Οδοντιατρείο κλινικών εφαρμογών Laser

Τροχός ή Laser

-Ιστοσελίδα Υγείας MEDVOI 365 (www.medvoi365.gr), 5/3/09

 

"Πιστεύαμε ποτέ πως θα μπορούσαν να γίνονται σφραγίσματα χωρίς τροχό; Στην Οδοντιατρική του 21ου αιώνα, τα σύγχρονα Laser, το καταφέρνουν!"

Τι φοβάται ο οδοντιατρικός ασθενής:

Ένας από τους κύριους λόγους που δεν θέλουμε να πηγαίνουμε στον οδοντίατρο, είναι ο φόβος μας για τον τροχό. Πόσες φορές σαν παιδιά, αλλά ακόμα και σαν ενήλικες δεν ανατριχιάσαμε ακόμα και στην ιδέα του! Τις περισσότερες φορές, και μόνο η αίσθηση, ή ο ήχος, ή ακόμα και η εικόνα του τροχού, μας φοβίζουν. Και επειδή ο τροχός είναι συνήθως επώδυνος, τις πιο πολλές φορές (σε ποσοστό που φτάνει το 80%), πρέπει να γίνει αναισθησία. Νομίζω ότι, είναι περιττό να αναφερθώ εκτεταμένα στο τι σημαίνει αυτό για τον μέσο ασθενή (αναισθησία – ένεση – βελόνα: τρείς λέξεις – χιλιάδες συνειρμοί). Σήμερα όμως όλα αυτά αποτελούν παρελθόν. Η είσοδος των Laser στα οδοντιατρεία, έφερε τη επανάσταση. Τα Laser σκληρών ιστών είναι ικανά, όχι μόνο να ανταγωνιστούν τον τροχό σε ικανότητα και ταχύτητα αποκοπής, αλλά μερικά τον έχουν ήδη ξεπεράσει. Και όλα αυτά, χωρίς τον ενοχλητικό ήχο του τροχού και κυρίως, χωρίς πόνο!

Η ιστορία και η φυσική των Laser σκληρών ιστών:

Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Τα Laser υπάρχουν πειραματικά στην οδοντιατρική εδώ και αρκετές δεκαετίες. Τα βασικά μειονεκτήματα που παρουσίαζαν τα πρώτα Laser σκληρών ιστών, ήταν ότι προκαλούσαν υπερθέρμανση του δοντιού, με αποτέλεσμα να είναι επώδυνα και μερικά από αυτά προκαλούσαν εκτεταμένη καταστροφή ή ακόμα και απανθράκωση του δοντιού. Επειδή το κάθε Laser, αντιστοιχεί συνήθως σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος μονοχρωματικού φωτός, το βασικό πρόβλημα ήταν να δημιουργηθεί κάποιο Laser που να εκπέμπει ένα μήκος κύματος που να μπορεί να κόψει το δόντι αποτελεσματικά, χωρίς να προκαλεί καταστροφή στους υγιείς οδοντικούς ιστούς και κυρίως, χωρίς να προκαλεί πόνο. Και επειδή το μήκος κύματος του κάθε Laser αυτής της κατηγορίας εξαρτάται από το “active medium”, δηλαδή από το ενεργό μέσον του κρυστάλλου που παράγει το μονοχρωματικό φώς, το πρόβλημα ουσιαστικά μετατοπίστηκε στο να βρεθεί το στοιχείο αυτό, που εμπλουτίζοντας τον κρύσταλλο να δίνει το ζητούμενο μήκος κύματος. Τελικά η χρήση του Ερβίου μας έδωσε τη λύση. Το Έρβιο είναι ένα στοιχείο του περιοδικού συστήματος στοιχείων, (με ατομικό αριθμό 68, ατομικό βάρος 167,26 και χημικό σύμβολο Er), και ανήκει στις σπάνιες γαίες. Ο κρύσταλλος του Laser αποτελείται από το Yttrium Aluminium Garnet (YAG, Y3Al5O12), και εμπλουτίζεται με ιόντα Ερβίου. Αυτός ο κρύσταλλος βρίσκεται κλεισμένος μέσα σε ένα “μαγικό” θάλαμο του Laser, που λέγεται “ Laser Resonator”. Συνήθως υπάρχει επίσης μια φωτεινή πηγή που παράγει τα πρώτα φωτόνια με διάφορα μήκη κύματος (πολυχρωματικό φώς), όπως μια πολύ εκλεπτυσμένη και πολύπλοκη λυχνία Xenon, ή με ένα μήκος κύματος (μονοχρωματικό φως), όπως ένα διοδικό Laser. Μέσα στον θάλαμο αυτόν, τα φωτόνια αυτά ενεργοποιούν με την ενέργεια που μεταφέρουν, μια σειρά από διαδικασίες. Η σημαντικότερη από αυτές τις διαδικασίες είναι αυτή της “αντιστροφής πληθυσμών”, δηλαδή με απλά λόγια, να υπάρχουν περισσότερα ηλεκτρόνια στο ανώτερο ενεργειακό επίπεδο του Laser από ότι στο κατώτερο. Αυτά τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να παραμείνουν στο ανώτερο επίπεδο, παρά μόνο για ένα πολύ μικρό κλάσμα του δευτερολέπτου, και ξαναπέφτουν σε κάποιο άλλο, χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο, ελευθερώνοντας έτσι την ενέργεια που μεταφέρουν. Μια μικρή μερίδα από αυτήν την ενέργεια χάνεται με τη μορφή της θερμότητας, καθώς τα ηλεκτρόνια πέφτουν σε κάποιο άλλο ενεργειακό επίπεδο. Ένα άλλο μέρος όμως από τα ηλεκτρόνια του ανώτερου επιπέδου του Laser, θα πέσουν στο κατώτερο επίπεδο του Laser, ελευθερώνοντας το καθένα τους, ακριβώς την ποσότητα ενέργειας που χρειάζεται , ώστε να προκαλέσει την έκλυση (ελευθέρωση) ενός φωτονίου, που το καθένα τους έχει ακριβώς το ίδιο ενεργειακό φορτίο, την ίδια συχνότητα και το ίδιο μήκος κύματος, δηλαδή μονοχρωματικό φώς! Όμως η διαδικασία δεν έχει τελειώσει εδώ. Μέσα στο “ Laser Resonator” βρίσκεται ένα σύστημα από υψηλής ποιότητας κάτοπτρα, που πάνω τους τα φωτόνια αυτά αντανακλώνται, ξαναγυρνούν προς τα πίσω, ξαναπερνάνε μέσα από τον κρύσταλλο με το “active medium”, και το καθένα τους συμπαρασύρει την ευκολότερη και ταχύτερη ελευθέρωση ενός νέου, παρόμοιου φωτονίου. Δηλαδή για κάθε ένα φωτόνιο που μπαίνει μέσα στον κρύσταλλο, βγαίνουν δύο! Μετά από μερικές διαδοχικές ανακλάσεις, ο πληθυσμός αυτών των φωτονίων, έχει πολλαπλασιαστεί. Έτσι έχουμε το φαινόμενο “Laser” (L.A.S.E.R. = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, δηλαδή, Ενίσχυση Φωτός με Εξαναγκασμένη Εκπομπή Ακτινοβολίας, ή σε πιο απλά Ελληνικά, το Laser είναι ένα ενισχυμένο μονοχρωματικό φώς, με συγκεκριμένο μήκος κύματος). Τέλος, επειδή το ένα από τα κάτοπτρα του “ Laser Resonator”, δεν έχει 100% δείκτη ανάκλασης, αλλά λίγο μικρότερο (συνήθως περίπου 90%), επιτρέπει σε μερικά από αυτά τα φωτόνια να περάσουν από μέσα του και έτσι έχουμε τη δημιουργία της φωτεινής δέσμης, που περνώντας μέσα από ένα οπτικό σύστημα μετάδοσης (οπτική ίνα ή βραχίονες με σύστημα κατόπτρων), καταλήγει στη χειρολαβή που κρατάει στο χέρι του ο οδοντίατρος.

Η πρακτική εφαρμογή, χωρίς πόνο και χωρίς ανάγκη αναισθησίας:

Σήμερα στα οδοντιατρεία μας υπάρχουν δύο τύποι Laser Ερβίου: το Er:YAG Laser, και το Er,Cr:YSGG Laser. Ο πρώτος τύπος είναι αυτός που περιγράψαμε προηγουμένως, ενώ ο δεύτερος διαφέρει ουσιαστικά στο ότι ο ενεργός κρύσταλλος που αποτελείται από το Yttrium Scandium Gallium Garnet (YSGG), εκτός από ιόντα Ερβίου, περιέχει επίσης και ιόντα Χρωμίου. Αυτή η προσθήκη όμως προκαλεί μια σημαντική διαφοροποίηση στο μήκος κύματος του παραγόμενου φωτός, γεγονός που κάνει το πρώτο να υπερισχύει, γιατί με το συγκεκριμένο μήκος κύματος, είναι εντελώς ανώδυνο, ενώ για το δεύτερο, ένα 20% των σφραγισμάτων ίσως χρειαστεί αναισθησία. Συγκεκριμένα, το μήκος κύματος του Er:YAG Laser είναι 2940nm, ενώ του Er,Cr:YSGG Laser είναι 2791nm. Και τα δύο αυτά μήκη κύματος ανήκουν στο υπέρυθρο φάσμα (μη ορατό από το ανθρώπινο μάτι), και είναι εντελώς ακίνδυνα για τον άνθρωπο. Θα αναφερθώ μόνο στο Er:YAG Laser, που είναι όπως είπαμε το επικρατέστερο. Το μήκος κύματος των 2940nm, απορροφάται κυρίως από το νερό, που είναι ένα σημαντικό συστατικό των οδοντικών ιστών, και κυρίως των τερηδονισμένων, καθώς και από τον υδροξυαπατίτη,που είναι το κύριο συστατικό του δοντιού. Η μεγάλη αυτή ικανότητα απορρόφησης, κάνει το Er:YAG Laser, ένα κοπτικό εργαλείο, όχι απλώς εφάμιλλο, αλλά χάρη στη συμβολή της σύγχρονης τεχνολογίας , καλύτερο από τον τροχό. Και μάλιστα, παρότι η ενέργεια που μεταφέρεται επάνω στο δόντι από το Laser είναι πολύ μεγάλη (στα σύγχρονα Laser, αρκούν μερικά Watt ηλεκτρικής κατανάλωσης, συνήθως το πολύ μέχρι 20 Watt, για να έχουμε πολλαπλάσια φωτεινή ενέργεια στην άκρη της χειρολαβής), επειδή το βάθος διείσδυσης του συγκεκριμένου μήκους κύματος είναι πολύ μικρό (1 χιλιοστό), όλη αυτή η ενέργεια δεν φτάνει μέχρι τον πολφό (δηλαδή το νεύρο του δοντιού), ακόμα και όταν δουλεύουμε σε απόσταση αναπνοής από αυτόν. Γι’ αυτόν τον λόγο το Er:YAG Laser, είναι ανώδυνο. Η συνεισφορά της σύγχρονης τεχνολογίας, που μας δίνει παλμούς με μεγάλη ισχύ, αλλά πολύ μικρό εύρος παλμού, με την είσοδο των παραμέτρων SP (Short Pulse), VSP (Very Short Pulse), και τα τελευταία χρόνια και του SSP (Super Short Pulse), μας δίνουν την δυνατότητα ακόμα και επαφής της φωτεινής δέσμης με τον πολφό, χωρίς πόνο. Όταν μάλιστα υπάρχει μια μικρή αποκάλυψη του πολφού από την τερηδόνα, μπορούμε ακόμα και να την επουλώσουμε τρόπον τινά με το Laser, και στη συνέχεια να την καλύψουμε, αποφεύγοντας έτσι την απονεύρωση του δοντιού. Επίσης, ένα ακόμα τεράστιο πλεονέκτημα των Er:YAG Laser, είναι ότι η χειρολαβή δεν ακουμπάει ποτέ επάνω στο δόντι (τις περισσότερες φορές διατηρούμε απόσταση από 1 χιλιοστό με τις contact χειρολαβές, μέχρι και 1,5 ή 2 εκατοστά από το δόντι, με τις non contact χειρολαβές). Και φυσικά ο ήχος του Laser, δεν έχει καμία σχέση με τον “φοβερό” ήχο του τροχού. Το μόνο που ακούει ο ασθενής είναι οι παλμοί του Laser. Τέλος, ένα ακόμη πολύ σημαντικό πλεονέκτημα του Er:YAG Laser, είναι ότι χάρη στην πολύ μεγάλη του αδροποιητική ικανότητα (που σημαίνει υψηλή ικανότητα συγκόλλησης και συγκράτησης του σφραγίσματος), σε συνδυασμό με τα πιο σύγχρονα εμφρακτικά υλικά, δεν χρειάζεται πλέον να παρασκευάσουμε την τυπική μεγάλη κοιλότητα του σφραγίσματος, όπως χρειάζεται με τον τροχό, προκειμένου να δώσουμε το λεγόμενο σχήμα συγκράτησης (γεγονός που συνήθως σημαίνει καταστροφή και υγιών οδοντικών ιστών). Με το Laser, απλά καθαρίζουμε την τερηδονισμένη ουσία, και σφραγίζουμε. Αυτό σημαίνει μικρότερα, αλλά και ομορφότερα σφραγίσματα.

Από το παρόν, με το βλέμμα στο μέλλον:

Σήμερα, το προσωπικό μίας σύγχρονης οδοντιατρικής κλινικής, είναι σε θέση να προσφέρει ανώδυνα σφραγίσματα υψηλής ποιότητας, χωρίς το φόβο της αναισθησίας και του τροχού, με τα Laser Ερβίου. Πολύ σύντομα θα έχουμε κοντά μας και μια νέα γενιά Laser, τα Femtosecond Lasers. Πρόκειται για πολυχρωματικά Laser (μέσα στο “Laser Resonator”), που στο άκρο της χειρολαβής δίνουν μονοχρωματικό φως με εύρος παλμού της τάξης των femtosecond (10-15 του δευτερολέπτου), ενώ τα σημερινά Laser φτάνουν μέχρι την τάξη των picosecond (10-12 του δευτερολέπτου), με απόλυτη ακρίβεια κοπής, τεράστια ταχύτητα και φυσικά, όπως πάντα ανώδυνα. Και φυσικά στο ακόμα μακρύτερο μέλλον, ελπίζουμε στην επιτυχή εφαρμογή των πειραματικών ακόμα μελετών (DNA–αδαμαντινοβλάστες), και στη θεραπεία τερηδονισμένων δοντιών, ή ακόμα και στη δημιουργία νέων δοντιών από βλαστοκύτταρα, για ακόμα λιγότερο επεμβατικές αποκαταστάσεις των δοντιών.

Στράτος Π. Τζάννου

 

Custom Weight: 
3