Лазеры в эндодонтии. Часть II

Проф. Джованни Оливи, Проф.Роландо Криппа, Проф. Джузеппе Яриа, Проф. Василиос Каитсас, Др. Энрико Ди Вито, Проф. Стефано Бенедиченти

Использование лазера в эндодонтии.

Подготовка полости доступа

При помощи эрбиевого лазера можно осуществлять подготовку полости для доступа в корневой канал, так как он способен препарировать эмаль и дентин. При этом для возможности работать на высокой мощности рекомендуется использовать короткий кварцевый наконечник (типсу) длиной от 4 до 6 мм и диаметром от 600 до 800мкм.

Благодаря тому, что лазерная энергия эрбиевой лазерной системы поглощается тканями богатыми водой (пульпой и кариозной тканью), лазер обеспечивает селективный, а значит и минимально инвазивный доступ в пульповую камеру, обеспечивая в то же время деконтаминацию полости для доступа и удаление из нее бактериального дебриса (загрязнения) и тканей пульпы. Вследствие чего доступ к устьям корневых каналов достигается уже после сведения к минимуму количества бактерий в полости зуба, что позволяет избежать транспозиции бактерий, токсинов и дебриса в апикальном направлении во время процедуры препарирования канала. Чен и соавторы показали, что в процессе препарирования полости для доступа в корневые каналы бактерии погибают на глубине от 300 до 400 мкм на поверхности, подвергающейся лазерному излучению. Кроме того, эрбиевые лазеры могут быть использованы для удаления дентиклей и поиска кальцифицированных каналов.

Препарирование и формирование корневых каналов

На сегодняшний день препарирование корневых каналов роторными никель-титановыми инструментами является золотым стандартом в эндодонтии. Несмотря на то, что эрбиевые лазеры (с длиной волны 2780 нм и 2940 нм) благодаря признанному абляционному эффекту способны препарировать твердые ткани, их эффективность в механической подготовке корневых каналов на данный момент ограничена и не соответствует эндодонтическим стандартам, достигнутым при помощи вращающихся никель-титановых инструментов. Тем не менее Er,Cr:YSGG-лазер (эрбий:хром:иттрий-скандий-галий-гранат (YSGG) лазер) и Er:YAG-лазер (эрбиевый лазер) получили одобрение FDA для очистки, формирования и расширения корневых каналов. Их эффективность в формировании и расширении корневых каналов была продемонстрирована в нескольких исследованиях.

Седзи и др. использовали Er:YAG-лазер с коническим наконечником (80% бокового излучения и 20% эмиссии из кончика насадки), для расширения и очищения канала (с параметрами лазерного импульса 10-40 мДж; 10 Гц) и получили более чистые дентинные поверхности по сравнению с традиционной роторной техникой препарирования. В исследовании эффективности препарирования канала при помощи Er:YAG-лазера Кеслер и др. использовали лазеры, оснащенные микрозондами с радиальным излучением на глубину 200 - 400 мкм и установили, что лазер способен расширить и сформировать корневой канал более быстро и эффективно по сравнению с традиционным методом. Наблюдения под электронным микроскопом демонстрируют равномерную очистку дентинной поверхности от апикальной до корональной части канала, отсутствие остатков пульпы и хорошо очищенные дентинные трубочки (канальцы).Чен представил клинические исследования препарирования канала с использованием Er,Cr:YSG-лазера (первого лазера, получившего патент FDA для всех эндодонтических процедур: расширение, очистка и деконтаминация канала), последовательно используя наконечники с диаметром 400, 320 и 200 мкм и технику "краун-даун" на мощности 1,5 Вт и частотой 20 Гц (с соотношением в водно-воздушном охлаждении - воздух / вода 35/25 %). Стабхольц и др. представил положительные результаты препарирования каналов полностью выполненного с использованием Er:YAG-лазера и эндодонтического бокового микрозонда. Али и др., Мацуока и др.; Джахан и др. использовали Er,Cr:YSGG-лазер для препарирования прямых и изогнутых каналов, но в их случаях результаты экспериментальной группы были хуже, чем у контрольной группы. Используя Er,Cr:YSGG-лазер с насадками диаметром от 200 до 320 мкм на мощности 2Вт и частотой 20 Гц при препарировании прямых и изогнутых каналов, они пришли к выводу, что лазерное излучение способно препарировать прямые и изогнутые каналы с углом менее 10°, в то время как препарирование более сильно изогнутых каналов приводит к побочным эффектам, таким как перфорации, ожоги и транспортация канала. Ямомото и др. исследовали режущую способность и морфологические эффекты излучения Er:YAG-лазера invitro (30мДж; 10 и 25 Гц, скорость извлечения волокна 1-2мм/сек) снова с положительными результатами. Минас и др. получили положительные результаты препарирования канала с помощью Er,Cr:YSGG-лазера на 1,5, 1,75 и 2,0 Вт и 20 Гц с водяным спреем.

Поверхности корневого канала после препарирования эрбиевым лазером хорошо очищены, не имеют смазанного слоя, но часто содержат выступы, неровности, места обугливания. Кроме того, существует риск перфорации или апикальной транспортации канала. В итоге формирование канала, выполненное эрбиевым лазером, по-прежнему является сложной и противоречивой процедурой, которая не имеет преимуществ и может быть выполнена только в широких и прямых каналах.

Деконтаминация эндодонтической системы

Научные исследования деконтаминации канала доказывают эффективность используемых в эндодонтии химических ирригантов (NaOCl) в сочетании с хелатирующими веществами (лимонная кислота и ЭДТА), используемыми для улучшения очистки дентинных канальцев. В одном из таких исследований Берутти и соавторы продемонстрировали силу лазерной деконтаминации c NaOCl на глубину стенки корня 130мкм.

Первоначально лазеры были введены в эндодонтическую практику для повышения эффективности обеззараживания системы корневых каналов. Все длины волн (любой лазерной системы) благодаря тепловому эффекту имеют высокую бактерицидную силу. Тепло различной мощности с различной интенсивностью проникает в дентинные стенки и генерирует важные структурные изменения в бактериальных клетках. Изначально повреждение происходит в клеточной стенке, вызывая изменение осмотического градиента, что приводит к набуханию и смерти клеток.

Обеззараживание корневого канала при помощи лазеров ближнего инфракрасного диапазона

Для обеззараживания канала при помощи лазеров ближнего инфракрасного диапазона каналы должны быть подготовлены в соответствии с традиционно рекомендуемыми стандартами (препарирование апикальной зоны до ISO 25/30), так как длина волны этих лазеров не поглощается твердыми тканями и поэтому не оказывает на них абляционный эффект. Деконтаминация излучением выполняется в конце традиционной эндодонтической подготовки канала в качестве финального этапа эндодонтического лечения перед обтурацией. Оптическое волокно диаметром 200 мкм помещается в канал, не доходя 1 мм до апекса, и выводится винтовыми движениями в корональном направлении (в течение 5 - 10 секунд). Сегодня для уменьшения нежелательных тепловых и морфологических эффектов целесообразно выполнять эту процедуру в канале, заполненном ирригационным раствором (предпочтительно ЭДТА, лимонной кислотой или NaOCl). Используя экспериментальную модель, Шуп и др. продемонстрировали, каким образом лазеры распространяют свою энергию и проникают в дентинную стенку. Они показали большую эффективность физического обеззараживания дентинных стенок по сравнению с традиционной химической ирригацией.

При использовании неодимового лазера (Nd:YAG) с длиной волны 1064 нм наблюдалось снижение бактериальной обсемененности канала на 85% при проникновении на 1 мм. При том, что использование диодного лазера с длиной волны 810нм показало снижение бактериальной обсемененности канала на 63 % при проникновении на 750мкм или менее. Эта заметная разница в проникновении связана с низким и вариативным сродством этих длин волн к твердым тканям. Емкость диффузии, которая не является однородной, позволяет свету, проникнуть, чтобы достичь и уничтожить бактерии посредством тепловых эффектов (Рис.5) . Многие другие микробиологические исследования подтвердили сильное бактерицидное действие диодных лазеров и Nd:YAG-лазеров, снижающих бактериальную обсемененность магистрального канала до 100%.

РИС. 5: Волокно лазеров ближнего инфракрасного диапазона, расположенное в корневом канале не доходя 1 мм до апекса и различное проникновение лазерного излучения Nd:YAG-лазера и диодного лазера 810нм (справа) в дентинную стенку.

Лабораторные исследования Бенедиченти др. показали, что использование диодного лазера (810нм) в сочетании с химическими хелатирующими ирригантами, такими как лимонная кислота и ЭДТА, привело к снижению бактериальной обсемененности эндодонтической системы E. faecalis на 99,9%.

Обеззараживание корневых каналов при помощи лазеров среднего инфракрасного диапазона

Для деконтаминации канала при помощи эрбиевого лазера, учитывая его низкую эффективность в препарировании и формировании канала, требуется подготовка канала традиционными методами (препарирование апикальной зоны до ISO 25/30). Деконтаминацию каналов лазером значительно упрощает использование разработанных для разных эрбиевых лазеров длинных, тонких насадок (200 и 320мкм). Эти насадки легко погружаются в корневой канал, не доходя 1 мм до апекса. Традиционная методика деконтаминации излучением заключается в выведении наконечника из корневого канала спиральными движениями в течение 5-10 секунд, три-четыре раза. При этом необходимо, чтобы канал был влажным. Излучение следует чередовать с ирригацией общепринятыми химическими ирригантами.

Эффективность трехмерного обеззараживания эндодонтической системы при помощи эрбиевого лазера на сегодняшний день несравнима с эффективностью обеззараживания при помощи лазеров ближнего инфракрасного диапазона. Тепловая энергия, создаваемая этими лазерами, на самом деле поглощается в основном на поверхности (высокое сродство к дентинным тканям, богатым водой), где и оказывает наибольшее бактерицидное действие на E. coli (грамотрицательные бактерии) и E. faecalis (грамположительные бактерии). На этой глубине при 1,5 Вт Мориц и др. получили почти полное очищение канала от указанных выше бактерий (99,64%). Однако эти системы не оказывают бактерицидное действие в глубине латеральных каналов, так как проникают только на 300 мкм в глубину стенки корня.

Дальнейшие исследования изучали способность Er,Cr:YSGG-лазера к деконтаминации традиционно подготовленных каналов. На малой мощности (0,5 Вт, 10 Гц, 50мДж, воздух / вода 20%) полное уничтожение бактерий не происходит. Лучшие результаты для Er,Cr:YSGG-лазера — это очищение на 77% от указанных бактерий при мощности 1 Вт и 96% — при мощности 1,5Вт.

Новая область исследований по изучению способности эрбиевого лазера воздействовать на бактериальные биопленки апикальной трети канала подтвердила способность Er:YAG-лазера удалять эндодонтическую биопленку многих видов бактерий (например, A. naeslundii, E. faecalis, P. acnes, F. nucleatum, P. gingivalis или P. nigrescens) со значительным сокращением бактериальных клеток и распадом биопленки. Исключением являются биопленки образующиеся L. casei.

Текущие исследования оценивают эффективность недавно разработанных лазеров с радиальным и коническими наконечниками для удаления не только смазанного слоя, но и бактериальной биопленки. Результаты являются весьма перспективными.

Эрбиевые лазеры с наконечниками, имеющими фронтальное излучение (излучение исходит из конца наконечника) имеют малое боковое проникновение в дентинную стенку. Радиальные наконечники были предложены в 2007 году для Er,Cr:YSGG-лазера. Гордон и др. и Шуп и др. изучили их морфологические и обеззараживающие эффекты (Рис. 6). В их первом исследовании использовался наконечник с радиальным излучением 200 мкм во влажных (воздух / вода (34 и 28%) и в сухих условиях при 10 и 20 мДж и 20 Гц (0,2 и 0,4 Вт соответственно). Время излучения варьировалось от пятнадцати секунд до двух минут. Максимальная бактерицидная мощность (ликвидация 99.71% бактерий) была достигнута при максимальной мощности (0,4 Вт) и более длительной экспозиции в сухом режиме. При минимальном времени излучения (пятнадцать секунд) с минимальной мощностью (0,2 Вт) и водой, получили ликвидацию 94,7 % бактерий. Во втором исследовании использовался наконечник диаметром 300 мкм при 1 и 1,5 Вт и 20 Гц. Излучение проводилось пять раз в течение пяти секунд с двадцатисекундным охлаждением после каждого излучения. Уровень полученной деконтаминации был значительно высок. Повышение температуры при мощности в 1Вт было на 2,7° C, при мощности в 1,5 Вт на 3,2 ° C. Исследователи из Вены применяли другие параметры (0,6 и 0,9 Вт) и продемонстрировали рост температуры на 1,3 и 1,6° С соответственно, оказывающий высокое бактерицидное действие на E.coli и E. faecalis.

РИС. 6: Радиальный наконечник для Er,Cr:YSGG-лазера.

Наряду с преимуществами теплового эффекта в уничтожении бактериальных клеток имеет место повышение температуры, которое приводит к негативным изменениям на уровне дентина и пародонта. Поэтому крайне важно определить оптимальные параметры лазерного воздействия, а также исследовать новые методы для сведения к минимуму нежелательных тепловых эффектов, оказываемых лазерами на твердые и мягкие ткани.

Морфологические воздействия на дентин

Как показывают многочисленные исследования, излучение инфракрасных лазеров ближнего и среднего диапазонов при обеззараживании и очистке корневого канала в сухих условиях оказывает на стенки корня зуба побочные эффекты (Рис. 7 и 8).

РИС. 7: Нежелательные тепловые эффекты, возникающие при движении волокна Nd:YAG-лазера в корневом канале при работе в сухих условиях, контакт волокна с дентинной стенкой, может привести к ожогам.

РИС. 8: Нежелательные тепловые эффекты, возникающие при движении наконечника Er ,Cr:YSGG, используемого в традиционной технике, при контакте наконечника с сухой дентинной стенкой возникают ожоги, ступеньки и транспортации каналов.

Использование инфракрасного лазера ближнего диапазона вызывает характерные морфологические изменения в дентинной стенке: пузырьки рекристаллизации и трещины, не полное удаление смазанного слоя, дентинные канальцы закрытые расплавленными неорганическими дентинными структурами (Рис. 9-12) . Вода, присутствующая в ирригационных растворах, ограничивает повреждающее тепловое воздействие лазерного луча на дентинные стенки. При лазерной дезинфекции или хелатировании корневого канала вода термически активируется лазерами ближнего инфракрасного диапазона или испаряется при работе лазерами среднего инфракрасного диапазона (как целевой хромофор). Облучение корневых каналов лазерами ближнего инфракрасного диапазона (диодными (2,5 Вт, 15 Гц) и Nd:YAG (1,5 Вт, 100mJ, 15 Гц) сразу после использования ирригационного раствора позволяет получить лучшие характеристики дентина по сравнению с полученными только после ирригации.

РИС. 9-10: Изображение под электронным микроскопом (SEM) облучаемого Nd:YAG-лазером дентина (в сухих условиях при 1,5 Вт и 15 Гц). Обратите внимание на обширные районы плавления дентина и пузырьки.

РИС. 11-12: Изображение под электронным микроскопом (SEM) облучаемого диодным лазером (810nm) дентина (в сухих условиях при 1,5 Вт и 15 Гц). Видны признаки тепловых воздействий, отслойки и смазанный слой.

При излучении в присутствии NaOCl или хлоргексидина смазанный слой все же удаляется частично, и дентинные канальцы остаются закрытыми расплавленными неорганическими дентинными структурами, но при этом площадь плавления меньше (по сравнению с карбонизацией, видимой при излучении в сухих условиях). Наилучшие результаты были получены при излучении с орошением ЭДТА: поверхности, очищенные от смазанного слоя, с открытыми дентинными канальцами и меньшими проявлениями тепловых повреждений.

В заключение своих исследований по использованию эрбиевого лазера для дезинфекции и хелатирования корневых каналов Ямадзаки и др. и Кимура и др. подтвердили, что при использовании эрбиевых лазеров в корневых каналах в сухих условиях появляются нежелательные побочные морфологические эффекты. Для того чтобы предотвратить их образование, необходимо применять лазер в присутствии воды. При использовании эрбиевых лазеров без воды в результате используемой мощности появляются признаки абляции и термического повреждения. Также высока вероятность получения ступенек, трещин, зон поверхностного плавления и испарения смазанного слоя.

При работе эрбиевым лазером в корневых каналах с водой термические повреждения уменьшаются, и дентинные канальцы открываются в верхней межтубулярной части с более кальцифицированными и менее подверженными абляции областями. Однако межтубулярные области дентина, в которых больше воды, сильнее подвержены абляции. Смазанный слой в них испаряется излучением эрбиевых лазеров и в основном отсутствует. Шуп и др., исследуя изменения температуры на поверхности корней invitro, обнаружил, что применение стандартизированных значений энергии (100мДж, 15 Гц, 1.5Вт) приводит к повышению температуры на уровне поверхности периодонта лишь на 3,5 °С. Мориц предложил эти параметры в качестве международного стандарта использования эрбиевого лазера в эндодонтии как эффективного средства очистки и обеззараживания корневого канала (Рис. 13-16).

РИС. 13-14: Изображение под электронным микроскопом (SEM) облучаемого Er,Cr:YSGG-лазером дентина (при 1,0 Вт, 20 Гц, волокно не доходит 1 мм до верхушки), канал орошали физиологическим раствором. Показаны признаки смазанного слоя и термического повреждения.

РИС. 15 - 16: Изображение под электронным микроскопом (SEM) облучаемого Er,Cr:YSGG-лазером (при 1.5Вт и 20 Гц) дентина с водно-воздушным охлаждением (45/35%). Показаны открытые дентинные канальцы и отсутствие смазанного слоя.

При использовании лазеров для дезактивации эндодонтической системы, желательно использовать ирригационные растворы (NaOCl и ЭДТА). Эти растворы также следует применять в терминальной фазе лазерного эндодонтического лечения для получения оптимального состояния дентина и уменьшения повреждающих тепловых эффектов.

Изучение лазерной активации ирригационных растворов представляет собой новую область исследований по применению лазеров в эндодонтии. Для активации ирригационных растворов были предложены различные техники, среди которых лазерная активация ирригации (ЛАИ) и фотонинициированный фотоакустический поток (ФИФП).

Фототепловые и фотомеханические эффекты для удаления смазанного слоя

Джордж и др. опубликовали первое исследование, в котором изучалась способность лазеров активировать ирригационные растворы внутри корневого канала с целью повышения их эффективности. В этом исследовании были использованы две лазерные системы: Er:YAG и Er,Cr:YSGG. Для увеличения боковой энергии диффузии, у наконечников этих лазеров (диаметр 400 мкм, как у плоских, так и у конических наконечников) было химически удалено внешнее покрытие.

В исследовании облучали заранее сформированные корневые каналы с плотным слоем выращенного в лабораторных условиях смазанного слоя. Исследование показало, что лазерная активация ирригантов (EDTA , в частности) привела к лучшим результатам по очистке и удалению смазанного слоя с поверхности дентина (по сравнению с каналами, в которых проводилась только ирригация). В более позднем исследовании авторы сообщили, что лазерная активация ирригации при мощностях 1 и 0,75 Вт приводит к увеличению температуры только на 2,5° С без повреждения структур пародонта. Бланкен и Де Моор также изучали эффекты лазерной активации ирригантов, сравнивая ее с традиционной ирригацией (ТИ) и пассивной ультразвуковой ирригацией (ПУИ). В их исследовании были использованы 2,5% раствор NaOCl и Er,Cr:YSGG-лазер. Лазерная активация раствора проводилась при помощи эндодонтического наконечника (диаметр 200 мкм, плоский кончик) четыре раза в течение пяти секунд при 75 мДж, 20 Гц, 1,5 Вт. Наконечник погружали в корневой канал, не доходя 5 мм до апекса. В результате удаление смазанного слоя было значительно эффективнее по сравнению с двумя другими методиками. Фотомикрографическое изучение эксперимента показывает, что лазер генерирует движение жидкостей с высокой скоростью через кавитационный эффект. Расширение и последующий взрыв ирригантов (термический эффект) генерирует вторичный эффект кавитации на внутриканальную жидкость. Еще одно преимущество данного метода заключается в отсутствии необходимости перемещать волокно (фибру) вверх и вниз в канале. Волокно необходимо просто ровно держать в средней трети канала на расстоянии 5 мм от апекса, что значительно упрощает лазерную технику, так как не надо продвигаться до апекса, преодолевая искривления корня (Рис. 17а).

РИС. 17: Волокно и наконечник лазеров ближнего и среднего инфракрасного диапазона, расположенные в корневом канале не доходя 1 мм до апекса. В соответствии с методикой ЛАИ наконечник должен быть локализован в средней трети канала, не доходя 5 мм до апекса (справа).

Де Моор и др., сравнивая технику лазерной активации ирригации (ЛАИ) с пассивной ультразвуковой ирригацией (ПУИ), пришли к выводу, что лазерный метод с использованием меньшего числа ирригаций (четыре раза в течение пяти секунд) дает результаты, сопоставимые с ультразвуковой техникой, используемой более длительное время орошения (три раза в течение 20 секунд). Де Гроот и др. также подтвердили эффективность метода ЛАИ и улучшенные результаты, полученные по сравнению с ПУИ. Авторы подчеркнули концепцию потока, обусловленную распадом молекул воды в используемых ирригационных растворах.

Хмуд и др. исследовали возможность использования лазеров ближнего инфракрасного диапазона (940 и 980 нм) с волокном 200 мкм для активации ирригационных растворов при 4Вт и 10 Гц и 2,5 Вт и 25 Гц соответственно. Учитывая отсутствие сродства этих волн к воде, были необходимы большие мощности, которые через тепловой эффект и кавитацию, произведут движения жидкости в корневом канале, что в итоге приведет к увеличению способности ирригантов удалять дебрис и смазанный слой. В более позднем исследовании авторы подтвердили безопасность использования этих больших мощностей, которые вызвали повышение температуры на 30° С в ирригационном растворе внутри канала, но только на 4 ° C на внешней поверхности корня. Исследователи пришли к выводу, что ирригация, активируемая лазерами ближнего инфракрасного диапазона, весьма эффективна при минимальных термических воздействиях на дентин и цемент корня. В недавнем исследовании Маседо и др. обозначают главную роль лазерной активации как сильного модулятора скорости реакции NaOCl. Во время интервала между ирригациями (три минуты), активность хлора значительно увеличилась после ЛАИ по сравнению с ПУИ или ТИ.

Фотонинициированный фотоакустический поток

ФИФП техника предполагает взаимодействие эрбиевого лазера с ирригационными растворами (ЭДТА или дистиллированной водой). Методика отличается от ЛАИ. При ФИФП используются исключительно фотоакустические и фотомеханические явления, образующиеся в результате использования энергии субабляции 20мДж на 15 Гц с импульсами исключительно 50 мкс. При средней мощности только 0,3 Вт каждый импульс взаимодействует с молекулами воды при пиковой мощности 400 Вт, создавая расширения и последовательные "ударные волны", ведущие к образованию мощного потока жидкости внутри канала, не создавая нежелательных тепловых эффектов, наблюдаемых при других методах.

Исследование апикальной трети корня при помощи термических паров показали, что при выполнении техники ФИФП температура поднимается только на 1,2 °C после 20 секунд и на 1,5 °С после 40 секунд непрерывного излучения. Еще одним значительным преимуществом этой методики является то, что наконечник следует размещать в пульповой камере, на входе в корневой канал. При этом нет необходимости его введения в канал, не доходя пять или один миллиметр до апекса, что бывает достаточно проблемно, но требуется при ЛАИ и ТИ. Для методики ФИФП используются недавно разработанные насадки (12 мм в длину, 300 и 400 мкм в диаметре, с "радиальными и зачищенными" концами). Трёхмиллиметровые концы этих насадок не имеют покрытия, чтобы обеспечить большее по сравнению с фронтальной насадкой боковое излучение энергии. Такой режим излучения энергии позволяет использовать лазерную энергию эффективнее. В уровни субабляции подаются импульсы с очень высокой пиковой мощностью (50 мкс, 400Вт), в результате чего в ирригационных растворах возникают мощные «ударные волны», которые и оказывают требуемые механические эффекты на дентинные стенки (Рис.18-20).

РИС. 18-20: Радиальный кварцевый наконечник для проведения ФИФП 400 мкм. Трёхмиллиметровые концы этих насадок не имеют покрытия, чтобы позволить большее по сравнению с фронтальной насадкой боковое излучение энергии.

Исследования показывают, что удаление смазанного слоя эффективнее в контрольных группах только с ЭДТА или дистиллированной водой. Образцы, обработанные лазером и ЭДТА в течение 20 и 40 секунд, показывают полное удаление смазанного слоя с открытыми дентинными канальцами (1 балл в соответствии с Хюльсман) и отсутствие нежелательных тепловых явлений в дентинных стенках, которые характерны при лечении традиционными лазерными методами. При рассмотрении на большом увеличении структура коллагена остается неизменной, что свидетельствует в пользу гипотезы о минимально инвазивном эндодонтическом лечении (Рис. 21-23).

РИС. 21-23: Изображение под электронным микроскопом (SEM) облучаемого радиальным наконечником дентина при 20 и 50мДж и 10 Гц в течение 20 и 40 секунд соответственно с ирригацией ЭДТА. Показан очищенный от загрязнений и смазанного слоя дентин.

Последствия и результаты описанных техник деконтаминации корневых каналов и удаленияиз них бактериальной биопленки продолжают изучаться. Полученные на сегодняшний день результаты исследований очень многообещающие (Рис. 24-26).

РИС. 24: Изображение под электронным микроскопом (SEM) дентина, покрытого бактериальной биопленкой Е. faecalis до лазерного облучения.

РИС. 25 - 26: Изображение под электронным микроскопом (SEM) дентина, покрытого бактериальной биопленкой Е. faecalis после облучения с Er:YAG-лазером (20 мДжи 15 Гц, ФИФП насадка) с ирригацией ЭДТА. Показано разрушение и отслоениебактериальной биопленки и ее полное испарение из основного корневого канала и из боковых канальцев.

Обсуждение и выводы

Лазерные технологии, используемые в эндодонтии за последние 20 лет, претерпели значительное развитие. Улучшена технология разработки эндодонтического волокна и наконечников, калибр и гибкость которых позволяют ввести их в корневой канал, не доходя 1 мм до апекса. Исследования последних лет были направлены на разработку технологий (импульсы уменьшенной длины, "радиальные и зачищенные" наконечники) и методов (ЛАИ и ФИФП), которые способны упростить использование лазера в эндодонтии и свести к минимуму нежелательные тепловые эффекты на дентинные стенки, за счет использования меньшей энергии в присутствии химических ирригантов. Раствор ЭДТА оказался лучшим решением для техники ЛАИ, которая активирует жидкость и увеличивает ее хелатирующую активность и удаление смазанного слоя. Лазерная активация NaOCl увеличивает его дезактивационную активность. И, наконец, способ ФИФП уменьшает повреждающее тепловое воздействие на ткани зуба и оказывает сильное очищающее и бактерицидное действие благодаря инициированию потоков жидкостей фотонной энергией лазера. Для подтверждения методов ЛАИ и ФИФП в качестве инновационных технологий современной эндодонтии необходимы дальнейшие исследования.

Лазерные технологии давно покинули страницы научно-фантастических романов и стены исследовательских лабораторий, завоевав прочные позиции в различных областях человеческой деятельности, включая медицину. Стоматология, как одна из самых передовых отраслей медицинской науки, включила лазер в свой арсенал, вооружив врачей мощным инструментом борьбы с различными патологиями. Применение лазеров в стоматологии открывает новые возможности, позволяя врачу-стоматологу предложить пациенту широкий спектр минимально инвазивных и фактически безболезненных процедур, отвечающих высочайшим клиническим стандартам оказания стоматологической помощи.

Введение

Слово лазер (laser) является акронимом слов «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» (усиление света путем вынужденного излучения). Основы теории лазеров были заложены Эйнштейном в 1917 году, но лишь через 50 лет эти принципы были достаточно поняты, и технология смогла быть реализована практически. Первый лазер был сконструирован в 1960 году Майманом и не имел никакого отношения к медицине. В качестве рабочего тела использовался рубин, генерирующий красный луч интенсивного света. За этим в 1961 году последовал другой кристаллический лазер, использовавший неодимовый алюмо-ит-триевый гранат (Nd:YAG). И только четыре года спустя его стали применять в своей деятельности хирурги, которые работали со скальпелем. В 1964 году. физики компании Bell Laboratories изготовили лазер с углекислым газом (CO 2) в качестве рабочей среды. В тот же год был изобретен другой газовый лазер, впоследствии оказавшийся ценным для стоматологии - аргоновый. В этом же году Голдман предложил использовать лазер в области стоматологии, в частности, для лечения кариеса. Для безопасной работы в полости рта позже стали применяться импульсные лазеры. С накоплением практических знаний был открыт анестезирующий эффект этого аппарата В 1968 году СО 2 -лазер впервые использовался для проведения хирургии мягких тканей.

Вместе с ростом числа длин волн лазеров развивались и показания к применению в общей и челюстно-лицевой хирургии. В середине 1980-х годов отмечено возрождение интереса к использованию лазеров в стоматологии для обработки твердых тканей, таких как эмаль. В 1997 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами (США) наконец одобрило для использования на твердых тканях хорошо известный и популярный ныне лазер - эрбиевый (Er:YAG).

Преимущества лазерного лечения

Несмотря на то, что в стоматологии лазеры применяются еще с 60-х годов прошлого века, определенное предубеждение докторов пока еще не полностью преодолено. От них часто можно слышать: «Для чего мне лазер? Я бором сделаю быстрее, качественнее и без малейших проблем. Лишняя головная боль!» Безусловно, любую работу в полости рта можно выполнить на современной стоматологической установке. Однако применение лазерной техники можно охарактеризовать как более качественное и комфортное, расширяющее спектр возможностей, позволяющее внедрять принципиально новые процедуры. Остановимся на каждом пункте подробнее.

Качество лечения: используя лазер, можно четко организовать процесс лечения, спрогнозировав результаты и сроки - это обусловлено техническими характеристиками и принципом работы лазера. Взаимодействие лазерного луча и ткани-мишени дает четко определенный результат. При этом импульсы, равные по энергии, в зависимости от длительности могут производить разные действия на ткань-мишень. В итоге, изменяя время от одного импульса к другому, можно получать при использовании одного и того же уровня энергии самые различные эффекты: чистую аблацию, аблацию и коагуляцию или только коагуляцию без разрушения мягких тканей. Таким образом, грамотно подбирая параметры длительности, величину и частоту следования импульсов можно подобрать индивидуальный режим работы для каждого типа тканей и вида патологии. Это позволяет практически 100% энергии лазерного импульса использовать для выполнения полезной работы, исключив ожоги окружающих тканей. Излучение лазера убивает патологическую микрофлору, а отсутствие прямого контакта инструмента с тканью при проведении хирургического вмешательства исключает возможность инфицирования оперируемых органов (ВИЧ-инфекцией, гепатитом В и т.д.). При использовании лазера ткани обрабатываются только в инфицированной области, т. е. их поверхность более физиологична. В результате лечения мы получаем большую площадь соприкосновения, улучшенное краевое прилегание и значительно возросшую адгезию пломбировочного материала, т.е. более качественное пломбирование.

Комфорт лечения: первое и, пожалуй, самое главное для пациента - это то, что действие световой энергии настолько кратковременно, что воздействие на нервные окончания минимально. Во время лечения пациент испытывает меньше болевых ощущений, и в ряде случаев можно вообще отказаться от обезболивания. Таким образом, лечение можно выполнить без вибрации и боли. Второе и немаловажное преимущество - звуковое давление, создаваемое при работе лазером, в 20 раз меньше, чем у скоростных турбин. Поэтому никаких пугающих звуков пациент не слышит, что психологически очень важно, особенно для детей - лазер «убирает» из стоматологического кабинета звук работающей бормашины. Также необходимо отметить более короткий этап восстановления, протекающий легче по сравнению с традиционными вмешательствами. В-четвертых, важным является также то, что лазер экономит время! Сокращение времени, затраченного на лечение одного пациента, составляет до 40%.

Расширение возможностей: лазер предоставляет больше возможностей для лечения кариеса, проведения профилактических «лазерных программ» в детской и взрослой стоматологии. Появляются огромные возможности в хирургии костной и мягкой ткани, где лечение производится при помощи хирургической манипулы (лазерный скальпель), в имплантологии, протезировании, в лечении слизистых, удалении мягкотканных образований и т.д. Разработан также метод обнаружения кариеса с использованием лазера - при этом лазер измеряет флуоресценцию продуктов жизнедеятельности бактерий в расположенных под поверхностью зуба кариозных поражениях. Исследования показали отличную диагностическую чувствительность данного метода по сравнению с традиционным.

Диодный лазер в стоматологии

Несмотря на разнообразие лазеров, применимых в стоматологии, наиболее популярным по ряду причин на сегодняшний день является диодный лазер. История применения диодных лазеров в стоматологии уже довольно продолжительна. Стоматологи Европы, давно взявшие их на вооружение, уже не представляют свою работу без этих устройств. Их отличает широкий спектр показаний и сравнительно невысокая цена. Диодные лазеры очень компактны, их легко применить в клинических условиях. Уровень безопасности диодных лазерных аппаратов очень высок, таким образом, гигиенисты могут использовать их в пародонтологии без риска повредить структуры зуба. Диодные лазерные аппараты надежны за счет использования электронных и оптических компонентов с небольшим количеством подвижных элементов. Лазерное излучение с длиной волны 980 нм обладает выраженным противовоспалительным эффектом, бактериоста-тическим и бактерицидным действием, стимулирует процессы регенерации. Традиционными областями применения для диодных лазеров являются хирургия, пародонтология, эндодонтия, причем наиболее востребованными являются хирургические манипуляции. Диодные лазеры позволяют выполнять ряд процедур, которые ранее проводились врачами с нежеланием - из-за обильных кровотечений, необходимости наложения швов и других последствий хирургических вмешательств. Это происходит потому, что диодные лазеры излучают когерентный монохроматический свет с длиной волны от 800 до 980 нм. Это излучение поглощается в темной среде так же, как в гемоглобине - это означает, что данные лазеры являются эффективными при разрезании тканей, в которых много сосудов. Еще одним преимуществом применения лазера на мягких тканях является очень маленькая область некроза после контурирования тканей, таким образом, края тканей остаются именно там, где их расположил доктор. Это весьма значимый аспект с эстетической точки зрения. С помощью лазера можно провести контурирование улыбки, подготовить зубы и снять оттиск во время одного посещения. При использовании скальпеля или электрохирургических аппаратов между контурированием тканей и подготовкой должно пройти несколько недель, чтобы разрез зажил, и ткани дали усадку перед окончательным снятием оттиска.

Прогнозирование положения края разреза - одна из основных причин, по которой диодные лазеры применяются в эстетической стоматологии для реконтурирования мягких тканей. Весьма популярно использование полупроводникового лазера при проведении френектомии (пластики уздечки), которая обычно не диагностируется, так как многие доктора не любят проводить это лечение в соответствии со стандартными техниками. При обычной френектомии после разрезания уздечки необходимо наложить швы, что может быть неудобно в этой области. В случае лазерной френектомии отсутствует кровотечение, не нужно наложение швов, заживление проходит более комфортно. Отсутствие необходимости наложения швов делает эту процедуру одной из наиболее быстрых и простых в практике стоматолога. Кстати, согласно опросам, проведенным в Германии, стоматологи, предлагающие пациентам диагностику и лечение с помощью лазера, являются более посещаемыми и успешными...

Типы лазеров, применямых в медицине и стоматологии

В основу применения лазеров в стоматологии положен принцип избирательного воздействия на различные ткани. Лазерный свет поглощается определенным структурным элементом, входящим в состав биоткани. Поглощающее вещество носит название хромофор. Им могут являться различные пигменты (меланин), кровь, вода и др. Каждый тип лазера рассчитан на определенный хромофор, его энергия калибруется исходя из поглощающих свойств хромофора, а также с учетом области применения. В медицине лазеры применяют для облучения тканей с профилактическим или лечебным эффектом, стерилизации, для коагуляции и резания мягких тканей (операционные лазеры), а также для высокоскоростного препарирования твердых тканей зубов. Существуют аппараты, совмещающие в себе несколько типов лазеров (например, для воздействия на мягкие и твердые ткани), а также изолированные приборы для выполнения конкретных узкоспециализированных задач (лазеры для отбеливания зубов). В медицине (в том числе и в стоматологии) нашли применение следующие типы лазеров:

Аргоновый лазер (длина волны 488 нм и 514 нм): излучение хорошо абсорбируется пигментом в тканях, таких как меланин и гемоглобин. Длина волны 488 нм является такой же, как и в полимеризационных лампах. При этом скорость и степень полимеризации светоотверждаемых материалов лазером намного выше. При использовании аргонового лазера в хирургии достигается превосходный гемостаз.

Nd:AG-лазер (неодимовый, длина волны 1064 нм): излучение хорошо поглощается в пигментированной ткани и хуже в воде. В прошлом был наиболее распространен в стоматологии. Может работать в импульсном и непрерывном режимах. Доставка излучения осуществляется по гибкому световоду.

He-Ne-лазер (гелий-неоновый, длина волны 610-630 нм): его излучение хорошо проникает в ткани и имеет фотостимулирующий эффект, вследствие чего находит свое применение в физиотерапии. Эти лазеры - единственные, которые имеются в свободной продаже и могут быть использованы пациентами самостоятельно.

CO 2 -лазер (углекислотный, длина волны 10600 нм) имеет хорошее поглощение в воде и среднее в гидроксиапатите. Его использование на твердых тканях потенциально опасно вследствие возможного перегрева эмали и кости. Такой лазер имеет хорошие хирургические свойства, но существует проблема доставки излучения к тканям. В настоящее время С0 2 -системы постепенно уступают свое место в хирургии другим лазерам.

Er:YAG-лазер (эрбиевый, длина волны 2940 и 2780 нм): его излучение хорошо поглощается водой и гидроксиапатитом. Наиболее переспективный лазер в стоматологии, может использоваться для работы на твердых тканях зуба. Доставка излучения осуществляется по гибкому световоду.

Диодный лазер (полупроводниковый, длина волны 7921030 нм): излучение хорошо поглощается в пигментированной ткани, имееет хороший гемостатический эффект, обладает противовоспалительным и стимулирующим репарацию эффектами. Доставка излучения происходит по гибкому кварц-полимерному световоду, что упрощает работу хирурга в труднодоступных участках. Лазерный аппарат имеет компактные габариты и прост в обращении и обслуживании. На данный момент это наиболее доступный лазерный аппарат по соотношению цена/функциональность.

Диодный лазер KaVo GENTLEray 980

На стоматологическом рынке представлено множество производителей, предлагающих лазерное оборудование. Компания КаВо Дентал Руссланд представляет наряду с известным универсальным лазером KaVo KEY Laser 3, называемым «клиникой на колесах», диодный лазер KaVo GENTLEray 980. Данная модель представлена в двух модификациях - Classic и Premium. В KaVo GENTLEray 980 используется длина волны 980 нм, при этом лазер может работать как в непрерывном, так и в импульсном режимах. Его номинальная мощность составляет 6-7 Вт (в пике до 13 Вт). В качестве опции возможно использование режима «микропульсирующий свет» на максимальной частоте 20 000Гц. Области применения данного лазера многочисленны и, пожалуй, тра-диционны для диодных систем:

Хирургия: френэктомия, высвобождение имплантата, гингивэктомия, удаление грануляционной ткани, лоскутная хирургия. Инфекции слизистой: афты, герпес и т.д.

Эндодонтия: пульпотомия, стерилизация каналов.

Протезирование: расширение зубо-десневой борозды без ретракционных нитей.

Пародонтология: деконтаминация карманов, удаление краевого эпителия, удаление инфицированной ткани, формирование десны. Рассмотрим клинический пример применения KaVo GENTLEray 980 на практике - в хирургии.

Клинический случай

В данном примере у 43-летнего пациента имелась фибролипома на нижней губе, успешно вылеченная хирургическим путем с помощью диодного лазера. Он обратился в Отделение хирургической стоматологии с жалобами на боль и опухоль слизистой нижней губы в щечной области в течение 8 месяцев. Несмотря на то, что риск возникновения традиционной липомы в области головы и шеи достаточно высок, появление фибролипомы в области ротовой полости, а в особенности, на губе - редкий случай. Для выяснения причин возникновения новообразований необходимо было провести гистологическое исследование. В результате клинических исследований было выявлено, что новообразование хорошо отделено от окружающих тканей и покрыто неповрежденной слизистой оболочкой (рис. 1 - фибролипома до лечения). С целью постановки диагноза данное образование было удалено хирургическим путем под местной анестезией при использовании диодного лазера со световодом 300 нм и мощностью 2,5 Ватт. Сшивание кромок не было необходимым, так как кровотечения не было замечено ни во время хирургической манипуляции, ни после нее (рис. 2 - фибролипома спустя 10 дней после вмешательства). Гистологические исследования взятой на анализ ткани показали наличие зрелых невакуолизированных жировых клеток, окруженных плотными коллагеновыми волокнами (рис. 3 - гистология). Морфологических и структурных изменений тканей из-за термического воздействия диодного лазера замечено не было. Послеоперационный курс лечения проходил спокойно, с видимым уменьшением хирургического рубца спустя 10 дней и без признаков рецидива в течение последующих 10 месяцев.

Итог: в описанном случае хирургическая операция по удалению фибролипомы нижней губы прошла без кровоизлияний, с минимальным повреждением тканей, что допускает последующее консервативное лечение. Также отмечается быстрое восстановление пациента. Возможность избежать заметных швов после иссечения также является несомненно положительным фактором с точки зрения эстетики. Вывод: хирургическое лечение доброкачественных новообразований слизистой ротовой полости с помощью диодного лазера является альтернативой традиционной хирургии. Эффективность данного метода была подтверждена результатами проведенного удаления фибролипомы губы.

«Лазеры и их применение» - Лазерная сварка. Меры безопасности. Лазерное оружие. Лазерное шоу. Лазерная указка. Применение лазеров в стоматологии. Классификация лазеров. Свойства лазерного света. Лазеры в измерениях. Применение лазеров в медицине. Что такое лазер. Лазеры и их применение. Применение лазеров. Лазерный принтер. Лазерные системы в деревообработке.

«Работа лазера» - День весеннего равноденствия. Применение лазеров. Поглощение света атомом. Изобретатели лазера. Рубиновый лазер. Трехуровневая схема оптической накачки. Что изображено на рисунках. Лазеры. Принцип действия. Постулаты Бора. Модель. Типы лазеров. Усиление света. «Профессии» лазера. Устройство и принцип действия лазера.

«Полупроводниковые лазеры» - Полупроводниковые лазерные материалы: Наибольшее развитие получили П. л. первых двух типов. Историческая справка: Люминесценция в полупроводниках (а) Инверсия населённостей в полупроводниках (б). Полупроводниковый лазер -. Важные особенности п.л. Полупроводниковые лазеры. П.л. с электронной накачкой.

«Типы лазеров» - Полупроводниковые лазеры. Лазеры на парах металлов. Лазер обычно состоит из трёх основных элементов: Переход между уровнями E3 и E2 безызлучательный. Твердотельные лазеры. Первый лазер на рубине, созданный в ФИАНе М.Д.Галаниным, А.М.Леонтовичем, З.А.Чижиковой, 1960 год. Указаны «времена жизни» уровней E2 и E3.

«Действие лазера» - Импульсный. Газовый. «Профессии» лазера. 1916 – 1960 г - «Золотой век» создания чудесного луча. А.М.Прохоров. Цели урока. Лазер в медицине. Ч. Таунс. Первый лазер на рубине. Индуцированное (вынужденное) излучение. Необходимые энергетические уровни имеются в кристаллах рубина. Определить длину волны излучения лабораторного лазера.

«Принцип работы лазера» - Первый лазер на рубине. Схема рубинового лазера. Временные зависимости. Пичковый режим работы лазера. Простейшая реализация п/п лазера на прямозонном полупроводнике. Схемы накачки активной среды. Различные виды твердотельных лазеров. Устройство и принцип работы гелий-неонового лазера. Принцип действия импульсного лазерного дальномера.

Всего в теме 14 презентаций

С. Бенедиченти

Университет Генуи

Кафедра реставрационной стоматологии

Генуя , Италия (University of Genoa DI.S.TI.B.MO

Department of Restorative Dentistry Genoa, Italy)

Основной целью эндодонтического лечения является эффективная очистка системы корневых каналов с последующей их герметизацией.

Традиционная эндодонтическая техника подразумевает инструментальную обработку, протокол ирригации и обтурацию системы корневых каналов. Целью механической эндодонтической обработки является создание формы, очистка и полное обеззараживание системы корневых каналов.

Анатомическая сложность системы корневых каналов изучена и не вызывает сомнений: магистральный корневой канал имеет многочисленные боковые ответвления различных размеров и морфологии. Недавние исследования выявили сложное анатомическое строение системы каналов в 75% проанализированных зубов. Исследование также выявило наличие остаточной инфицированной пульпы в витальных и девитализированных зубах, которая сохранялась как в боковых дельтах, так и в апикальной части канала после завершения механической и химической обработки.

Эффективность препарирования, очистки и обеззараживания системы корневого канала ограничена анатомическими особенностями и невозможностью традиционных ирригантов пассивно проникать в боковые и апикальные дельты. Это делает целесообразным поиск новых материалов, методов и технологий, которые могут улучшить очистку и обеззараживание этих анатомических областей.

Применение лазеров в эндодонтии изучалось с начала 1970-х годов. Широкое применение в стоматологии лазерные технологии получили с 1990 года. Первая часть данной статьи описывает эволюцию лазерных техник и технологий. Вторая ее часть демонстрирует современный уровень эффективности лазеров в очистке и обеззараживании системы корневых каналов и позволяет заглянуть в будущее, представляя последние исследования по новым методам использования энергии лазера в стоматологии.

Лазеры в эндодонтии

Лазерные технологии применяются в эндодонтии с целью улучшения результатов традиционного лечения, что достигается за счет световой энергии, которая способствует удалению детрита и смазанного слоя из корневых каналов, а также очищению и обеззараживанию эндодонтической системы.

Лабораторные исследования показали значительную эффективность использования лазерного излучения для уменьшения бактериальной обсемененности корневых каналов. Дальнейшие исследования показали эффективность применения лазеров в сочетании с традиционными ирригантами, такими как, 17% ЭДТА, 10% лимонная кислота и 5,25% гипохлорит натрия. Хелатирующие вещества облегчают проникновение лазерного луча в ткани. В твердые ткани зуба лазерный луч проникает на глубину до 1 мм и обеззараживает лучше, чем химические вещества.

Так же есть исследования, демонстрирующие способность волн различной длины к активации ирригационных растворов в канале. Методика активации ирригантов лазером показала статистически более высокую эффективность в удалении детрита и смазанного слоя из корневых каналов по сравнению с традиционными методами и ультразвуковой обработкой.

Недавние исследования, проведенные совместно с DiVito показали, что использование эрбиевого лазера в субабляционном режиме в сочетании с ирригацией ЭДТА, приводит к эффективному удалению детрита и смазанного слоя без термического повреждения органических дентинных структур.

Электромагнитный спектр света и классификация лазеров.

Лазеры классифицируются в зависимости от излучаемого спектра света. Они могут работать с волнами видимого и невидимого спектра, короткого, среднего и длинного инфракрасного диапазона. В соответствии с законами оптической физики, функции различных лазеров в клинической практике отличаются.

Первыми для внутрикорневого обеззараживания были использованы лазеры короткого инфракрасного диапазона (от 803нм до 1340 нм). В частности, представленный в начале 1990-х годов, Nd: YAG лазер (1064 нм), который доставляет лазерную энергию в канал через оптическую фибру.

Недавно был исследован и введен в лазерную стоматологию зеленый лазерный луч видимого спектра света (KTP , неодимовый дубликат 532 нм). Доставка этого луча возможна через гибкую оптическую фибру 200μ, что позволяет использовать его в эндодонтии для обеззараживания канала. Опыт такого использования уже продемонстрировал положительные результаты.

Лазеры среднего инфракрасного диапазона - линейка лазеров Erbium (2780 нм и 2940 нм), также известные с начала 1990-х, только в последнее десятилетие стали выпускаться с гибкими, тонкими наконечниками, предназначенными для эндодонтического лечения.

CO2 лазеры длинного инфракрасного диапазона (10600 нм) были первыми, которые использовались для деконтаминации и препарирования дентина в эндодонтической хирургии. В настоящее время они используются только для пульпотомии и пульпарной коагуляции.

В данной статье речь идет о применении лазеров короткого инфракрасного диапазона — диодных лазерах (810, 940, 980 нм) и Nd: YAG лазерах (1064 нм), а также о лазерах среднего инфракрасного диапазона- Er: YAG лазерах (2940 нм).

Научные основы использования лазеров в эндодонтии

Информация об основных физических свойствах воздействия лазера на ткани имеет важное значение для понимания их возможностей в эндодонтическом лечении.

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 - отражение, поглощение, рассеивание и передача.

Отражение является свойством пучка лазерного света, падать на цель и отражаться на рядом расположенные объекты. Поэтому при работе с лазером, чтобы избежать случайного повреждения глаз, обязательно носить защитные очки.

Поглощение лазерного света тканью. Поглощенный лазерный свет трансформируется в тепловую энергию. На поглощение влияют длина волны, содержание воды, пигментация и тип ткани.

Рассеивание лазерного света тканью. Рассеянный лазерный свет излучается повторно в случайном направлении и, в конечном счете, поглощается в большом объеме с менее интенсивным тепловым эффектом. На рассеивание влияет длина волны.

Передача является свойством лазерного луча, проходить через ткани, не обладающие свойством поглощения и не оказывать при этом повреждающего действия.

Взаимодействие лазерного света и тканей происходит при оптической близости между ними. Это взаимодействие является специфическим и селективным, основанным на поглощении и диффузии. Чем меньше сближение, чем больше света будет отражено или пропущено.

Эффекты лазерного излучения

Взаимодействие лазерного луча и ткани, посредством поглощения или диффузии, создает биологические эффекты, реализующие терапевтическое действие лазера, среди них выделяют:

Фото-тепловые эффекты;

Фотомеханические эффекты (в том числе фото-акустические эффекты);

Фотохимические эффекты.

Диодные лазеры (от 810nm до 1064 нм) и Nd: YAG лазеры (1064 нм) работают в коротком инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра света. Они взаимодействуют в основном с мягкими тканями путем диффузии (рассеивания). Nd: YAG лазеры имеют большую глубину проникновения в мягкие ткани (до 5 мм), по сравнению с диодными лазерами (до 3 мм). Лучи Nd: YAG и диодных лазеров избирательно поглощается гемоглобином, оксигемоглобином и меланином, и оказывают фото-термическое воздействие на ткани. Поэтому применение этих лазеров в стоматологии ограничивается испарением и разрезом мягких тканей.

Nd: YAG и диодные лазеры могут использоваться для отбеливания зубов, путем термической активации реагента лазерным лучом.

В настоящее время в эндодонтии эти лазеры являются лучшими системами для обеззараживания системы корневых каналов, благодаря своей способности проникать в дентинные канальцы (до 750μ с 810нм диодный лазер, до 1 мм Nd:YAG лазер). Оптическая близость их длин волн к бактериям, приводит к разрушению последних за счет фото-тепловых эффекта.

Эрбиевые лазеры (2780 нм и 2940 нм) работают в среднем инфракрасным диапазоне и их луч главным образом поверхностно поглощается в диапазоне от 100 и 300μ для мягких тканей и до 400μ для дентина.

Вода – один из наиболее распространенных натуральных хромофоров, что делает применение лазеров возможным и для твердых, и для мягких тканей. Эта возможность обеспечивается содержанием воды в слизистой оболочке, деснах, дентине и некротизированной ткани. Эрбиевые лазеры влияют на эти ткани термически, создавая эффект испарения. В результате взрыва молекул воды генерируется фотомеханический эффект, который способствует абляции и очистке тканей.

Параметры, влияющие на выбросы энергии лазерного излучения

Различные устройства излучают лазерную энергию по-разному.

В диодных лазерах энергия подается непрерывной волной (CW режим). Но для лучшего контроля теплового излучения возможно механическое прерывание непрерывного потока излучения энергии (такое прерывное излучение называют «селектированное» или «нарезанное» или менее корректно «импульсное»). Длительность импульса и интервалы исчисляются в миллисекундах или микросекундах (время включения/выключения).

Nd: YAG лазеры и лазеры эрбиевой группы излучают лазерную энергию в импульсном режиме (также называемом режиме свободной генерации импульсов). Каждый импульс имеет время своего начала, увеличения и время окончания, в соответствии с прогрессией Гаусса. Между импульсами ткань охлаждается (тепловая релаксация), что позволяет лучше контролировать тепловые эффекты. Эрбиевые лазеры работают с интегрированным распылением воды, которая выполняет две функции: очистки и охлаждения.

В импульсном режиме серия импульсов излучается с различной скоростью (иногда неккоректно называемой частотой) их повторения, называемой скорость по Герцу (обычно от 2 до 50 импульсов в секунду). Более высокая скорость повторения импульсов действует аналогично непрерывному режиму работы, а более низкая скорость повторения импульсов предоставляет более длительное время для тепловой релаксации. Скорость повторения импульсов влияет на среднюю мощность излучения.

Другим важным параметром, влияющим на выброс энергии лазерного излучения, является «форма» импульса, которая описывает эффективность и дисперсию абляционной энергии в виде тепловой энергии. Длительность импульса, от микросекунд до миллисекунд, отвечает за основные тепловые эффекты. Более короткие импульсы от нескольких микросекунд (<100) до наносекунд, ответственны за фотомеханические эффекты. Длительность влияет на пиковую мощность каждого отдельного импульса.

Доступные на современном рынке стоматологические лазеры, являются автономными импульсными лазерами. Это Nd: YAG лазеры с импульсами от 100 до 200 мкс и эрбиевые лазеры с импульсами от 50 до 1000 мкс. А также диодные лазеры, излучающие энергию в непрерывном режиме, который может быть механически прерван, чтобы добиться излучения энергии в импульсном режиме с продолжительностью импульса от миллисекунд или микросекунд, в зависимости от модели лазера.

Воздействие лазерного излучения на микроорганизмы и дентин

В эндодонтическом лечении используются фототермические и фотомеханические свойства лазеров, основанные на взаимодействии различных длин волн и различных тканей, среди которых дентин, смазанный слой, опилки, остаточная пульпа и бактерии во всех их формах совокупности.

Волны всех длин разрушают мембраны клеток благодаря фототермическому эффекту. Из-за особенностей структурных характеристик клеточных мембран, грамотрицательные бактерии разрушаются легче и при меньших затратах энергии, чем грамоположительные.

Лазерные лучи короткого инфракрасного диапазона не поглощаются твердыми дентинными тканями и не имеют абляционного воздействия на поверхности дентина. Термальный эффект излучения проникает в дентинные стенки на глубину до 1 мм, оказывая обеззараживающее воздействие на глубокие слои дентина.

Лазерные лучи среднего инфракрасного диапазона хорошо поглощаются дентинными стенками, благодаря наличию в них молекул и, следовательно, имеют поверхностный абляционный и обеззараживающий эффект на поверхность корневого канала.

Термальный эффект лазеров, обладающий бактерицидным действием, необходимо контролировать, чтобы избежать повреждения дентинных стенок. Лазерное излучение при использовании правильных параметров испаряет смазанный слой и органические структуры дентина (коллагеновые волокна). Только эрбиевые лазеры имеют поверхностное абляционное действие на дентин, что является важным для насыщенного водой пространства внутри каналов. При применении неправильных параметров или режимов использования, возможно термическое повреждение с обширными областями плавления, перекристаллизацией минеральной матрицы (пузырь), и поверхностными микротрещинами одновременно с внутри и внекорневой карбонизацией.

При ультра-короткой длительности импульса (менее 150 мксек), эрбиевый лазер достигает пиковой мощности используя минимум энергии (менее 50mJ). Использование малой энергии сводит к минимуму излишнее абляционное и тепловое воздействие на дентинные стенки, а пиковые мощности приводят к активации молекул воды (целевого хромофора) и обеспечивают фотомеханическое и фотоакустическое (ударные волны) воздействие на дентинные стенки, за счет ирригантов, введённых в корневой канал. Эти свойства лазера являются чрезвычайно эффективными в очистке смазанного слоя, в устранении бактериальной биопленки, в дезинфекции канала, и будут рассмотрены в Части II.

Лазерная стоматология – инновация, которую используют врачи-стоматологи при лечении самых требовательных пациентов. Лазер в стоматологии является одним из самых безопасных и безболезненных способов лечения за счет быстрой обработки лазером разных типов тканей, поверхность которых остается ровной и заживает быстрее, чем при использовании других технологий.

Применение лазера в стоматологии позволяет исключить возникновение микротрещин, заражения, он не создает вибрации и не шумит. Кроме того, лазером можно обработать твердые ткани зубов за то же количество времени, что и бором, но при этом лечение проходит для пациента незаметно.

Лазер в стоматологии незаменим при лечении тяжелых случаев, с которыми трудно справиться при помощи стандартного оборудования. Избавление от кисты зуба проходит успешнее с применением лазера, чем при использовании традиционных методик.

Лазер применяется и при удалении зубного камня. Использование лазерного излучения при совершении этой процедуры уже признано самым эффективным методом: процесс занимает мало времени, безболезненен, мягкие ткани десен не травмируются при удалении отложений.

Лазерное излучение используется также при лечении пародонтита и гингивита. Лазер в стоматологии позволяет устранить патологические мягкие ткани и всю зараженную микрофлору. Регенерация мягких тканей альвеолярного отростка проходит быстрее.

Применение лазера в стоматологии: показания и противопоказания

Показания

Противопоказания

♦При лечении карисогенного процесса, поскольку пораженные участки зубной эмали и дентина удаляются без отрицательного влияния на окружающие здоровые ткани. ♦При кровоточивости десен. ♦При устранении неприятного запаха из ротовой полости, что происходит благодаря уничтожению всех болезнетворных бактерий. ♦При лечении пульпита и периодонтита для обработки корневых каналов. ♦Для укрепления десен – облучение пародонта проводится для создания местного иммунитета. ♦Для удаления различных новообразований на мягких тканях. ♦При отбеливании зубов. ♦При лечении кисты зуба, поскольку возможна более эффективная обработка корневых каналов и подавление патологического очага. ♦Для снятия повышенной чувствительности твердых тканей. ♦При имплантации зубов.

♦Тяжелые сердечнососудистые заболевания. ♦Снижение свертываемости крови. ♦Патологии легких, вызванные опасными инфекционными заболеваниями и функциональными нарушениями дыхания. ♦Злокачественные новообразования как в ротовой полости, так и в целом в организме. ♦Нарушение работы эндокринной системы. ♦Высокая чувствительность эмали. ♦Нервно-психические нарушения. ♦Восстановительный период после любого оперативного вмешательства.

Типы лазеров, которые применяют в стоматологии

Применение лазера в стоматологии базируется на принципе избирательного воздействия лазерного луча на разные типы тканей, поскольку конкретный структурный компонент биоткани по-разному поглощает лазерное излучение. Как мы отмечали выше, роль поглощающего вещества, или хромофора, могут играть вода, кровь, меланин и т.п. Определенный хромофор обуславливает тип лазерного устройства. Поглощающие характеристики хромофора и место применения определяют энергию лазера.

Виды лазеров в стоматологии зависят от таких характеристик, как продолжительность импульса, разряд, длина волны, глубина проникновения. Выделяют следующие типы лазеров:

• импульсный лазер на красителе;
• гелий-неоновый лазер (He-Ne);
• рубиновый лазер;
• александритовый лазер;
• диодный лазер;
• неодимовый лазер (Nd:YAG);
• гольдмиевый лазер (Nо:YAG);
• эрбиевый лазер (Er:YAG);
• углекислотный лазер (СО 2).

Сегодня центры лазерной стоматологии могут оснащаться не только лазерами, выполняющими узкоспециализированную функцию, например, отбеливание зубов, но и устройствами, объединяющими несколько видов лазеров. К примеру, это аппараты, которые могут работать и с твердыми, и с мягкими тканями.

Лазер имеет несколько режимов работы. Это импульсный, непрерывный и комбинированный. В зависимости от режима работы лазера выбирается его мощность, или энергетика.

В таблице, представленной ниже, приведены виды лазеров в стоматологии, глубина их проникновения и типы поглощающих хромофоров:

Лазер	Длина волны, нм	Глубина проникновения, мкм (мм)*	Поглощающий хромофор	Типы ткани	Лазеры, используемые в стоматологии
Nd:YAG с удвоением частоты			меланин, кровь
Импульсный на красителе			меланин, кровь
Гелий-неоновый (He-Ne)			меланин, кровь	мягкие, терапия
Рубиновый			меланин, кровь
Александритовый			меланин, кровь
			меланин, кровь	мягкие, отбеливание
Неодимовый (Nd:YAG)			меланин, кровь
Гольдмиевый (Ho:YAG)
Эрбиевый (Er:YAG)				твердые (мягкие) твердые (мягкие)
Углекислотный (СО 2)				твердые (мягкие) мягкие

* Глубина проникновения света h в микрометрах (миллиметрах), на которой поглощается 90 % мощности падающего на биоткань лазерного света

Аргоновый лазер. Длина волны аргонового лазера составляет 488 нм и 514 нм. Первый показатель длины волны сходен с показателями полимеризационных ламп. Однако под воздействием лазерного света значительно увеличивается скорость и степень полимеризации светоотражаемых материалов. Оптимальное поглощение лазерного излучения достигается меланином и гемоглобином. Аргоновый лазер применяется в стоматологии, хирургии и для улучшения гемостаза.

Nd: Y AG-лазер. Длина волны неодимового лазера (Nd:YAG) составляет 1064 нм. Излучение хорошо поглощается в пигментированных тканях и чуть хуже – в воде. Этот тип лазера был довольно популярен в стоматологии. Неодимовый лазер способен работать в непрерывном и импульсном режимах. Гибкий световод направляет лазерное излучение на ткань-мишень.

He-Ne-лазер. Гелий-неоновый лазер в стоматологии (He-Ne) характеризуется длиной волны от 610 нм до 630 нм. Излучение этого лазера очень хорошо поглощается тканями и имеет фотостимулирующий эффект. По этой причине гелий-неоновый лазер широко применяется в физиотерапии. Кроме того, он доступен в свободной продаже, что позволяет использовать его не только в медицинских учреждениях, но и дома.

CO 2 -лазер. Длина волны углекислотного лазера (CO 2) составляет 10600 нм. Его излучение отлично поглощается в воде, в гидроксиапатите поглощение происходит на среднем уровне. Углекислотный лазер нельзя использовать на твердых тканях, поскольку существует риск перегрева эмали и кости. Несмотря на выдающиеся хирургические особенности данного типа лазера, он вытесняется с рынка стоматологических хирургических лазеров. Это связано с проблемой направления излучения на ткани.

Er:YAG-лазер. Эрбиевый лазер в стоматологии (Er:YAG) характеризуется длиной волны 2940 нм и 2780 нм. Излучение этого лазера, которое доставляется при помощи гибкого световода, отлично поглощается водой и гидроксиапатитом. Эрбиевый лазер в стоматологии является самым многообещающим, поскольку его можно использовать на твердых тканях зуба.

Диодный лазер. Диодный лазер является полупроводниковым, длина его волны составляет 7921030 нм. Излучение поглощается пигментом. Этот тип лазера обладает положительным гемостатическим, противовоспалительным и стимулирующим репарацию эффектом. Лазерное излучение доставляется с помощью гибкого кварц-полимерного световода, что позволяет хирургу выполнять манипуляции на труднодоступных участках. Применение диодного лазера в стоматологии характеризуется его компактностью, простотой в обслуживании и использовании. Помимо этих преимуществ стоит отметить доступность данного устройства для применения по соотношению цены лазера и его функциональности.

Почему именно диодный лазер в стоматологии наиболее распространен

Применение диодного лазера довольно популярно в наши дни по многим причинам. Этот тип лазера длительное время используется в стоматологии. К примеру, в Европе ни одна манипуляция не проходит без его применения.

Диодный лазер отличает от других видов лазеров его большой перечень показаний, невысокая стоимость, компактность, простота использования в условиях клиники, высокий уровень безопасности и надежности. Последнее свойство достигается за счет применения электронных и оптических составляющих с некоторым числом подвижных компонентов. Эти характеристики, к примеру, позволяют врачам-гигиенистам не бояться нарушить структуру зуба при ликвидации пародонтологических проблем.

Лазерное излучение с длиной волны 980 нм характеризуется значительным противовоспалительным, бактерицидным и бактериостатическим свойствами, а также ускоряет период восстановления после проведения процедуры.

Диодный лазер популярен в хирургии, пародонтологии, эндодонтии. Он очень востребован в сфере хирургических манипуляций.

Применение диодного лазера актуально при проведении процедур, которые в традиционной стоматологии сопровождаются сильным кровотечением, необходимостью наложения швов и другими негативными последствиями оперативного вмешательства.

Диодный лазер излучает когерентный монохроматический свет с длиной волны от 800 до 980 нм. Излучение поглощается темной средой аналогично гемоглобину, следовательно, при рассечении тканей с большим количеством сосудов диодный лазер незаменим.

Применение диодного лазера в стоматологии на мягких тканях отличается минимальной областью некроза, что становится возможным в результате контурирования тканей. Их края сохраняют расположение, которое задал врач, что является значительным эстетическим фактором. Например, при помощи диодного лазера можно за один визит к стоматологу выполнить контурирование улыбки, подготовить зубы и снять оттиск. Использование скальпеля или электрохирургических аппаратов для контурирования тканей приводит к длительному процессу заживления тканей и их усадке до начала подготовки зубов и снятия оттиска.

Возможность четко установить положение края разреза тканей делает диодный лазер популярным в эстетической стоматологии. В этой сфере он применяется при реконтурировании мягких тканей и пластике уздечки (френэктомии). Данная процедура при использовании традиционных методик сопровождается необходимостью наложения швов, что очень трудно осуществить, тогда как применение диодного лазера обеспечивает отсутствие кровотечения, швов, а также быстрое и комфортное восстановление.

Какой лазерный аппарат стоит приобрести для своей стоматологической клиники

Среди многообразия лазерных аппаратов, применяемых в клинической стоматологии, можно выделить шесть основных типов:

1. Лазерные физиотерапевтические аппараты с газовыми излучателями (к примеру, гелий-неоновые, типа УЛФ-01, «Исток», ЛЕЕР и пр.), полупроводниковые (к примеру, АЛТП-1, АЛТП-2, «Оптодан» и пр.).
2. Лазерный аппарат «Оптодан», позволяющий осуществлять магнито-лазерную терапию. Для этой цели используется специальная серийновыпускаемая магнитная насадка мощностью до 50 мТ.
3. Специализированные лазерные аппараты типа АЛОК, применяемые для внутривенного облучения крови. Однако в последнее время их популярность упала из-за распространения новой патентованной, высокоэффективной методики облучения крови через кожу в зоне каротидных синусов с помощью лазерного аппарата «Оптодан».
4. Лазерные аппараты для лазерной рефлексотерапии, например, «Нега» (2-х канальный), «Контакт». Аппарат «Оптодан» также подходит для этих целей при использовании специальной световодной насадки для рефлексотерапии.
5. Лазерные хирургические аппараты (аналог лазерного скальпеля) нового поколения («Доктор», «Ланцет») с компьютерным управлением.
6. Лазерные технологические установки («Квант» и др.), которые используются для производства зубных протезов.