Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования   Санкт-Петербургский Государственный Медицинский Университет

имени академика  И.П.Павлова 

    Кафедра оперативной хиррургии

 
 
    РЕФЕРАТ

    на  тему:

    «Механизм действия лазерного излучения на ткани и использование лазерного скальпеля в стоматологии» 
 

          Выполнила: студентка 274 группы

Стоматологического  факультета                     

  Попова Л. А.

          Научный руководитель:

          Крылов А.А. 

    Санкт-Петербург

2010 

Оглавление

Введение 3

Свойства лазера 4

Преимущества лазера 5

Виды воздействия лазера на биоткани 6

Подупроводниковый лазер 6

Методики использования лазера 8

Применение лазера в стоматологии 8

Заключение 12 

Введение

       Создание  лазера можно справедливо считать  одним из самых значительных открытий ХХ века. На сегодняшний день лазер применяется в самых различных областях.  

       Лазерное  излучение используется в медицине вот уже более 40 лет.  С помощью лазеров в хирургии можно проводить прецизионно точное локальное воздействие, а также бескровные операции. Применяя определенные режимы лазера, можно делать операции по послойному "сухому" стравливанию ткани роговицы глаза и импульсному удалению опухолей с минимальным повреждением здоровых тканей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Свойства  лазера

       К достоинствам лазеров, определяющим их широкое применение в медицине, можно отнести следующие свойства:

• высокая точность
• селективность
• повторяемость параметров
• абсолютная стерильность при неконтактном и контактном воздействии

       Современные направления медико-биологического применения лазеров могут быть разделены на две основные группы.  

       Типы  воздействия на биологическиестр уктуры

• Коагуляция тканей(офтальмология, онкология, дерматология)
• Рассечение тканей (хирургия)
• Биостимуляция(физиотерапевтическое применение)

 К первому типу отнесено воздействие на ткани патологического очага импульсным или непрерывным лазерным излучением 
при плотности мощности, недостаточной для глубокого обезвоживания, испарения тканей и возникновения в них дефекта.

       Этому типу воздействия соответствует, в  частности, применение 
лазеров в дерматологии и онкологии для облучения патологических тканевых образований, которое приводит к их коагуляции. Второй тип — рассечение тканей, когда под влиянием из лучения лазера непрерывного или частотно-периодического дей ствия часть ткани испаряется и в ней возникает дефект. В этом случае плотность мощности излучения может превосходить ис пользуемую при коагуляции на два порядка и более. Этому типу воздействия соответствует хирургическое применение лазеров.

       К третьему типу можно отнести влияние  на ткани и органы 
низкоэнергетического излучения, обычно не вызывающего явных 
морфологических изменений, но приводящего к определенным биохимическим и физиологическим сдвигам в организме, т. е. воздействие типа изиотерапевтического.

       Можно выделить такие основные эффекты  воздействия лазерного излучения  на биоткани:  

Ø       фотобиологические эффекты (нагрев ткани до 40-45°)

Ø       коагуляция (60-80°)

Ø       высушивание (80-100°)

Ø       обугливание (более 150°)

Ø       абляция (более 300°)  

       Закономерности, управляющие проникновением излучения  в ткани, имеют непосредственное отношение к проблеме механизма  биологического действия лазерной радиации. Одна из причин ограниченной глубины  проникновения состоит в поглощении лазерного излучения биологическими тканями, а это поглощение является за редким исключением обязательным начальным звеном, которое предшествует цепи изменений, развивающихся в  облученном организме. Глубина проникновения  лазерного излучения в ткани  весьма важна в практическом отношении, так как в зависимости от нее  определяются границы возможного применения лазеров в клинике.

   Преимущества лазера

         За последние годы были разработаны эффективные лазерные технологии хирургического лечения различных заболеваний, и лазерные скальпели стали привычными и эффективными инструментами для врачей. 

        Привлекательность лазерных технологий объясняется рядом  преимуществ перед альтернативными  методами. Прежде всего, лазеры в хирургии позволили осуществлять прецизионно  точное локальное воздействие, поскольку,  рассекая ткани, лазерный луч одновременно коагулирует кровь на стенках разреза (Неменов М.И.). Благодаря этому сокращаются кровопотери, появилась возможность работы на кровенаполненных органах, например печени, реализуется давняя мечта хирургов – возможность работы на сухом операционном поле (Агеева С.А., Минаев В.П.). Использование таких режимов лазеров как модуляция добротности и синхронизация мод, позволило проводить уникальные операции по послойному «сухому» стравливанию ткани роговицы глаза и импульсному удалению опухолей с минимальным повреждением здоровых тканей. Высокая точность, селективность, повторяемость параметров и абсолютная стерильность, как при неконтактном, так и контактном воздействии — вот основные преимущества лазеров в современной хирургии (Неменов М.И.).

        При операциях, проводимых без общего наркоза, уменьшаются  операционные и послеоперационные  боли, минимальным оказывается послеоперационный  отек, снижается психологическая  травма пациентов, особенно детей. (Агеева С.А., Минаев В.П.). 

        Преимущество лазерного  луча связано с его способностью пересекать и испарять ткань, причиняя ей минимальные повреждения. Ткань  разрушается вследствие “закипания”  клеточной жидкости. “Клеточный пар” деформирует и разрывает тканевые элементы, унося их остатки из раны, часть их воспламеняется и сгорает, а часть обугливается, образуя  лазерный струп. Разрезы тканей лазерным лучом практически бескровны. Это  обусловлено образованием коагуляционного “лазерного” тромба. Подлежат коагуляции венозные и артериальные сосуды до 0,5 мм и более без применения дополнительных инструментов.

        “Лазерный” коагуляционный некроз качественно отличается от некроза, вызываемого электрокоагуляцией или криодеструкцией тем, что его зона намного меньше. Заживление тканевого дефекта происходит значительно быстрее. На границе “лазерной” раны наблюдается совсем незначительная лейкоцитарная инфильтрация, что ведет за собой уменьшение зоны воспалительного отека и сокращения фазы пролиферации. Клетки в среднем повреждаются на 0,5 мм (500 мкм) от точки воздействия, глубина термического некроза обычно не превышает 0,2-0,3 мм (300 мкм).

        Лазерное излучение  обеспечивает стерильность послеоперационной  раны, абластичность и, следовательно, снижает опасность развития гнойных осложнений в послеоперационном периоде, способствует формированию более нежного рубца. 
 
 

        Эффекты высокоэнергетического  лазерного излучения 

        Воздействие  ИК высокоэнергетического лазерного излучения  проявляется эффектами: 

Ø      Разреза

Ø      Вапоризации (выпаривания) 

Ø      Поверхностной коагуляции тканей.  

        Разрез (рассечение) производят максимально сфокусированным лазерным лучом (при максимальной мощности прибора от 8 до 10 Вт и более) за счёт послойного испарения тканей. Расстояние от излучателя до ткани должно быть  3-4 мм (это есть расстояние от излучателя до точки фокуса). Диаметр лазерного пятна (в точке фокуса) равен 400-500 мкм, и является минимальным.  

        Вапоризация (выпаривание) осуществляется слегка расфокусированным лазерным лучом (до 1-2 мм при мощности от 8 до 10 Вт), при этом расстояние от  излучателя до ткани возрастает.  

        Коагуляция  биотканей достигается расфокусированным лучом (от 3 до 6–8 мм и более, в зависимости от мощности данного аппарата) (Доронин В.А.). 

Виды  воздействия лазера на биоткани

        Воздействие лазера на биоткани может осуществляться контактным или бесконтактным методом. При бесконтактном использовании лазерного скальпеля воздействие на биоткань осуществляется лазерным излучением. При использовании контактных методик зачищенный от защитных оболочек дистальный конец кварцевого световода вводится в соприкосновение с тканью. В месте соприкосновения с тканью на материал светопровода налипают частицы сгоревших тканей, в которых поглощается лазерное излучение, при этом происходит сильный разогрев материала, и действие лазерного излучения дополняется термическим воздействием раскаленного конца волокна или наконечника. Благодаря этому возрастает эффективность воздействия на ткань и снижается уровень лазерной мощности, рассеиваемой в пространство. Это особенно важно в случае, если в качестве хирургического используются аппараты с длиной волны излучения 0,81 или 1,06 мкм, поскольку меньше излучения проникает в подлежащие слои (Минаев В.П.). 

        Создание гибкого  оптического волокна, способного практически  без потерь передавать введенное  в него лазерное излучение, не только повысило удобство работы с лазерным коагулятором, но и сделало его  идеальным инструментом для малоинвазивных лапароскопических и эндоскопических операций. Были разработаны уникальные пункционные операции, при которых световод лазерного скальпеля подводится к очагу патологии через тонкую полую иглу (Агеева С.А., Минаев В.П.). 

Подупроводниковый лазер 

        Появление во второй половине ХХ века мощных полупроводниковых  лазеров с высоким коэффициентом  полезного действия создало все  условия для преодоления препятствий  на пути внедрения лазерной медицинской  техники в повседневную практику врача.

        Основными преимуществами полупроводниковых (диодных) медицинских  лазеров являются:

v    Простота и низкая стоимость эксплуатации диодов

v    Малые габариты, вес и энергопотребление (от бытовой электросети).

v    Портативность устройства (включая блок питания и управления), открывающая возможность проведения операций практически в любых условиях.

v    Отсутствие потребности в жидкостном охлаждении.

v    Высокая надежность и большой ресурс работы

v    Высокая стабильность параметров, простота управления характеристиками излучения (мощность, модуляция, длина излучения).

v    Низкая чувствительность к механическим и климатическим воздействиям

v    Наличие гибкого световодного инструмента, хорошо сочетаемого с эндоскопической техникой, позволяет проводить операции на внутренних органах без их вскрытия

v    Прямая токовая модуляция, а, следовательно, надежное и простое микропроцессорное управление.  

        Принципиальная возможность  изготовления лазерных диодов, покрывающих  все необходимые для медицины спектральные диапазоны — от видимой  до дальней инфракрасной области  спектра.  

        Высокая надежность, простота управления, малые вес, габариты и энергопотребление позволяют  использовать современные лазерные скальпели на основе мощных полупроводниковых  и волоконных лазеров в лечебных учреждениях массового здравоохранения, не имеющих инженерно-технических  служб, при этом снижаются расходы  на их эксплуатацию. Низкая чувствительность к внешним воздействиям в сочетании  с малым энергопотреблением позволяет  использовать подобные аппараты во внеклинических условиях.Дополнительным положительным фактором является появление отечественной техники, более дешевой (в несколько раз), чем аналогичная импортная и не уступающей импортной по характеристикам (Агеева С.А., Минаев В.П.). 

        Полупроводниковые медицинские лазеры широко используются в различных областях медицины:

Ø       Стоматологии

Ø       Оториноларингологии

Ø       Гинекологии

Ø       Офтальмологии

Ø       Дерматологии и косметологии

Ø       Нейрохирургии

Ø       Урологии и т. д.  

        За последние годы полупроводниковые лазеры стали  широко применяться в стоматологии. Лазеры комфортны для пациента и  имеют ряд преимуществ по сравнению  с традиционными методами лечения. В настоящее время преимущества применения диодных лазеров в  стоматологии доказаны практикой и  неоспоримы: безопасность, точность и  быстрота, отсутствие нежелательных  эффектов, ограниченное применение анестетиков  – все это обеспечило щадящее  и безболезненное лечение, комфортные условия для врача и пациента, ускорение сроков лечения. 

Методики  использования лазера

        Несмотря на разнообразие доступных лазеров, методика их использования  не различается значительно. Тремя  основными методиками являются: инцизия, испарение и гемостаз. Врачу следует оценить повреждение перед хирургией и определить наиболее подходящую методику. 

        Разрез проводится размещением лазера на фокусном расстоянии (т.е. наименее возможный размер точки) около ткани или дотрагиваясь до ткани, при использовании контактного наконечника. Это увеличивает плотность энергии и концентрирует эффект на небольшой площади. Это расстояние между лазером и целевой тканью варьирует, в зависимости от системы доставки луча, в диапазоне от 0,5 мм до 1 см. 

        Испарение, также  называемое абляцией, позволяет удалять  большие области поверхностных  тканей (например, удаление поверхностного слизистого эпителия), не затрагивая более  глубоко лежащие структуры. Это  достигается дефокусировкой или увеличением расстояния между лазером и тканью для увеличения размера точки падения луча. Дефокусировка эффективно снижает плотность лазерной энергии на единицу площади и приводит к более поверхностному действию лазера на большей площади поверхности. Расстояние до ткани может значительно варьировать в зависимости от типа доставки луча, доступной мощности и желаемой глубины проникновения.

Применение  лазера в стоматологии

        Показания к использованию  медицинской лазера

        1. Заболевания пародонта  (эпулис, гипертрофический гингивит, перикоронит).

        2. Заболевания слизистой  оболочки рта и губ (длительно  незаживающая эрозия слизистой  языка и щеки, ограниченный гипер- и паракератоз, эрозивно-язвенная форма плоского лишая, лейкоплакии).

        3. Доброкачественные  новообразования полости рта  и губ (фибромы, ретенционные кисты малых слюнных желез, ранулы, гемангиомы, радикулярные кисты, кандиломы, папилломы).

        4. Анатомо-топографические  особенности строения мягких  тканей полости рта (мелкое  реддверие полости рта, короткая уздечка языка, короткая уздечка верхней и нижней губы). 

        Противопоказания  к использованию  медицинской технологии

        1. Заболевания сердечно-сосудистой системы в стадии декомпенсации.

        2. Заболевания нервной  системы с резко повышенной  возбудимостью.

        3. Гипертиреоз.

        4. Выраженная и  тяжелая степень эмфиземы легких.

        5. Функциональная  недостаточность почек.

        6. Тяжелая степень  сахарного диабета в некомпенсированном  состоянии или при неустойчивой  компенсации. 
 

        Способ лечения больных с доброкачественными новообразованиями полости рта

        При удалении доброкачественных  и опухоле-подобных новообразований полости рта и губ (включая фибромы, ретенционные кисты малых слюнных желез, ранулы, гемангиомы, радикулярные кисты, кандиломы, папилломы) используются два способа лазерного воздействия:

        1. Небольшие новообразования (до 0,2-0,3 см) удаляют с применением метода абляции (мощность - 2-4 Вт, в непрерывном и импульсно-периодическом режимах при длительности импульсов - 500-1000 мс, длительности паузы - 100-500 мс).

        2. Новообразования больших размеров (более 0,2-0,3 см) удаляются с помощью метода лазероэксцизии (мощность - 3-5 Вт, в непрерывном и импульсно-периодическом режимах при длительности импульсов - 1000-2000 мс и длительности паузы - 100-1000 мс).

        Если по показаниям возникает необходимость провести биопсию опухоли, то ее выполняют  с помощью способа лазерного  иссечения (метод лазероэксцизии).

        При удалении фибромы  проводится лазерное иссечение образования  с помощью метода лазероэксцизии. Под инфильтрационной анестезией (Ультракаин) проводят иссечение новообразования в импульсно-периодическом режиме с мощностью 5 Вт. Послеоперационную рану ушивают нитью. 

        Лазерный скальпель  можно применять при удалении практически всех разновидностей доброкачественных  новообразований полости рта  и губ, включая опухолеподобные  образования (радикулярные кисты). Лазерный способ лечения этой патологии заключается в тщательной абляции оболочки кисты в непрерывном или импульсно-периодическом режимах (длительность импульсов - 500-1000 мс, длительность паузы - 100-500 мс) и при мощности - 2-4 Вт. После лазерной абляции оболочка кисты легко удаляется, тогда как с помощью инструментального метода это сделать без резекции верхушки корня зуба практически невозможно.

        Лечение простых  гемангиом и ретенционных кист малых слюнных желез с помощью лазера заключается в применении 2 способов лазерного воздействия:

1. Введение световода в полость гемангиомы или кисты и ее абляции. При этом размеры новообразований: для гемангиом - 0,5-0,7 см в диаметре, для ретенционных кист малых слюнных желез - до 1 см в диаметре.

        2. Проводится вскрытие  верхней стенки новообразования  при помощи лазерного луча, вапоризация  содержимого и тщательная абляция  ложа. При лечении данной патологии  используется непрерывный или  импульсно-периодический режим при  длительности импульсов 500-1000 мс, длительности паузы - 100-500 мс и  мощности 2,5-4,5 Вт.

        По вышеуказанному способу проводится лазерное иссечение  опухоли с ушиванием раны  сближением краев на себя. Под инфильтрационной анестезией (Ультракаин) проводят два полулунных разреза слизистой оболочки лазерным скальпелем в импульсно-периодическом режиме с мощностью 4 Вт. Кисту удаляют путем полутупого вылущивания из окружающих тканей. Для более полного удаления оболочки кисты проводится тщательная абляция дна кистозной полости лучом лазера (в том же режиме при мощности 2,5 Вт)  

        Хирургическое лечение больных  с заболеваниями  пародонта

        При лечении заболеваний  тканей пародонта, таких, как эпулис, гипертрофический гингивит, перикоронит используется мощность 3-5 Вт, в непрерывном и импульсно-периодическом режимах (при длительности импульсов- 500-2000мс и длительности паузы - 100-1000мс). Среди заболеваний пародонта в амбулаторной хирургической стоматологии наиболее часто встречается такой вид патологии, как эпулисы. В этом случае волоконный лазерный скальпель имеет

        преимущество, заключающееся  в том, что по световоду лазерное излучение может быть просто подведено к любым областям воздействия. Под лазерным воздействием разрушается точка роста эпулиса в костной ткани межзубных перегородок альвеол зубов. При этом способе лечения рецидивы практически полностью отсутствуют.

При удалении эпулиса проводится инфильтрационная анестезия (Ультракаин), далее иссечение образования в импульсно-периодическом режиме с мощностью 6 Вт

        При лечении гипертрофического  гингивита проводится иссечение  патологически измененной ткани  с применением лазерного излучениятакже под инфильтрационной анестезией (Ультракаин) в импульсно-периодическом режиме с мощностью 4 Вт. Иссечение образования проводится путем лазероэксцизии мягких ткани десны до кости, отступив от видимой границы патологически измененной ткани на 2 мм. Затем раневую поверхность аблируют. На месте лазерного воздействия образуется коагуляционная пленка, которая надежно защищает раневую поверхность от слюны и микрофлоры полости рта. Для лучшей фиксации лоскута накладывают направляющие швы. Одномоментно (симультанно) по показаниям проводят пластику уздечки верхней губы.

        Перикоронит является частым осложнением затрудненного прорезывания зуба мудрости (по классификации МКБ 10 5-го пересмотра перикоронит относится к заболеваниям пародонта, поэтому перикоронит включен в этот раздел патологии). Существующие консервативные способы лечения перикоронитов обычно бывают безуспешными, а иссечение капюшона с помощью традиционного метода не всегда приводит к желаемому результату. Капюшон зуба мудрости иссекают лазерным лучом путем овального (окаймляющего) разреза десны на 2-3 мм выше шейки зуба. Предварительно под капюшон вводят гладилку или шпатель, слегка оттягивающий капюшон от жевательной поверхности зуба. Иссечение капюшона проводится лазерным скальпелем в непрерывном или импульсно-периодическом режимах (при длительности импульсов - 1000-2000 мс и длительности паузы - 100-500 мс) и при мощности 3-4 Вт. Абляцию проводят лучом при мощности аппарата 2-3 Вт.

        Преимуществом этого  способа является возможность иссечения  капюшона лазерным лучом с последующим  образованием по линии разреза коагуляционной пленки, обеспечивающий надежный гемостаз, минимальный отек, защиту от мацерирующего действия слюны и микрофлоры, быструю эпителизацию, а также исключение образования микрогематом, плотное прилегание десневого края к шейке зуба, исключающее образование пародонтального кармана, нагноения и возникновение других осложнений. По вышеописанной методике проводится иссечение капюшона зуба мудрости лазерным излучением под проводниковой и инфильтрационной анестезией (Ультракаин) в импульсно-периодическом режиме с мощностью 4,5 Вт. Затем раневую поверхность аблируют в том же режиме при мощности 2,5 Вт с целью создания защитной коагуляционной пленки, которая исключает возникновение кровотечения, образует надежный защитный барьер и стимулирует эффективную эпителизацию раневой поверхности  

        Лечение больных с анатомо-топографическими особенностями

        строения  мягких тканей полости  рта

        С помощью лазерного  скальпеля осуществляются с высокой  эффективностью оперативные вмешательства  при анатомо-топографических особенностях строения мягких тканей полости рта: мелкое преддверие полости рта, короткая уздечка языка, короткая уздечка  верхней и нижней губы. Для лечения  используют следующие параметры: непрерывный  и импульсно-периодический режимы (при длительности импульсов - 500-2000 мс и длительности паузы - 100-1000 мс); мощность - 2,5-5 Вт.

        После воздействия  лазерного луча раневая поверхность  покрывается коагуляционной пленкой и при небольших размерах дефекта наложения швов не требуется. Под инфильтрационной анестезией (Ультракаин) в импульсно-периодическом режиме с мощностью 5 Вт проводится иссечение уздечки верхней губы у места ее прикрепления. Образовавшуюся при этом раневую поверхность затем аблируют в том же режиме при мощности 2,5 Вт с целью создания коагуляционной пленки. Заживление протекает под йодоформной турундой или без неё и без наложения швов.

        Вестибулопластика по Эдлану-Мейхеру проводится под проводниковой и инфильтрационной анестезией (Ультракаин) по методу гидропрепарирования в импульсно-периодическом режиме с мощностью 4 Вт. Отслоенный слизистый лоскут фиксируют к надкостнице при помощи Лазерной сварки мягких тканей.