سانشید یار
انجمن حل مشکلات نرم افزاری و سخت افزاری محصولات سانشیدسانشید یار
انجمن حل مشکلات نرم افزاری و سخت افزاری محصولات سانشیدتاثیر لیزر روی پوست
پریسا نیما (رشته مهندسی پزشکی)
تاثیر لیزر روی پوست
اصول کار لیزر
نور لیزر نوع کاملاً جدیدی از نور است و درخشانتر و شدیدتر از نوری است که در طبیعت یافت می شود. نور لیزر می تواند سخت ترین فلزات را سوراخ کند، یا به راحتی از جسم سختی مثل الماس عبور کند و در آن ایجاد حفره کند . بر عکس باریکه های کم قدرت و فوق العاده ظریف انواع دیگر لیزر را می توان برای انجام کارهای بسیار ظریف مثل جراحی روی چشم انسان به کار برد.
نور لیزر را می توان خیلی دقیق کنترل کرد و بصورت باریکه مداومی به نام موج پیوسته یا انفجارهای سریعی به نام پالس استفاده کرد.
نور معمولی مثلاً نور رشته چراغ از میلیونها اتم که ذره های نور را در دراز مدت در تمامی جهات منتشر می کنند، ایجاد می شود. اما نور لیزر از میلیونها اتم موجود در بلور، مخلوط گازی یا یک دیود نیمه هادی پدید می آید که
همگی ذرات نور را باهم و دقیقاً در یک جهت گسیل می کنند.
نور در واقع نوعی از انرژی است، که در نور معمولی این انرژی نامرتب
و ناهماهنگ است. کارهایی که نور معمولی می تواند انجام دهد بسیار
محدودند.مثلاً نور معمولی می تواند روشنایی تولید کند یا اگر به قدر
کافی نیرومند باشد می تواند جسمی را بسوزاند . اما در نور لیزر انرژی
کاملاً متشکل و هماهنگ است و اشعه لیزر قدرت زیادی برای انجام شکل8- تفاوت بین نور لیزر و نور معمولی
کارهای مختلف دارد[1].
واژه لیزر از حروف اول کلمات عبارت “ Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” به معنی تقویت نور توسط نشر القایی تابش ، تشکیل شده است.[2] تقریباً همه می دانند که پلیس برای اندازه گیری سرعت اتومبیل ها از لیزر استفاده می کند. حداقل آن دسته از رانندگانی که از سرعت مجاز تجاوز می کنند به این موضوع واقفند. اما چند نفر هستند که بدانند شما در طول یک روز عادی چندین بار از لیزر استفاده می کنید؟ لیزر در سی دی پلیرها و پرینترهای لیزری و بسیاری چیزهای دیگر یافت می شود. قدرت لیزر هم شگفت انگیز است و هم ترسناک.[3]
تفاوت لیزر با سایر نورها چیست؟
نور یک موج الکترو مغناطیسی است. هر موج روشنایی و رنگ دارد و در زاویه ی معینی نوسان می کند که به آن قطبش می گویند. این امر در مورد لیزر هم صحت دارد. اما پرتوهای نور لیزر از هر منبع نوری دیگری موازی ترند. تمام قسمت های پرتو (تقریباً) در یک جهت خاص بوده و به این ترتیب پرتو خیلی کم منحرف یا خم می شود. از آن جا که نور لیزر کاملاً موازی است می تواند در ضخامت های خیلی کم هم متمرکز شود و در محل تمرکز نور انرژی به قدری زیاد می شود که شما می توانید با آن اشیا را بریده یا حک کنید. از این خاصیت می توان برای روشن کردن و دیدن جزییات خیلی ریز هم استفاده کرد. از همین خاصیت در وسایل جراحی و CD player ها استفاده می شود. در ضمن می توان نور لیزر را تک رنگ کرد. یعنی کاری کرد که فقط یک طول موج داشته باشد. نور سفید متشکل از تمام نورهای طیف است اما نورهای رنگی مثل دیود نوری قرمز شامل طیف پیوسته ای از طول موج های قرمز است.
نور معمولی مرکب از چندین انرژی نورانی مرئی و نامرئی است که اشعه ماوراءبنفش با کمترین طول موج ها تا اشعه مادون قرمز با بیشترین طول موج ها را در بر می گیرد. اما لیزر تنها از یک نوع انرژی نورانی با طول موج مشخص ساخته شده است، لذا به آن نور «تک رنگ» هم می گویند. تفاوت دیگر لیزر با نور معمولی انرژی آن می باشد که گاهی حتی چند هزار برابر نور معمولی می تواند انرژی داشته باشد. بالاخره ویژگی سوم لیزر دقت و پایین بودن خاصیت انتشار نور لیزر است. بطوریکه در دستگاه های دقیق لیزر نور تابیده شده در فاصلة چند صد متری کاملاً مسیر مستقیم خود را حفظ کرده و شعاع دایره محل تابش در نزدیکی منبع لیزر تقریباً مساوی شعاع تابش در چند صد متری منبع می باشد.[4]
کاربرد لیزر در پزشکی
لیزر در زمینه های مختلف از جمله پزشکی کاربردهای فراوانی دارد :
لیزر در چشم پزشکی - استفاده از لیزر به عنوان چاقوی جراحی - کاربرد لیزردر جراحی مغز - لیزر در جراحی زانو - لیزر در دندان پزشکی - لیزر در عمل بینی - لیزر در درمان پروستات و سپس کاربرد لیزر در پوست .
لیزر و پوست
لیزرهای متفاوتی برای پوست به کار می روند. بسته به آن که چه نوع آن استفاده شود، سلول یا مولکولِ هدف در پوست متفاوت است. نور خارج شده از هر لیزر طول موج متفاوتی دارد. بنابراین در هر طول موج، این انرژی جذب ماده خاصی می شود که اصطلاحاً به آن کروموفور گویند. مثلاً اگر هدف درمان، برداشتن ضایعات رنگی از جمله لکه‌های قهوه‌ای روی پوست باشد، کروموفور آن رنگدانه ملانین است. در گروه دیگری از لیزرها ماده هدف آب داخل و خارج سلولی است. آب نور را جذب می کند و تبخیر می شود. بنابراین سلول با از دست دادن رطوبت خود از بین می رود. در حالی که سلول های مجاور سالم باقی می مانند. این خاصیت لیزر (جذب توسط ماده کروموفور و یا آب) باعث شده که استفاده از لیزر روشی ایده‌آل برای از بین بردن بسیاری ضایعات پوستی باشد؛ زیرا:
- احتیاج به عمل جراحی حذف می شود.
- درمان معمولاً بدون درد است و یا فقط با بی حسی موضعی انجام می شود.
- خونریزی و نیز اِسکار= SCAR ( جای زخم ِ عمل) بسیار کمتر از سایر روش‌هاست.
- زمان کار اغلب بسیار کوتاه تر از دیگر روش‌هاست.
- در بعضی موارد، تنها راه درمان برای مشکل پوستی استفاده از لیزر است[5].
http://ghoshuni.mshdiau.ac.ir -1
2- بهجت ، عباس ، لیزر اصول و کاربردها ، یزد ، انتشارات دانشگاه یزد ، چاپ اول ، 1381 ، ص 1
http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php -3
http://migna.ir/behdasht/physics/431-laserr744-.html -4
http://www.tebyan.net/index.aspx?pid=166142 -5
حذف سیمان توسط دستگاه لیزر
مقدمه:روش حذف سمان رزینی در کوره ،دارای اثرات جانبی مانند امکان شکست لامینیت،تغییر رنگ دراثر حرارت اضافی و مرحله اضافی انتقال به لابراتوار می باشد.
روش های دیگر حذف سمان مانند استفاده از فرز و هندپیس ویا سند بلاست کردن به علت عدم حذف انتخابی سمان رزینی چندان کاربردی نمی باشند.
استفاده از لیزرهای دندانپزشکی، وسیله ای دیگر بوده که می تواند برای حذف این سمان ها مورد ارزیابی قرار گیرد.
هدف: لیزرهای مختلف توانایی حذف پلی مرهای کامپوزیتی را دارا هستند(1). در این مطالعه توان های مختلفی از لیزر Er,Cr:YSGG برای حذف سمان رزینی از لامینیت های سرامیکی مورد مطالعه قرارگرفته است.
مواد و روش ها: بعد از انتخاب دنتیکل سانترال و تراش استاندارد روی آن و قالب گیری با سیلسکون افزایشی ،تعداد 175 نمونه ونیر سرامیک فلوسپاتیک Vita ،ساخته شد.بعد از اچ کردن با اسید هیدروفلوریک 10% به مدت 12 دقیقه وافزودن سایلن و سپس پرایمر پاناویا با لایه ای از سمان رزینی پاناویا F2 (Kuraray Co., LtdAmerica, Inc. 2.)پوشانده شد و لامینیت ها روی کست های گچی تراش خورده که با یک لایه از جداکننده پوشانده شده اند نشانده شدند. سمان رزینی با استفاده از دستگاه لایت کیور(Ivoclar Vvivadent,FL-9494 schaan) با توان 600 mwو به مدت 40 ثانیه کیور می شوند . بعد از ست شدن کامل سمان ها،نمونه ها به طور تصادفی به چهار گروه 35 تایی تقسیم خواهند شد. در گروهها به ترتیب سمان رزینی نمونه ها توسط توانهای 1و 1.5و 2و 2.5و3 w لیزر تحت تابش قرار گرفتند.
سپس نمونه ها با استفاده از استریومیکروسکوپ، از لحاظ حذف سمان با لام مدرج بررسی شده و درصد حذف سمان ها ثبت می گردد.
یافتها :بررسی نتایج آزمون کروسکال والیس نشان می دهد که تفاوت میانگین در گروه های مختلف از لحاظ آماری معنی دار می باشد.
نتیجه گیری :لیزر Er,Cr:YSGG با توان های بیشتر از 2 وات قادر به حذف کامل سمان رزینی از لامینیت های پرسلن بدون اثر بر سطح پرسلن می باشند.
تعریف واژه های اختصاصی:
Laser: نشر برانگیخته نور تحریک شده می باشد(1).
Er,Cr:YSGG: لیزری است که مخفف کلمات erbium , chromium , ytrium , scandium , gallium , garnet
ونیرها ی سرامیکی (یا لامینت های دندانی): پوسته نازکی از مواد ترمیمی از جنس سرامیکی (از انواع مختلف با رنگ های مختلف) می باشد که به روش غیر مستقیم برای ترمیم دندان تهیه می گردد(15).
سمان های کامپوزیتی : سمان های چسباندن ترمیم های غیر مستقیم از جنس مواد پلی مری کامپوزیتی می باشند(15).
مقدمه و بیان مساله:
ونیرهای چینی به عنوان ترمیمهای دست اول دندانپزشکی زیبایی, مقبولیت وسیعی یافتهاند. از زمان ابداع این ترمیمها در سالهای آغازین دهة هشتاد قرن بیستم، ونیرهای چینی از لحاظ روش کار و مواد مصرفی دستخوش تحول وسیعی شده است. تعداد چشمگیری از مطالعات بالینی دراز مدت مؤید دوام عالی ترمیمهای ونیر چینی است.ونیرهای چینی را میتوان برای تغییر رنگ، شکل، طول یا نحوة قرار گیری دندان، همچنین به هدف بستن فضاهای بین دندانها و ترمیم دندانهای شکسته و مورد درمان ریشه قرار گرفته، به کار گرفت. البته به بیمار باید از احتمال شکست در موارد خاص، این نوع ترمیم تذکر داد. مطالب آگاه کنندهای که به بیمار تذکر داده میشود حتماً باید شامل موارد ذیل باشد، ولی البته میتوان مسائل دیگری را نیز به فهرست ذیل اضافه کرد: احتمال مواردی همچون، 1) حساسیت پس از درمان 2) تغییر رنگ لبه ها، و 3) شکستن ترمیم و بالاخره، 4) سایش دندانهای مقابل(1).
در نشاندن ونیر.سطح داخلی ونیر باید با اسید هایدروفلوریک اچ شود. این مرحله معمولاً در لابراتوار به انجام میرسد. ونیرها ابتدا تک تک از نظر تطابق لبه ها امتحان میشوند. سپس همگی با هم و از نظر تماس پروگزیمال مناسب در محل نشانده و امتحان میشوند. نهایتاً یکی از ونیرها با رزین چسبنده پر شده (یا با رزین مخصوص آزمون) و به دهان منتقل میشود تا رنگ ترمیم بررسی شود.
پیش میآید که ونیر چینی جدا گردد. هنگامی که چنین امری روی داد، تعیین این که شکست در کدامیک از سطوح پیوند ایجاد شده است، ضروری است. در صورتی که کامپازیت چسباننده روی سطح دندان باقیمانده است، آنگاه این احتمال وجود دارد که شکست یا در اثر اچ ناکافی ونیر یا در اثر مصرف سایلن کهنه بروز نموده باشد. نیمه عمر سایلن در صورت نگهداری در یخچال حدوداً یک سال است. در صورتی که کامپازیت روی سطح داخلی ونیر باقیمانده باشد، علت مشکل یا در موارد چسباننده، یا در روش استقرار ونیر، محتمل خواهد بود(3)
هنگامی که کامپازیت از سطح داخلی ونیر، برداشت شد. سپس در کوره قرار داده شده و حرارت به آرامی تا Cْ 600 بالا برده شده و به مدت 10 دقیقه در آن حرارت نگاهداشته میشود تا از سوختن و دود شدن رزین کامپازیت اطمینان حاصل گردد. پس از برداشتن ونیر از داخل کوره و رساندن آن به دمای اتاق آن را با استون شستشو داده و مجدداً با اسید هایدروفلوریک 5/9 درصد به مدت 4 دقیقه اچ مینماییم. در صورت در دسترس نبودن اسید هایدروفلوریک 5/9 درصد، میتوان از اسیدولیت فسفات فلورید 23/1 درصدی برای اچ چینی استفاده نمود، البته این عمل نیازمند زمانی ده دقیقهای برای اچ است(4)
روش حذف سمان رزینی در کوره ،دارای اثرات جانبی مانند امکان شکست لامینیت،تغییر رنگ دراثر حرارت اضافی و مرحله اضافی انتقال به لابراتوار می باشد.
روش های دیگر حذف سمان مانند استفاده از فرز و هندپیس ویا سند بلاست کردن به علت عدم حذف انتخابی سمان رزینی چندان کاربردی نمی باشند.
استفاده از لیزرهای دندانپزشکی، وسیله ای دیگر بوده که می تواند برای حذف این سمان ها مورد ارزیابی قرار گیرد.
لیزرهای مختلفی توانایی حذف پلی مرهای کامپوزیتی را دارا هستند(1). در این مطالعه توان های مختلفی از لیزر Er,Cr:YSGG برای حذف سمان رزینی از لامینیت های سرامیکی مورد مطالعه قرارگرفته است.
اهداف
هدف کلی طرح:
مقایسه توانایی توان های مختلف لیزر Er,Cr:YSGG در حذف سمان کامپوزیتی از ونیرهای سرامیکی.
اهداف اختصاصی طرح:
1- تعیین میزان حذف سیمان کامپوزیتی از ونیر سرامیکی توسط لیزر Er,Cr:YSGG با توان 1 وات
2- تعیین میزان حذف سیمان کامپوزیتی از ونیر سرامیکی توسط لیزر Er,Cr:YSGG با توان 1.5 وات
3- تعیین میزان حذف سیمان کامپوزیتی از ونیر سرامیکی توسط لیزر Er,Cr:YSGG با توان 2وات
4- تعیین میزان حذف سیمان کامپوزیتی از ونیر سرامیکی توسط
لیزرEr,Cr:YSGG با توان 2.5 وات
5- تعیین میزان حذف سیمان کامپوزیتی از ونیر سرامیکی توسط
6- لیزرEr,Cr:YSGG با توان 3 وات
7- مقایسه میزان حذف سیمان کامپوزیتی روشهای فوق با همدیگر
اهداف کاربردی طرح :
در صورت توان لیزر در حذف سمان کامپوزیتی از ونیر های سرامیکی این روش میتواند به عنوان جایگزینی بر روش کوره حرارتی که روشی مشکل و زمان بر میباشد بکار رود.
فرضیات طرح :
میزان حذف سمان رزینی به وسیله توان های مختلف لیزر Er,Cr:YSGG یکسان نمی باشد.
مروری بر متون و مقالات:
تاریخچه:
استفاده درمانی از نور ریشه‌ای کهن در تاریخ بشری دارد و خورشید اولین منبع نوری است که بدین منظور مورد استفاده قرار گرفت و حتی در برهه‌هایی از زمان مورد پرستش واقع گردید نوردرمانی توسط مصریان باستان انجام می‌شد و در سال 440 قبل از میلاد از اثرات تسکین آن بر زخم‌های شکستگی ، درمان آبله و کاهش اسکار استفاده می‌کردند.
اساس تکنولوژی لیزر به قرن 19 باز میگردد در آغاز این قرن افرادی مانند Planck و Bohr تئوری هایی را بیان داشتند که مجالی برای تحقیقات بعدی توسط سایر دانشمندان را فراهم کرد.(2)
تابش بصورت گسیل القائی یا نشر برانگیخته تابش نور را اولین بار انیشتین در سال 1917 معرفی کرد به طوری که قبل از آن همه فکر می‌کردند تنها راه تابش به صورت گسیل خودبخود و یا جذب انجام میشود ( 5)
حدود چهل سال بعد در سال 1954 چارلز تاونر و شاگردانش اولین تقویت کننده نور بوسیــله انتشار برانگیخته را در دانشگاه کلمبیا که با گاز آمونیاک کار می‌کرد ساختند و آن را [1](MASER) نام نهادند(6).
در سال 1958 Townes , schawlow امکان به کار بردن یک Maser با فرکانس زیاد حدود فرکانس‌های نور مرئی را تحقق بخشیده و آن را لیزر نام نهادند که مخفف کلمات light Ampfication by Stimulated Emission of Radiation میباشد. در سال 1960 Maiman موفق به ساخت اولین لیزر یاقوت ( با طول موج 69/0 میکرون – زمان پالس یک هزارم ثانیه) گردید . در سال 1959 پدیده مبادلة تحریک در فعال کردن گازها توسط دکتر علی جوان و Sanders کشف و در اواخر 1960 منجر به ایجاد لیزر هلیوم – نئون توسط او گردید و بدین طریق اولین لیزر پیوسته به وجود آمد (7)
پس از آن پرتوهای مادون قرمز لیزر Nd:YAG ایجاد شد و لیزرهای آرگون ، کریپتون، نئودایمیم، گاز کربنیک، لیزر رنگی (Dye) لیزرهای نیمه‌هادی و غیره کشف گردیدند.
اولین گزارش استفاده از لیزر در دندان زنده انسان به سال 1965 بر میگردد که توسط Gold man و با استفاده از لیزر یاقوتی بر روی دندان برادرش برنارد که یک دندانپزشک بود انجام شد(8).
بیشتر آزمایشات در مورد کاربرد لیزر یاقوتی در دندانپزشکی نتایج مطلوبی نداشت و این امر ناشی از اثرات مخرب امواجی با طول موج 69/0 میکرون در برخورد با بافت سخت بود در یک آزمایش invivo دندانپزشکان شاهد نکروز خونریزی دهندة وسیع و قطع لایه‌های ادنتوبلاستی در دندانهای اینسیزور حیوانات بودند . در اواخر سال 1960 اغلب آزمایشات نشان داد که برای برداشتن نسج سخت دندان توسط لیزر یاقوتی احتیاج به درجه بالایی از انرژی است که باعث تخریب حرارتی بافت زنده دندان میشود(9)
از سال 1960 تا 1980 تحقیقات دربارة یافتن انواع دیگری از لیزر که بر روی بافت سخت موثرتر باشد دنبال شد و توجه دانشمندان به طرف لیزر 2 Co جلب شد زیرا که تصور می شد که این لیزر با طول موجμm 6/ 10 به خوبی توسط مینا جذب می شودو برای مهر و موم کردن پیت و فیشورها و اتصالات مواد سرامیکی به دندان و یا پیشگیری در برابر پوسیدگی‌های دندانی موثر است. تحقیقات بعدی نشان داد که اگر چه این نوع لیزر مقاومت در برابر نفوذ اسید را بالا می‌برد ولی برای مهر وموم کردن پیت و فیشورها و اتصال موادی مثل سرامیک به مینا موفق نیست که دلیل این امر افزایش بیش از حد درجه حرارت سطحی در حین کار است در همین زمان Melcer و تعداد دیگری از دانشمندان به نقش موثر لیزر در برداشتن پوسیدگی‌ها پی بردند و آنها گزارشی از درمان موفقیت‌آمیز 1000 بیمار در سال 1984 دادند و تحقیقات invivo در زمینه این نوع لیزر نیز نشان داد که لیزر باعث تحریک ساخته شدن عاج ثانویه و استریل شدن عاج و پالپ اکسپوز شده میشود. تحقیقات درزمینه لیزر Nd:YAG به سال 1974 توسط Ooya و Yamamato در ژاپن بر میگردد آنها به این نتیجه رسیدند که این لیزر میتواند وسیله‌ای موثر برای جلوگیری از پوسیدگی‌های ابتدایی در invivo و invitro باشد(11).
از دهه 90 لیزرهائی به بازار آمد که توان کندن و برداشتن بافت سخت دهانی از جمله مینا و عاج و استخوان بدون آسیب حرارتی میسر گردید. از این دسته به لیزرهای Er:YAG و Er,Cr:YSGG میتوان اشاره کرد.
اخیراً سیستمهای جدیدی در گروه لیزرهای اربیوم عرضه شدهاند که امکان تغییر عرض پالس را فراهم می‌آورند. ادامة پیشرفت این سیستم‌ها میتواند منجر به دستیابی پالس‌های بسیار کوتاه نظیر 60μs برای افزایش سرعت برش در بافت سخت و همچنین پالس‌های بسیار بلند مثل μs 1000 شود که درمان بافت نرم با لیزر Er,Cr:YSGG در این صورت میتواند قابل مقایسه با درمان بافت نرم توسط لیزر CO2 گردد و حتی منجر به آسیب‌های حرارتی کمتری گردد.(12)
فیزیک لیزر
به منظور درک بهتر مطالب، در این قسمت به توضیح یک سری مفاهیم کلی و فرآیند‌هایی که در اتم رخ می‌دهد می‌پردازیم . همانطور که می‌دانیم نور دارای انرژی و جزئی از طیف الکترومغناطیس میباشد. واحدهای ساختاری یا کوانتاهای نور، فوتون نامیده میشوند . فوتون خود یک ذره نورانی بدون وزن و بار الکتریکی است که با سرعت نور جابجا میشود و انرژی آن از فرمول پلانک محاسبه میشود.
E=h´ v
E: انرژی فوتون
h: ثابت پلانک(6.6 ´ 10-34 j.s)
V: فرکانس تابش
از نگاه دیگر فوتون را میتوان به صورت امواج یا به صورت جریانی از ذرات در نظر گرفت . هر موج با 4 کمیت مشخص میگردد که عبارتند از :
1) طول موج: فاصله بین دو قله یا شکم موج را می‌گویند. واحد آن آنگستروم یا نانومتر است. تفاوت صورتهای مختلف انرژی الکترومغناطیس نیز در همین طول موج است مثلاً طول موج امواج رادیویی 1000 متر، امواج رادار 10 سانتیمتر ، میکروموجها که از اجرام سماوی ساطع میشوند، در حدود میلی‌متر و پرتوهای مادون قرمز دارای امواج کوتاهتری هستند. نور مرئی تنها جزء کوچکی از طیف الکترومغناطیس را تشکیل می‌دهد. ( از بنفش 4000 آنگستروم تا قرمــز 7000 آنگستروم یا از 7/0 – 4/0 میکرون ) با تکنولوژی حاضر لیزرها طول موج مابین 1/0 تا μm 10 دارند.
2) دامنه: همان ارتفاع موج است که در مورد نور هر چه میزان آن بزرگتر باشد درخشندگی بیشتر است .
3) سرعت: این فاکتور در امواج الکترومغناطیس در یک محیط خاص ثابت بوده و در خلأ km/s 5 10 × 3 می باشد و از فرمول زیر محاسبه میگردد.
4) فرکانس: تعداد امواج عبور کننده از یک نقطه خاص در واحد زمان میباشد. واحد آن هرتز یا سیکل بر ثانیه بوده و با طول موج نسبت عکس دارد.
تابش الکترومغناطیس چگونه تولید میشود؟
تابش الکترومغناطیس زمانی انتشار مییابد که ذرات منتشر شده از یک سطح انرژی بالاتر به سطح انرژی پایین‌تر انتقال یابند و در واقع تفاوت انرژی در دو تراز ، تابش الکترومغناطیس را تشکیل می‌دهد .
Ea-Eb=h´ Vab C=V ´ λ
سرعت نور در خلأ = c فرکانس = v انرژی ترازها = Ea,Eb
طول موج = λ ثابت پلانک : h
الکترون‌های یک اتم در ترازهای مختلف انرژی به دور هسته در حال گسترش بوده و هر تراز انرژی معینی دارد. اتم‌ها اغلب در حالت حداقل انرژی یا حالت پایدار به سر می‌برند .
با توجه به تغییر مکان الکترون‌‌ها در ترازهای مختلف حالت‌های زیر ممکن است اتفاق بیافتد.
1) نشر خود بخودی تابش (spontaneous emission) یا اثر فلوئورسانس:
این حالت به طور اتفاقی در طبیعت به وجود میآید و آن زمانی است که اتم در یک تراز بالاتر (Ea) تمایل دارد به تراز انرژی پایین تر (Eb) یا تراز پایدار برسد و در این میان عامل تحریکی نیاز ندارد. برای فوتون لحظه و زمان انتقال ، جهت تابش و سایر ویژگی‌های آن همگی فاکتورهای اتفاقی یا تصادفی هستند. فعالیت پرتوهای هسته‌‌ای و انتقال خودبخودی ذرات متفاوت یک عنصر مثال بارزی از این پدیده میباشد نور حاصل غیر همدوس خواهد بود . زمان بازگشت به حالت پایدار معمولاً 6-10 ثانیه به طول می‌انجامد.
2) نشر برانگیخته تابش (stimulated emission)
وقتی یک اتم در تراز انرژی بالاتر (Ea) در اثر یک فوتون تحریکی، فوتونی از دست داده و به تراز انرژی پایین‌تر سقوط نماید و فوتون محرک با فوتون برانگیخته دارای پارامترهای یکسان باشد آن را نشر برانگیخته تابش گویند و یک اثر لیزری از نور بدست میآید.
3)جذب تابش (Absorpation) : وقتی یک اتم از تراز انرژی پایین‌تر (Eb) به تراز انرژی بالاتر (Ea) برسد یعنی فوتونی انرژی گرفته و به تراز بالاتر رفته در این صورت پدیدة جذب رخ داده است . این سه پدیدة در اوائل قرن بیستم توسط انیشتین تشریح شده است .
4) تراکم اتمی معکوس (population inversion)
یک فوتون انرژی با احتمال یکسان می تواند از تراز انرژی بالا (Ea) به تراز انرژی پایین Eb یا برعکس تغییر مکان پیدا نماید هر گاه تراز انرژی پایین در یک سیستم تراکم اتمی بیشتر (n1) نسبت به تراز بالا (n2) پیدا نماید (n2<n1) ، پدیده جذب غالب خواهد بود و اگر این حالت بر عکس شود (n2>n1) تابش برانگیخته نقش برتری داشته و پدیدة تقویت را سبب میشود . جذب نور بوسیله ماده یک قاعده کلی در قانون فیزیک به شمار نمی‌آید. موارد استثناء هم وجود دارد که این امکان را به وجود می‌آورد تا در شرایط مناسب اتم‌ها در تراز انرژی بالاتر نسبت به تراز انرژی پایین‌تر متراکم شود. به این موارد تراکم اتمی معکوس می گویند که پیش‌درآمدی بر پیدایش لیزر میباشد سیستمی که در آن چنین پدیده ای حاصل شود بنام محیط فعال (Media) و شیوة حصول این پدیده را پمپاژ ( دهش ) نامند.
مکانیسم‌های فیزیکی پمپاژ به منظور افزایش یا کاهش تراکم در ترازهای انرژی عبارتند از:
1) پمپاژ نوری (optical pumping): که به وسیله منابع گاز و لولههای مولد جرقه انجام پذیر است .
2) پمپاژ الکتریکی (electrical pumping) :که با تخلیه الکترکی بسیار شدید در مخزن گازی صورت می‌گیرد اتم یا ملکول‌های گاز به اتم مولکولهای فعال تبدیل شده و موجبات تشدید انرژی حاصل میشود.
3) پمپاژ شیمیایی (chemical pumping): از طریق واکنشهای شیمیایی انجام می‌گیرد.
4) پمپاژ حرارتی( heat pumping) : با افزایش حرارت خنک کردن سریع ماده فعال امکان پذیر میباشد.
ویژگی‌های منحصر به فرد لیزر:
1) درخشندگی (brightness) : درخشندگی یک لیزر ملایم به مراتب از پرتو خورشید نیرومند تر میباشد.
2) تکفامی (monochromaticity) : در نور معمولی متعاقب انتقال الکترون ها به سطوح مختلف پایین تر، طول موجهای مختلف ایجاد میگردد و چندین رنگ در ایجاد آن دخالت می‌نماید. به طور مثال نور سفید آمیزه‌ای از هفت رنگ مختلف میباشد. اما در لیزر چون یک طول موج تولیدمی‌شود نور حاصل تکفام بوده و با توجه به ماده موجود در محیط فعال دستگاه، نور آن تعیین میگردد و این باعث میشود که در برخی از بافتها جذب شود و در برخی جذب نشود . مثلاً نور سبز – آبی لیزر آرگون بدون هیچ اثری از قرنیه و عدسی می‌گذرد و به شبکیه میرسد و آن را درمان می‌نماید .
3) همدوسی (coherency): طول موجهای نور معمولی اختلاف فاز دارند به این معنا که تمامی گره‌ها و شکمهای امواجی با طول مشابه در یک موقعیت نیستند . اما در لیزر به علت هم فاز بودن امواج، تراکم فوتونی در یک سطح ایجاد میشود و قابلیت فوکوس شدن آن نیز به همین خاصیت برمی‌گردد.
4) توازی (parallelism): در نور معمولی شعاعهای ساطع شده در تمام جهات منتشر میشوند و فوتونها پخش میشوند اما در لیزر به علت گسیل برانگیخته شعاعهای نورانی در یک جهت منتشر شده و واگرایی به حداقل میرسد.
اجزای دستگاه لیزر:
اجزای اصلی دستگاه لیزر عبارتند از:
1 – محیط لیزری یا فعال (Leaser Medium) که تعیین کننده طول موج پرتو لیزر است و به سه حالت جامد ، مایع و گاز میباشد.
2 – یک حفرة بینابینی یا محفظه نوری (Optical cartitiy) که متشکل از دو آینه میباشد یکی از آینه‌ها بازتابندة کامل و دیگری نیم بازتابنده است .
3 – منبع انرژی یا منبع تغذیه (power supply) که امر پمپاژ یا انتقال اتمهای محیط فعال به سطوح بالاتر انرژی و ایجاد جمعیت معکوس را انجام می‌دهد.
برای تداوم وتقویت واکنش زنجیرة فوتونی که ناشی از پدیدة نشر برانگیخته در مجموعه‌ای از اتمهای تحریک شده است ، لازم است که این واکنش در یک محفظة نوری انجام شود . یک محفظة نوری شامل دو آینه موازی در هر یک از دو سمت laser medium میباشد . در این سیستم فوتونها به آینه برخورد کرده و دوباره به مدیوم بر می‌گردند تا آزاد شدن فوتونهای بیشتری را موجب شوند. اگر منبعی از انرژی دائماً اتم‌ها را به سطح تحریک شده برساند .نوری با شدت بالا میتواند در بین دو آینه تداوم یابد. این آینه‌ها نور را منعکس می‌کنند. بنابراین فوتونهایی که دقیقاً عمود بر آینه‌ها هستند به محیط مدیوم باز می‌گردند اما فوتونهایی که عمود برآینه‌ها نیستند از فرآیند lasing حذف میشوند. از آنجایی که در این فرآیند بخشی از انرژی به حرارت تبدیل میشود نیازمند سیستم خنک کننده هستیم .
اگر یکی از دو آینه کاملاً فوتونها را منعکس کند ( شکل 3-1 ،2M ) و آینه دیگر (M1) مقداری نور را از خود عبور دهد ، نوری که از M1 خارج میشود اشعه لیزر را می سازد . اگر توان در گردش 1000 وات باشد و M1 به میزان 10% نور را از خود عبور دهد در این صورت نوری که از M1 خارج می شود 100 وات توان و نوری که به محیط برمی‌گردد 900 وات خواهد بود که چرخه موجود در مدیوم توان را باز هم به 1000 وات قبلی برمی‌گرداند.
Active medium شامل گروه هموژنی از اتم‌ها یا مولکولهایی میباشد که به وضعیت برانگیخته درآمده‌اند و جهت پدیدة lasing تحریک شدهاند . نوع دقیق اتم یا مولکول طول موج اشعه خروجی را مشخص میکند .Active medium موجود در محفظه نور میتواند به صورت گاز، مایع و یا جامد ( مثلاً یک کریستال) باشد. بنابراین پدیدة نشر برانگیخته در درون محفظة نوری یک اشعه نوری با چهار ویژگی همدوسی، واگرایی، تک رنگی و شدت بالا به وجود می‌آورد.
هر لیزر بر اساس نوع Active medium و حالت آن ( گاز ، مایع ، جامد) تقسیم بندی میشود.
Power Density :
عبارت است از تمرکز فوتونها در واحد سطح. تمرکز فوتونها با وات و سطح با cm2 اندازه‌گیری میشود بنابراین: PD =W/ cm2
برای محاسبه PD ، مقطع اشعه مورد نیاز است و مقطع اشعه از طریق مساحت دایره‌ای که اشعه در هر سطح ایجاد میکند (A)، محاسبه میشود .
از راههای افزایش PD گذاشتن یک عدسی بر سر راه اشعه و کاهش سایز محل تمرکز اشعه (spot) است .
Energy , Energy Density
برای هر دورة زمانی کوتاه یک پالس بحث از میزان انرژی هر پالس بر حسب ژول نسبت به بیان توان
خروجی میانگین دستگاه به وات، کاربردی‌تر است . یک واحد انرژی معادل 1 وات در واحد زمان است
بیشتر لیزرهای پالسی کمتر از 1J در هر پالس انرژی منتقل می‌کنند
انتقال پرتو در لیزرها:
به کارگیری دستگاه لیزر با توجه به بزرگی و حجیم بودن آن به طور مستقیم در موضع عملاً کاری غیر ممکن است لذا جهت انتقال پرتو لیزر تا محل عمل نیازمند تکنیک و و سایل خاصی هستیم. تا کنون روشهای مختلفی برای این امر در نظر گرفته شده است که اهم آنها عبارتنداز:
1 – بازوی متحرک 2 – فیبر نوری
بازوی متحرک مجموعه‌ای از لولههای خالی بطول حداکثر 40 سانتیمتر است که توسط مفصل‌هایی به یکدیگر متصل شدهاند . در محل مفصل آینه‌های کوچکی تحت زاویة 45 درجه قرارگرفته است با حرکت دادن مفصل، به راحتی میتوان شش درجه آزادی را فراهم کرد پرتو لیزر در برخورد با آیینه‌ها به راحتی وارد این بازو شده ضمن حرکت مستقیم در طول آن از انتهای دیگر خارج میگردد بدون آن که توان لیزر کاهش چشمگیری یابد.
فیبر نوری که اساساً از شیشه درست شده است دارای سه قسمت اصلی میباشد مغز،کلاف و محافظ پلاستیکی. وجود مغز و کلاف که از جنس شیشه اما با ضریب شکستهای متفاوتی درست شده است این امکان را فراهم می‌سازد که پرتو لیزر در هنگام وارد شدن دچار انعکاس داخلی شود و این پدیده در طول فیبر نوری تکرار میگردد. به گونه‌ای که پرتو لیزر قادر است طول فیبر نوری را بدون کمترین تلفاتی طی کند . فیبرهای نوری بر خلاف بازوی متحرک که معمولاً تنوع خاصی ندارند، بنا به کاربرد انواع مختلفی دارند.(13) در ادامه به طبقه بندی لیزرها و خلاصه‌ای از خصوصیات چند لیزر می‌پردازیم.
طبقه‌بندی لیزرها:
دستگاههای لیزر را میتوان به روشهای گوناگونی تقسیم بندی نمود که در اینجا به تعدادی از آنها اشاره میشود: لیزرهای جامد، گازی، رنگی، یونی ، اتمی، ملکولی، شیمیایی ، پلاسما نیمه هادی و ...
1) لیزرهای جامد:
یک ماده فعال جامد، شامل یک زمینه ( پایه ) و یک فعال کننده ( مرکز فعال میباشد که به شکل ناخالص در ماده زمینه‌ای قرار گرفته است ماده زمینه‌ای به کار گرفته ممکن است به صورت بلوری ( کریستال) یا بی‌شکل ( مانند شیشه) باشد. متداولترین این لیزرها Nd: YAG میباشد از مزایای این لیزرها کوچک بودن ابعاد، وزن کم و قابلیت حمل آن اشاره کرد. این نوع لیزرها را میتوان جزء لیزرهای پرقدرت قلمداد کرد مثل Er: YAG و Er,Cr:YSGG
2) لیزرهای گازی:
لیزرهای گازی جزء لیزرهای پربازده محسوب میشوند بدلیل تراکم پذیری گازها امکان تغییر پالس این نوع لیزرها و افزایش قدرت خروجی آن مقدار میباشد نحوة تحریک این لیزرها تحریک الکتریکی میباشد. لیزرهای گازی در هر دو حالت پیوسته و پالسی فعالیت می‌کنند مثل لیزر هلیوم، نئون و لیزر دی اکسید کربن و لیزر نوری آرگون. از آنجایی که لیزرهای گازی جزء لیزرهای با بازدهی بالا محسوب میشوند در قدرتهای مختلف قابل ساخت هستند تنوع قدرت و ابعاد این نوع لیزرها آنها را از پرمصرف‌ترین انواع قرار داده است(14).
3) لیزرهای مایع:
از مهمترین مواد سیال لیزری رنگ‌ها هستند. رنگ‌ها ترکیبات آلی پیچیده‌ای هستند و دارای باندهای جذب قوی در ناحیه مرئی و فرابنفش میباشند با انتخاب رنگ مناسب میتوان طول موج دلخواه را انتخاب نمود.
4) لیزرهای نیمه هادی :
ماده فعال در این لیزر از مواد نیمه رسانا تشکیل شده است مثل لیزر Ga-Asو Ga-Al-As (8)
اثرات لیزر و برهمکنش آن با بافت سخت و نرم:
وقتی لیزر بر ماده‌ای می‌تابد چهار پدیده میتواند صورت پذیرد : انعکاس ( که درصد آن بسته به نوع، سختی و نرمی بافت از میزان بسیار کم تا قابل توجه میتواند تغییر کند) ، جذب ، عبور و پخش.
به هنگام جذب کامل یا جزئی‌چهار واکنش بیولوژیکی میتواند صورت پذیرد: فتوشیمیایی فتوترمال، فتو مکانیکی و فوتوالکتریکی. در دندانپزشکی فرآیند فتوشیمیایی عمدتاً مربوط به اثرات لیزرهای کم‌توان میشود که عبارتند از : اثرات متابولیکی ، اثرات ضد التهابی، اثرات بی‌دردی و اثرات ایمونولوژیکی. در پدیدة فتو ترمال واکنشهایی مثل کربنیزه شده ، ذوب گشتن بافت و کندگی میتواند اتفاق افتد. در پدیدة فتو مکانیکی با کمک شوکهای مکانیکی سلولهای بافت دچار شکستگی گشته و بدین وسیله بافتها از یکدیگر جدا می‌گردند. در پدیده فوتوالکتریکی بافت به واسطة تشکیل یون‌‌های باردار الکتریکی از میان برداشته میشود. بسته به توان لیزر، زمان تابش، شکل توزیع پرتو و طول موج پاسخهای متفاوتی خواهیم داشت . به عنوان نمونه در توانهای پایین اثرات شیمیایی و در توانهای بالا اثرات حرارتی بیشتر حائز اهمیت خواهند بود. کنترل میزان جریان انرژی حتی در پدیده‌های حرارتی عواملی مثل ذوب ، کربنیزه شدن و اثرات غیر قابل برگشت را کنترل خواه( 15).
اثرات لیزر بربافت نرم:
فاکتورهای بیولوژیکی که بر همکنش لیزر و بافت نرم را تحت تأثیر قرا میدهند ، بسیار متنوعند . از این فاکتورها میتوان به خصوصیات نوری عناصر بافتی اشاره کرد.
خصوصیات نوری عناصر بافتی میزان و طبیعت واکنش به نور را به صورت جذب ، انعکاس عبور و پخش تعیین می‌کنند. سایر فاکتورها مثل فرآیندهای فیزیولوژیک و مکانیکی حاصل از فرآیند انتقال انرژی میباشند، نظیر هدایت گرمایی بافت، واسکولاریته بافت و مکانیسم‌های ترمیم و ... (16).
میزان واکنش نور لیزر و بافت عموماً بستگی به دو متغیر دارد: طول موج خاص لیزر و خصوصیات نوری بافت هدف.
در سیستمهای بیولوژیک با تنوع زیادی از سلول‌‌ها و مایعات بافتی ساخته شده اند که هر کدام جذب نوری متفاوت دارند، پیش بینی اثرات ممکن لیزر در بافت ممکن است بسیار مشکل به نظر برسد اما بافت نرم دهانی عمدتاً از آب تشکیل شده است که فاکتور غالب برای تعیین چگونگی واکنش لیزر و بافت نرم است . مثلاً لیزر Co2 با طول موج 6/10 میکرومتر عمدتاً توسط مایعات بافتی جذب میشود بدون آن که خیلی در سطح نفوذ کند . اما لیزر Nd: YAG تمایل به نفوذ عمیق در بافت دارد.(17)
بنابراین در راستای پیش‌بینی اثرات لیزر بربافت نرم طیف جذبی آب میتواند کمک کننده باشد.
عناصر بافتی که اثر یکسانی بر جذب یک طول موج خاص با طیف خاصی دارد کروماتوفور نامیده میشوند. در واقع وجود کروماتوفورها، چگونگی واکنش بافت نرم و اشعه لیزر را مشخص میکند. کروماتوفورهایی مثل هموگلوبین و ملانین اثر واضحی بر چگونگی برهمکنش بافت نرم و اشعه دارند. مثلاً هموگلوبین سریعاً با طول موجهای 514 و 488 نانومتر واکنش نشان می‌دهد و همین باعث میشود که لیزر آرگون توانای بالایی در انعقاد و هموستاز داشته باشد. چرا که طول موج 488 و 514 نانومتر دارد(18).
همانطور که قبلاً اشاره شد اثرات لیزر بر بافت ( نرم و سخت ) به چهار صورت میتواند باشد:
برداشته شدن بافت به واسطه یونها 1- photo electrical
شکستگی بافتها به واسطه شوک مکانیکی 2- photo mechanical
واکنشهایی مثل ذوب، کربنیزه شدن و ذوب و... ..3- photo thermal
واکنشهای شیمیایی 4 - photo chemical
تظاهرات کلینیکی استفاده از لیزر بر بافت نرم میتواند به صورت کندگی و برش هموستاز، انعقاد و ... باشد. استفاده از لیزر و چگونگی تظاهرات بالینی آن در بافت نرم دهانی به سه فاکتور اصلی بستگی دارد:
1 – خصوصیات مربوط به طول موج که با خصوصیات نوری بافت مشخص میشود.
2 – Power density که نوع واکنش را معلوم میکند ( فتوترمال، فتوشیمیایی و...)
3 – زمان : که میزان وسعت واکنش را محدود میکند.
اثرات لیزر بر بافت سخت دندانی:
برهمکنش لیزر و بافت سخت دندانی شامل برهمکنش فوتونها با ملکولها و اتمهای هدف است. این برهمکنش‌ها توسط واکنشهای بسیار پیچیده‌ای هدایت میشود که مکانیسم آنها هنوز به خوبی شناخته نشده است. در زمینة بافت سخت بیشترین برهمکنش فتوترمال و ترمومکانیکال و کندگی (photo ablation) است (20)
اثرات بیولوژیک تابش لیزر بر بافت سخت دندانی بستگی به تعدادی از فاکتورهای لیزر مثل طول موج ، دانسیته انرژی ، مدت زمان پالس و نیز به فاکتورهای بافتی مثل جذب، انعکاس، عبور و پخش اشعه دارد. به طور خلاصه اثرات لیزر بر بافت سخت دندانی عبارتند از:
1 – اثر حرارتی: انرژی لیزر به انرژی حرارتی تبدیل میشود و این باعث تخریب بافت میشود جذب بافتی اشعه منجر به دناتوره شدن و حدود 45 تا 60 درجه سانتیگراد میشود بالای 60 درجه سانتیگراد انعقاد و نکروز میتواند رخ دهد. در 100 درجه سانتیگراد آب داخل بافت بخار میشود و کربنیزه شدن در بالای 300 درجه سانتیگراد رخ می‌دهد.
2 – اثرات مکانیکی: انرژی بالا و پالس کوتاه اشعه لیزر میتواند منجر به گرم شدن ناحیه بسیار کوچکی از بافت سخت شود و تشکیل شدن پلاسما دیده شود . انرژی زیاد در مساحت کم با شوکهای مکانیکی همراه است . این شوک امواج مکانیکی منجر به تخریب بافت اطراف میشود.
3 – اثرات کندگی: لیزر با پالس‌های در حدود نانوثانیه میتواند بافت نرم و سخت را بردارد و اثرات جانبی بسیار کمی داشته باشد. درکندگی بافتهای مینرالیزه خصوصیات ماتریکس غیر آلی بیشترین اهمیت را دارد. لذا هیدروکسی آپاتیت موجود در این بافتهای سخت مهمترین فاکتور تأثیر گذار است .
در ادامه به طور خلاصه به بررسی اثرات چند نوع لیزرکه اثرات کندگی بر روی بافت سخت دندانی دارند، می‌پردازیم:
1 ) Er:YAG : اثرات ترمومکانیکال دربافت مینرالیزه میتواند با این لیزر بدست آید. در زمان کار با این لیزر با سیستم خنک کننده در عاج حفرات کم عمقی که با بافت نکروز سه تا ده میکرونی احاطه شدهاند دیده میشود. در حفرات عمیق‌تر نواحی کربنیزه شدن و میکروکرکها مشاهده میشوند. مینای بریده شده همواره دارای ترک بوده و نواحی عمیقی از دبری‌ها مشاهده میشوند(21).
3) Er:YSGG : در مجموعه مقالات گزارشهای کمی دربارة لیزر Er:YSGG با طول موج 79/2 میکرومتر وجود دارد در مطالعات اولیه حفرات با حدود مشخص با کاربرد این لیزر گزارش شده است. در مینا تراش خورده با این لیزر میکروکرکها تا حدود μm 140 دیده شدند. بعلاوه مناطق تجمع دبری دیده میشوند. در مجاورت عاج تحت تابش تنها نواحی کوچکی از نکروز و کربنیزه شدن یافت میشود. در مقایسه با لیزر Er:YAG گسترش نواحی ناشی از side effect کمتر بود(22)
3) لیزر Nd:YAG : برداشتن بافت سخت با لیزرNd:YAG موثر نیست. تابش این نوع لیزر منجر به گرم شدن پالپ و به وجود آمدن نواحی دبری،کربنیزاسیون و نکروز حتی در موارد کاربرد انرژی کم میشود.گسترش نواحی نکروز،کربنیزه و میکروکرکها قابل پیش بینی نیست (23).
4) لیزر Er,Cr:YSGG : به سرعت مینا و عاج و پوسیدگی‌ها را بر می‌دارد بدون این که گرما یا میکروکرک ایجاد کند. یکی از لیزرهای حالت جامد است برهمکنش این لیزر با بافت به صورت برهمکنشهای گرمایی ( فتوترمال) و کندگی (photo ablation) میباشد. انرژی جذب شده توسط قطرات ریز آب تا حدی مسئول برش خوب نسج سخت به وسیله این لیزر است. از جمله کاربردهای آن میتوان به جراحی بافت نرم، جراحی بافت سخت تراش بافتهای دندانی، آماده سازی کانال و .... اشاره کرد. این لیزر تأییدیه سال 1995 FDA را دارد.(24)
کاربردهای لیزر
برخی کاربردهای لیزر Er, Cr: YSGG به طور اختصاصی عبارتند از:
برخی کاربردهای بافت سخت :
1) تهیه حفره: برای حفره‌‌‌های Cl I تا Cl V استفاده میشود. این لیزر از میکروکرک در دندان جلوگیری میکند، یک ساختار دندانی سالم فراهم میکند. به علاوه اسمیر لایر بر جا نمی‌گذارد.
2) برداشت پوسیدگی‌ها: پوسیدگی‌ها را حتی نرمترین آنها را برمی‌دارد.
3) اچ‌کردن: سطحی تمیز نظیر سطح شده ایجاد می کند که در مجموع سطح بهتری برای باندینگ است .
4) برای درمانهای ریشه شامل تهیه و آماده سازی کانال، پالپوتومی، پالپوتومی، دبریدمان کانال تمیز کردن و فرم دان کانال استفاده می شود(25)
برخی کابردهای بافت نرم :
1) بیوپسی: بیوپسی اینسیژنال و اکسیژنال ودرناژ آبسه
2) فرنکتومی: به راحتی فرنکتومی وستیبول ماگزیلا و مندیبل و فرنوم زبانی را انجام می‌دهد .
3) برداشتن فیبروم: بدون نیاز به بخیه فیبروم را برمی‌دارد و ناراحتی کمی برای بیمار ایجاد میکند.
4) هموستاز: جراحی بدون خونریزی در بافت نرم ، انعقاد مؤثری انجام می دهد.
5) درمان آفت: در درمان و برداشت ضایعه مفید است .
6) Operculectomy : شامل اکسپوز کردن دندانهای رویش نیافته، هموستاز دقیق با کمترین ناراحتی بعد از عمل برای بیمار
7) ژنژیوکتومی جهت زیبایی: این کار را دقیق ، بدون درد و با کنترل خونریزی در بیشتر موارد انجام می‌دهد (26)
Thompson و همکارانش در مطالعه ای با استفاده از لیزر CO2 به حذف کامپوزیت از سطح مینا پرداختند ، این کامپوزیت ها بقایای سمان های ارتودنسی بر سطوح دندانی بودند(27).
Alexander و همکارانش در مطالعه ای دیگر حذف انتخابی کامپوزیت از سطح دندان با لیزر Nd:YAG را مورد مطالعه قرار داده و نتیجه گرفتند که طول موج لیزر nm 355 توانایی حذف انتخابی کامپوزیت از سطح دندان را داراست(28).
Alessandera و همکارانش در مطالعه ای حذف کامپوزیت توسط لیزر Er:YAG با فرکانس های مختلف مورد مطالعه قرار داده و نتیجه گرفتند فرکانس های بالاتر توانایی حذف سریع و عمیق تر کامپوزیت را داراست(29).
سمان های کامپوزیتی : سمان های چسباندن ترمیم های غیر مستقیم از جنس مواد پلی مری کامپوزیتی می باشند(15).
مواد و روش ها:
(قبل از انجام مطالعه برای انتخاب توان های لیزری که قادر به حذف لیزر است در یک مطالعه پایلوت روی 20 نمونه برای هر توان و بررسی نمونه ها با استریومیکروسکوپ توان های 0.5 تا 5 وات برای این مطالعه انتخاب شد از این میان توان های 1 تا 3 وات انتخاب شدند که دلایل آن در بحث ذکر خواهد شد.)
جهت برآورد حجم نمونه از فرمول برآورد نسبت استفاده شده است و با در نظر گرفتن α=0.05 و d=0.12 و P=0.5 تعداد 35 نمونه برای هر گروه در مجموع 175 نمونه برای کل مطالعه در نظر گرفته شده است.
بعد از انتخاب دنتیک دندانی سانترال و تراش استاندارد روی آن و قالب گیری با سیلسکون افزایشی ،تعداد 175 نمونه ونیر سرامیک فلوسپاتیک Vita ،ساخته شد.بعد از اچ کردن با اسید هیدروفلوریک 10% به مدت 12 دقیقه وافزودن سایلن و سپس پرایمر پاناویا با لایه ای از سمان رزینی پاناویا F2 (Kuraray Co., LtdAmerica, Inc. 2.)پوشانده شد و لامینیت ها روی کست های گچی تراش خورده که با یک لایه از جداکننده پوشانده شدهاند نشانده شدند. سمان رزینی با استفاده از دستگاه لایت کیور(Ivoclar Vvivadent,FL-9494 schaan) با توان 600 mwو به مدت 40 ثانیه کیور می شوند. جهت استاندارد سازی توان لایت کیوراز رادیو متر استفاده می شود.
بعد از ست شدن کامل سمان ها،نمونه ها به طور تصادفی به چهار گروه 35 تایی تقسیم خواهند شد. در گروهها به ترتیب سمان رزینی نمونه ها توسط توانهای 1و1.5و2و2.5و3 w لیزر Er,Cr:YSGG(Biolase Technology, Inc. water lase ) با استفاده از تیپ لیزر G4وبا درصدآب وهوای مناسب فاصله 1 میلی متری تیپ از نمونه ها آماده می شود .استاندارد سازی فاصله تابش به نمونه توسط دستگاه CNC (MET ایران تبریز )انجام خواهد شد.به ازای هر 10 نمونه تیپ تعویض می شود.توان های موجود توان های استاندارد دستگاه pre set دستگاه بوده و در مطالعات بکار گرفته شده است.
براساس اسکور تعریف شده زیر گروه ها دسته بندی شدند.1-حذف کامل سمان رزینی 2-حذف نسبی بیشتر از 75% سمان رزینی
4-حذف نسبی کمتراز 25% سمان رزینی
5-عدم حذف و تاثیر سطحی بر روی سطح سمان رزینی.
نمونه ها بر اساس تست آزمون کروکسال والیس آنالیز شده و مقایسه دوبدو آنها با تست یو مان ویتنی انجام گر
نتایج:
|
3w |
2.5w |
2w |
1.5w |
1w |
|
|
97.3% |
88.2% |
65.5% |
0% |
0% |
اسکور 1 |
|
0.7% |
34.5% |
34.5% |
0% |
0% |
اسکور 2 |
|
0% |
0% |
0% |
27.5% |
12.8% |
اسکور 3 |
|
0% |
0% |
0% |
72.5% |
87.2% |
اسکور 4 |
برسی نتایج آزمون کروسکال والیس نشان می دهد که تفاوت میانگین در گروه های مختلف از لحاظ آماری معنی دار می باشد.
بحث:
اثر لیزر بر مواد و سوبسترا ها وابسته به فاکتور های مختلف از جمله پارامترهای لیزر ، پارامتر های بافتی و بر همکنش بین ایندو می باشد.
سطح انرژی برای حذف مواد رزینی کا مپوزیتی توسط لیزرهای گروه اربیوم متفاوت از حذف سطوح و ساختارهای دندانی میباشد، براساس مطالعات Fried، حذف وابسته به مادة تابش یافته از لحاظ ریز ساختار بوده و مکانیسم ablation لیزری وابسه به طبیعت اولیه بافت تابش یافته میباشد.
هر چند که لیزرهای گروه E r دارای یک برهمکنش فوتومکانیکی براساس واکنش با آب میباشند، حذف کامپوزیتها و سمانهای رزین توسط لیزرهای گروه Er براساس بخار شدن انفجاری که به دنبال آن خروج و کندگی هیدرودینامیک بوقوع میپیوندد،می باشد. هنگام حذف کامپوزیت، ذوب شدن سریع باعث ایجاد انبساط سریع شده و در اثر ذوب شدن و بعلاوه بیرون زدگی سطحی ناشی از برهمکنش نیروها ترکیب شده با ساختار کامپوزیتی میتواند از تسریع حذف سطحی به صورت قطرهها موثر باشد. (31).
بخار شدن حرارتی و انفجار قطرات ذوب شده بعد از حرارت داده شدن ماده بالاتر از نقطه ذوبش بوقوع میپیوندد. برهمکنش بین لیزر و ماده کامپوزیتی، به دمای بسیار بالایی، میرسد، که این واکنش در زمان بسیار کوتاه در حدود میکروسکند انجام میپذیرد. Brandao و همکارانش ذوب و حذف کامپوزیتهای میکروهیبرید را در دمای حدود C1000 نشان دادهاند.(31).
از طرف دیگر، سریع بخار شدن توسط نمونهها محدود میگردد. فشار افزایش یافته در پورها (pure) میتواند استرس شکست را درآن افزایش داده و بطور انفجاری باعث حذف ماده شود.
در لامینیت کامپوزیتی باند شده به علت وجود دو سطح بینابینی در اتصال لامنیت به دندان ،یعنی سمان به دندان و سمان به لامنیت، اشکال در باندیگ در هر یک از دو سیستم فوق میتواند عامل این دباند شدن باشد.اگرمشکل ،از سطح دندان باشد سمان رزینی در داخل لامنیت باقی میماند ، ولی اگرمشکل کهنگی سایلن باشد، (یکی از عوامل آماده سازی سطح لامنیت) بوده سمان روی دندان باقی خواهد ماند (1) برای حذف چنین سمانی علاوه بر روش حذف کوره که دشواریها و عوارض جانبی دیگری از جمله امکان شکست لامنیت وجود دارد از روشهای ذوب انتخابی با لیزر میتوان استفاده کرد.
برعکس فرز که میتواند ماده را سایش داده و ذوب کند، لیزر باعث بیرون کشیدن و کندن ماده میگردد.(31)
در این مطالعه ما از لیزر Er,Cr:YSGG استفاده کردیم این لیزر با حداکثر جذب بافتی روی آب میتواند باعث حذف بافت های محتوی آب گردد.علت انتخاب پرامترهای ذکر شده در این تحقیق بر اسا س مطالعه پایلوت انجام گرفته و برسی استریو میکروسکوپ می باشد.
اسکورهای حذف سمان رزینی در این مطالعه مشابه مطالعه Alessundru CorreuAfonso, M طراحی شده است، با این تفاوت که یک اسکور دیگر به اسکور های مطالعه اضافه شده است. در این مطالعه مکانیسم حذف بسیار مشابه با مطالعات در CorreuAfonso, M میباشد (33). همانند آنچه در مطالعات قبلی ذکر شده است سرعت حذف مواد رزین در مرکز بیشتر بوده و در نتیجه این سرعت باعث کشیده شدن ماده ذوب شده به دیوارههای اطراف میگردد. در مطالعه Alessundru حذف مواد کامپوزیتی از دیوارههای حفره دندانی در کف حفره و در دیوارههای جانبی بوده و بنابراین حذف در دیواره جانبی کمتر از کف حفره مشاهده شده است، در این مطالعه حذف کامپوزیت (سمان رزین) از لامنیتهای حاوی کامپوزیت بوده و بنابراین نمای حذف تقریباً یکنواخت میباشد (34)
تفاوت دیگر در این مطالعه و مطالعات قبلی در ماده سوبسترایی که کامپوزیت از آن حذف شده میباشد. در مطالعات قبلی کامپوزیتها از سطوح دندان حذف میشود بنابراین دقت در بکارگیری پارامترهای لیزر برای حذف کامپوزیت و عدم حذف ساختار دندانی رعایت شده است. در این مطالعه حذف کامپوزیت از لامیتهای پرسلنی بوده و با توجه به اینکه لیزر کردهE r بر پرسنها دندانی اثر ندارد مشکل پارامتر یک در این مطالعه مطرح نمیباشد.
در مطالعه Hibst و مطالعه Alessundru پارامترهای mj250 برای حذف ماده کامپوزیتی بکار میرود به منظور این پارامترها برای عدم صدمه به بافت دندانی پیشنهاد شده است. در این مطالعات فرکانس لیزر متغیر بوده و با افزایش فرکانس، حرارت افزایش یافته و ذوب در دیوارههای کراتر افزایش مییابد، و در نتیجه ماده کامپوزیتی در دیوارهها بیشتر باقی میماند. ولی در حفرات عمیق با افزایش فرکانس حذف مواد شبیه بوده است(35). در این مطالعات با توجه به اینکه این دستگاه فرکانس ثابت، فرکانس متغیر مطالعه محسوب نشده ولی در فرکانس ثابت دستگاه در توانهای بالاتر حذف بیشتر و کاملتر و در توان کمتر عدم جذب مشاده میگردد. در این مطالعه توان 1 وات و 1.5 وات فاقد توان حذف سمان رزینی بوده و تنها باعث اثرگذاری سطحی و احذف کمتر از یک چهارم سمان در نمونه ها می شود. توان های 2 و 2.5 وات قادر به حذف سمان کامل و نسبی بیشتراز 75% میباشد . در توان 3 وات به طور معناداری حذف توسط لیزر بیشتر بوده بطوریکه بیشتر از 90% نمونه ها حذف کامل داشته اند . علت عدم توان حذف صد در صدی نمونه ها مربوط به عدم صاف بودن سطح نمونه ها و عدم تمایز چشمی توسط کاربر به علت تضاد رنگی پایین لامینیت و سمان رزینی می باشد(36)
سرعت حذف کامپوزیتی برای این دو توان 2.5 و 3 میتواند متفاومت باشد که این پارامتر در مطالعه مورد توجه قرار نگرفته است. توان های 1و 1.5w بطور معناداری قادر به حذف سمان رزین نبوده که احتمالاً به علت عدم توان کافی برای حذف باندهای شیمیایی و رسیدن به نقطه ذوب و بخار کردن سمان رزین در این توان میباشد(37)
نتیجه گیری :
لیزر Er,Cr:YSGG با توان های بیشتر از 2 وات قادر به حذف کامل سمان رزینی از لامینیت های پرسلن بدون اثر بر سطح پرسلن می گردد.
References
1- James B.Summitt , J william Robbins , Thomas J.Hilton , Richard
S,Schwarts(2006).Fundamentals of operative dentistry ,.third edition. Chap 14
2- Fradeani M. (1998)Six-year follow-up with Empress veneers. Int Periodontics
Restorative Dent; 18:217-225.
3- Kihn Barnes DM. (1998) The clinical longevity of porcelain veneers. J Am Dent Assoc; 129:747-752.
4- Kreulen CM, Creugers NH, Meijering AC(1998). Meta- analysis of anteri or veneer restorations in clinical studies. J Dent; 26:345-353.
5- Peumans M, Meerbeek B, Lambrechts P, Vuylsteke Wauters M, Vanherle G. (1998) Five year clinical performance of porcelain veneers. Quintessence Int.; 29:211-221.
6- Shaini FJ, Shortall ACC, Marquis PM. (1997) Clinical performance of porcelain laminate veneers. A retrospective evaluation over a period of 6.5 years. J Oral Rehabil ,; 24:553-559.
7- Strassler HE, Weiner S. (1998) Long term clinical evaluation of etched porcelain veneer J Dent Res,; 77:233.
8- Van Gogswardt DC, Van Thoor W, Lampert F. (1998)Clinical assessment of adhesively placed ceramic veneers after 9 years . J Dent Res,; 77:779.
9- Peumans M, De Munck J, Fieuws S, Lambrechts P, Vanherle G, Van Meerbeek B(2004). A prospective ten- year clinical trial of porcelain veneers. J Adhes Dent ; 6:65-76.
10- Edelhoff D, sorensen JA. (2002) Tooth structure removal associated with various preparation designs for anterior teeth. J Prosthet Dent ,; 87:503-509.
11- Troedson M, Derand T. (1998)Shear stresses in the adhesive layer under porcelain veneers A finite analysis study. Acta Odontol Scand; 56:257-262.
12- James B.Summitt , J william Robbins , Thomas J.Hilton , Richard S,Schwarts(2006).Fundamentals of operative dentistry ,.third edition. Chap 14
13- Leo J. Miserendino (1995) laser in dentistry. Quintessence . third edition. Chap 4.
14- Alessandera M, Reyina G. Palma- Dibb.(2010) . composite filling removal with er:YAG laser. Lasers Med Sci, Jan;25(1):1-7
15- Alexanders R. Xie J. Fried D. (2002). selective Removal of Residual composite from Dental Enamel surfaces using Third harmonic of a Q switched Nd: YAG laser. Lasers Surg Med.;30(3):240-5.
16- Dumore T, Fried D.(2000). Selective ablation of orthodontic composite using submicro second IR laser pulses with optical feed back lasers surg Med ; 27:103-111.
17 – Ceballos L, Tolendano M,Osorio R. Er:YAG laser pretreatment effect on invitro secondry caries formation around composite restorations : Am J Dent 2001; 14: 46-49.
18 – Roberson TM, Heyman Ho, Swift EJ. Art and science of operative dentistry , 4th Ed. St louis: the CV Mosby 2002 . Chapter 3.
19 – Marchaler TM, O’mullane DM.Vrbic V, The prevalence of dental caries in Europe 1990-1995. Caries Res 1996: 30: 237-255
20 – New brunE.Preventing dental decay current and prospective strategies .J Am Dent Asso 1992; 123: 68-73.
21 – Neimz M. Laser tissue intraction: Fundamentals and applicative strategies. Berlin Heidllerg: Springer – Verlag , 1996.
22 – Roberson TM, Heyman Ho, Swift EJ, Art and science of operative dentistry. 4th Ed. St Louis: The CV Mosby 2002-chapter 7.
23 – Eduardo CP, Pelino JEP, Haypek P.the clinical use of lasers in Dentistry. Jola 2001; 7:3-6.
24 – Mercer C . Laser in Dentistry: A review. Part 1. Dent Update 1996:74-80.
25 – Stern RH. Sognnae RF, Good man F.laser effect in vitro enamel permeability and solubility . J Am Dent Assoc 1996; 73: 838-843.
26– Stern RH, J, Sognnaes RF. Lased enamel: Ultra structural observation of pulsed carbon dioxide laser effects. J Dent Res 1972; 51: 455-460.
27– Nammour S, Renneboog – Squibin C, Nassen – Behets C. Increased resiscance to artificial caries – like lesion formation caries Res 1986 ; 20: 282-299.
28 – Tagomori S, Morioka T. Combined effects of laser and fluoride on acid ressistance of human dental enamel. Caries Res 1989; 23 : 225-231.
29 – Hicks HJ, Westerman GH, Flatiz CM, et al. Effects of argon laser and acidulated phosphate flouride on root caries. Am J Dent 1995; 8: 10-14.
30 - Apel et al . Calcium Solubility of Dental Enamel Following sub- ablative Er:YACr
31-Alessandera M, Reyina G. Palma- Dibb.(2010) . composite filling removal with er:YAG laser. Lasers Med Sci, Jan;25(1):1-7
and Er,Cr:YSGG laser Irradition .Lasers in Medicine and surgery 2002; 30: 337-341.
32- Yu DG, Kimura Y, kinoshita J, Matsoumotok. Morphological and atomic analytical studies on enamel and dentin irradiated by Er,Cr:YSGG. J clin laser med srug .2000 ; 18(3) : 139-43.
33-Alexanders R. Xie J. Fried D. (2002). selective Removal of Residual composite from Dental Enamel surfaces using Third harmonic of a Q switched Nd: YAG laser. Lasers Surg Med.;30(3):240-5.
34 – Apel C, Shafer C, Gutkencht N. Demineralization of Er:YAG and Er,Cr:YSGG laser – prepared enamel cavitris in vitro caries res. 2003 ; 37-34-34.
35 – Huang GF, Lanww, Guo MK, Chaiang CP. Synergistic effect of Nd: YAG laser combined with flouride on inhibition of caries formation in dental pits and fissures invito J formos Med Assoc . 2001; 100(3) : 181-5.
36- Bahar A, Tagornoris . The effects of normal pulsed Nd:YAG laser irradiation on pits and fissures in human teeth. Caries Res, 1994; 28: 460-7.
37 – Miserendino L.J , Lasers in Dentistry . Chicogo : Quintessence Books , 1995.
1 .(Micro Wave Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
آموزش کار با دستگاه حکاکی لیزری صنعتی مدل supa 10000master
با تشکر از حسن انتخاب شما در خصوص خرید دستگاه لیزر حکاکی سانشید مدل ساپا 10000 مستر از فروشگاه اینترنتی سانشید .
این دستگاه لیزر حکاکی سانشید، جهت حکاکی روی غیرفلزات بسیار مناسب است و در روی فلزات نیز تا حدودی حکاکی لیزر انجام می شود.
مرحله اول: اتصال دستگاه لیزر حکاکی سانشید به کامپیوتر و برق
1- شما باید ابتداد کابل USB دستگاه لیزر حکاکی سانشید را به کامپیوتر وصل کنید. جهت جداکردن کابل از کامپیوتور باید ابتدا ارتباط USB را در صفحه کامپیوتور غیرفعال کنید
2- کابل اداپتور 12 ولت دستگاه حکاکی لیزری سانشید را به شیلد سی ان سی دستگاه لیزر حکاکی سانشید وصل کنید. ابتدا اداپتور را به برق وصل کنید بعد سوکت را به برد
مرحله دوم: دانلود و نصب نرم افزار سانشید دستگاه لیزر حکاکی سانشید
1- ابتدا نرم افزار SunshidLaser GRBL مخصوص دستگاه حکاکی لیزری سانشید را دانلود کنید. (رمز نرم افزار www.sunshid.com است)
جهت دانلود نرم افزار SUNSHIDLaser RGBL کلیک کنید
جهت تماس با ما در واتساپ کلیک کنید
توجه شود این رمز یک بارمصرف است و فقط توسط پشتیبان به شما داده می شود و از نصب مجد نرم افزار روی سیستم دیگر خودداری کنید چون موجب سوختن آی سی دستگاه لیزر حکاکی سانشید می شود. لازم به ذکر است لایسنس این نرم افزار فقط برای دستگاه حکاکی لیزری سانشید خریداری شده است و جهت دیگر دستگاه های حکاکی لیزری هزینه نصب جداگانه محاسبه می شود.
3- جهت نصب نرم افزار توسط پشتیبان لازم است نرم افزارAny Desk را روی کامپیوتر نصب کنید.
جهت دانلود نرم افزار کلیک کنید
4- بعد از دانلود نرم افزار Any Desk صفحه زیر مشاهده می شود، شما باید کد کنترلی کامپیوتر خود را به پشتیبان سانشید بدهید تا بتواند کامپیوتر شما را کنترل کند و نصب دستگاه را انجام دهد.
5- جهت آموزش کار با نرم افزار از طریق فیلم آموزشی زیر با دستگاه لیزر حکاکی سانشید، کار کنید.