13-16 Лазеры в эндодонтии - Dental Tribune International
реклама
Эндодонтия Russian Edition Рис. 5. Рис. 6. Рис. 9. Рис. 10. Рис. 7. Рис. 11. ственное бактерицидное воздействие на E. coli и E. faecalis. Необходимое для уничтожения бактериальных клеток термическое воздействие приводит к изменениям в дентине и тканях пародонта. Определение оптимальных параметров работы лазерных устройств и разработка новых методов должны сыграть важную роль в минимизации нежелательного термического воздействия, оказываемого лазерами на твердые и мягкие ткани. Рис. 8. Рис. 12. Экран 5 мм Рис. 13. Неэкранированный участок 300 микрон 1 мм а б Рис. 17. Рис. 21. ной глубине проникновения в дентинные стенки вызывает существенные структурные изменения бактериальных клеток. Первичное повреждение клеточной мембраны приводит к изменению осмотического градиента, результатом чего становятся клеточный отек и гибель клетки. Дезинфекция с помощью лазеров ближнего инфракрасного диапазона Дезинфекция канала с помощью лазера ближнего инфракрасного диапазона предполагает традиционное препарирование канала (с расширением апекса до размера 25/30 по Международной организации по стандартизации – ISO), поскольку данная длина волны не обладает аффинностью к твердой ткани и, следовательно, не вызывает ее абляции. Облучение проводят на заключительном этапе эндодонтической процедуры для окончательной дезинфекции системы корневых каналов перед обтурацией. Оптоволоконный наконечник диаметром 200 мкм размещают в 1 мм от апекса и по спирали перемещают в направлении коронки в течение 5–10 с. Эту процедуру рекомендуется проводить, предварительно заполнив канал ирригационным раствором (предпочтительно ЭДТА, либо лимонной кислотой, или же NaClO), чтобы уменьшить нежелательное термическое воздействие, способное привести к морфологическим изменениям стенок. C помощью экспериментальной модели Schoop и соавт. продемонстрировали, как энергия лазера распределяется и проникает в дентинную стенку, и доказали, что с физической точки зрения лазеры дезинфицируют дентинные стенки более эффективно, чем традиционные химические средства. Неодимовый лазер (Nd:YAG; 1064 нм) на 85% сокра- Рис. 14. Рис. 18. Рис. 22. щал количество бактерий на глубине 1 мм, тогда как диодный лазер (810 нм) обеспечивал уменьшение числа бактерий лишь на 63% и на глубине до 750 мкм. Столь заметная разница в глубине проникновения связана с разной аффинностью данных длин волны к твердым тканям. Диффузная способность света, отличающаяся неравномерностью, позволяет ему достигать бактерий и уничтожать их за счет проникновения в толщу тканей под действием нагрева (рис. 1). Множество других микробиологических исследований также подтверждает сильное бактерицидное действие диодного и неодимового лазеров, которые способны уничтожать до 100% бактерий в основном канале. Согласно исследованию in vitro, проведенному Benedicenti и соавт., применение диодного лазера с длиной волны 810 нм в сочетании с хелатирующими ирригационными средствами, например лимонной кислотой и ЭДТА, приводит к практически полному уничтожению (99,9%) бактерий Enterococcus faecalis в системе корневых каналов. Дезинфекция с помощью лазеров среднего инфракрасного диапазона С учетом малой эффективности эрбиевого лазера как инструмента препарирования и формирования корневых каналов его используют для дезинфекции после традиционной эндодонтической процедуры с расширением апекса до размера 25/30 по ISO. Для заключительной дезинфекции используют длинные тонкие наконечники (200 и 320 мкм), которыми оснащаются многие лазерные устройства; такие наконечники легко можно ввести на рабочую длину (1 мм от апекса). Традиционный метод предполагает спиральное вращение наконечника при его выведении из канала (в течение 5–10 с) и трех- или четы- Рис. 15. Рис. 16. Рис. 19. Рис. 20. рехкратное повторение цикла обработки попеременно лазером и обычным ирригационным раствором (NaClO и/или ЭДТА) для постоянного увлажнения канала без использования встроенного распылителя лазера. На сегодня степень дезинфекции с помощью эрбиевых лазеров несопоставима с уровнем чистоты, который обеспечивают лазеры ближнего инфракрасного диапазона. Термическая энергия этих лазеров поглощается преимущественно поверхностью (в силу высокой аффинности к богатому водой дентину); именно здесь наблюдается наиболее выраженный бактерицидный эффект данных лазеров в отношении Escherichia coli (грамотрицательных бактерий) и E. faecalis (грамположительных бактерий). При мощности 1,5 Вт Moritz и соавт. сумели обеспечить практически полное (99,64%) уничтожение этих бактерий. Тем не менее такие лазеры не оказывают бактерицидное действие на микроорганизмы в латеральных каналах, поскольку, согласно исследованию, их излучение проникает в толщу стенки основного канала не более чем на 300 мкм. Ряд исследований был посвящен способности лазера Er,Cr:YSGG дезинфицировать каналы, препарированные традиционным способом. При низкой мощности (0,5 Вт, 10 Гц, 50 мДж, воздушное/водяное охлаждение 20%) полное уничтожение бактерий не обеспечивается. Тем не менее при мощности 1 Вт лазер Er,Cr:YSGG позволяет уничтожить 77%, а при 1,5 Вт – 96% бактерий. Новой сферой исследования стала способность эрбиевого лазера удалять биопленку из апикальной части канала; проведенное недавно исследование in vitro было посвящено более тщательной оценке способности лазера Er:YAG удалять из корневых каналов биопленку, образованную разными видами бактерий (например, Actinomyces naeslundii, E. faecalis, Lactobacillus casei, Propionibacterium acnes, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis или Prevotella nigrescens), существенно снижать количество бактериальных клеток и разрушать биопленку. Единственной устойчивой к воздействию данного лазера оказалась биопленка, образованная L. casei. 13 Конический кончик В настоящее время исследователи заняты оценкой эффективности нового лазерного метода, предполагающего использование конического частично неэкранированного наконечника новой конструкции с радиальным излучением для удаления не только смазанного слоя дентина, но и бактериальной биопленки. Первые результаты весьма многообещающие. Наконечники эрбиевых лазеров, предусматривающие только фронтальное излучение, обеспечивают слабое латеральное проникновение последнего в дентинные стенки корневых каналов. Наконечник для лазера Er,Cr:YSGG с радиальным излучением появился в 2007 г.; морфологическое и обеззараживающее воздействие лазерных наконечников этой конструкции изучали Gordon и соавт. и Schoop и соавт. (рис. 2). Первое исследование было посвящено применению наконечника 200 мкм с радиальным излучением в режиме 20 Гц с воздушно-водяным охлаждением (34 и 28%) и при энергии 10–20 мДж и частоте 20 Гц без водяного охлаждения (при мощности 0,2 и 0,4 Вт соответственно). Время облучения варьировалось от 15 с до 2 мин. Максимальное бактерицидное воздействие (99,71%) было достигнуто при максимальной мощности (0,4 Вт), наиболее длительном облучении и применении лазера без воды. Облучение минимальной продолжительности (15 с) при минимальной же мощности (0,2 Вт) и в присутствии воды позволило уничтожить 94,7% бактерий. В рамках 2-го исследования изучали воздействие лазера с наконечником 300 мкм при 2 разных параметрах облучения (1 и 1,5 Вт, 20 Гц). Облучение проводили 5 раз по 5 с, после каждого цикла отводили 20 с на охлаждение тканей. Данный режим позволил обеспечить весьма высокий уровень дезинфекции, причем между результатами, достигнутыми при помощи излучения мощностью 1 и 1,5 Вт, наблюдалось значимое различие, а увеличение температуры варьировалось от 1,7 до 3,2°C. Та же группа исследователей из Вены изучала другие параметры облучения (0,6 и 0,9 Вт), при которых наблюдались весьма умеренный подъем температуры на 1,3 и 1,6°C, соответственно, и суще- Влияние лазеров на морфологию поверхности дентина Влиянию лазеров на морфологию дентинных стенок и побочным эффектам, возникающим при использовании различных лазеров для дезинфекции и очищения корневых каналов, было посвящено много исследований. При использовании без водяного охлаждения лазеры ближнего и среднего инфракрасного диапазона оказывают характерное термическое воздействие (рис. 3, 4). Лазеры ближнего инфракрасного диапазона вызывают специфичные изменения морфологии дентинных стенок корневых каналов: смазанный слой удаляется лишь частично, а дентинные канальцы оказываются запечатаны вследствие плавления неорганических структур дентина. Хорошо заметны пузырьки и трещины, возникающие при рекристаллизации (рис. 5–8). Вода, присутствующая в ирригационном растворе, ограничивает термическое воздействие лазерного пучка на дентинную стенку и одновременно с этим либо термически активируется лазером ближнего инфракрасного диапазона, либо напрямую испаряется под действием лазера среднего инфракрасного диапазона (воздействующего на хромофор), оказывая присущее раствору действие (дезинфицирующее или хелатирующее). Облучение с помощью лазера ближнего инфракрасного диапазона – диодного (2,5 Вт, 15 Гц) и неодимового (1,5 Вт, 100 мДж, 15 Гц), проводимое после использования ирригационного раствора, обеспечивает лучшую структуру дентина, сопоставимую с той, которая образуется после медикаментозной обработки без применения лазера. Облучение в присутствии NaClO или хлоргексидина приводит к формированию морфологии, характеризуемой закрытыми дентинными канальцами и присутствием смазанного слоя, но без обугливания, которое наблюдается при «сухом» облучении. Наилучшие результаты – удаление смазанного слоя дентина, открытые дентинные канальцы и меньшее количество признаков термического повреждения – были получены при облучении после ирригации с помощью ЭДТА. По результатам исследования эрбиевого лазера Yamazaki и соавт. и Kimura и соавт. пришли к заключению, что вода необходима для предотвращения нежелательных морфологических изменений, хорошо заметных после облучения эрбиевыми лазерами без воды. Применение эрбиевых лазеров без водяного охлаждения приводит к возникновению признаков абляции и термического повреждения, вызванного мощным воздействием лазера. При этом возникают трещины и поверхностное плавление дентина, происходит испарение смазанного слоя. Необходимая морфология обеспечивается при облучении эрбиевым лазером в присутствии воды: термическое повреждение уменьшается, дентинные канальцы остаются открытыми, перитубулярный дентин демонстрирует большую кальцификацию и меньшую абляцию. В области интертубулярного дентина, более насыщенного водой, наблюдается большая абляция. Смазанный слой DT стр. 14 14 Эндодонтия Russian Edition DT стр. 13 испаряется под воздействием эрбиевого лазера и практически отсутствует. Исследуя in vitro изменение температуры поверхности корня, Shoop и соавт. установили, что при стандартизированном излучении (100 мДж, 15 Гц, 1,5 Вт) температура на поверхности пародонта увеличивается всего на 3,5°C. Moritz предлагает использовать данные параметры в качестве международного стандарта применения эрбиевых лазеров как эффективного средства очищения и дезинфекции корневых каналов (рис. 9–12). Тем не менее даже использование эрбиевого лазера не отменяет необходимости применения ирригационных растворов в ходе лечения. Альтернативно NaClO и ЭДТА можно использовать на заключительном этапе лазерной эндодонтической процедуры для формирования необходимой морфологии дентина и снижения термического воздействия лазера. Это открывает новое поле для исследований: в последнее время был предложен ряд методов, включая лазерную активацию ирригационного раствора (LAI) и метод фотонно-индуцированного фотоакустического потока (PIPS). Фототермические и фотомеханические методы удаления смазанного слоя дентина George и соавт. опубликовали первое исследование, посвященное способности лазера активировать ирригационный раствор внутри корневых каналов для усиления его воздействия. Они использовали плоские и конические наконечники лазеров Er:YAG и Er,Cr:YSGG диаметром 400 мкм с химически удаленным внешним покрытием для усиления боковой диффузии энергии. Рис. 23. План исследования предусматривал облучение корневых каналов с экспериментально созданным плотным смазанным слоем дентина. Сравнивая результаты экспериментальной и контрольной групп, исследователи пришли к выводу, что лазерная активация ирригационных растворов (в частности, ЭДТА) обеспечивает лучшее очищение каналов и удаление смазанного слоя с поверхности дентинных стенок. По результатам следующего исследования авторы сообщают, что при использовании мощности 1 и 0,65 Вт температура повышается всего на 2,5°C, не причиняя вреда структурам пародонта. Blanken и De Moor также изучали влияние лазерной активации ирригационных растворов, сравнивая ее результаты с результатами обычной медикаментозной обработки (CI) и пассивной ультразвуковой ирригации (PUI). Раствор NaClO 2,5% и лазер Er,Cr:YSGG использовали 4 раза по 5 с при энергии 75 мДж, частоте 20 Гц и мощности 1,5 Вт в сочетании с эндодонтическим наконечником (диаметром 200 мкм, с плоским кончиком), который располагался неподвижно в 5 мм от апекса. Рис. 24. Данная процедура привела к значительно лучшим результатам, чем остальные два метода. Микрофотографии, сделанные в ходе эксперимента, заставляют предположить, что лазер обеспечивает высокоскоростное движение жидкостей за счет кавитационного эффекта. Расширение и последующая имплозия ирригационных растворов (под действием температуры) создает в жидкости, находящейся внутри канала, вторичный кавитационный эффект. Необходимости в перемещении наконечника вглубь и наружу не было; достаточно было держать его неподвижно в пределах средней трети канала, в 5 мм от апекса. Это существенно упрощает применение лазера, устраняя необходимость в достижении рабочей длины и проведении наконечника через изогнутые участки корневого канала (рис. 13). De Moor и соавт. сравнили методы LAI и PUI и пришли к выводу, что лазерный метод при меньшей продолжительности процедуры (4 раза по 5 с) дает результаты, сопоставимые с результатами пассивной ультразвуковой ирригации, занимающей больше времени (3 раза по 20 с). De Groot и соавт. также подтвердили Рис. 25. эффективность метода LAI и его лучшие результаты по сравнению с PUI. Авторы придают особое значение концепции создания потока за счет коллапса молекул воды, содержащейся в ирригационных растворах. Hmud и соавт. изучали возможность применения лазеров ближнего инфракрасного диапазона (940 и 980 нм) с оптоволоконным наконечником 200 мкм для активации ирригационных растворов при 4 Вт и 10 Гц и 2,5 Вт и 25 Гц соответственно. С учетом отсутствия аффинности данных длин волн к воде для активации растворов была необходима более высокая мощность, которая за счет термического воздействия и кавитационного эффекта вызывала движение жидкостей в корневом канале, способствовавшее лучшему удалению дентинной стружки и смазанного слоя дентина. Позднее те же авторы подтвердили безопасность применения столь высоких мощностей, которые приводили к увеличению температуры ирригационного раствора в канале на 30°C; температура внешней поверхности корня увеличивалась при этом лишь на 4°C. Согласно результатам исследования, медикаментозная обработка с помощью раствора, активированного лазером ближнего инфракрасного диапазона, эффективно минимизирует термическое воздействие на дентин и цемент. Недавно Macedo и соавт. обратились к вопросу о роли активации как средства существенного увеличения скорости реакции NaOCl. В течение 3 мин после медикаментозной обработки поглощение свободного хлора при использовании LAI существенно увеличивалось по сравнению с PUI и CI. Фотонно-индуцированный фотоакустический поток Метод PIPS предполагает использование эрбиевого лазера (Powerlase AT/HT и LightWalker AT, Fotona) и его взаимодействия с ирригационным раствором (ЭДТА, NaOCl или дистиллированной водой). Данный метод основан на ином механизме, нежели предшествующая ему лазерная активация раствора. В нем используются фотоакустические и фотомеханические явления, возникающие в результате воздействия не обладающей абляционной способностью низкой энергии 20 мДж при DT стр. 16 Реклама 16 Эндодонтия DT стр. 14 частоте 15 Гц и длине импульса всего 50 мкс. Хотя средняя мощность составляет лишь 0,3 Вт, при взаимодействии каждого импульса с водой пиковая мощность достигает 400 Вт, в результате чего происходят расширение воды и последующее образование «ударной волны», приводящее к формированию мощных потоков жидкостей внутри канала без нежелательных термических воздействий, наблюдаемых при использовании других методов. Исследование, в ходе которого термопару присоединяли к апикальной трети канала, после 20-секундного непрерывного облучения Реклама показало повышение температуры всего на 1,2°C, а после облучения в течение 40 с – на 1,5°C. Другим важным преимуществом метода является то, что наконечник вводят только в пульпарную камеру, располагая над устьем канала, что исключает необходимость его введения в канал или даже на расстояние 1 мм от апекса, как того требуют другие методы (LAI и CI). Для PIPS используют наконечники новой конструкции – длиной 9 мм, диаметром 600 мкм, с неэкранированным кончиком, обеспечивающим радиальное излучение. Последние 3 мм наконечника не имеют экранирующей оболочки, благодаря чему усиливается боковое излучение энергии. В ре- Russian Edition зультате лазерная энергия используется эффективнее, и в субабляционном режиме при каждом импульсе продолжительностью 50 мкс достигается очень высокая пиковая мощность (400 Вт), вызывающая в ирригационном растворе «ударную волну», которая оказывает заметное механическое воздействие на дентинную стенку (рис. 14–16). Формирующийся таким образом акустический поток проходит по всей системе корневых каналов, включая множество мелких ответвлений, зачастую присутствующих в апикальной трети каналов. Согласно исследованиям метод PIPS лучше удаляет смазанный слой дентина, чем ЭДТА или дистиллиро- ванная вода сами по себе. Каналы, обработанные лазером и ЭДТА в течение 20 и 40 с, демонстрировали полное отсутствие смазанного слоя дентина и открытые дентинные канальцы (1 балл по Хюльсманну), а также отсутствие термических повреждений, характерных для дентинных стенок после традиционной лазерной обработки. На снимках с большим увеличением видно, что коллагеновая структура интактна; это предполагает возможность применения данного метода в рамках концепции минимально инвазивного эндодонтического лечения (рис. 17–19). В настоящее время компания Medical Dental Advanced Technologies Group вместе со Стоматологиче- ской школой им. Артура А.Дагони при Тихоокеанском университете, Университетом Генуи, стоматологическим факультетом Университета Лома Линды, Университетом Теннесси, Бостонским университетом, Университетом Луизианы и Аризонской стоматологической школой изучает эффективность данного метода дезинфекции и удаления биопленки из корневых каналов. Результаты, которые вскоре будут опубликованы, выглядят весьма многообещающими (рис. 20–25). Обсуждение и вывод Лазерные технологии, применяемые в эндодонтии последние 20 лет, претерпели за это время серьезные изменения. Появились специальные эндодонтические наконечники, размер которых позволяет вводить их в канал на расстояние 1 мм от апекса. Исследования последних лет были направлены на разработку новых технологий (коротких импульсов, неэкранированных наконечников радиального излучения) и методов (LAI и PIPS), способных упростить применение лазеров в эндодонтии и минимизировать их нежелательное термическое воздействие на дентинные стенки за счет использования более низкой энергии и ирригационных растворов. ЭДТА является наилучшим ирригационным средством для лазерной активации (LAI), которая усиливает хелатирующую способность раствора и улучшает выведение смазанного слоя дентина. Применение NaClO способствует лучшей дезинфекции. Наконец, метод PIPS снижает термическое воздействие и оказывает мощное очищающее и бактерицидное действие благодаря созданию интенсивного потока жидкостей, активированных с помощью фотонной энергии лазера. В настоящее время ведутся исследования, направленные на проверку и оценку этих методов (LAI и PIPS) как инновационных эндодонтических технологий. DT От редакции Более ранняя версия настоящей статьи была опубликована в международном выпуске журнала ROOTS №2, 2011. Информация об авторе Энрико Ди Вито (Enrico DiVito), DDS – ведущий автор настоящей статьи, открыл свою клинику в Скоттсдейле (Аризона) в 1980 г. Он также является основателем и директором имеющей государственную аккредитацию Аризонской школы ассистентов стоматологов. Помимо преподавания в ней доктор Э.Ди Вито также работает клиническим инструктором в Аризонской стоматологической школе и отвечает за организацию в этом учебном учреждении отделения лазерной стоматологии. Степень бакалавра он получил в Аризонском государственном университете, а магистра (с отличием) – в Стоматологической школе при Тихоокеанском университете в Сан-Франциско. Доктор Э.Ди Вито является обладателем нескольких наград за достижения в клинической работе. Связаться с ним можно по электронной почте: [email protected].
