Основы лазерного препарирования

Лазер – это термин, состоящий из первых букв английского определения, что переводится на русский как «усиление света за счет стимуляции испускания излучения». 

В основе работы лазерных установок лежит физический процесс вынужденного испускания световых лучей с длиной волн в диапазоне от ультрафиолета до субмиллиметрового инфракрасного излучения. Данное явление обусловлено тесным контактом фотона и возбужденного атома, которое наступает в то время, когда энергия фотона четко совпадает с энергией возбужденного атома. Результатом такого тесного взаимодействия в конце концов становится переход возбужденного атома (или молекула) в невозбужденное состояние, что сопровождается преобразование излишка энергии в новый фотон, имеющий совершенно равный первичному фотону заряд энергии, поляризации и область распространения.

Подробнее о применении лазера в стоматологии на вебинаре Лазеры и фотодинамическая терапия в лечении пародонтальных инфекций и периимплантитов.

Упрощенный механизм функционирования стоматологического лазерного аппарата основан на колебании светового луча между линзами и оптическими зеркалами, которое последовательно, циклически, набирает силу. По мере достижения определенного уровня мощности, происходит испускание светового луча. Подобный выброс энергии сопровождается четко управляемой реакцией.

Рисунок 1. Эрбиевый лазер в стоматологии.

Характеристика лазерного излучения

Лазерное излучение можно охарактеризовать следующими качествами:

1. Монохромность – все излучение, испускаемое лазером, отличается одинаковой длиной волны, имеет один цвет. Если взять обычный свет, он представлен многими цветами. А если лазерный свет пропустить сквозь призму, то на выходе получаем такой же цвет, как на входе.
2. Коллимированность – лазерное излучение не рассеивается, оно движется в виде луча в одном направлении.
3. Когерентность – совокупность электромагнитных колебаний находится друг с другом в фазе, так формируется волновой фронт. 

Разновидности лазеров

Классифицировать лазеры можно, основываясь на многочисленных критериях.

В зависимости от вида действующего субстрата:

• газовые (криптоновый, гелий-неоновый, аргоновый, углекислотный); 
• жидкостные (работают на красителях);
• на парах металлов (гелий-селеновый, гелий-ртутный, гелий-кадмиевый, на парах золота и меди);
• твердотельные лазеры (рабочее вещество представлено кристаллами – это иттрий-алюминиевый гранат (YAG), иттрий-литиевый фторид (YLF), сапфир и силикатное стекло);
• на базе полупроводниковых диодов.

 В зависимости от механизма перевода атома действующего вещества в состояние возбуждения:

• оптические;
• химические;
• электрические.

В зависимости от мощности выделяемого излучения:

1. Низкоинтенсивные – способны выдавать на выходе мощность потока, которая измеряется в милливаттах. Получили широкую популярность в физиотерапии. 
2. Высокоинтенсивные, обладают значительно более высокими показателями мощности, в практике используются для препарирования твердых тканей, при отбеливании, оперативных вмешательствах на кости и мягких тканях.

Рисунок 2. Применение лазера в стоматологии.

Принципы лазерного препарирования

В основе препарирования лежит способность некоторых структурных элементов биологической ткани поглощать световое излучение. Хромофор – так называется вещество, способное поглощать свет.

К числу хроматофоров можно отнести всевозможные пигменты (меланин), гидроксиапатит, воду, кровь. Лазер определенной разновидности рассчитан на конкретный хромофор, а калибровка его энергии происходит, опираясь на поглощающие способности хромофора, а также сферу применения. 

Так наибольшая абсорбция водой световой энергии происходит при длине волны 2.94 мкм. Эрбиевый лазер оснащен такой длиной волны.

Наилучшая абсорбция гидроксиапатитом световой энергии наблюдается также при длине волны равной 2.94 мкм. В связи с этим эрбиевый лазер в практике врача-стоматолога нашел применение для препарирования твердых тканей.

Устройство лазерной стоматологической установки

Стандартная установка для препарирования зубов представлен базовым блоком, который способен генерировать световой поток конкретной частоты и мощности, световодом, также лазерным наконечником. Последний непосредственно применяется стоматологом для работы на твердых тканях. 

Рисунок 3. Лазер в эндодонтии.

Запуск и остановка аппарата осуществляется нажатием на ножную педаль. Комфорт работы обусловлен также выпуском лазерных наконечников различных моделей. При этом все модели оснащены системой охлаждения, что позволяет постоянно контролировать нагрев и качество иссечения некротизированных тканей.

Абляция – это механизм иссечения эрбиевым лазером твердых тканей, он основывается на "микровзрывах" молекул воды, которые имеются в структуре эмали и дентина, при нагревании её лазерным лучом. Обусловлено данное явление тем фактором, что вода для эрбиевого лазера – это поглощающий хромофор. При работе в импульсном режиме эрбиевый лазер ежесекундно посылает порядка десяти лучей. 

Мгновенный нагрев и испарение воды, которая имеется в структуре эмали, дентина, мягких тканей и кости, называется “гидрофотонический эффект”, благодаря которому и происходит удаление поврежденных тканей. Водно-воздушный спрей применяется для достижения охлаждающего эффекта. Область воздействия ограничивается тончайшим слоем воздействия энергии лазера. В связи с тем, что гидроксиапатит минимально поглощает энергию лазера, окружающие ткани не нагреваются свыше двух градусов.

Рисунок 4. Лазерное отбеливание.

Преимущества использования стоматологического лазера

Применение лазерного препарирования имеет следующие достоинства:

1. Безболезненность манипуляции.
2. Безопасность и точность манипуляции.
3. Отсутствие шума.
4. Быстрое препарирование, но при этом легко контролируемое, поскольку стоматолог немедленно может прервать процесс всего одним движением. Для работы лазера характерен полный контроль, он обеспечивается благодаря тому, что лазер не имеет остаточного вращения, какое свойственно турбинному наконечнику после завершения подачи воздуха.
5. Профилактика инфекции. Лазерное препарирование – это манипуляция бесконтактная, поскольку ни один компонент лазерной установки не имеет прямого контакта с биотканями пациента. А биологические жидкости, микроорганизмы, частицы тканей, которые выделяются в процессе препарирования, не разлетаются на большое расстояние, что происходит при работе с турбинным наконечником.
6. Качество отпрепарированной поверхности. Обработанная эмаль не имеет дефектов поверхности в виде микротрещин и сколов, которые непременно появляются после работы с борами. Полость после работы лазера имеет идеальную поверхность, готовую к последующему пломбированию. "Смазанный слой" отсутствует. Полость абсолютно чистая, можно исключить этап протравливания, сразу приступать к нанесению адгезива. 

Недостатки

Несмотря на неоспоримые достоинства, лазерное препарирование обладает рядом недостатков:

1. Рабочая область имеет ограниченный обзор(врач-стоматолог в процессе работы может ориентироваться лишь на световой указатель.
2. Отсутствует обратная тактильная связь, что затрудняет дифференцировку тканей (деминерализованного и минерализованного дентина).
3. Необходимость дополнительного обучения, приобретения опыта и навыков.
4. Необходимость дополнительного оснащения рабочего места, высокая стоимость лазерного аппарата.
5. Невозможность в ряде случаев ограничиться исключительно лазерным наконечником, поскольку ряд манипуляций приходится выполнять традиционными наконечниками или ручными инструментами (удаление несостоятельных пломб, амальгамы, к примеру, придание полости необходимой конфигурации, финишная отделка реставраций). 

Показания для лазерного препарирования

1. Герметизация фиссур.
2. Иссечение некротизированных тканей, препарирование полости.
3. Финишная подготовка эмали.
4. Обработка дентина кондиционная, которая направлена на снижение чувствительности шеек зубов, открытого в результате подготовки к протезированию либо вследствие травмы дентина, при невозможности покрытия зубов в то же посещение временными коронками.
5. Удаление несостоятельных реставраций. Данное показание имеет ограничения, поскольку при помощи лазера можно удалить только некоторые старые реставрации, выполненные из гибридных и микронаполненных композиционных материалов. 

Рисунок 5. Лазер в пародонтологической практике.

Противопоказания для лазерного препарирования

Использование в стоматологии лазера относится преимущество к физиотерапевтической манипуляции, отсюда необходимость оценки противопоказаний для работы с лазером:

1. Сердечно-сосудистая патология в суб- и декомпенсированной формах. 
2. Заболевания легких, сопровождающиеся тяжелой недостаточностью органов дыхания.
3. Почечная и печеночная недостаточность.
4. Наличие у пациента лейкоплакии, доброкачественных или злокачественных опухолей.
5. Туберкулез в активной форме.
6. Декомпенсированные формы сахарного диабета.
7. Беременность.
8. Заболевания крови.
9. Индивидуальная непереносимость.

О применении диодного лазера при периимплантитах на вебинаре Периимплантиты – нехирургический пародонтальный подход.