کاربردهای لیزرهای دندانپزشکی در درمان ارتودنسی

سیستم های لیزر بیش از 35 سال است که در فرایندهای دندانپزشکی استفاده می شوند. سیستم های لیزر دارای مزایای بسیاری مانند افزایش همکاری بیمار، کاهش مدت زمان درمان و کمک به ارتودنتیست ها برای بهبود طراحی لبخند بیمار برای بهبود اثربخشی درمان هستند، و همچنین با از بین بردن درد و ناراحتی بیمار، می توان موفقیت درمان های ارتودنسی را نیز بهبود بخشید. سیستم های لیزر همچنین دارای معایبی مانند هزینه، فضای زیاد مورد نیاز برای برخی از انواع آنها، و پتانسیل خطر بالا برای پزشک و بیمار در صورت عدم استفاده در طول موج و چگالی توان مناسب هستند، به همین دلیل قبل از گنجاندن لیزر در فرایندهای بالینی، پزشک باید به طور کامل علم پایه، پروتکل ایمنی و خطرات همراه با آنها را درک کند.

لیزرها کاربردهای متعددی در ارتودنسی دارند، از جمله تسریع حرکت دندان ها، فرآیندهای باندینگ و دیباندینگ، کاهش درد، بازسازی استخوان، فرایندهای اچ کردن، افزایش پایداری مینی ایمپلنت، فرایندهای بافت نرم (ژنژیوکتومی، فرنکتومی، اپرکولکتومی، صاف کردن پاپیلا، باز کردن ابزارهای تکیه گاه موقتی، ریشه کن کردن زخم های آفتی و برداشتن پوشش دندان های نهفته)، فیبروتومی، سیستم های اسکن و روش های ذوب کردن. در بررسی مطالعات گذشته، مطالعات زیادی در مورد استفاده از لیزر در ارتودنسی، انجام شده است. هدف از این مقاله ارائه اطلاعاتی در مورد استفاده از لیزر در زمینه ارتودنسی، اثرات لیزر در دوران پس از فرایند درمان، و مزایا و معایب آن و ارائه اطلاعات کلی در مورد الزاماتی است که در طول استفاده از لیزر باید در نظر گرفته شوند.

لیزر چیست؟

لیزر (تقویت نور با انتشار تحریک شده پرتو) اصطلاحی است که مفاهیم نور را با انتشار تحریک شده تقویت می شود را شامل می شود. سیستم لیزر اساساً از سه جزء تشکیل شده است، از جمله محیط لیزر (محیط افزایش)، منبع پمپ، و حفره نوری یا تشدید کننده نوری. محیط لیزر عنصر فعال است، و محیط تعیین کننده طول موج لیزر است. منبع پمپ، محیط لیزر را، تا زمانی که انرژی نور ساطع شود، تحریک می کند. حفره نوری محفظه ای از آینه ها است که حاوی محیط لیزر است. تشدید کننده نوری لیزر، انرژی نوری که آزاد شده است را از محیط بهره تقویت می کند، همانطور که توسط آینه ها منعکس می شود (در یک طرف کاملاً لعابدار و در طرف مقابل رسانه تا حدی لعابدار) را به خودش برمی گرداند، جایی که ممکن است با انتشار تحریک شده آن، قبل از برانگیختن حفره، تقویت شود. پرتو نور تولید شده پرتو لیزر است.

لیزر در درمان ارتودنسی

ویژگی های پرتو لیزر

نور لیزر از نظر برخی ویژگی ها با نور معمولی تفاوت دارد. اینها عبارتند از موارد زیر:

• نور لیزر تک رنگ است، به این معنا که یک رنگ و دارای یک طول موج است.
• امواج نور لیزر بدون انتشار، همگی در یک جهت (همسو) حرکت می کنند. با توجه به ویژگی پرتو لیزر که به صورت یک خط و بدون انتشار حرکت می کند، می توان به مناطقی دسترسی پیدا کرد به با ابزارهای دیگر رسیدن به آنها دشوار است.
• فوتون های فازی یکسان (منسجم) که نور تولید می کنند؛ نور لیزر دارای پتانسیل تداخل سازنده و همچنین توصیفی مانند امواج رادیویی و امواج صوتی است. امواج نور بر اساس تئوری موج الکترومغناطیسی، از پخش فوتون هایی با دامنه ها، طول موج ها و فرکانس های مختلف (ویژگی نامنسجم) تشکیل شده است. لیزر یک موج نوری با دامنه، فرکانس (تک فرکانس- تک رنگ) و توزیع زمانی یکسان است. اینها به ویژگی های منسجم لیزر اشاره دارند.

تاریخچه لیزر به سال 1996 باز می گردد. لیزر با نظریه انتشار نور آلبرت انیشتین و مفهوم انتشار تحریک شده در سال 1946، به دستور کار تبدیل شده است، که با اولین نشانه تابش القایی توسط W.E توسعه یافته است. رادرفورد در سال 1947 و همزمان با کشف سیستم MASER که تنها تفاوت آن با لیزر نامرئی بودن آن توسط چارلز اچ Charles H می باشد. تاونز Townes  در سال 1951 و تئودور میمن Theodore Maiman نخستین لیزر کار را بر اساس کریستال یاقوت (آزمایشگاه تحقیقاتی هیوز Hughes) کشف کرد. استفاده از لیزرها در زمینه پزشکی در دهه 1970 اتفاق افتاد. پس از آغاز به کار جراحان دهان با استفاده از لیزر دی اکسید کربن (CO2) روی بافت نرم در دهه 1980 و بویژه تولید اولین لیزر مورد استفاده در دندانپزشکی، نوآوری ها و پیشرفت های بسیاری تاکنون دنبال شده اند. سازمان غذا و دارو استفاده از لیزر اربیوم روی بافت سخت را در سال 1997 و استفاده از نخستین لیزر دایود روی بافت نرم را پس از 1 سال تایید کرد.

لیزر در درمان ارتودنسی

دسته بندی لیزرها

از آنجا که انواع مختلفی از لیزرها در دندانپزشکی و حوزه پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند، معمولاً دستگاه های لیزر را بر اساس ماده فعال آنها طبقه بندی می کنند. لیزرها بر اساس نوع محیط لیزر مورد استفاده به چهار نوع تقسیم می شوند:

• لیزرهای نیمه هادی (لیزر دایود)
• لیزرهای گازی
• لیزرهای حالت جامد
• لیزر فیبری.

استفاده بالینی از لیزردرمانی سطح پایین (LLLT) در محیط های فعال مختلف با طول موج های مختلف اندازه گیری شده به صورت نانومتر (nm) محقق می شود. انواع پرکاربرد لیزرهای سطح پایین و طول موج به شرح زیر می باشند:

• He-Ne: 633 nm
• InGaAIP: 633-700 nm
• GaAIAs (گالیوم gallium- آلومینیوم aluminum- آرسنید arsenide): 780-890 nm
• GaAs: 940 nm

در کاربردهای LLLT، عوامل بسیار زیادی وجود دارند که تأثیر پرتو لیزر روی بافت را تعیین می کنند. یکی از آنها محدوده سطح و مدت تأثیر لیزر مورد استفاده است: لیزرها با طول موج ها و سطوح برد متفاوت اثرات مختلفی روی بافت ها دارند.

تأثیر متقابل لیزر و بافت روی یکدیگر

سه اثر اصلی لیزرها روی بافت ها به شرح زیر می باشند:

• اثرات فتوترمال: فرسایش بافت ها با تبخیر
• اثر فتوشیمیایی: اثر تحریک زیستی ایجاد شده با افزایش تولید ATP
• اثر فوتوآکوستیک: اثرات کم آب کننده، سوزاننده و کربنیزاسیون.

عواملی که تأثیر پرتو لیزر روی بافت ها را تعیین می کنند عبارتند از:

• خواص بیولوژیکی بافت (قدرت جذب، گردش خون، مواد معدنی و محتوای آب و تراکم بافت)
• مشخصات لیزر (طول موج، چگالی انرژی، زمان قرار گرفتن در معرض پرتو، پیوسته یا پالسی، حداکثر انرژی پالس، با یا بدون تماس (تماسی یا غیر تماسی)، و میانگین تکرار پالس.

پرتو لیزر منجر به تغییرات شیمیایی یا اثرات حرارتی روی بافت ها می شود. ما می توانیم این اثرات حرارتی را به عنوان گرم شدن (37-60 درجه)، انعقاد (60-90 درجه)، دناتوره شدن پروتئین (90-100 درجه)، تبخیر (100 درجه)، کربن شدن بافت (125-150 درجه)، و برش سریع (> 125 درجه) طبقه بندی کنیم. این اثرات روی بافت، به کم یا زیاد بودن سطح لیزر بستگی دارد.

استفاده از لیزر در ارتودنسی

روند درمان ارتودنسی یک فرآیند طولانی و چالش برانگیز برای بیمار و پزشک است. متناسب با طول مدت درمان، ممکن است مشکلات زیادی در زمینه مجموعه دندان- استخوان آلوئولار رخ دهد. سیستم های لیزر در بسیاری از زمینه های ارتودنسی برای پیشگیری یا کاهش این نوع عوارض استفاده می شوند.

تأثیر سیستم های لیزر روی حرکت ارتودنتیک دندان ها

مطالعات زیادی برای تسریع حرکت ارتودنتیک دندان ها انجام شده است. در یک مطالعه، لیزر دایود GaAIAs سطح پایین (810 نانومتر، 5J/cm²) روی 20 بیمار با جلو آمدگی دو فکی ساده کلاس 1 برای بررسی مدت زمان حرکت ارتودنتیک دندان ها و درک درد، اعمال شد. با توجه به نتایج مطالعه، کاهش معناداری در میزان عقب رفتگی دندان نیش در گروه لیزر نسبت به گروه کنترل وجود داشت، و همچنین در 2 روز اول درمان ارتودنسی از نظر آماری تجربه درد معنا دار بود. در نتیجه، تاکید شد که لیزر درمانی یک فرایند مفید برای حرکت ارتودنتیک دندان ها است و LLLT می تواند زمان درمان ارتودنسی ثابت را کاهش دهد. در یک مطالعه آزمایشگاهی که با هدف مقایسه اثرات LLLT، سونوگرافی پالسی با شدت کم (LIPUS)، و ترکیب آنها روی تغییر ساختار استخوان در طول حرکت ارتودنتیک دندان ها در موش ها انجام شد، چهار گروه وجود داشت: گروه اول با لیزر دایود 940 نانومتری تحت تابش قرار گرفتند.

گروه دوم با LIPTUS، و گروه سوم با ترکیبی از LLLT و LIPTUS. گروه چهارم به عنوان گروه کنترل استفاده شد. مشخص شد که میزان حرکت دندان ها و بازسازی بافت استخوان در گروه های درمان به طور معنا داری بیشتر از گروه کنترل بود. در بین گروه های درمانی، گروه ترکیبی بیشترین و گروه LIPTUS کمترین تأثیر را داشتند. در نتیجه، استفاده از LLLT و LIPUS می تواند بیان ژن بافت را تنظیم کند، حرکت ارتودنتیک دندان ها را افزایش دهد و بازسازی استخوان را بهبود دهد. در یک مطالعه محققان تفاوت آماری معنا داری بین دو گروه (استفاده از LLLT و گروه کنترل) در زمان کلی درمان و درصد بهبود تراز در T1 (بعد از گذشت 1 ماه از شروع درمان) و T2 (بعد از 2 ماه) یافتند. در مطالعه دیگر گزارش کردند که کاربرد لیزر با دوز کم، با تحریک فاکتور تحریک کننده کلنی RANK/RANKL c-fcm /ماکروفاژ، حرکت دندان و تولید استئوکلاست در سمت فشار استخوان را تسریع می کند.

تحریکی که در اینجا ذکر شده است، تحریک زیستی ناشی از استفاده از لیزر سطح پایین است. با این حال، نظراتی وجود دارند که از بی تأثیر بودن روش LLLT برای افزایش سرعت حرکت دندان حمایت می کنند. در بررسی انجام شده LLLT، کورتیکوتومی، جریان الکتریکی، میدان های الکترومغناطیسی پالسی، و انحراف دندانی یا پریودنتال دنتو آلوئولار یا الکترومغناطیسی در شش زمینه (نرخ حرکت، زمان حرکت دندان تا فاصله مطلوب، از دست دادن تکیه گاه، سلامت پریودنتال، زنده بودن پالپ و تحلیل ریشه، بر اساس تأثیر روی سرعت حرکت دندان مقایسه شدند. در حالی که کورتیکوتومی در مقایسه با روش های دیگر، روشی مؤثر و ایمن برای تسریع میزان حرکت دندان است، بیان شد که LLLT روش مؤثری برای افزایش سرعت حرکت دندان نیست.

تحریک زیستی و LLLT

تحریک زیستی عبارت است از استفاده از پرتو لیزر کم انرژی روی بافت ها برای دستیابی به اثر بیولوژیکی. اساساً، در بهبود زخم و کاهش درد استفاده می شود. کاربرد لیزری که انرژی با دوز پایین کافی برای افزایش دمای بافت اعمال شده نه بیشتر از دمای طبیعی بدن (5/36 درجه سانتیگراد) می دهد، به عنوان “لیزر درمانی با دوز پایین” توصیف می شود. شناخته شده ترین نظریه ای که مکانیسم عمل لیزرهای درمانی را توضیح می دهد، نظریه فتوشیمیایی است. بر اساس این نظریه، نور توسط مولکول های خاصی جذب می شود و برخی از زنجیره های بیولوژیکی رویدادها آن را دنبال می کنند. این گیرنده های نوری پورفیرین ها و مولکول های درون زا در زنجیره تنفسی هستند و تولید ATP را افزایش می دهند.

اثرات بیولوژیکی LLLT

اثرات بیولوژیکی LLLT به شرح زیر هستند:

• باعث آزاد سازی و سنتز بتا اندورفین می شود.
• تولید کورتیزول را افزایش می دهد (کورتیزول مولکول جلویی کورتیزون است و این امکان را برای بدن فراهم می کند که با استرس ناشی از تروما یا بیماری مبارزه کند).
• تولید ATP را افزایش می دهد.
• هم عملکرد DNA و هم در نهایت سنتز پروتئین را افزایش می دهد.
• انتقال عصبی با افزایش سطح سروتونین و استیل کولین آسان است.
• فعالیت میتوکندری با تکثیر سلولی تحریک می شود.
• مدولاسیون ماکروفاژها، فیبروبلاست ها و سایر سلول ها رخ می دهد.
• پتانسیل غشاء سلولی توسط یون های Na، Cl، و K تنظیم می شود.
• سیتوکین ها و سایر مواد شیمیایی که ارتباطات سلولی را تسریع می کنند آزاد می شوند.
• میکروسیرکولاسیون شریانی افزایش می یابد.
• با افزایش جریان وریدی و لنفاوی، اِدِم کاهش می یابد.
• التهاب با افزایش لکوسیت های درگیر در فاگوسیتوز کاهش می یابد.
• تقسیم سلولی سریع تر، رشد اپیتلیال و کلاژن سازی فراهم می شوند.
• حداقل اسکار و کاهش تشکیل کلوئید رخ می دهد.

لیزر در درمان ارتودنسی

کاهش درد بعد از فرایند

این یک واقعیت شناخته شده است که درد بعد از فرایند، در عرض 2 تا 4 روز پس از اعمال نیروی ارتودنتیک رخ می دهد. رابطه بین میزان نیروی اعمال شده و درد هنوز بی پاسخ مانده است. توسط بسیاری از محققان گزارش شده است که کاربرد LLLT یک اثر ضد درد در شیوه های مختلف درمانی و بالینی ایجاد می کند. مطالعه ای که در آن 40 بیمار که قرار بود درمان ارتودنسی دریافت کنند به طور تصادفی به گروه لیزر (810 نانومتر، لیزر دایود گالیوم-آلومینیوم-آرسنیک در حالت پیوسته با توان تنظیم شده روی 400 میلی وات mV و 2J.cm^-2) و گروه کنترل تقسیم و تجزیه و تحلیل شدند و مشخص شد که به نظر می رسد کاربرد LLLT درد و حساسیت دندان و لثه مرتبط با درمان ارتودنسی را کاهش دهد.

جالب است که، این اثر به سمت طرف مقابل در ناحیه سه قلو نیز گسترش یافت، که نشان می دهد که درمان LLLT ممکن است درجاتی از اثرات دو طرفه در ناحیه دهانی- صورت داشته باشد. با توجه به نتایج یک کارآزمایی بالینی تصادفی، یک دوز واحد LLLT (940 نانومتر لیزر دایود آلومینیوم- گالیوم- آرسنید {Al- Ga- As} در حالت پیوسته با توان تنظیم شده روی 100 مگاوات) درد ناشی از قرار دادن سیم های NiTi فوق الاستیک برای تراز و همسطح سازی اولیه پس از فرایند تنظیم را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. نوع لیزری که اغلب برای کاهش سطح درد در درمان ارتودنسی استفاده می شود، لیزر GaAlAs است. مکانیزم اثر ضد درد اعمال لیزر به طور دقیق مشخص نیست، اما برخی از محققان بر این باورند که استفاده از لیزر دارای اثرات عصبی- دارویی روی سنتز، آزاد سازی و متابولیسم برخی از واسطه ها مانند سروتونین و استیل کولین در سطح مرکزی و هیستامین و پروستاگلاندین در سطح محیطی است.

تأثیر روی بازسازی استخوان

درمان ارتودنتیک شامل بسیاری از تکنیک های بازسازی با استخوان ها و بافت های حمایتی بیش از حد است، مانند وسیع کردن سریع فک بالا، استخوان زایی میانی، و سازگاری کندیل. مطالعات در محیظ آزمایشگاهی نشان داده اند که LLLT با تسریع استخوان سازی، روی تحریک تشکیل بافت استوئیدی ترابکولار، افزایش رگ سازی، تعدیل عملکرد سلولی و حمایت از تسریع واکنش کالوس استخوان، روی بهبود زخم تأثیر مثبت می گذارد. در مطالعه ای که به بررسی اثرات استفاده از لیزر دایود روی وسیع کردن سریع فک بالا پرداخت، 27 فرد بین 8 تا 12 ساله به دو گروه با و بدون استفاده از لیزر تقسیم شدند. در گروه اعمال لیزر که لیزر دایود در 10 نقطه اطراف بخیه میانی پالاتال اعمال شد، و تغییرات با رادیوگرافی اکلوزال که برای ارزیابی تراکم استفاده شده بود دنبال شدند.

در نتیجه مشخص شد که یک باز شدن مؤثر در شکاف میانی کام با LLLT وجود دارد، و بازسازی و بهبود استخوان تسریع شدند. انبساط سریع فک بالا با کمک لیزر به عنوان LARME توصیف شد و در مطالعات در محیط آزمایشگاهی روی 24 فرد 5/15 تا 19 ساله نشان داده شد که در گروه لیزر، پس از مرحله وسیع کردن، در اکثر اجزاء فک و صورت تغییرات قابل توجهی وجود دارد. با این حال، از نظر ماندگاری یا کل مدت زمان درمان بین گروه کنترل و اعمال لیزر، تفاوت معنا داری وجود نداشت. کاربردهای لیزر همچنین ممکن است در وسیع کردن سریع کام با کمک جراحی استفاده شود. اعمال لیزر GaAlAs، بازسازی استخوان را در 13 فرد با سنین 18 تا 33 تسریع کرد و پس از اعمال جراحی ساب توتال Le Fort 1 به گسترش سریع فک بالا در مقایسه با گروه کنترل کمک کرد.

اثرات مثبت اعمال لیزر روی استخوان سازی را می توان با بازسازی سریع عروق خونی توضیح داد. در مطالعه ای که روی سگ های آزمایشی انجام شد، از لیزر نرم (Photon Laser 3) در طول وسیع کردن شکاف میانی کام استفاده شد، گزارش شد که استفاده از لیزر روند بهبود را در طول و بعد از وسیع کردن فک بالا تحریک کرده و به سازماندهی مجدد بخیه و استخوان سازی استخوان کام کمک کرده است. بیان می شود که با برش های بافت شناسی بدست آمده از نواحی شکاف میانی کام، عروق خونی در گروه اعمال لیزر، به طور یکنواخت تر توزیع شده و اندازه های منظمی شبیه شکاف میانی باز نشده کام داشتند و این امر روی ریز گردش و نئوآنژیوژنزیس (شبه ایجاد عروق خونی در دوران جنینی) تأثیر مثبتی گذاشته است. همچنین از LLLT می توان برای تسریع روند بهبود پس از شکستگی های استخوان، در طول استخوان سازی اطراف فک پایین و استئورادیونکروز فک، و برای تحریک رشد کندیل استفاده کرد.

بر اساس نتایج مطالعه ای که اثرات LLLT روی رشد کندیل در طول جلو آمدن فک پایین خرگوش ها را بررسی کرد، LLLT رشد کندیل را در طول جلو آمدن فک پایین بدون تغییر در غضروف مفصلی و ضخامت بافت فیبری افزایش داد. با توجه به نتایج این مطالعه، زمان درمان عملکردی را می توان با LLLT کوتاه کرد.

لیزر در درمان ارتودنسی

باندینگ ارتودنسی

انرژی لیزر با نرم کردن مواد رزین چسبی که برای چسباندن براکت ها استفاده می شود، نیروی کمتری را در طول فرآیند برداشتن براکت ها ایجاد می کند. عملیات جداسازی با لیزر مخصوصاً در براکت های سرامیکی استفاده می شود که چسبندگی بالایی با مینای دندان ها دارند و بویژه در هنگام برداشتن براکت های سرامیکی با استفاده از روش اسکن لیزری گارنت آلومینیمی ایتریم دوپ شده اربیوم (Er:YAG) که نسبت به روش های مرسوم به اتصال برشی پایین تری نیاز دارد، و استحکام و شاخص باقیمانده چسب (ARI) را بین 2 تا 3 نشان داد. انرژی لیزر ممکن است رزین چسب را از طریق نرم شدن حرارتی، فرسایش حرارتی و اثرات فوتوابلیشن از سطح دندان بزداید. برداشتن براکت های سرامیکی بوسیله لیزر ER;YAG با اثر نرم شدن حرارتی بدست می آید.

امکان انتشار گرمای تولید شده در حین دیباندینگ با کمک لیزر از روی ساختار دندان، حتی منجر به آسیب به پالپ نیز ممکن است شود. گرچه مشخص است که افزایش دمای 5/5 درجه سانتی گراد در حفره پالپ منجر به نکروز پالپ می شود، اما مطالعات نشان می دهند که لیزر دایود با توان 1 وات یا 3 وات برای 3 ثانیه برای جدا کردن براکت های سرامیکی، بدون هیچ گونه اثر مخربی روی پالپ یا خواص مکانیکی مینا، مؤثر است، در حالی که اعمال لیزر که استحکام چسبندگی براکت ها را کاهش می دهد باعث افزایش قابل توجه دمای حفره درون پالپ نمی شود. به نظر می رسد که استفاده از لیزر Er:YAG با خنک کنندگی آب، با کاهش استحکام برشی باند رزین و کاهش احتمال افزایش دمای داخل پالپ در حین دیباندینگ براکت های سرامیکی، گزینه ایمن تری باشد.

پس از تابش لیزر Er:YAG براکت ها به راحتی برداشته شدند و افزایش دما برای براکت های سرامیکی و فلزی محدود شد؛ علاوه بر این، بررسی میکروسکوپی الکترونی (SEM)، نسبت به نمونه های بدون تابش، آسیب کمتری به مینای دندان را تأیید کرده است. عده ای از ارتودنتیست ها از تابش لیزر Er:YAG برای جدا کردن براکت های سرامیکی با یک پالس لیزر استفاده کردند و اظهار داشتند که فرآیند جداسازی در اکثر موارد به دلیل فرسایش ترمومکانیکی در قسمت سطحی لایه چسب است و به نیروی اضافی برای برداشتن براکت از روی دندان نیاز نیست. SEM و میکروسکوپ نوری هیچ آسیبی به سطح مینای دندان را نشان ندادند.

مراحل اچینگ

پس از یک بار استفاده از اسید فسفریک 85 درصد برای آماده سازی سطح مینای دندان قبل از اتصال مستقیم در سال 1955، اِچ کردن با روش اسید در آماده سازی سطح مینا متداول ترین روشی است که امروزه استفاده می شود. به عقیده برخی از محققین، اِچ کردن سطح مینای دندان ها با روش های شیمیایی معایبی دارد، از جمله تخریب مواد معدنی ساختار مینای دندان ها و ایجاد سطح آسیب پذیرتر در برابر حملات حامل. پس از گزارشی مبنی بر اینکه سیستم های لیزری ممکن است لایه اسمیر را از بین ببرند، بسیاری از سیستم های لیزری برای اِچ کردن سطح مینای دندان ها استفاده شده است. بخصوص در فرایند ارتودنتیک، اِچ کردن مینای دندان با لیزر در سال های اخیر، به دلیل کاربر پسند بودن این روش و بروز سطوح مینای مقاوم به اسید پس از اِچ کردن با لیزر، بسیار جذاب شده است.

فرآیند باندینگ براکت به فرآیند سطح سرامیکی، در بیماران ارتودنتیک که ترمیم های پروتز یا ترمیم های کامپوزیت یا آمالگام قدیمی در دهان خود دارند، از اهمیت بالایی برخوردار است. در سال های اخیر، استفاده از لیزر روی اِچ کردن سطوح آمالگام مانند آماده سازی انواع سطوح مینای دندان، به شهرت زیادی رسیده است. در یک مطالعه قبلی، اِچ کردن سطح آمالگام با لیزر Er,Cr:YSGG با تکنیک سندبلاست مقایسه شد، و استحکام برشی اتصال براکت های فولادی ضد زنگ پوشش داده شده با سطح آمالگام لیزری به طور قابل توجهی بیشتر از گروه سندبلاست شده بود. در یک مطالعه در محیط آزمایشگاهی که با هدف ارزیابی استحکام باند برشی براکت های فلزی به ترمیم های کامپوزیتی میکروهیبریدی پس از چهار تکنیک مختلف آماده سازی سطح 1 اِچ کردن، 2 سند بلاست، 3 سمباده کشی و 4 تابش لیزر CO2 انجام شد، به این نتیجه رسید که آماده سازی سطح با سندبلاست و لیزر CO2 نتایج قابل قبول بالینی را با توجه به استحکام باند و امتیاز ARI ارائه می دهد؛ با این حال، سمباده کشی و اسید اِچ کردن نتوانستند نتایج یکسانی را ایجاد کنند.

طبق آنچه اندازه گیری کلسیم و فسفر از سطح دندان ها نشان می دهد، تصور می شود سطوح لیزر کم انرژی (80 میلی ژول) Er:YAG دمینرالیزیشن مینای دندان را کاهش می دهند. تحقیقات نشان داده اند که لیزر Er:YAG نسبت به اسید اِچ کردن کمتر باعث کاهش سطوح اکسید کلسیم و پنتوکسید فسفر (P₂O₅) می شود. این به سطوح قابل توجهی در غلظت P₂O₅ رسید، که نشان می دهد استفاده از لیزر Er:YAG نسبت به اسید اِچ کردن و تشکیل ضایعات لکه های سفید، باعث دمینرالیزیشن کمتری می شود. با این حال، این ایده که اِچ کردن با لیزر ممکن است با به دام انداختن یون های آزاد، ریزفضاهای معدنی سازی مجدد ایجاد کند، رد شد، و نشان داده شد که پارامترهای مختلف لیزر Er:YAG، 1 وات (100 میلی ژول و 10 هرتز) یا 2 وات (200 میلی ژول و 10 هرتز) برای آماده سازی مینای دندان هنگام استفاده از چسب های مختلف نمی تواند از دمینرالیزیشن مینای دندان جلوگیری کند.

نشان داده شده است که بین میانگین استحکام باند برشی و گروه های اِچ شده تفاوت معنا داری وجود ندارد و نتیجه گرفته شد که گروه اِچ شده با لیزر (لیزر 5/1 وات/ 15 هرتز Er:YAG) از نظر بالینی منجر به استحکام باند قابل قبولی شده است و می تواند جایگزینی برای اسید اِچ معمولی باشد. با این حال، در مطالعه دیگر، گرچه استحکام بالای باند برشی با نمونه های دندان تابش شده با لیزر Er:YAG قبل از باندینگ بدست آمده است، گزارش شده است که سطوح مینای دندان ها در حین برداشتن براکت، آسیب زیادی دیده اند، بنابراین روش اسید اِچ کردن و اِچ کردن تک مرحله ای، هر دو می توانند با خیال راحت تر در باندینگ براکت ارتودنسی استفاده شوند.

لیزر در درمان ارتودنسی

پلیمریزاسیون به کمک لیزر

به لطف پیشرفت هایی که در زمینه مواد باندینگ ارتودنسی صورت گرفته است، کاهش زمان صرف شده در طول اتصال باندینگ ارتودنتیک برای موفقیت بالینی مهم است. متداول ترین نوع لیزر مورد استفاده برای پلیمریزاسیون، لیزر آرگون است. محیط فعال لیزر آرگون، گاز آرگون است و در حالت پالس- دروازه ای، نور آبی و سبز- آبی مرئی را از طریق نوک فیبر نوری با طول موج 488 نانومتر و 514 نانومتر در طول موج پیوسته ساطع می کند. اخیراً نشان داده شده است که استفاده از لیزر آرگون سریع تر و قابل اعتمادتر از روش معمول سخت کردن با نور و دایود ساطع کننده نور (LED) به عنوان یک روش مؤثر در پلیمریزاسیون رزین کامپوزیت است.

مشخص شده است که استفاده از لیزر آرگون در پلیمریزاسیون فیشور سیلانت هایی که فلوراید آزاد می کنند در مقایسه با نور مرئی و پلیمریزاسیون LED، درجه بالایی از محافظت در برابر تغییرات پوسیدگی زا را فراهم می کند. در یک بررسی سیستماتیک که پروتکل مطالعه بر اساس بیانیه PRISMA بود، 20 مطالعه وارد شدند و بر اساس نتایج، CO2، Er:YAG، و Nd:YAG متداول ترین لیزرها در استفاده از براکت های سرامیکی در ارتودنسی هستند. استفاده از لیزر در جنبه های مختلف فرایندهای باندینگ برای براکت های سرامیکی، از جمله باندینگ، دیباندینگ، ریباندینگ، و زدودن کامپوزیت باقیمانده روی سطح دندان، روشی مؤثر است.

استحکام مینی ایمپلنت های دندانی

مینی ایمپلنت های دندانی در بسیاری از مطالعات با موفقیت برای تکیه گاه ارتودنسی استفاده شده اند. با این حال، میزان شکست مینی ایمپلنت ها بین 11 تا 30 درصد است. نرخ شکست مینی ایمپلنت های دندانی روی تصمیم ارتودنتیست در مورد استفاده یا عدم استفاده از مینی ایمپلنت ها در فرایندهای معمول ارتودنتیک تاثیر می گذارد. مینی ایمپلنت ها علیرغم تمام مزایایی که دارند، اما باز هم ممکن است شل شوند، و تحرک آنها می تواند افزایش یابد و در پایان ممکن است در طول فرآیند درمان با شکست مواجه شود. گزارش شده است که لیزر با دوز پایین و اعمال فوتوبیومدولاسیون LED اثرات مثبتی روی ثبات مینی اسکروها دارند. در بررسی اثر LLLT روی مینی ایمپلنت ها مشخص شد که روی 32 مینی ایمپلنت که روی درشت نی خرگوش قرار داده شده بودند می توان بارگذاری سریع 200 گرمی را انجام داد.

LLLT به مدت 21 روز اعمال شده است، و در پایان مشخص شد که این کاربرد به طور قابل توجهی پایداری ایمپلنت را افزایش داده است. گرچه در یک کارآزمایی بالینی تصادفی دیگر با دهان تقسیم شده که شامل 15 نفر با میانگین سنی 9/20 (4/3 ±) سال بود که به کشیدن دندان های پرمولر اول فک بالا و مینی ایمپلنت نیاز داشتند، لیزر دایود با طول موج 940 نانومتر در 0، 7، 14 و 21 روز پس از کاشت مینی ایمپلنت در بخش های آزمایشی استفاده شد. پایداری مینی ایمپلنت ها با استفاده از تحلیل فرکانس رزونانس در هفته های 0، 1، 2، 3، 4، 6، 8 و 10 پس از کاشت ایمپلنت اندازه گیری شد. با این حال، با توجه به نتایج، بین گروه ها به مدت 10-3 هفته تفاوت معنا داری وجود داشت و در هفته های اول در یک دوره 10 هفته ای تفاوت معنا داری وجود نداشت و هیچ تفاوتی در پایداری مینی ایمپلنت وجود نداشت. در پایان، LLLT را نمی توان به عنوان یک مکمل مفید بالینی برای ارتقاء پایداری مینی ایمپلنت در طول عقب بردن دندان نیش توصیه کرد.

فرایندهای بافت نرم

در بسیاری از مراحل درمان ارتودنسی، ممکن است برش یا تقویت بافت نرم نیاز باشد. برش های با کمک لیزر در طول عمل جراحی مزایای زیادی دارند، مانند بی حسی موضعی در بیشتر مواقع قبل از مداخله با لیزر، بستن عروق خونی و لنفاوی، میدان دید تمیزتر و شفاف تر، عدم نیاز به بخیه، خونریزی و اِدِم کمتر در دوره پس از جراحی و افزایش رضایت بیمار. زمینه های استفاده از روش های لیزر در جراحی بافت نرم در ارتودنسی شامل آماده سازی باندینگ دندان هایی است که کامل نروییده اند، برداشتن بافت نرم روی دندان نیش نهفته و انجام باندینگ در همان جلسه، برداشتن بافت اضافی تشکیل شده پس از بستن دیاستم های بزرگ، باندینگ دندان های مولر دوم با برداشتن اپرکولوم اطراف، برداشتن بافت های هیپرتروفیک و ملتهب لثه شکل گرفته در نتیجه مراقبت نامناسب از دهان، درمان زخم های آفتی، اصلاح هایپرپیگمانتاسیون (پر رنگی) و افزایش طول تاج دندان با برداشتن لثه و فرم دهی لثه و برداشتن چسبندگی های زیاد فرنولوم.

در یک مطالعه کارایی ژنژیوکتومی با کمک لیزر (گروه آزمایش) و درمان پریودنتال غیرجراحی (گروه کنترل) در طول درمان ارتودنسی ثابت در بیماران مبتلا به هیپرپلازی لثه مقایسه شد. این مقایسه با ارزیابی پنج پارامتر پریودنتال (شاخص پلاک، شاخص لثه، خونریزی هنگام پروب کردن، عمق پاکت و شاخص رشد لثه) انجام شد، و در نتیجه بهبود قابل توجهی در هر دو گروه آزمایش و کنترل مشاهده شد. و در مراحل اولیه درمان، برای شاخص های لثه، عمق پاکت و پارامترهای رشد لثه، سطح بهبود قابل توجهی در گروه آزمایش مشاهده شد.

فیبروتومی فوق کرستال محیطی به کمک لیزر

ثبات طولانی مدت درمان در درمان ارتودنسی همیشه موضوعی بوده است که باید روی آن تمرکز کرد. یکی از دلایل عمده عود مشکل ارتودنتیک بعد از حرکت ارتودنتیک دندان ها، وجود شبکه فیبریل لثه فوق کرستال الاستیک است. در حالی که فیبرهای کلاژنی سازماندهی مجدد خود را در عرض 4 تا 6 ماه کامل می کنند، فیبرهای فوق کرستال الاستیک به آرامی بازسازی می شوند و قادرند نیروی کافی برای حرکت دندان ها حتی پس از 1 سال پس از اتمام درمان ارتودنسی را ایجاد کنند. در یک کارآزمایی بالینی تصادفی و کنترل شده که تمایل به چرخش مجدد دندان های پیشین فک پایین پس از فیبروتومی محیطی فوق کرستال (CSF) معمولی را با CSF با کمک لیزر Er,Cr: YSGG مقایسه کرد، به این نتیجه رسید که CSF به کمک لیزر ظرف یک ماه، به اندازه گروه CSF معمولی، در کاهش تمایل بازگشت چرخشی دندان های پیشین فک پایین مؤثر است.

و همچنین از نظر عمق پروب، ارتفاع تاج بالینی و سطح درد تجربه شده تفاوت های ناچیزی را بین گروه ها نشان داد. با توجه به نتیجه مطالعه، ارزیابی اثرات CSF به کمک لیزر و LLLT روی عود چرخشی دندان ها در آزمایش سگ ها انجام شد، CSF به کمک لیزر، عود هنگام استفاده روی دندان های چرخانده و حمایت شده را کاهش داد و هیچ آسیبی به ساختارهای پریودنتال وارد نکرد، اما کاربرد LLLT روی دندان های چرخانده شده بدون ریتینر، تمایل به عود را افزایش یافت. در یک بررسی سیستماتیک که با هدف ارزیابی اثربخشی LLLT روی عود چرخش دندان اصلاح شده انجام شد، به این نتیجه رسیدیم که اثر LLLT روی عود چرخش دندان اصلاح شده با چگالی انرژی ارتباط دارد و به نظر می رسد که چگالی پایین انرژی باعث تشدید عود می شود، در حالی که چگالی بالای انرژی ممکن است عود را کاهش دهد.

سیستم های اسکن لیزری

از سیستم های اسکن لیزری می توان به عنوان اسکنر بافت نرم استفاده کرد، و تصاویر سه بعدی (3D) را می توان با استفاده از تکنیک های مختلف ایجاد کرد. تصاویر ایجاد شده با استفاده از این تکنیک را می توان برای انتشار داده های هنجاری جمعیت، برای ارزیابی نتایج درمان، از قبل برای تغییرات مقطعی در رشد، و برای ارزیابی درمان نواحی سر و گردن با یا بدون جراحی استفاده کرد. الگوی اسکن سه بعدی ارتودنتیک انجام شده با اسکن لیزری یک روش قابل اعتماد در اندازه گیری عرض قوس دندانی و طول قوس دندانی در قالب های دندانی است.

با اسکن لیزری می توان اندازه گیری ها و ارزیابی های زیادی را روی مدل ها انجام داد، از جمله اندازه گیری های سطح، مساحت و میلی متریک. سیستم های غیرتهاجمی مانند استریوفتوگرامتری می توانند یک مدل سطح سه بعدی از زوایای متعدد به شیوه ای هماهنگ با زمان ضبط کوتاه و دقت قابل قبول بالینی تولید کنند. گرچه استفاده موفقیت آمیز از استریوفتوگرامتری برای اسکن صورت گزارش شده است، اسکن لیزری صورت یک تکنیک جایگزین برای استریوفوتوگرامتری است و با موفقیت در جریان کار برای انجام اندازه گیری های صورت و ایجاد پروتزهای صورت معرفی شده است. همانند استریوفتوگرامتری، اسکن لیزری نواحی عمیق تر و برش های زیرین صورت با جداسازی مولد خط لیزری و دوربین گیرنده محدود می شود. علاوه بر این، برخی از سیستم های اسکن لیزری صورت، بیمار را ملزم می کنند که برای مدت طولانی بی حرکت بماند که می تواند کسب اطلاعات را بیشتر محدود کند.

لیزر در درمان ارتودنسی

فرآیندهای جوشکاری در ارتودنسی

جوشکاری لیزری یکی از تکنیک های بسیار جدید و در عین حال همه کاره مورد استفاده در دندانپزشکی است، که می تواند اتصالات جوشی با کیفیت خوب را با ثبات قابل توجهی ایجاد کند. علاوه بر این، روش های زیادی برای جوشکاری وجود دارند، مانند لحیم کاری، جوشکاری مقاومتی (نقطه ای)، جوشکاری پلاسما (شعله ای) و جوشکاری تک پالس با گاز بی اثر تنگستن. کاربرد اصلی لیزرهای صنعتی اطمینان از همجوشی دو فلز بدون ماده جوشکاری است. بیان شده است که به غیر از استفاده از لیزر در زمینه داخل دهانی، استفاده از لیزر در روش های آزمایشگاهی قوی تر از اتصال با مواد لحیم کاری است.

دستگاه های جوشکاری لیزری امکان جوشکاری روی ابزارهای ارتودونتیک را به روش های مختلف بدون مواد لحیم کاری فراهم می کنند. بنابراین سیم های ارتودنسی هتروژنتیک ساخته شده از آلیاژهای فلزی اجزاء مختلف را می توان تولید کرد. دستگاه های جوشکاری لیزری با ایجاد امکان تولید اجزاء ابزارهایی که در ارتودنسی استفاده می شوند، دارای مزایایی هستند، و اطمینان از ایجاد اتصال بادوام تر نسبت به مواد معمولی جوشکاری را بوجود می آورد. با این حال، از دستگاه های لیزر می توان در محیط داخل دهانی نیز استفاده کرد. مطالعات نشان داده اند که لیزرها از نظر بیولوژیکی برای بافت های پریودنتال مجاور ناحیه جوش داده شده با لیزر، استخوان آلوئولار و بافت پالپ بی ضرر هستند و هیچ اثر حرارتی ندارند.

نتیجه گیری

سیستم لیزر جدیدترین بخش در میان فناوری های افزوده شده بوده است که به دلیل حداقل عوارض جانبی، سطح دقت بالا، و زیست سازگاری آن، بوضوح تأثیری استثنایی داشته است. انواع زیادی از لیزرها برای کاربردهای دندانپزشکی تعیین شده اند و سیستم های لیزری کاربردهای گسترده ای در زمینه های ارتودنسی و دندانپزشکی دارند. سیستم های لیزر اگر به طور مؤثر مورد استفاده قرار گیرند، ممکن است برای بسیاری از شرایط بالینی یک روش استثنایی برای درمان ارتودنسی باشند. گرچه لیزر دارای مزایای زیادی است، اما تعیین نوع لیزر مؤثر و طول موج برای برآورده ساختن تمامی الزامات هم در بافت نرم و هم بافت سخت مهم است و متخصص ارتودنسی باید قبل از استفاده از لیزر نکاتی را در نظر بگیرد از جمله هزینه نسبتاً بالای دستگاه، نیاز به آموزش اضافی (بویژه در زمینه فیزیک پایه)، و اینکه هر طول موجی دارای خواص متفاوتی است و به اجرای اقدامات ایمنی نیاز دارد.

در بسیاری از زمینه های ارتودنتیک، انواع مختلفی از لیزرها وجود دارند که می توان از آنها استفاده کرد، اما از این رو هیچ نوع لیزری وجود ندارد که بتواند تمام نیازهای بافت سخت و نرم را برآورده سازد؛ در فرایند معمول، ارتودنتیست باید به خوبی تجزیه و تحلیل کند که برای چه هدفی از سیستم استفاده کند. علاوه بر این، در تحقیقات انجام شده، حتی اگر اثربخشی کاربردهای لیزر بافت نرم به طور کلی نشان داده شده باشد، نتایج متناقضی در کاربردهایی مانند تسریع حرکت دندان، کاربرد لیزر بافت سخت، کاهش عود، فرایند اِچ کردن، و ثبات مینی ایمپلنت وجود دارد. مطالعات تصادفی و کنترل شده بیشتری با حجم نمونه های بزرگ تر برای روشن شدن این نتایج بحث برانگیز در مورد اثربخشی سیستم های لیزر در کاربردهای ارتودنتیک نیاز است.