к образованию рубца в тканях слизистых. Это значительно уменьшает возможность применения аргонового лазера в стоматологии, и в настоящее время он заменен на новые и более избирательно действующие лазеры;

2. Гелий-неоновый лазер с длиной волны 610 – 630 нм (его излучение хорошо проникает в ткани и имеет фотостимулирующий эффект, вследствие чего он находит свое применение в физиотерапии). Эти лазеры широко применяются в терапии и слабо применяются в стоматологии в связи с их основным недостатком – низкой выходной мощностью, не превышающей 100 мВт;

3. Неодимовый (Nd:YAG) лазер с длиной волны 1064 нм (излучение хорошо поглощается в пигментированной ткани и хуже в воде). В прошлом был распространен в стоматологии, но в настоящее время его роль в стоматологических процедурах уменьшается из-за соотношения цена/функциональность – по причине ограниченной области его применения (подходит для хирургии мягких тканей, но не применяется для отбеливания зубов, для удаления кариозных поражений и обработки полостей);

4. Эрбиевый (EnYAG) лазер с длиной волны 2940 и 2780 нм (его излучение хорошо поглощается водой). В стоматологии применяется для препарирования твердых тканей зуба. Но применение данного лазера имеет существенные недостатки – методики его применения имеют ограниченные возможности и лазер не может применятся при всех видах стоматологического вмешательства. А также к большим недостаткам следует отнести очень высокую стоимость лазерного аппарата и, соответственно, достаточно высокие стоимости процедур с его участием, которые необходимы для окупания лазера;

5. Углекислотный (СО2) с длиной волны 10600 нм (имеет хорошее поглощение в воде). Его использование на твердых тканях потенциально опасно вследствие возможного перегрева эмали и кости. Также существует проблема доставки излучения к тканям. Воздействие СО2-лазера может вызвать возникновение грубых рубцов вследствие проводимости тепла и нагревания окружающих тканей, а при работе на твердых тканях может вызвать и эффект карбонизации (обугливания) и оплавления твердых тканей. В настоящее время СО2-лазеры постепенно уступают свое место в хирургии другим лазерам;

6. Диодный лазер (полупроводниковый) с длиной волны 630 – 1030 нм (излучение хорошо поглощается в пигментированной ткани, имеет хороший гемостатический эффект, обладает противовоспалительным и стимулирующим репарацию эффектами). Доставка излучения происходит по гибкому световодному волокну, что упрощает работу стоматолога в труднодоступных участках. Лазерный аппарат имеет компактные габариты и прост в обращении и обслуживании. Уровень безопасности диодных лазерных аппаратов очень высок. На данный момент это наиболее доступный лазерный аппарат по соотношению цена/функциональность. И, несмотря на разнообразие лазеров, применимых в стоматологии, наиболее популярным на сегодняшний день является диодный лазер.

В основе использования диодных лазеров лежат два основных

принципа:

• альтернативное применение высокоинтенсивного лазерного излучения в качестве скальпеля как многопрофильного хирургического инструмента;

• физического фактора, обладающего широким спектром биологического действия.

Классификация лазеров по техническим характеристикам

I. По типу рабочего вещества

1.      Газовые. Например, аргоновый, криптоновый, гелий-неоновый, CO2-лазер; группа эксимерных лазеров.

2.      Лазеры на красителях (жидкостные). Рабочее вещество представлено органическим растворителем (метанол, этанол или этилен-гликоль), в котором растворены химические красители, такие как кумарин, родамин и др. Конфигурация молекул красителя определяет рабочую длину волны.

3.      Лазеры на парах металлов: гелий-кадмиевый, гелий-ртутный, гелий-селеновый лазеры, лазеры на парах меди и золота.

4.      Твердотельные. В данном типе излучателей в качестве рабочего вещества выступают кристаллы и стекло. Типичные используемые кристаллы: иттрий-алюминиевый гранат (YAG), иттрий-литиевый фторид (YLF), сапфир (оксид алюминия) и силикатное стекло. Сплошной материал, как правило, активируется добавкой небольшого количества ионов хрома, неодима, эрбия или титана. Примеры наиболее распространенных вариантов — Nd:YAG, титан-сапфир, хром-сапфир (известный также как рубин), легированный хромом стронций-литий-алюминиевый фторид (Cr:LiSAl), Er:YLF и Nd: glass (неодимовое стекло).

5.      Лазеры на основе полупроводниковых диодов. В настоящее время по совокупности качеств являются одними из наиболее перспективных для использования в медицинской практике.

II. По способу накачки лазера, т.е. по пути перевода атомов рабочего вещества в возбужденное состояние

·       Оптические. В качестве активирующего фактора используется электромагнитное излучение, отличное по квантовомеханическим параметрам от того, которое генерирует аппарат (другой лазер, лампа накаливания и др.)

·       Электрические. Возбуждение атомов рабочего вещества осуществляется за счет энергии электрического разряда. 

·       Химические. Для накачки этого вида лазеров используется энергия химических реакций.

III. По мощности генерируемого излучения

·       Низкоинтенсивные. Генерируют мощность светового потока порядка милливатт. Применяются для проведения физиотерапии.

·       Высокоинтенсивные. Генерируют излучение с мощностью порядка ватт. В стоматологии применяются достаточно широко и могут быть использованы для препарирования эмали и дентина, отбеливания зубов, хирургического воздействия на мягкие ткани, кость, для литотрипсии.

Некоторые исследователи выделяют отдельную группу лазеров средней интенсивности. Эти излучатели занимают промежуточное положение между низко- и высокоинтенсивными и используются в косметологии.

Классификация лазеров по области практического применения

·       Терапевтические. Представлены, как правило, низкоинтенсивными излучателями, используемыми для физиотерапевтического, рефлексотерапевтического воздействия, лазерной фотостимуляции, фотодинамической терапии. К этой группе можно отнести диагностические лазеры.

·       Хирургические. Высокоинтенсивные излучатели, действие которых основано на способности лазерного света рассекать, коагулировать и аблировать (выпаривать) биологическую ткань.

·       Вспомогательные (технологические). В стоматологии применяются на этапах изготовления и ремонта ортопедических конструкций и ортодонтических аппаратов.

Применение лазера в стоматологии

При помощи лазерных установок успешно лечится кариес начальной стадии, при этом лазер удаляет только пораженные участки, не затрагивая здоровые ткани зуба (дентин и эмаль).

Целесообразно применять лазер при запечатывании фиссур (естественных бороздок и канавок на жевательной поверхности зуба) и клиновидных дефектов.

Проведение пародонтологических операций в лазерной стоматологии позволяет добиться хороших эстетических результатов и обеспечить полную безболезненность операции. Лазерная обработка десен и фотодинамическая терапия с применением специального лазерного аппарата и водорослей уже после первого сеанса устраняет кровоточивость десен, а также неприятный запах изо рта. Даже при наличии глубоких карманов за несколько сеансов удается «закрыть» карманы. При этом происходит более быстрое оздоровление пародонтальной ткани и укрепление зубов.