Применение лазерных технологий в стоматологии

·        активация ядерного аппарата клеток, системы ДНК-РНК-белок;

·        активация окислительно-восстановительных, биосинтетических процессов и основных ферментативных систем;

·        увеличение образования макроэргов (АТФ);

·        увеличение митотической активности клеток, активация процессов размножения.

На клеточном уровне реализована  уникальная способность лазерного  света восстанавливать генетический и мембранный аппарат клетки, снижать интенсивность перекисного окисления липидов, обеспечивая антиоксидантное и протекторное действие.

На органном уровне:

·        понижение рецепторной чувствительности;

·        уменьшение длительности фаз воспаления;

·        уменьшение интенсивноcти отека и напряжения тканей;

·        увеличение поглощения тканями кислорода;

·        повышение скорости кровотока;

·        увеличение количества новых сосудистых коллатералей;

·        активация транспорта веществ через сосудистую стенку.

На уровне целостного организма (клинические  эффекты):

·       противовоспалительный, противоотечный, фибринолитический, тромболитический, миорелаксирующий, нейротропный, анальгезирующий, регенераторный, десенсибилизирующий, иммунокорригирующий, улучшение регионального кровообращения, гипохолестеринемический, бактерицидный и бактерио- статический.

Изучению терапевтической  эффективности низкоинтенсивного  лазерного излучения уделено  значительное место в работе [4]. Доказана возможность применения гелий-неонового (γ = 632,8 нм, плотность мощности 120-130 мВт/см²) и гелий-кадмиевого (γ = 441,6, плотность мощности 80-90 мВт/см²) лазеров для оптимизации условий остеогененза в ретенционном периоде комплексного лечения аномалий и деформаций зубочелюстной системы в сформированном прикусе.

Комплексное лечение включает в себя следующие этапы: 1) создание условий для более быстрой  перестройки костной ткани и  предупреждение рецидивов (компактоостеотомия), 2) аппаратурное ортодонтическое лечение, 3) оптимизация условий оппозиции костной ткани в ретенционном периоде, 4) протетические мероприятия по показаниям.

С целью оптимизации условий  оппозиции костной ткани участки  челюстей, на которых была выполнена  компактоостеотомия, подвергали воздействию лазерного излучения с указанными выше параметрами. Эффективность лечения оценивали по подвижности зубов и напряжению кислорода в тканях (с помощью полярографии). Через 1 месяц от начала ретенционного периода подвижность зубов в группе пациентов, для лечения которых применялось лазерное излучение, была малозаметна (0,78 ± 0,12 мм), в то время как у больных контрольной группы она оставалась выраженной (1,47 ± 0,092 мм; р < 0,05). Применение лазерного излучения повышало напряжение кислорода в тканях (соответственно 39,1 ± 3,1 и 22,3 ±2,8 мм рт. ст.; p < 0,001). Полученные результаты позволяют утверждать, что лечение зубочелюстных аномалий и деформаций в сформированном прикусе должно быть комплексным, включающим все указанные выше этапы. Применение лазеротерапии способствует ускорению окислительно-восстановительных процессов в тканях альвеолярного отростка и позволяет сократить сроки лечения в 2,5—3 раза [4].

В последние годы большой  интерес в научном и практическом плане вызывают полупроводниковые лазерные излучатели (лазерные диоды, LD), они обладают рядом преимуществ перед газовыми. К достоинствам лазерных диодов следует отнести: 1) возможность выбора длины волны в широком диапазоне, 2) компактность и миниатюрность, 3) отсутствие высокого напряжения в источниках питания, 4) легко реализуемая возможность создания аппаратуры, не требующей заземления, 5) малая потребляемая мощность (что делает возможным их работу от встроенного автономного источника питания — малогабаритных аккумуляторов); 6) отсутствие хрупких стеклянных элементов (непременного атрибута газовых лазеров); 7) легко реализуемая возможность изменения воздействующих параметров (мощности излучения, частоты следования импульсов); 8) надежность и долговечность (которые значительно превосходят таковые для газовых лазеров и непрерывно растут по мере освоения новых технологий); 9) сравнительно низкая цена и коммерческая доступность [7, 8, 10, 11].

При разработке лазерных терапевтических  аппаратов акцент делается на источниках, генерирующих излучение, соответствующее  так называемому "окну прозрачности" биологических тканей: γ = 780—880 нм. При данных значениях длины волны обеспечивается наиболее глубокое проникновение излучения в ткань. Кроме того, одна из основных тенденций при создании современных излучателей сочетание оптического воздействия с другими физическими факторами (постоянным и переменным магнитным полем, ультразвуком, электромагнитными полями в диапазоне миллиметровых длин волн и др.), а также обеспечение возможности работы в непрерывном, импульсном и модулированном режимах [7].

Сегодня среди лазерных терапевтических  аппаратов одними из самых востребованных в Европе являются излучатели с мощностью P = 500 мВт (808—810 нм). Еще 4—5 лет назад терапевтическая аппаратура с такими параметрами излучения практически не производилась, и одним из первых в данном классе аппаратов стал полупроводниковый магнитолазерный аппарат "Снаг" (рис. 4), разработанный сотрудниками Института физики Национальной академии наук Беларуси, и использованный в наших исследованиях. 

 

 

 

Рис. 4. Портативный лазерный терапевтический аппарат «Снаг» 

 

В современных фототерапевтических установках наряду с лазерами широко используется новый тип некогерентных источников света — сверхъяркие светоизлучающие диоды (LED — Light Emitting Diode). В отличие от лазеров излучение LED не монохроматичное. В зависимости от типа светодиода (спектрального диапазона его свечения) типичная полуширина спектра излучения составляет 20—25 нм. Несмотря на многочисленные дискуссии о биологическом и терапевтическом действии излучения LED, в современной фототерапевтической аппаратуре западного производства широко используются указанные некогерентные источники. Причем как в матричных типах излучателей (совместно с лазерными источниками - LD), так и как самостоятельный физический фактор [7, 10].

Актуальный вопрос стоматологии — лечение аномалий и деформаций челюстей у пациентов с расщелиной губы и неба. Определение клинической  эффективности низкоинтенсивного  излучения лазера с длиной волны 810 нм в комплексном ортопедо-хирургическом лечении аномалий и деформаций после сквозных расщелин губы и неба стало предметом одного из исследований, проводимых на кафедре. В качестве источника излучения использовался полупроводниковый магнитолазерный аппарат "Снаг". Низкоинтенсивное лазерное излучение использовалось с целью стимуляции восстановительных процессов в костной ткани. Облучению подвергали участки челюстей, на которых было выполнено оперативное вмешательство (компактоостеотомия). Диаметр светового пятна на слизистой составлял 5 мм, мощность излучения — 500 мВт. Эффективность лазеротерапии оценивали по подвижности зубов и по изменению оптической плотности прицельных рентгенограмм. На заключительном этапе исследования были получены следующие результаты: после ортопедо-хирургического лечения с применением низкоинтенсивного инфракрасного лазерного излучения подвижность зубов у пациентов уже через 1 месяц от начала ретенционного периода была малозаметна, в то время как у больных контрольной группы она оставалась выраженной. Оптическая плотность костной ткани была практически одинаковая (72,55 ± 0,24 в контрольной группе; 72,54 ± 0,27 в опытной (p>0,05), а уже через месяц от начала ретенционного периода в группе пациентов, которым был проведен курс лазеротерапии, оптическая плотность костной ткани была достоверно больше: 80,26 в контрольной группе; 101,69 — в опытной (p<0,05) [1, 8]. Это подтверждает значение лазеротерапии как важной составляющей в комплексном лечении пациентов с аномалиями и деформациями челюстей. 

Особая разновидность  действия лазера на патологический очаг — фотодинамическая терапия. Ее эффективность  основана на способности специфических  химических веществ (фотосенсибилизаторов) избирательно накапливаться в бактериальных  клетках и под воздействием света  определенной длины волны инициировать протекание фотохимических свободнорадикальных реакций. Образующиеся свободные радикалы вызывают повреждение и гибель этой клетки. В качестве фотосенсибилизаторов чаще всего выступают химические производные хлорофилла (хлорины) или гематопорфирина. Перспективно применение фотодинамической терапии для лечения заболеваний периодонта.  

 

Противопоказания  к низко-интенсивной лазеротерапии

Абсолютные: заболевания крови, снижающие свертываемость, кровотечения.

Относительные: сердечно-сосудистые заболевания в стадии суб- и декомпенсации, церебральный склероз с выраженным нарушением мозгового кровообращения, острые нарушения мозгового кровообращения, заболевания легких с выраженной дыхательной недостаточностью, печеночная и почечная недостаточность в стадии декомпенсации, все формы лейкоплакии (а также все явления пролиферативного характера), доброкачественные и злокачественные новообразования, активный туберкулез легких, сахарный диабет в стадии декомпенсации, заболевания крови, активный туберкулез легких, первая половина беременности, индивидуальная непереносимость [7, 8, 11]. 

 

Высокоинтенсивное лазерное излучение

Обладая способностью рассекать, коагулировать и аблировать (выпаривать) биологическую ткань, высокоинтенсивный лазер начинает постепенно вытеснять скальпель и бормашину. Несомненными преимуществами применения лазера в хирургии являются возможность работы в "сухом поле", обусловленная уменьшением кровопотери во время операции, низкая вероятность образования келоидных рубцов, отсутствие необходимости в наложении швов, снижение потребности в анестезии, абсолютная стерильность рабочего поля (рис. 5 — 8). 

 

Рис. 5. Операция френэктомии с использованием хирургического лазера(здесь и далее, рисунки приводятся слева направо): а — до операции: короткая мощная уздечка, ставшая причиной рецессии десны в области верхних резцов; б — состояние после лазерного иссечения короткой уздечки. Операция проводилась без использования анестезии и традиционных методов гемостаза; в — через неделю после хирургического лечения.

 

Рис. 6. Получение блокового костного трансплантата с использованием хирургического лазера: а — вид до операции; б — после отслойки мягких тканей вырезается трансплантат необходимой формы и размеров; в — лазерный «скальпель» позволяет получить донорскую ткань с неповрежденной надкостницей

 

Рис. 7. Увеличение высоты наддесневой части корня зуба для последующего ортопедического лечения: а — до операции (отсутствуют клинические условия для восстановления коронковой части зубов 11 и 21); б — увеличение высоты наддесневой части корня зуба путем лазерного иссечения прилежащих тканей (в том числе костной); в — для закрепления полученных результатов на подготовленные зубы изготовлен непосредственный протез

 

Рис. 8. Удаление Шванномы правой боковой поверхности языка с использованием диодного хирургического лазера: а — шваннома правой боковой поверхности языка (вид до лечения); б — удаление опухоли через разрез на поверхности языка; в — макропрепарат опухоли; г — вид операционной раны сразу после вмешательства. Заметно отсутствие кровоточивости; д — слизистая оболочка языка через две недели после операции  

 

Нами совместно с сотрудниками Института физики НАНБ была разработана  лазерная хирургическая установка "Копье" (рис. 9) для использования  в клинике челюстно-лицевой и  пластической хирургии.

 

Рис. 9. Лазерная хирургическая установка «Копьё» 

 

Медицинские испытания проводились  в 432-м Главном военном клиническом  госпитале в присутствии разработчиков  аппарата с целью обеспечения  безопасности и внесения соответствующих  изменений в конструкцию аппарата. Было выполнено 263 операции 76 пациентам  в возрасте 12—50 лет со следующей  патологией: капиллярные гемангиомы лица и шеи — 45; папилломы лица и шеи — 83; фиброма — 1; фиброзный эпулис альвеолярного отростка челюсти — 1; ретенционная киста малой слюнной железы — 1; бородавчатый невус — 1; пигментация кожи — 164; гиперкератозы — 7. Оперативные вмешательства включали иссечение и коагуляцию лучом Nd:YAG-лазера с длиной волны 1064 нм, "голым" световодом в контактном и неконтактном режимах.

Наилучшие результаты заживления ран (без келоидного рубца) отмечены при мощности около 30 Вт.

При указанном режиме работы наблюдалось отсутствие послеоперационного болевого синдрома и перифокальной гиперемии раны. Неблагоприятных эффектов, связанных с лазерным воздействием на пациентов и медицинский персонал, не отмечено. По окончании клинических испытаний было сделано заключение о том, что аппарат "Копье" отвечает своему назначению и рекомендуется для использования в медицинской практике в ЛПУ Республики Беларусь [6].  

 

Механизм лазерного  препарирования зубной и костной  ткани

На примере использования  импульсно-периодического Nd:YAG лазера нами изучен механизм лазерного препарирования зубной и костной ткани. В экспериментальных исследованиях использовались образцы трупной ткани нижних челюстей человека (сухая кость) и собаки (кость сохранялась в формалине). Препарирование кости осуществлялось на воздухе и в воде посредством прямого контакта выходного конца гибкого волоконного световода с костью. Диаметр светопроводящей жилы составлял 0,6 мм, формируемые отверстия располагались в шахматном порядке. В ходе препарирования мы наблюдали следующий процесс: после нескольких лазерных импульсов, которые не приводили к появлению видимых результатов, на поверхности зуба или кости появлялась яркая вспышка, которая с каждым следующим импульсом становилась все ярче. Затем яркая вспышка начинала сопровождаться генерацией громкого звукового импульса. Наконец, яркая вспышка и звук начинали сопровождаться интенсивным выделением газовых пузырьков (в случае обработки в воде). В результате из зоны лазерного воздействия выбрасывались небольшие частицы ткани. Под действием лазерного луча некоторая доля частиц сгорала, причем частиц было существенно больше в случае обработки на воздухе.

После лазерного воздействия как на воздухе, так и в воде на микроскопическом срезе ткани определялись следующие элементы: (а) на поверхности канала имелся тонкий почерневший слой обугленной ткани; (б) слой базофильного вещества кости толщиной до 1—1,5 мм, постепенно переходящий в нормальную костную ткань; (в) бесструктурные черно-коричневые частицы частично сгоревшей ткани; (г) костные фрагменты на стенке и в просвете канала; (д) участки разорванных костных волокон; (е) остатки сгоревших мягких тканей. Элементы (д) и (е) наблюдались в области базофильной зоны (б) или на границе ее с неразрушенной костной тканью. Следует отметить важную особенность, которая не наблюдается при формировании отверстий обычным бором: на гистологическом препарате между стенкой канала и частицами сгоревшей ткани в межуточном веществе ткани видны тонкие коллагеновые волокна, при этом базофильная зона плавно переходит в нормальную костную ткань. При обработке в воде доля сохранившихся коллагеновых волокон значительно увеличивается (рис. 10).