Лазеры в эндодонтии. Часть I.

24 ноября 2014, 17:48

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 называемомрежимесвободной генерацииимпульсов). 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.

Приультра-короткой длительности импульса (менее 150 мксек), эрбиевый лазер достигает пиковой мощности используя минимумэнергии (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.

0 комментариев

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии.

Войти или Зарегистрироваться