激光科論文：激光在口腔科中的臨床應用

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

關鍵詞:激光;口腔;臨床應用

激光應用于臨床醫(yī)學已是路人皆知，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還比較少，臨床應用也還沒有普及.本文就脈沖Nd:YAG激光、CO:激光和半導體激光牙科治療機在國內外的發(fā)展及其在口腔科臨床中應用作一評述.

1國內外激光牙科治療機的研制和生產

自20世紀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注和極力開發(fā)的新領域，競爭十分激烈。以美國Sunrise技術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《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技術公司生意興隆.國外專家預測20世紀末在西方國家主要應用硬組織治療的第二代激光牙科機，到21世紀初可以替代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，口腔科中的臨床應用也不斷擴展.

另外是低功率半導體激光牙科治療機，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，國內曾有單位購買，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輸出較大的能量，迅速將這些物質加熱以至汽化，或產生“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，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，又不產生熱積累損傷牙齒。

#p#分頁標題#e#3脈沖YA.G激光牙科機在口腔科中的應用

中國科學院安徽光學精密機械研究所研制生產的MZ型脈沖yAG激光治療(medical laser)儀的輸出能量為30~550mJ可調，脈沖寬度為200拼s，平均功率10W左右可調，用直徑為0.2、0.6mm的光纖藕合輸出。重復頻率有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;能熔融牙本質產生再結晶，有封閉牙本質小管減少牙本質通透性功能;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、手術后不用縫合而且操作簡單、手術時視野清楚、切割準確、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、消除牙本質過敏、牙質和牙骨質底切、蝕刻牙釉質及再結晶、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、眼下刮除術、牙粘膜蓋切除術、鑲牙牙眼穿透術及處理口腔感染等.臺灣中山醫(yī)學院微生物學科錢佑醫(yī)生用中國科學院安徽光學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、齲齒去除、牙眼造型術和制備牙冠心柱，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。反復三次，直至無明顯浸出為止，然后作根充，一周觀察后作修復。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，還減少了復診次數，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作牙本質表面處理，照射305。由于照射時YAG激光能去除牙本質表面沾污層，使牙本質小孔熔融而部分關閉，減少了液體外流，使牙本質表面干凈、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，是目前國內外首先用于口腔醫(yī)學的激光機.

4CO:激光牙科機在口腔科中的應用

敏、牙髓充血、根充后根尖周反應、口腔潰瘍、穎領關節(jié)炎、三叉神經痛，照射1次或2次，總有效率為90%.治療牙本質過敏，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.在拔牙和牙周手術前后照射，可減少出血和疼痛，促進傷口愈合.醫(yī)生認為對口腔潰瘍、牙本質過敏等常見病，在臨床上無有特效藥物，采用半導體激光治療(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)射工作物質的CO:激光器是能量轉換效率最高的氣體激光器，尤其是國外現(xiàn)采用射頻激勵的結構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制#p#分頁標題#e#.在關節(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生數百度的溫升，使生物組織內水份蒸發(fā)，使生物組織凝固、碳化迅速切割.經過脈沖調制的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，其手術時間短，反應和副作用小，手術后并發(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半導體激光在口腔科中的應用

相對于YAG和CO:激光，半導體激光輸出功率是很小的，功率相差百倍，操作簡便，具有電光轉換效率高、體積小、壽命長的特點.目前用在口腔科的半導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.半導體激光在口腔的適應病癥為牙本質過

6口腔激光治療(medical laser)機的發(fā)展趨勢

口腔激光醫(yī)學的發(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研究及臨床應用的范圍和深度的研究，如應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)口腔治療機應引入計算機和圖像處理技術，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、脈沖調制等功能.

(2)激光替代牙鉆的探索

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

(3)激光在口腔醫(yī)學中的應用范圍及機理研究大量臨床應用證實激光對口腔醫(yī)學領域內某些疾病治療獲得肯定和滿意效果，使口腔醫(yī)學的診斷治療水平，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用，今后激光機應該具有多種波長及不同的脈沖寬度等特點，每個波長、脈寬都對應某種特定用途。只有弄清何種指標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)出多種指標配比的激光機，為臨床應用提供有效手段.開發(fā)出生產外觀新穎、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用將逐步獲得推廣而造福于人類.

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