В настоящее время в эндодонтии используются лазеры с различной длиной волны. Лазер против традиционной терапии Параметры, влияющие на выбросы энергии лазерного излучения

Фото 1а: DIAGNOdent 2095

Лечение мягких тканей

Заключение

В последние несколько лет было проведено большое количество исследований по применению лазера в стоматологии. В тоже самое время из разных источников появляются все новые сведения, поддерживающие применение лазерных технологий в индустрии. За десяток лет лазерная терапия стала популярным дополнительным или даже альтернативным методом для стандартного лечения.

В данной статье буду рассмотрены следующие вопросы: применение лазера для профилактики кариеса и диагностики, с целью лечения твердых и мягких тканей, а также в эндодонтических манипуляций и пародонтологии. На данном этапе происходит постоянный поиск и расширение показаний применения лазера в стоматологии. Ожидается, что вскоре лазер станет необходимым компонентом любого стандартного приема стоматолога.

Так как раньше технология считалась весьма сложной и применялась достаточно редко, сегодня постепенно растет уровень понимания всей пользы лазерных технологий в практике врача. При сравнении лазера и стандартных видов терапии всегда следует учитывать три важных параметра: безопасность, эффективность и целесообразность.

Применение лазера при диагностике

Наиболее часто для выявления кариеса используют визуальный осмотр и рентгенографическое исследование. Визуальный осмотр всегда был субъективным методом, который зависит от знаний и клинического опыта доктора. Также многие исследования продемонстрировали, что рентгенографический метод исследования малочувствителен к кариозным поражениям, еще не сформировавшим полость.

По этой причине был разработан метод флуоресцентного анализа, которой позволил выявлять окклюзионные и апроксимальные кариозные поражения, например при помощи аппарата DIAGNOdent 2095 (KaVo, LF, Фото 1 а-с) и DIAGNOdent 2190 (LF, Фото 2 а и b). Они работают на одном принципе: лазерный диод испускает красный свет с длиной волны 655 нм, а фотодетектор позволяет подсчитать отраженную флуоресценцию от бактериальных метаболитов кариозного поражения, при этом показывая значение от 0 до 99.

Фото 1а: DIAGNOdent 2095

Фото 1b: Наконечник А для окклюзионных поверхностей

Фото 1с: Наконечник B для гладких поверхностей

Фото 2а: Цилиндрический наконечник для окклюзионных поверхностей

Фото 2b: Клиновидный наконечник для проксимальных поверхностей

Исследование, которое оценивало визуальный, рентгенографический и флуоресцентный методы осмотра в выявлении окклюзионного кариеса в молочных зубах, показало, что визуальный метод и VistaProof флуоресцентная камера (Durr Dental, FC) более четко выявляет поражения эмали и дентина, в то время как визуальный осмотр, совмещенный с LF, LF pen и FC, способно лучше определять дентинные поражения на окклюзионной поверхности без статистически значимой разницы между ними.

Другое исследование сравнивало флуоресцентные методы (FC, LF и LF pen), рентгенографические и альтернативный визуальный метод под названием International Caries Detection and Assessment System (ICDAS) II на окклюзионных повехностях. Данный анализ показал, что комбинация ICDAS и прицельных снимков с прикусным крылом проявили себя лучше всего в поставленной задаче.

Профилактика кариеса: повышение устойчивости эмали

В прошлом, несколько научных исследований смогли доказать, что повысить устойчивость эмали к деминерализации возможно путем лазерного излучения. В слепом ин-витро исследовании Ana 2012 производилось сравнение эффекта профессионального нанесения фтора и лазерного излучения для снижения деминерализации эмали. Исследование показало, что оба метода повышали устойчивость эмали без побочных эффектов. Большая концентрация фторидов кальция обнаружено в группе с лазерным облучением. Образование и устойчивость кальций содержащих соединений также было выше в группе с лазерной экспозицией.

Дина волны, наиболее успешно поглощаемая зубной эмалью, равна 9.3 и 9.6 мюм углеродного лазера. Сокращение кислотной диссоциации в эмали обусловлено потерей карбонатной фазы кристаллами эмали из-за нагрева при экспозиции. Rechmann 2011 продемонстрировал, что короткая пульсация лазером 9,6 мюм спешно ингибировала кариес эмали без вреда для тканей пульпы и остальных тканей зубов. Эффективность CO2 лазера в пролонгированном периоде может быть доказана дальнейшими исследованиями.

Применение к твердым тканям: удаление кариозных поражений

Данные по эффективности удаления кариозных тканей при помощи лазеров по сравнению с традиционными борами весьма лимитированы. Для получения такого вывода проведен систематический обзор семи исследований с должной методологией. Два исследования определили, что разницы во временных затратах для удаления кариозных тканей и препарирования полостей альтернативными способами не существует. Четыре исследования пришли к выводу, что на лазерную обработку уходит в три раза больше времени, чем на обычную. Четыре из исследований также не выявили разницы между лазером и борами по влиянию на ткани пульпы. Одно исследование показало, что врачи предпочитают боры лазерам, а все исследования пришли к выводу, что пациенты предпочитают лазерную технологию в аспекте комфорта. Все взрослые пациенты выступают за лазер, данные по детям не однозначные. Такой результат не является неожиданным, лазерные технологии позволяют обойтись без проведения анестезии, что в целом улучшает восприятие посещения стоматолога.

Лазер в эндодонтии (дезинфекция)

Главная причина неудачного эндодонтического лечения заключается в недостаточной обработке корневого канала от персистирующих микроорганизмов и повторная реконтаминация канала из-за неадекватной обтурации. Успех отдаленных результатов эндодонтического лечения зависит от нескольких факторов, таких как сложность и разнообразие анатомии корневых каналов и ответвлений дополнительных ветвей. Такая сложная система не позволяет добиться прямого доступа в процессе биомеханической обработки из-за необычного расположения и малого диаметра каналов. Были предложены новые антибактериальные подходы для более полной дезинфекции. К таким новым методам также относится и лазер высокой интенсивности и фотодинамическая терапия, которая работает путем дозозависимого выделения тепла. Однако помимо уничтожение микроорганизмов, они могут вызвать побочные повреждение окружающих структур, например нарушить структуру дентина, анкилозировать корни, растворить цемент, вызвать резорбцию корня и перирадикулярный некроз.

Для сравнения эффективности антимикробной фотодинамической терапии со стандартным эндодонтическим лечением и комбинированной терапией для удаления бактериальных биопленок, представленных в инфицированных корневых каналах, было проведено исследования на десяти однокорневых свежеудаленных зубах, специально обсемененных стабильными биолюминистентными Грам отрицательными бактериями. Было выявлено, что эндодонтическая обработка сама по себе сокращала обсемененность на 90%, в то время как фотодинамическая терапия сокращала тот же фактор на 95%. Комбинация методов приводила к уничтожению микроорганизмов на 98% и, что более важно, бактериальный рост спустя 24 часа был гораздо ниже в группе с комбинированным лечением, чем в каждой из групп в отдельности.

Альтернатива обычной терапии для улучшения дезинфекции корневых каналов: Nd:YAG и Er:YAG лазеры. Одно из исследований проводило сравнение эффективности двух указанных методов в экспериментально инфицированных искривленных корневых каналах и пришло к выводу, что в прямых корневых каналах Er:YAG имел бактерицидный эффект в 6,4-10,8% выше, чем Nd:YAG. В противовес, бактерицидный эффект ER:YAG в искривленных каналах был всего на 1,5-3,1% выше, чем тот же показатель у Nd: YAG. Такие результаты дают понять, что дальнейшая разработка эндодонтических лазерных наконечников и новых техник поможет повысить эффективность лечения.

Применение лазера в пародонтологии (дезинфекция)

Стандартная терапия заболеваний пародонта включает механическое снятие зубных отложений и сглаживание поверхности корня, что тоже имеет свои ограничения, особенно касательно сокращения числа патогенных бактерий в глубоких зубо-десневых карманах. Для преодоления этого недостатка стандартной терапии были разработаны протоколы дополнительного воздействия. Среди них так же был предложен лазер за его бактерицидный и детоксикационный эффект и за его способность достигать зон, которые остаются не задействованными при обычной инструментальной обработке.

В пародонтологии могут быть применены различные лазеры для удаления зубного камня, дезинфекции пародонтальных карманов, фотоактивированной дезинфекции и деэпителизации для быстрой регенерации.

Несколько исследований показали, что диодный лазер с длиной волны между 655 и 980 нм может способствовать заживлению ран путем стимуляции синтеза коллагена, ангиогенеза и высвобождению факторов роста. Кроме того, диодный лазер обладал бактерицидным и детоксикационным действием in vitro, также препятствовал аблации поверхности корня, что теоретически сокращает риск убыли нормальных тканей корня.

Sgolastra 2012-14 не наблюдал значительной разницы для какого-либо исследуемого значения (клинического уровня прикрепления, глубины кармана, индексах налета и гигиены) в систематическом обзоре. Это говорит об отсутствии какого-либо преимущества в привлечении лазерной терапии как дополнительной к стандартного нехирургическому протоколу. Однако такие результаты следует интерпретировать с осторожностью. Важным фактором, который требует прояснения, является влияние курения на клинический результат, эффективность диодного лазера на микробную активность, а также побочные эффекты.

Для полной оценки эффективности и дозометрии необходимы новые исследования.

Лечение мягких тканей

Существует определенный набор процедур с мягкими тканями, который может быть выполнен при помощи лазерных технологий. Два основных преимущества такого использования лазера в хирургии: сокращение кровотечения и меньшая болезненность в послеоперационном периоде по сравнению с другими техниками, например электрохирургией. Некоторые манипуляции у людей с нарушением системы свертывания крови следует проводить именно лазерами.

Фото 3: Терапия инфракрасным лазером первичной герпетической инфекции у молодого пациента, проходящего химиотерапию (Therapy XT, DMC)

Заключение

Несмотря на малое отличие эффективности, безопасности и целесообразности применения лазера по сравнению с традиционными технологиями, все больше появляется новых техник и оборудования с привлечением лазерной энергии. Лазер может стать достойной опцией на каждодневном приеме стоматолога.

В научной литературе постоянно появля­ются публикации о новых показаниях к при­менению лазера в эндодонтии, причем боль­шинство из них основано на данных фунда­ментальных исследований. С внедрением ла­зерных установок для стоматологического пользования встал вопрос о клинической це­лесообразности их применения в эндодон­тии. Из-за ограниченного доступа к корне­вым каналам к лазерным системам предъяв­ляются очень высокие требования. Как пра­вило, во всех лазерных системах лучи могут передаваться через фиброоптический кабель. Действие лазерного излучения на пульпу сравнимо с действием лазерного света на все другие мягкие ткани полости рта (Frentzen, 1994). Однако следует принимать во внима­ние, что регенераторная способность пуль­пы, ограниченной твердыми тканями, до­вольно низкая.

Лазер может воздействовать на пульпу и дентин корня прямым и непрямым спосо­бами. Прямое облучение системы корневых каналов, например при витальной ампутации или обработке канала, может вызвать пере­грев, коагуляцию, карбонизацию, вапориза­цию или абляцию пульпы и дентина в зави­симости от типа применяемого лазера и его мощности.

При непрямом воздействии лазера, на­пример при трансмиссии его энергии, в ре­зультате нагревания и высушивания денти­на или за счет повреждения отростков одон-тобластов фотоакустическим эффектом (ультразвук) происходят гиперемия и нек­роз пульпы. Индуцированная лазером ги­перемия может с течением времени вызвать развитие дегенеративного процесса в виде усиленного формирования дентина или ча­стичного некроза. Эти изменения могут привести к значительной обтурации полос­ти зуба, что осложнит эндодонтическое ле­чение.

На настоящий момент оценить отсрочен­ные побочные эффекты применения лазера, к сожалению, невозможно.

Рис. 163. Показа­ния к применению лазера в эндодон­тии.

В таблице представле­ны показания к при­менению различных типов лазера в эндо­донтии.

Справа: различные стоматологические лазерные установки.

Рис. 164. Провод­ники лазерного из­лучения.

Справа: фиброоптиче­ский проводник для подведения лазерной энергии в корневой канал.

Определение жизнеспособности пульпы при помощи лазерной допплеровской флоуметрии

Эффективность лазерной допплеровской флоуметрии в диагностике стоматологичес­ких заболеваний уже доказана (Tenland, 1982). Этот метод может применяться и для опреде­ления микроциркуляции в пульпе. Его прин­цип основан на вариациях сигналов от движу­щихся под воздействием лазерного излучения эритроцитов. Вариации зависят от направле­ния и скорости движения эритроцитов. Для лазерного допплеровского зондирования используются HeNe или диодные лазеры. Ди­одные лазеры шире рекомендуются для кли­нического применения из-за более глубокой проникающей способности (750-800 нм). Ла­зерная допплеровская флоуметрия приме­няется в фундаментальных исследованиях для измерения изменений микроциркуля­ции в пульпе под воздействием различных раздражителей, например температуры или местных анестетиков (Raab, Muller, 1989;

Raab, 1989). Этот метод также можно ис­пользовать для определения жизнеспособ­ности пульпы после травмы. Однако для то­го, чтобы получить воспроизводимые досто­верные данные, требуются большие техни­ческие расходы.

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.

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.

План:

Введение:

В эндодонтии применяются различные виды лазеров:

Режимы излучения лазерного света

Стоматологический диодный лазер Wiser

Лазерный свет обладает широким спектром лечебного и профилактического действия:

Показания и противопоказания к применению лазеров

Клинические примеры

Увеличенная фотография

2. Хронический гранулематозный периодонтит 34, 35

Проведена стерилизация очага и каналов диодным стоматологическим лазером. Результат лечения через 2 месяца – очаг хронического