ОБ лаб 1. Практическая работа 1. Лазерные биомедицинские технологии. Основные параметры лазерного излучения
 Скачать 1.19 Mb.
|
|
Практическая работа №1. Лазерные биомедицинские технологии. Основные параметры лазерного излучения Цель работы состоит в определении основных параметров лазерного излучения, применяемого в современных лазерных биомедицинских технологиях. Задание к работе Выбрать самостоятельно или получить от преподавателя область медицины, в которой используется лазерное излучение Хирургия Офтальмология Стоматология Сделать краткий обзор литературы (1-2 стр.), содержащий сведения о лазерных биомедицинских технологиях, используемых в данной области медицины (указать общепринятое название, описать цель технологии и ее этапы). Выбрать лазерную биомедицинскую технологию и наиболее оптимальный лазер для ее реализации. Обосновать выбор. Заполнить таблицу 1. Таблица 1. Параметры выбранного лазера.
Оформить отчет. Указать литературные источники. В заключении сформулировать выводы, обсудить преимущества и недостатки традиционных методов и выбранного лазерного метода лечения. Устройство DOCTOR SMILE SIMPLERЛазер DOCTOR SMILE SIMPLER разработан на основе передовой технологии DPL, которая позволяет открыть доступ к мягким тканям безболезненно и эффективно, объединяет в себе преимущества лазера высокой энергоэффективности с безопасностью и простотой обычного диодного лазера. Запатентованная технология сверхкороткой длительности импульса предотвращает обугливание и карбонизацию тканей, и, как результат - сокращение времени восстановления тканей.Отличается от модели Claros Pico повышенной мощностью (15 Вт), частотностью (20000 Гц) и длительностью импульса (16 Мкс). Благодаря сочетанию выходной мощности и предельно коротких импульсов, достигается быстрая скорость и высокая точность резки. ПрименениеЭстетическое контурирование; Удаление фибромы; Чистка зубного камня; Стерилизация корневых каналов; Отбеливание. Технические характеристикидлина волны - 980 нм максимальная мощность - 8 Вт автоклавируемые световоды - 200/300/400/600 мкм длина световодов - 3 м. напряжение сети - 100 – 270В/47-63Гц класс лазера - IV. размеры (ДхШхВ) - 200х150х120 мм вес - 1,5 кг КомплектацияПедаль управления Ergo flex plus хирургический наконечник Ergo T терапевтический наконечник Насадка T8 для наконечника ergo T Ключ-формирователь угла изгиба металлических аппликаторов 8 металлических аппликаторов (2 размера) Защитные очки 3 шт. Стартовый набор световодов (2x200 мкм, 2x300 мкм, 3х400 мкм, 2х600 мкм) Кабель электропитания Памятка с указаниями Лазерное излучение является особым видом светового излучения электромагнитной природы, полученного с помощью оптических квантовых генераторов-лазеров. Лазеры дают монохроматическое излучение любой длины волны оптического диапазона: ультрафиолетового, видимого и инфракрасного. В медицине используют лазерное излучение различной интенсивности. Высокоэнергетическое излучение применяют в хирургии для рассечения и разрушения тканей. В физиотерапевтической практике используют низкоэнергетические лазеры, генерирующие излучение красного и инфракрасного спектра. Об интенсивности лазерного излучения судят по плотности потока мощности в ваттах на 1 см (Дж / см). В физиотерапии применяют излучение порядка 1–6 мвт/ см. Лазерный свет поглощается определенным структурным элементом, входящим в состав биоткани. Поглощающее вещество носит название хромофор. Им могут являться различные пигменты (меланин), кровь, вода и др. Каждый тип лазера рассчитан на определенный хромофор, его энергия калибруется исходя из поглощающих свойств хромофора, а также с учетом области применения. В медицине лазеры применяют для облучения тканей с лечебным или профилактическим эффектом, для коагуляции и препарирования мягких тканей (операционные лазеры), а также для отбеливания и высокоскоростного препарирования твердых тканей зубов. Различают несколько режимов работы лазера: импульсный, непрерывный и комбинированный. В соответствии с режимом работы выбирается их мощность (энергетика). Механизм лечебного действия. Биологическое и лечебное действие низкоэнергетического лазерного излучения находится в стадии изучения. Некоторые авторы считают, что действие низкоэнергетического лазерного излучения оптического диапазона обусловлено восприятием и поглощением его как специфическими (порфирины, каротины, цитохромоксидаза, каталаза), так и неспецифическими (фосфолипиды, пигменты, кровь, плазма, лимфа) фотоакцепторами, что обеспечивает трансформацию энергии в биофизические и биохимические процессы. Биологическое действие лазерного излучения зависит от длины волны, мощности и времени облучения, непрерывного или импульсного способа подачи энергии. Большое значение имеют свойства и состояние облучаемых тканей: пигментация, васкуляризация, характер патологического процесса. Под действием лазерного излучения в ядрах клеток различных тканей человека выявлено увеличение синтеза нукле- иновых кислот (ДНК, РНК), отмечено увеличение активности ферментов, усиление обмена кислорода, активирование окислительно-восстановительных реакций. Следствием этого является усиление пролиферации клеток, выраженное стимулирующее и трофическое действие. Доказано стимулирующее влияние на репаративный остеогенез, противовоспалительное действие за счет расширения сосудов, увеличения скорости кровотока, раскрытия коллатералей, улучшения микроциркуляции. Лазерное излучение влияет на показатели гуморального и клеточного иммунитета, увеличивает фагоцитарную активность лейкоцитов. Низкоэнергетическое лазерное излучение оказывает модулирующее воздействие на показатели свертывающей и антисвертывающей системы крови. Улучшение реологических свойств крови сопровождается гипохолестеринемией и активизацией антиоксидантной системы. Лечебные эффекты. Лазерный свет обладает широким спектром лечебного и профилактического действия: • вызывает выраженный противовоспалительный эффект; • нормализует микроциркуляцию; • снижает проницаемость сосудистых стенок; • обладает фибринотромболитическими свойствами; • стимулирует обмен веществ, регенерацию тканей; • повышает содержание кислорода в них; • ускоряет заживление ран; • предотвращает образование рубцов после операций и травм; • оказывает нейротропное, анальгезирующее, микрорелаксирующее, десенсибилизирующее, бактериостатическое и бактерицидное действие; • стимулирует систему иммунной защиты; • снижает патогенность микрофлоры, повышает ее чувствительность к антибиотикам. В стоматологии наиболее часто применяют СО2-лазер для воздействия на мягкие ткани и эрбиевый лазер для препарирования твердых тканей зубов. Механизм действия на мягкие ткани СО2-лазера основан на поглощении водой энергии лазерного света и нагреве тканей, что позволяет послойно удалять мягкие ткани и коагулировать их с минимальной (0, l мм) зоной термонекроза близлежащих тканей и их карбонизацией. Механизм действия на твердые ткани эрбиевого лазера основан на «микровзрывах» воды, входящей в состав эмали и дентина, при ее нагревании лазерным лучом. Процесс поглощения и нагревания приводит к испарению воды, микроразрушению твердых тканей и выносу твердых фрагментов из зоны воздействия водяным паром. Для охлаждения тканей используется водно-воздушный спрей. Эффект воздействия ограничен тончайшим (0,003 мм) слоем выделения энергии лазера. Из-за минимального поглощения энергии лазера гидроксиапатитом —минеральным компонентом хромофора — нагрев окружающих тканей более чем на 2 °С не происходит. Показания к применению лазера. В терапевтической стоматологии лазерная терапия показана при лечении: • заболеваний твердых тканей зуба кариозного происхождения (пульпиты, периодонтиты); • некариозных поражений эмали (повышенная стираемость, гиперэстезия и др.); • заболеваний пародонта (гингивиты, пародонтит, пародонтоз); • заболеваний слизистой оболочки полости рта (стоматиты различной этиологии, красный плоский лишай, хейлиты); • стоматоневрологические заболевания (невралгия тройничного нерва, глоссалгия, невриты лицевого нерва). В хирургической стоматологии квантовая терапия показана: • при лечении воспалительных процессов челюстно- лицевой области (периостит, альвеолит, остеомиелит, абсцессы и флегмоны, лимфаденит); • в послеоперационном периоде (после любых операций в челюстно-лицевой области); • в комплексе мер при лечении травматических поврежде- ний челюстей; • при лечении артритов и артрозов височно-нижнечелюст- ного сустава; • при лечении заболеваний слюнных желез. В ортопедической стоматологии: • при лечении пролежневых (протезных) эрозий и язв; • при травматических повреждениях слизистой оболочки десны и полости рта. В ортодонтии применяется с целью ускорения перемещения зубов. К показаниям для применения эрбиевого и СО2-лазеров относятся: • препарирование полостей всех классов, лечение кариеса и некариозных поражений; • обработка (протравливание) эмали для подготовки к бондингу; • стерилизация корневого канала, воздействие на апикальный очаг инфекции; • пульпотомия, остановка кровотечения; • обработка пародонтальных карманов; • экспозиция имплантов; • гингивотомия и гингивопластика; • френэктомия; • лечение заболеваний слизистой; • реконструктивные и гранулематозные поражения; • оперативная стоматология. При лечении лазером в процессе заживления наблюдается минимальное образование фиброзной ткани, значительно меньше, чем раны от вмешательства скальпелем. В стоматологической клинике осуществляется обработка пародонтальных карманов при начальном пародонтите. Это дает быстрый и хороший результат, который достигается в результате облучения. Зубные камни после воздействия лазерной стоматологии легче удаляются. Афтозные язвы болезненны и часто вызывают рецидивы. Энергия лазера (в виде несфокусированного луча), направленная на поверхность данных повреждений, удаляет обнаженные нервные окончания. Повреждения теряют чувствительность при низком напряжении через 4 минуты или раньше. Более трудные случаи выполняются при легком поверхностном контакте. Лазерная косметическая реконструкция слизистой ткани полости рта является самым совершенным эстетическим методом лечения в стоматологической клинике. Лазеры дают возможность делать разрезы через ткань и поверхность, удаляя тем самым слои тканей. Отсутствие кровотечения позволяет проводить данные операции с большей точностью. Десневые ткани легко выпариваются, оставляя четкие края. Параметры ширины и длины разрезов и высоты гингивальных контуров легко достижимы. Лазерная стоматология применяется в малой хирургии полости рта для увеличения биологического пространства, пластики уздечек, иссечения папиллом, биопсии, остановки кровотечений, лечения афт, язв, лейкоплакий. Лазеры используются в пародонтологии для обработки патологических карманов, гингивотомии, гингивэктомии, а также для деэпитализации тканей и подготовки перед снятием зубных отложений. В эндодонтии лазерная стоматология применяется для стерилизации корневых каналов. В стоматологической клинике с помощью лазера при имплантации проводится обнажение заглушек. Также возможно применение лазерной анальгезии и лазерной гипоэстезии. Лазерные технологии с момента их появления стали применяться в различных областях стоматологии, а затем и в челюстно-лицевой хирургии. Это привело к формированию нескольких направлений в разработке, совершенствовании и внедрении лазерных технологий в клиническую практику стоматологии и челюстно-лицевой хирургии: • диагностика и лечение заболеваний и повреждений зубов, включая эндодонтию и эстетическую реставрацию; • диагностика и лечение заболеваний пародонта; • повышение эффективности и снижение риска осложнений при хирургических вмешательствах с целью лечения и диагностики стоматологических заболеваний и челюстно-лицевой хирургии; • фотодинамическая терапия воспалительных, дегенеративных, опухолевых и опухолеподобных заболеваний в челюстно-лицевой области; • лазерная косметология в челюстно-лицевой области. Лазеры подразделяются по типу состояния рабочей среды, в которой происходит генерация лазерного излучения. Существуют газовые, жидкостные, эксимерные, твердотельные и полупроводниковые (диодные) лазеры. Применение того или иного лазера в медицине зависит от длины волны лазерного излучения, которая во многом определяет тип его взаимодействия с биологической тканью. Наибольшее распространение в медицине, в частности, в стоматологии, получили газовые СО2- лазеры, твердотельные лазеры на основе кристаллов неодима (Nd: Yag), эрбия (Er: Yag, Er, Cr: Ysgg), а также диодные лазеры.   Рис. 1. Устройство лазераРис. 2. Области применения Известно, что чем лучше лазерное излучение поглощается тканью, тем меньшая его интенсивность требуется для препарирования. С увеличением длины волны повышается уровень поглощения излучения молекулами воды, что обеспечивает большую эффективность работы на твердых тканях. Длина волны генерации СО2-лазера (10,6 мкм) совпадает с пиком поглощения воды и гидроксиаппатита, что определяет его широкое применение в лазерной хирургии. В частности, областью применения СО2- лазеров являются хирургические вмешательства на мягких тканях, в том числе в пародонтологии, имплантологии, а также в эндодонтии. Однако применение данного лазера для абляции (испарения) твердых тканей приводит к эффекту карбонизации (обугливания) и оплавления твердых тканей, поскольку в данном случае требуется значительно большая энергия. Следовательно, областью применения СО2- лазера не может быть хирургия твердых тканей. Анализируя
 Рис. 3. Действие лазера на ткань  Рис. 4. Глубина проникновения лазерного излучения данные литературы, можно сделать вывод, что лазеры с длиной волны генерации в ближнем инфракрасном диапазоне (0,81–1,064 мкм) более перспективны для работы на мягких тканях. В отличие от скальпеля при проведении хирургических разрезов лазером не происходит размозжения тканей, что обеспечивает снижение болезненности вмешательства, отсутствие рубцов и сокращение сроков заживления раны. В настоящее время диодные лазеры с длиной волны генерации от 0,532 до 1,5 мкм широко применяются в хирургии, пародонтологии и эндодонтии. Диодными лазерами можно проводить разрезы на мягких тканях, стерилизовать каналы, проводить фотодинамическую терапию. Однако они не работают на твердых тканях, таких как эмаль, дентин и кость. С помощью диодных лазеров мы можем получить эффект коагуляции сосудов за счет поглощения лазерного излучения гемоглобином, это позволяет проводить бескровные операции с полной визуализацией операционного поля. Кроме того, глубина проникновения в биологические ткани лазерного излучения с длиной волны 0,810–1,064 мкм достигает более 1000 мкм, что делает  Рис. 5. Различные виды лазеров  Рис. 6. Главные длины волн для оперативных вмешательств на твердых и мягких тканях челюстно-лицевой области их эффективными при стерилизации зубодесневых карманов и корневых каналов. Список литературы Физиотерапия и курортология / под ред. В. М. Боголюбов.— Кн. I. — Москва, 2016.— 408 с. Физиотерапия и курортология / под ред. В. М. Боголюбов.— Кн. II. — Москва, 2017.— 312 с. Хирургическая стоматология: учебник/под ред. Т. Г. Робустовой.— Москва, 2010. — 780 с. |