Лазеры – незаменимое будущее стоматологии Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

1S26

Bulletin of Medical Internet Conferences (ISSN 2224-6150)

2017. Volume 7. Issue 10

ID: 2017-09-5-A-12879 Краткое сообщение

Шугаев А.В.

Лазеры - незаменимое будущее стоматологии

ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского Минздрава России, кафедра стоматологии детского возраста и ортодонтии

Научные руководители: асс. Лебедева С.Н., асс. Венатовская Н.В.

Резюме

Лазерные технологии изобретены уже сравнительно давно и сегодня им найдено применение во многих отраслях науки, преимущественно в инженерии и медицине, не исключая стоматологию. Лазеры являются хорошей альтернативой традиционным методам лечения различных патологий ротовой полости в терапии и хирургии [1,2,3,4]. Каждый лазер имеет свои особенности и определенные свойства созданные для специально отведенных целей, воздействуя либо на мягкие ткани, либо на твердые или комплексно. Использование лазера предоставляет возможность оперативного проведения манипуляций в полости рта, наименьшую травматизацию тканей сводя все процедуры к меньшим болевым ощущениям и полным отсутствием кровотечений, так как лазер коагулирует кровеносные сосуды. Сочетание функциональности и простоты использования обеспечивает безболезненное и комфортное лечение, что способствует завоеванию ведущих позиций на рынке стоматологических услуг[5,6,7,8].

Ключевые слова: лазер, диодный лазер, твердотельный лазер, углекислотный лазер, эрбиевый лазер, гелий- неоновый лазер

Лазеры- это устройства создающие узкий пучок когерентного излучения (интенсивного света) возникшие уже более 50 лет назад. Основной механизм принципа работы лазера представлен в вынужденном испускании фотонов квантовыми системами которые в данный момент находятся в возбужденных состояниях. Проще говоря это усиление световых частиц с помощью вынужденного излучения. В создание лазера приложили свои усилия многие исследователи из различных стран. Факты подтверждаются нобелевской премии 1964 года в области квантовой физики.

Основной механизм действия лазера в поглощении молекул воды из тканей организма. Из чего не трудно догадаться о тепловом воздействии.

С различных точек зрения, рассматриваемых в медицине их классифицируют начиная от способа питания до используемого активного материала. Средой для формирования светового пучка могут являться газовые вещества, жидкости, а так же твердые вещества. Преимущественно в ходу металлические и стеклянные элементы по типу цилиндра, прямоугольные кюветы заполненные активным веществом.

Активной средой в газовых лазерах является разнообразие газов и комбинации этих газов. Они подразделяются на газоразрядные, в которых возбуждение возникает под действием электрического тока, газодинамические- под воздействием перепадов температур и химические- под действием компонентов энергетического выброса, выделяемого во время химической реакции. Широта диапазона излучения газовых лазеров является самым широким, начиная с 150 нм заканчивая волной до 600 мкм и имеют хорошие, стабильные параметры излучения.

Твердотельные лазеры являются полупроводниками и их главное преимущество в малых габаритах и широком развитии в промышленности. Их активная среда представлена стержнями, цилиндрическими или же прямоугольными. Стержни изготавливаются из синтетических кристаллов, искусственно выращенных в лабораторных условиях, к примеру гранат, рубин, на котором заработал первый действующий лазер, стекла с различным содержанием элементов- эрбия, неодима и т.д.

Химические же производят излучение в различных областях спектра излучения начиная с вакуумного ультрафиолета (157 нм), захватывая видимое излучение (385-760 нм) до инфракрасного, более 300 мкм.

Помимо активного вещества лазеры делимы по характеру излучения: с непрерывным излучением и импульсным. Первые выдают постоянное излучение, подобные лазеры используются хирургами для рассечения мягких тканей и удаления новообразованных элементов, механизм вторых основывается на кратковременных вспышках излучения, в результате в области применения клетки испаряются, перегрев соседних тканей за собой не влечется, благодаря чему окружающие ткани сохраняют свою трофику, данное излучение применяется при воздействии на твердые ткани.

Существует несколько механизмов воздействия излучения лазера на мягкие ткани полости рта:

• Термическое:

- прогрев (с 37С до 50С)

- коагуляция (50-95С, с денатурацией белка)

- карбонизация (100-300С)

- испарение (более 300С)

• Фотохимическое:

- биостимуляция

- фотодинамическое лечение с использованием фототоксических красителей

• Нелинейное действие:

- мгновенное испарение

- фотоабляция (разрушение молекулярных связей)

- фотодеструкция (ионизация атомов и молекул)

В стоматологической практике чаще используются лазеры углекислотные, эрбиевые, гелий-неоновые и диодные.

Бюллетень медицинских Интернет-конференций (ISSN 2224-6150) 2017. Том 7. № 10

1527

Таблица 1. Сравнительная характеристика

Лазеры Длинна волны, нм Тип ткани Глубина, мкм (мм) Применение

Er:YAG (эрбиевый) 2940 Твердые (мягкие) 70 (0,07) 3 (0,003) +++++

CO2 (углекислотный) 9б00 10б00 Твердые (мягкие) 50 (0,05) 65(0,065) +++++

He-Ne (гелий-неонный) б33 Мягкие (терапия) 4000(4,00) ++++

Диодный 830 Мягкие (отбеливание) 4000(4,00) 1300(1,3) +++++++++

Nd: YAG (неодимовый) 10б4 Мягкие 5315(5,31) ++

Ho:YAG 2100 Мягкие 665(0,66) +

CO2 - лазер

Углекислотный, по другому CO2- лазер, представляет собой молекулярный лазер с механизмом возбуждения от электричества, излучение которого обладает высокими параметрами мощности и эффективности. Генерирует излучение в длину волны равной в 10600нм, с возможностью уменьшения до 9800 нм.. Принадлежит к газовым лазерам. На практике углекислый газ смешивается с азотом и гелием, с ними происходит значительное возбуждение молекул газа. Это повышает его производительность, поскольку в качестве газа накачки азот сравнительно более устойчив. Углекислотные лазеры имеют различную конструкцию, которая в разной степени влияет на процессы, происходящие в активной среде, от которых зависит мощность лазера. Данный лазер дает две лазерные линии между 9 и 11 мкм.

Газовый углекислотный лазер был разработан намного раньше чем какие либо лазеры используемые в стоматологии с 80-х годов. Он очень хорошо поглощается водой и отражается от нее. Этот механизм взаимодействия лазерного излучения с водой обуславливает высокую эффективность его взаимодействия с мягкими тканями полости рта, которые содержат большое количество воды, основываясь на поглощении водой энергии лазерного излучения, что позволяет проводить послойное удаление мягких тканей и коагулировать их с минимальной зоной термонекроза. Лазерное излучение направляется с помощью зеркал или оптоволоконного кабеля на ткани, что значительно облегчает работу в области жевательных зубов.

Erbium: YAG-лазер

Эрбиевый лазер является твердотельным лазером, построенным на основе кристалла, который генерирует излучение с длиной волны 2940 нм. Импульсное излучение лазера направляется на объект с помощью системы зеркал или оптоволоконного кабеля. Глубина распространения в воде данного лазера до 5 метров.

Идея препарирования твердых тканей без использования вращающихся инструментов возникла достаточно давно. В 80-х годах был создан первый Эрбиевый лазер. Он отличается высокой абляционной способностью, которая сочетается с низким выделение тепла, что позволяет его использовать для препарирования твердых тканей. К сожалению, края полостей, препарированных с помощью лазера, являются далеко не четкими, как при использовании вращающихся инструментов, что несколько ограничивает его применение. Помимо препарирования твердых тканей можно использовать его для подготовки перед нанесением адгезива. Под воздействием лазерного излучения на поверхности твердых тканей образуются микроскопические дефекты, которые увеличивают площадь контактной поверхности и прочности адгезивного соединения.

He-Ne- лазер

Гелий- неоновый лазер, обладает длиной волны в 610-630 нм с непрерывным режимом работы. В его составе смесь газов гелия и неона, заключенные в стеклянный цилиндр. Лазер обладает высоким уровнем проникновения в мягкие ткани организма и имеет фотостимулирующий эффект. Благодаря низкому излучению данный лазер легко увеличивает проницаемость структурных элементов ткани в области облучения, способствуя замедлению воспалительных процессов и предотвращая образование гиперемии и отека.

Лазер низкой мощности предотвращает формирование и рост различных образований, увеличивая содержание рибосом в клетках кожи и мышц, ускоряя образование фибробластов, что в свою очередь приводит к активному заживлению язв, каких либо травм, а так же увеличивает рост твердых тканей организма и нервных окончаний.

He-Ne - лазер ускоряет заживление десен намного эффективнее, чем какой либо лазер.

Диодный лазер

Механизм действия диодных лазеров основан на полупроводниках, у которых электроны вращаются вокруг отдельных атомов, а заряды легко перемещаются в пространстве кристала, при действии напряжения происходит перераспределение электронов и дырок, рекомбинация их сопровождается с выделением энергии в форме лазерного излучения. В стоматологии используются лазеры с излучением в 810-980 нм.

Впервые появились они в середине 90-х. Ини имеют малые размеры и напрямую преобразуют электричество в лазерное излучение. Мощность из излучения значительно выше чем у других жестких лазеров. Мощность некоторых регулируется позволяя их использовать их на мягких тканях.

Излучение диодных лазеров эффективно дезинфицирует пораженные поверхности, что позволяет значительно повысить качество лечения. Повышение температур незначительно, что исключает опасность термического повреждения пульпы, костных тканей и десны. Кроме того диодные лазеры успешно используются для проведения разрезов на слизистой оболочке. Сравнительная характеристика представлена в таблице:

Литература

1. Bach G. Лазерная стоматология - мега-новинка или уже пройденный этап? // Новое в стоматологии. - 2010. - N б. - С. 70-ll.

2. Suetenkov D.Y., Petrova A.P., Kharitonova T.L. Photo Activated Disinfection Efficiency Of Low-Intensity Laser. And Comprehensive Prevention Of Caries

And Gingivitis In. Adolescents Using Bracket System. Journal of Innovative Optical Health Sciences. 2015. Т. 8. № 3. С. 1541002

3. Амирханян А.Н., Буйлин В.А., Москвин С.В. Лазерная терапия в стоматологии. - М. : Триада; Т. : Триада 2007. - 32 с.

© Бюллетень медицинских Интернет-конференций, 201l

www.medconfer.com

1S28

Bulletin of Medical Internet Conferences (ISSN 2224-6150)

2017. Volume 7. Issue 10

4. Тарасенко И.В. Клинико-экспериментальное обоснование применения эрбиевого лазера в хирургической стоматологии//Лазерная стоматология.- DentalMarket.- 2009.- С.23-24.

5. Макеева И.М. [и др.] Оценка антимикробной эффективности излучения полупроводников лазера с длиной волны 970 нм // Стоматология.-2009. - Т. 88, N 2. -С. 34-36.

6. Богатов В.В. Лазеры в челюстно-лицевой хирургии и пластической хирургии // Стоматология. -2009. - Т. 88 N 5. - С. 37-39.

7. Рисованная О.Н. Современные лазерные технологии в лечении твердых тканей зуба // Кубанский научный медицинский вестник. -2009.- N 6. -С. 20.

8. Баграмов Р.И., Александров М.Т., Сергеев Ю.Н.Лазеры в стоматологии, челюстно-лицевой и реконструктивно-пластической хирургии// М. : Техносфера, 2010. - 576 с.