激光科論文：激光在口腔科中的臨床應(yīng)用

摘要:介紹了YAG、COZ和半導(dǎo)體激光在口腔科中的臨床應(yīng)用及各自特性及其發(fā)展趨勢.

關(guān)鍵詞:激光;口腔;臨床應(yīng)用

激光應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)已是路人皆知，但是人們現(xiàn)在到口腔科去治病，或到牙科去治牙，還很少見到激光醫(yī)療(medical laser)器械，表明在我國對激光口腔科儀器的研制生產(chǎn)還比較少，臨床應(yīng)用也還沒有普及.本文就脈沖Nd:YAG激光、CO:激光和半導(dǎo)體激光牙科治療機在國內(nèi)外的發(fā)展及其在口腔科臨床中應(yīng)用作一評述.

1國內(nèi)外激光牙科治療機的研制和生產(chǎn)

自20世紀(jì)80年代末90年代初以來，國外激光牙科治療機市場一直是吸引制造商們關(guān)注和極力開發(fā)的新領(lǐng)域，競爭十分激烈。以美國Sunrise技術(shù)公司為代表的公司努力發(fā)展Nd:YAG脈沖激光牙科機.最早生產(chǎn)的牙科機單脈沖激光輸出能量為150mJ、脈沖寬度為150、200娜，激光輸出藕合光纖直徑為0.2mm、重復(fù)頻率為1、5、10、15、20、30Hz，售價為7.3萬美元一臺.90年代初國外激光牙科機銷售旺盛，據(jù)《LaserFocusWOrld》雜志報道，在1991年Nd:YAG脈沖激光牙科機銷售增加了500臺，美國Sunrise技術(shù)公司生意興隆.國外專家預(yù)測20世紀(jì)末在西方國家主要應(yīng)用硬組織治療的第二代激光牙科機，到21世紀(jì)初可以替代90%的機械牙鉆的市場.現(xiàn)在看來這一估計未免過于樂觀，但是激光牙科機仍在逐步發(fā)展和完善，口腔科中的臨床應(yīng)用也不斷擴展.

另外是低功率半導(dǎo)體激光牙科治療機，它的輸出功率在10、45mw左右，用來作理療，首先在丹麥和日本研制生產(chǎn)，國內(nèi)曾有單位購買，單價為8萬美元。

2脈沖激光和連續(xù)激光的差異

在口腔科中應(yīng)用的YAG和CO:激光器一般均為脈沖工作狀態(tài)，而不用連續(xù)激光輸出狀態(tài).因為連續(xù)激光照射引起溫升可造成牙髓組織的損傷，牙醫(yī)認(rèn)為，牙髓溫度升高不大于5℃時所引起的牙髓的改變才是可逆的.另外在治療口腔科的一些疾病，如去除牙垢、汽化腐爛物等，需要的是瞬時的 高峰值功率而不是連續(xù)功率有多大.它需要在很短的時間內(nèi)輸出較大的能量，迅速將這些物質(zhì)加熱以至汽化，或產(chǎn)生“爆破”作用而去垢。例如一臺脈沖YAG激光器輸出脈沖能量300mJ，脈沖寬度為150拼s，那么它的峰值功率就等于2kw，如果15內(nèi)發(fā)射10個脈沖，總共發(fā)出3J能量，那么它的平均功率是3W。假如去除牙垢需要2kw的瞬時峰值功率才能打掉，那么用一臺連續(xù)3W輸出的激光器去打牙垢肯定是打不掉的。如果做2kw連續(xù)YAG激光器，該儀器不僅龐大、噪音大、需要380V電壓，而且造價十分昂貴，2kw連續(xù)YAG激光器是用來切割和焊接金屬的，如果真的用它來打牙垢，在短短15內(nèi)，牙垢燒掉了，可牙齒早已燒壞了。這是因為連續(xù)輸出2kw的激光器15內(nèi)輸出200OJ(約是脈沖輸出的700倍)緣故。反過來峰值功率為2kw的脈沖YAG激光器比較容易做，體積小、造價低、噪音小、只需要220v電壓，而且在每個脈沖與每個脈沖之間有較長時間去散熱，況且總能量又小，因而既能迅速去除牙垢，又不產(chǎn)生熱積累損傷牙齒。

#p#分頁標(biāo)題#e#3脈沖YA.G激光牙科機在口腔科中的應(yīng)用

中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機械研究所研制生產(chǎn)的MZ型脈沖yAG激光治療(medical laser)儀的輸出能量為30~550mJ可調(diào)，脈沖寬度為200拼s，平均功率10W左右可調(diào)，用直徑為0.2、0.6mm的光纖藕合輸出。重復(fù)頻率有1、5、一。、25、20Hz和1、10、20、35、50Hz兩種型號，脈沖激光輸出能量由本儀器內(nèi)激光能量計實測顯示。因為YAG輸出的激光為不可見光，考慮到醫(yī)生和患者的人身安全，所以激光輸出由半導(dǎo)體激光輸出的650nm紅光作指示光，有紅光作指示光，醫(yī)生可靈活自如地操作光纖在口腔內(nèi)任意部位進行治療和軟硬組織切除.

脈沖YAG激光具有殺菌、消毒作用;能熔融牙本質(zhì)產(chǎn)生再結(jié)晶，有封閉牙本質(zhì)小管減少牙本質(zhì)通透性功能;可切割或汽化病變組織或腐爛物;YAG激光對軟組織的穿透比CO:激光深，因而有較好的組織凝固、止血和鎮(zhèn)痛作用、手術(shù)后不用縫合而且操作簡單、手術(shù)時視野清楚、切割準(zhǔn)確、因而越  來越受得醫(yī)生歡迎。

脈沖YAG激光牙科機川在臨床上可作硬組織上腐爛物汽化、消除牙本質(zhì)過敏、牙質(zhì)和牙骨質(zhì)底切、蝕刻牙釉質(zhì)及再結(jié)晶、牙冠制備脫敏、清除牙垢等;對軟組織可作牙凝成形和切除術(shù)、眼下刮除術(shù)、牙粘膜蓋切除術(shù)、鑲牙牙眼穿透術(shù)及處理口腔感染等.臺灣中山醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)科錢佑醫(yī)生用中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機械研究所的脈沖激光牙科機在口腔作了大量的病例[z，4]。舉一例，用平均功率2、2.5W，在未麻醉情況下，切除肉牙組織和過長的牙眼，在做牙釀溝成形時，也不會出血或疼痛.用同一根光纖和相同的輸出能量，作齲齒的汽化清除，從根管中移除，接著在完全干燥無菌且舒適的情況下，進行牙眼切除術(shù)、齲齒去除、牙眼造型術(shù)和制備牙冠心柱，大約半小時完成(這個步驟按常規(guī)做，需要數(shù)次門診)，雖然沒有麻醉，患者無任何疼痛和不舒適感。用激光輸出能量300mJ、頻率20Hz照射55，然后邊照射邊緩慢均速上提探頭至髓腔，并停止照射。反復(fù)三次，直至無明顯浸出為止，然后作根充，一周觀察后作修復(fù)。隨訪三個月至一年，一次根充成功率達95%，與常規(guī)治療相近。但它具有操作簡便易行、省時省力、患者痛苦小，因而易于接受，還減少了復(fù)診次數(shù)，簡化了療程。合肥市口腔醫(yī)院牛方主任用MZ型脈沖YAG激光治療(medical laser)儀(圖1)，在激光輸出能量40mJ、頻率在15Hz作牙本質(zhì)表面處理，照射305。由于照射時YAG激光能去除牙本質(zhì)表面沾污層，使牙本質(zhì)小孔熔融而部分關(guān)閉，減少了液體外流，使牙本質(zhì)表面干凈、干燥，同時使其表面呈廣泛的粗糙性改變，表面積明顯增大，因而比酸蝕的方法更有利于粘結(jié)劑的浸潤，使抗剪切強度明顯高于酸蝕組(尸<0.05)。Nd:YAG激光具有廣泛組織吸收特性，加之由柔韌的光纖傳輸，很容易精確進入口腔和鼻腔任何部位，操作方便靈活。因Nd:YAG激光是固體激光，激光波長為1.064拼m，其安全、穩(wěn)定、有效、使用壽命長、成本低廉，是目前國內(nèi)外首先用于口腔醫(yī)學(xué)的激光機.

4CO:激光牙科機在口腔科中的應(yīng)用

敏、牙髓充血、根充后根尖周反應(yīng)、口腔潰瘍、穎領(lǐng)關(guān)節(jié)炎、三叉神經(jīng)痛，照射1次或2次，總有效率為90%.治療牙本質(zhì)過敏，有效率為100%，對牙馥炎、牙周炎、唇疤疹等有消炎、止血、止痛、加快痊愈的作用.在拔牙和牙周手術(shù)前后照射，可減少出血和疼痛，促進傷口愈合.醫(yī)生認(rèn)為對口腔潰瘍、牙本質(zhì)過敏等常見病，在臨床上無有特效藥物，采用半導(dǎo)體激光治療(medical laser)，操縱簡單、見效快、無痛苦、無副作用、易于消毒、使用安全、價格低廉，值得推廣.用CO:作為激光發(fā)射工作物質(zhì)的CO:激光器是能量轉(zhuǎn)換效率最高的氣體激光器，尤其是國外現(xiàn)采用射頻激勵的結(jié)構(gòu)使激光器體積大大縮小，而且更容易進行激光輸出的脈沖調(diào)制#p#分頁標(biāo)題#e#.在關(guān)節(jié)臂激光輸出端，溫度可高達1700℃，另外它的波長在10.6拼m，處于水的吸收峰.由于其能量很容易被含水組織吸收，因此它不能穿透較深的生物組織，而是在大約50、100#m的生物組織表層迅速產(chǎn)生數(shù)百度的溫升，使生物組織內(nèi)水份蒸發(fā)，使生物組織凝固、碳化迅速切割.經(jīng)過脈沖調(diào)制的CO:激光，其平均功率與連續(xù)的CO:激光輸出相同，由于脈沖輸出的占空比，實際上每個脈沖的峰值功率比連續(xù)的功率要高若干倍，因而更利于切割.由于激光是斷續(xù)地作用于機體組織，利于機體組織的散熱，也可減少機體組織的碳化，盡管它的止血效果不如YAG激光，穿透深度也不如YAG激光.但它能使小血管和毛細管凝固，比起常規(guī)治療，其手術(shù)時間短，反應(yīng)和副作用小，手術(shù)后并發(fā)癥少.如果能有安全無毒的CO:激光光纖，CO:激光機將有良好的市場前景.

5半導(dǎo)體激光在口腔科中的應(yīng)用

相對于YAG和CO:激光，半導(dǎo)體激光輸出功率是很小的，功率相差百倍，操作簡便，具有電光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、壽命長的特點.目前用在口腔科的半導(dǎo)體激光器中心波長在790、830nm左右，手指頭大小的激光器用SV的直流電壓供電就可輸出幾十毫瓦的激光，且壽命長，一般在10000h以上.半導(dǎo)體激光在口腔的適應(yīng)病癥為牙本質(zhì)過

6口腔激光治療(medical laser)機的發(fā)展趨勢

口腔激光醫(yī)學(xué)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個方面:一是口腔激光治療(medical laser)機的開發(fā)、生產(chǎn)和推廣，尤其是能完全代替牙鉆的激光治療(medical laser)機的開發(fā).二是口腔激光尤其是齒科激光的基礎(chǔ)研究及臨床應(yīng)用的范圍和深度的研究，如應(yīng)用于不同組織的激光器選擇、照射時間及激光輸出能量和功率的大小等因素的確定、多種功能的開發(fā).

(l)激光治療(medical laser)機的進一步開發(fā)和完善

包括:l)研制出具備診斷治療多種功能的價格便宜的YAG激光治療(medical laser)機;2)如果將YAG激光器和CO:激光器能組裝在一臺機里，用CO:激光切割(laser cutting)，再用YAG激光止血，能交替使用可起到互補作用，達到更理想的療效;3)減小激光機體積或使整機成為口腔綜合治療臺的組成部分;4)口腔治療機應(yīng)引入計算機和圖像處理技術(shù)，進行程序控制，使其具備能量控制或功率控制、故障自檢、自動保護、脈沖調(diào)制等功能.

(2)激光替代牙鉆的探索

研制和開發(fā)生產(chǎn)出能完全替代常規(guī)牙鉆的牙科激光機ls]，能去除牙本質(zhì)、牙釉質(zhì)、牙槽骨和牙骨質(zhì)的激光機，達到無痛鉆牙。目前，為粘接前牙體預(yù)備、去除齲損牙體組織及牙體預(yù)備等目的而用激光切除牙體硬組織的臨床應(yīng)用受到廣泛關(guān)注。其成功的前提是首先獲得充足的有關(guān)激光與生物組織交互作用的資料，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出相應(yīng)的實用型激光機.激光牙鉆完全取代常規(guī)牙鉆是可行的.在國內(nèi)外研制能替代牙鉆的激光機有Nd:YLF、Nd:YAG、Er:YAG以及ArF、XeCI準(zhǔn)分子激光機，Er:YAG激光牙鉆已獲得美國FDA許可證，已在臨床應(yīng)用.Nd:YLF皮秒激光機在去除齲蝕方面被認(rèn)為是臨床有望代替牙鉆的激光器.

(3)激光在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用范圍及機理研究大量臨床應(yīng)用證實激光對口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)某些疾病治療獲得肯定和滿意效果，使口腔醫(yī)學(xué)的診斷治療水平，尤其是對牙體和牙髓疾病的治療手段有新的突破。

(4)激光焊接

#p#分頁標(biāo)題#e#體外焊接橋體已用于臨床，今后則有望將缺失牙直接焊接于自然牙上，這樣就可以減少橋體制作時對基牙的需求。

總之，激光早已打開了在口腔科中的應(yīng)用，今后激光機應(yīng)該具有多種波長及不同的脈沖寬度等特點，每個波長、脈寬都對應(yīng)某種特定用途。只有弄清何種指標(biāo)配比的激光對某種特定口腔軟硬組織疾病可取得理想治療效果，并以此開發(fā)出多種指標(biāo)配比的激光機，為臨床應(yīng)用提供有效手段.開發(fā)出生產(chǎn)外觀新穎、體積小、造價便宜、操作方便的激光機，我們相信激光在口腔科中的應(yīng)用將逐步獲得推廣而造福于人類.

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