ЛАЗЕРЫ В СТОМАТОЛОГИИ (Беликов, Грисимов, Скрипник, Шатилова)

[77, 163, 197], может также стать уменьшение пористости поверхности биоткани вследствие уплотнения структур после лазерной обработки.

Пористость эмали можно оценить на основании анализа её СЭМ изображений [169]. Изображения интактной и обработанной лазерным излучением эмали, полученные при помощи сканирующего электронного микроскопа Carl Zeiss Neon 40 EsB (Carl Zeiss, Германия), представлены на рис. 6.4.

с размерами кристаллов гидроксиапатита в эмали зуба человека [32, 33]. Следует обратить внимание на то, что поверхность ОЭ визуально воспринимается менее пористой, чем поверхность ИЭ (пространства

89

между основными структурными элементами в ОЭ заполнены, в то время как пространства между основными структурными элементами в ИЭ заполнены фрагментарно или не заполнены). Чтобы оценить пористость интактной и обработанной излучением YLF: Er лазера эмали, масштаб фрагментов изображений ИЭ и ОЭ, представленных на рис. 6.4а и рис. 6.4б, увеличивается и получаются рис. 6.4в и рис. 6.4г соответственно. Затем увеличиваются яркость и контрастность обоих этих изображений на 50% и 100% соответственно (см. рис. 6.4д и рис. 6.4е).

Для численной оценки пористости предполагается, что на рис. 6.4д и рис. 6.4е незаполненные пространства (поры) представлены чёрным цветом, а заполненные пространства и элементы структуры представлены белым цветом. Пористость ( p ) оценивается как отношение площади,

занимаемой на изображении чёрным цветом ( SЧ ), к общей площади изображения ( SИ ):

Для изображений, представленных на рис. 6.4а и рис. 6.4б, пористость составляет соответственно 0.068 и 0.018, т.е. пористость поверхности интактной эмали значительно (в 3.8 раза) превышает пористость поверхности эмали, обработанной излучением YLF: Er лазера.

Очевидно, что материалы с различной пористостью по−разному будут реагировать на внешнее механическое или химическое воздействие, а именно: чем меньше пористость, тем выше микротвёрдость и кислотная резистентность. Таким образом, лазерное воздействие на интактную эмаль зуба человека уменьшает её пористость и, как следствие, значительно повышает её микротвёрдость и существенно увеличивает кислотную резистентность.

Скорость травления интактной и обработанной лазерным излучением эмали также может быть измерена. В работе [169] перед лазерной обработкой на эмали зуба создавались отпечатки индентора микротвердомера при нагрузке 300 г (нагрузка прикладывалась в течение 10 с). Определялось среднее значение длин диагоналей отпечатков

индентора (d ). Для измерений использовался микротвердомер ПТМ−3М (ОАО "ЛОМО", Россия). Далее по среднему значению длин диагоналей отпечатка индентора рассчитывалась глубина отпечатка в эмали (h):

где α – угол при вершине пирамиды Виккерса (α=136°) [168].

Затем на поверхности эмали, содержащей отпечатки индентора, формировалась текстура (YLF: Er лазер, λ=2.84 мкм, Np=100, F=3 Гц,

90

τp=280±10 мкс, WE=1.9±0.1 Дж/см2). Расстояние между центрами элементов в текстуре составляло порядка 80 мкм. Общий размер текстуры был 400×400 мкм (5×5 элементов). Текстура располагалась на половине площади поверхности эмали, содержащей отпечатки индентора. Далее на обработанную лазерным излучением поверхность эмали и участок интактной эмали, содержащий отпечатки индентора микротвердомера, наносился гель Gel Etchant (Kerr, Италия). Через каждые 15 с действия геля образец промывался дистиллированной водой в течение 15 с, высушивался струёй сжатого воздуха и помещался в поле зрения оптического микроскопа AxioScope A1 (Carl Zeiss, Германия). Таким образом, определялось время (t), через которое под действием кислоты отпечатки индентора исчезали (полное время травление в итоге составило 225 с). Зная t и начальную глубину отпечатков h, можно было вычислить скорость травления υe :

Средняя глубина отпечатков в интактной эмали составила 8±1 мкм. Время t для интактной эмали было оценено как 52±8 с, для эмали, обработанной лазерным излучением, – как 142±8 с. Согласно выражению (6.4) получаем, что скорость травления интактной эмали равна 155±25 нм/с, а скорость травления обработанной лазерным излучением эмали равна 58±25 нм/с. Очевидно, что скорость травления интактной эмали в 2.7 раза превышает скорость травления эмали, обработанной излучением YLF: Er лазера в субабляционном режиме.

91

19. Пахомов Г.Н. Состояние органической матрицы декальцинированной эмали зубов при кариесе в стадии белого и пигментированного пятна // Стоматология. 1974. Т. 53, № 1. С. 17–20.

22.Benedict H.C. A note on the fluorescence of teeth in ultra−violet rays // Science. 1928. V. 67, № 1739. P. 442.

23.Foreman P.C. The excitation and emission spectra of fluorescent

components in human dentine // Arch. Oral Biol. 1980. V. 25, № 10. P. 641−647.

24. Bjelkhagen H., Sundström F., Angmar-Månsson B., Ryden H. Early detection of enamel caries by the luminescence excited by visible laser light // Swed. Dent. J. 1982. V. 6, № 1. P. 1–7.

25.Bjelkhagen H. EP 007380. Int. Cl3.: A61B1/24. Illuminating device for the visual determination of areas of caries on the surface of a tooth. Date of filling: 25.03.82; date of publication: 02.03.83. Bull. 83/9.

26.De Josselin de Jong E., Sundström F., Westerling H., et al. A new method for in vivo quantification of changes in initial enamel caries with laser fluorescence // Caries Res. 1995. V. 29, № 1. P. 2–7.

27. Shi X.−Q., Tranæus S., Angmar-Månsson B. Comparison of QLF and DIAGNOdent for quantification of smooth surface caries // Caries Res. 2001. V. 35, № 1. P. 21–26.

28. De Moor R., Verheyen J., Verheyen P. Teeth bleaching with LED technology: a new use for the green light // Innovative Dent. 2010. № 1. P. 56−62.

29.Garberoglio R., Brannström M. Scanning electron microscopic investigation of human dental tubules // Arch. Oral Biol. 1976. V. 21, № 6. P. 355–362.

30.Thomas H.F. The extend of the odontoblast process in human dentin // J. Dent. Res. 1979. V. 58, № 1. P. 105–110.

31.Whittaker D., Kneale M. The predentine-dentine interface in human teeth. A

scanning electron microscope study // Brit. Dent. J. 1979. V. 146, № 1. P. 43−46.

32.Быков В.Л. Гистология и эмбриология органов полости рта человека: Учебное пособие. Издание второе, исправленное. СПб: Специальная Литература, 1998. 248 с.

33.Nanci A. Ten Cate’s oral histology: development, structure and function. Mosby, 2003. 445 p.

34.Niemz M.H. Laser – Tissue Interactions: Fundamentals and Applications. – Berlin, 1996. 305 p.

93

35.Vogel A., Venugopalan V. Mechanisms of pulsed laser ablation of biological tissues // Chem. Rev. 2003. V. 103, № 2. P. 577–644.

36.Jacques S.L. Optical properties of biological tissues: a review // Phys. Med. Biol. 2013. V. 58, № 11. P. R37.

37.Серебряков В.А. Опорный конспект лекций по курсу "Лазерные технологии в медицине". СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. 266 с.

38.Taroni P., Comelli D., Pifferi A., Torricelli A., Cubeddu R. Absorption of collagen: effects on the estimate of breast composition and related diagnostic implications // J. Biomed. Opt. 2007. V. 12, № 1. P. 014021.

39.De Moor R.J.G., Delm K.I.M. Препарирование полостей с помощью лазеров // Инновационная стоматология. 2010. V. 1. P. 6–19.

40.Bornstein E. Near−infrared dental diode lasers scientific and photobiologic principles and applications // Dent. Today. 2004. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.dentistrytoday.com/ce-articles/387.

41.Беликов А.В., Скрипник А.В., Шатилова К.В. Исследование динамики спектров поглощения эмали и дентина зуба человека при нагреве и абляции излучением субмиллисекундных импульсов эрбиевого лазера с длиной волны генерации 2.79 мкм // Оптика и спектроскопия. 2010. Т. 109,

№ 2. С. 241–246.

42. Zolotarev V.M., Mikhilov B.A., Alperovich L.L., Popov S.I. Dispersion and absorption of liquid water in the infrared and radio regions of the spectrum

// Opt. Spectrosc. 1969. V. 27. P. 430−432.

43. Петрович Ю.А. Леонтьев В.К., Десятниченко К.С. Функциональномолекулярная модель строения эмали зуба // Стоматология. 1979. Т. 58, № 1. С. 70−75.

44. Бульбак Т.А., Сокол Э.В., Данилова И.Г. ИК−спектроскопия диффузного отражения – обоснование корректности методики // Вестник ОГГГГН РАН. 2000. Т. 2, № 2 (12). C. 3.

45. Bachmann L., Diebolder R., Hibst R., Zezell D.M. Infrared absorption bands of enamel and dentin tissues from human and bovine teeth // Appl. Spectrosc.

Вахтель В.М., Третьяков Ю.Д., Путляев В.И., Баринов С.М., Смирнов В.В., Белоногов Е.К., Костюченко А.В. Синтез нанокристаллических плёнок гидроксиапатита // Конденсированные среды и межфазные границы. 2007. Т. 9, № 3. С. 209−215.

48. Фридрихсберг Д.А. Оптические свойства дисперсных систем. В кн.: Курс коллоидной химии: Учеб. для вузов. 2−е изд., перераб. и доп.

Л: Химия, 1984. С. 38−44.

94

49. Darling A.I. Studies of the early lesions of enamel caries with transmitted light polarized light and radiography. Part 1 // Brit. Dent. J. 1956. V. 101, № 9. P. 289−297.

50.Darling A.I., Studies of the early lesions of enamel caries with transmitted light polarized light and radiography. Part 2 // Brit. Dent. J. 1956. V. 101, № 10. P. 329−341.

51.Darling A.I., Studies of the early lesions of enamel caries. Its nature, mode

of spread and points of entry // Brit. Dent. J. 1958. V. 105, № 4. P. 119−135.

52.Angmar B., Carlström D., Glas J.−E. The mineralization of normal human enamel // J. Ultastruct. Res. 1963. V. 8, № 1−2. P. 12−23.

53.Houwink B. Quantitative polarized−light microscopy of sound surface enamel // J. Dent. Res. 1970. V. 49, № 2. P. 370−377.

54.Theuns H.M., Shellis R.P., Groeneveld A., et al. Relationship between birefringence and mineral content in artificial caries lesions of enamel // Caries

Res. 1993. V. 27, № 1. P. 9−14.

55.Gwinnett A.J. The ultrastructure of the "prismless" enamel of permanent human teeth // Arch. Oral Biol. 1967. V. 12, № 3. P. 381−388.

56.Kodaka T., Nakajima F., Kuroiwa M. Distribution patterns of the surface “prismless” enamel in human deciduous incisors // Bull. Tokyo Dent. Coll.

1989. V. 30, № 1. P. 9−19.

57.Houwink B. The index of refraction of dental enamel apatite // Brit. Dent. J. 1974. V. 137, № 12. P. 472−475.

58.Spitzer D., Ten Bosch J.J. The absorption and scattering of light in bovine

and human dental enamel //Calcif. Tissue Res. 1975. V. 17, № 2. P. 129−137.

59.Zijp J.R., ten Bosch J.J. Groenhuis R.A.J. He−Ne-laser light scattering by human dental enamel // J. Dent. Res. 1995. V. 74, № 12. P. 1891−1898.

60.Groenhuis R.A.J., ten Bosch J.J., Ferverda H.A. Scattering of light by dental enamel: theoretical model compared with experiments. In: Scattering and absorption of light by turbid materials, especially dental enamel / Groenhuis

R.A.J. (Ed.). Groningen: Rijksuniversiteit Groningen, 1981. P. 25−42.

61.Грисимов В.Н. Характер распространения света в твердых тканях зуба: Деп. в НПО "Союзмединформ" 05.04.89, № 17465. 10 с.

62.Vaarkamp J., ten Bosh J.J., Verdonschot E.H. Propagation of light through

human dental enamel and dentine // Caries Res. 1995. V. 29, № 1. P. 8−13.

63. Ten Bosch J.J., Coops J.C. Tooth color and reflectance as related to light scattering and enamel hardness //J. Dent. Res. 1995. V. 74, № 1. P. 374−380.

enamel during Er: YAG and Er: YSGG laser irradiation // J. Biomed. Opt. 1996. V. 1, № 4. P. 455–465.

65. Fried D. IR laser ablation of dental enamel // Proc. SPIE. 2000. V. 3910. P. 136–148.

95

66. Fried D., Glena R.E., Featherstone J.D., Seka W. Permanent and transient

P. 1749−1753.

68. Zijp J.R., Bosch J.J.T. Theoretical model for the scattering of light by dentin and comparison with measurements //Applied optics. 1993. V. 32, № 4.

P. 411−415.

69.Грисимов В.Н. Показатель преломления основного вещества дентина // Оптика и спектроскопия. 1994. Т. 77, № 2. С. 272–273.

70.Grisimov V.N. Refractive index of bulk dentin // Proc. SPIE. 1994. V. 1984.

Р. 2−5.

71.Fried D., Glena R.E., Featherstone J.D., Seka W. Nature of light scattering in dental enamel and dentin at visible and near−infrared wavelengths //Appl. Opt. 1995. V. 34, № 7. P. 1278–1285.

72.Fernández−Oliveras A., Rubino M., Pérez M.M. Scattering anisotropy measurements in dental tissues and biomaterials //J. Europ. Opt. Society − Rapid Pub. 2012. V. 7. P. 12016.

73.Walton R.E., Outhwaite W.C., Pashley D.F. Magnification – an interesting optical property of dentin // J. Dent. Res. 1976. V. 55, № 4. P. 639–642.

74.Grisimov V.N. Redistribution of the halogen light source radiation by hard dental tissues // Proc. SPIE. 1997. V. 3192. P. 62–66.

75.Грисимов В., Хиора Ж. Факторы многоцветности зубов и реставраций

//ДентАрт. 2013. № 1. С. 15–24.

76.Murdoch−Kinch C.A. Minimally invasive dentistry // JADA. 2003. V. 134, № 1. P. 87–95.

77.Ana P.A., Bachmann L., Zezell D.M. Lasers effects on enamel for caries prevention // Laser Phys. 2006. V. 16, № 5. P. 865–875.

78.Боровский Е.В., Иванов В.С., Максимовский Ю.М., Максимовская Л.Н. Терапевтическая стоматология: Учебник / Под ред. Е.В. Боровского, Ю.М. Максимовского. М: Медицина, 2001. 736 с.

79.Артемьева И.А. Учебно−методическое пособие для внеаудиторной работы студента по изучению темы "Кариес зубов": учеб. пособие / сост.:

И.А. Артемьева; ГБОУ ВПО ИГМУ Минздравсоцразвития России. Иркутск: ИГМУ, 2012. 48 с.

80.Peltola J., Wolf J. Fiber optics transillumination in caries diagnosis // Proc. Finn. Dent. Soc. 1981. V. 77. P. 240–244.

81.Barenie J., Leske G., Ripa L.W. The use of fiber optic transillumination for the detection of proximal caries // Oral Surg. 1973. V. 36. P. 891–897.

96

82.Holt R.D., Azeevedo M.R. Fiber optic transillumination and radiographs in diagnosis of approximal caries in primary teeth // Community Dent. Health. 1989. V. 6. P. 239–247.

83.Mitropoulis C.M. The use of fiber optic transillumination in the diagnosis of

posterior approximal caries in clinical trials // Caries Res. 1985. V. 19. P. 379−384.

84. Peers A., Hill F.J., Mitropoulos C.M., Holloway P.J. Validity and reproducibility of clinical examination, fibre−optic transillumination, and bite−wing radiology for the diagnossis of small approximal carious lesions // Caries Res. 1993. V. 27. P. 307–311.

85. Pine C.M. Fiber−Optic Transillumination (FOTI) in caries diagnosis // Early detection of dental caries / G.S. Stookey, ed. Indianapolis: Indiana Press, 1996. P. 51−56.

86. Vaarkamp J., Bosch J.J.T., Verdonschot E.H., Bronkhorst E.M. The real performance of bitewing radiography and fiber−optic transillumination for approximal caries diagnosis // J. Dent. Res. 2000. V. 79. V. 1747–1751.

87. Schneiderman A., Elbaum M., Schultz T., Keem S., Greenebaum M., Driller J. Assessment of dental caries with digital imaging fiber−optic transillumination (DIFOTI): In vitro study // Caries Res. 1997. V. 31.

transillumination at 1310−nm for the imaging of early dental decay // Opt. Express. 2003. V. 11, № 18. P. 2259–2265.

89.Jones R., Fried D. Attenuation of 1310 and 1550−nm laser light through dental enamel // Proc. SPIE. 2002. V. 4610. P. 187–190.

90.Fejerskov O., Kidd E. Dental caries: the disease and its clinical management. Oxford: Blackwell Publishing Company, 2008. 616 p.

91.Hale G.M., Querry M.R. Optical constants of water in the 200−nm to 200−μm wavelength region // Appl. Optics. 1973. V. 12. P. 555–563.

92.Тучин В.В. Исследование биотканей методом светорассеяния // Успехи

физических наук. 1997. Т. 167, № 5. C. 519−539.

93. Гаврилов А.Е., Гонтарь Е.А. Исследование состояния зубов и пародонта в условиях различных режимов реактивности // Питання експериментальної та клінічної медицини. 2013. Т. 1, № 17. С. 284–286.

94. Беликов А.В., Скрипник А.В., Карасёв В.Б., Пушкарёва А.Е., Тихонов С.В., Чуйко В.А. Исследование взаимодействия оптического излучения с элементами лазерных систем и биологическими объектами.

95. Creanor S.L., Russell J.I., Strang D.M., Stephen K.W., Burchell C.K. The prevalence of clinically undetected occlusal dentine caries in Scottish adolescents // Br. Dent. J. 1990. V. 169. P. 126–129.

96.Ekstrand K., Qvist V., Thylstrup A. Light microscope study of the effect of probing in occlusal surfaces // Caries Res. 1987. V. 21. V. 368–374.

97.Hibst R., Paulus R., Lussi A. Detection of oclusal caries by laser fluorescence: Basic and clinical investigations // Med. Laser Appl. 2001. V. 16. P. 205–213.

98. König K., Hibst R., Meyer H., Flemming G., Schneckenburger H. Laser−induced autofluorescence of carious regions of human teeth and cariesinvolved bacteria // Proc. SPIE. 1993. V. 2080. P. 170–180.

99.Kurtzman G.M. Caries visualization with fluorescent technology.

[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.dentistrytoday.com/diagnosis/4232-caries-visualization-with- fluorescent-technology.

100.Greenwall L. Bleachning techniques in restorative dentistry. Martin Dunitz Ltd., 2001. 304 p.

101.Гринволл Л. Методики отбеливания в рестоврационной стоматологии. Иллюстрированное руководство. Пер. с англ. М: Издательствкий дом "Высшее образование и наука", 2003. 304 с.

102.Alqahtani M.Q. Tooth−bleaching procedures and their controversial effects: A literature review // Saudi Dent. J. 2014. V. 26. P. 33–46.

103.Акулович А.В., Манашерова О.Г. Отбеливание зубов: чего мы боимся? // Профилактика today. 2008. № 8. С. 14–20.

104.Dayan D., Heifferman A., Gorski M., Beigleiter A. Tooth discoloration – extrinsic and intrinsic factors // Quentessense Int. 1983. V. 12, № 14. P. 1–5.

105.Эстетическая стоматология / Д. Шмидседер; Пер. с англ.; Под общ.

ред. проф. Т.Ф. Виноградовой. 2−е изд. М: МЕДпресс−информ, 2007. 320 с.

106.M. A.M. Sulieman. An overview of tooth-bleaching techniques: chemistry, safety and efficacy // Periodontology 2000. 2008. V. 48. P. 148–169.

107.Акулович А.В. Современные технологии отбеливания зубов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://gpc-paks.ru/2014/02/современные-технологии-отбеливания/

108.Allen K., Agosta C., Estafan D. Using microabrasive material to remove

fluorosis stains // JADA. 2004. V. 135. P. 319−323.

109.Tong L.S., Pang M.K., Mok N.Y., King N.M., Wei S.H. The effects of

etching, micro−abrasion, and bleaching on surface enamel // J Dent Res. 1993. V. 72, № 1. P. 67–71.

110.Buchalla W., Attin T. External bleaching therapy with activation by heat,

light or laser − A systematic review // Den. Mat. 2007. V. 23. P. 586–596.

111. Harada I., Furukawa Y., Tasumi M. Spectroscopic studies on doped polyacetylene and pcarotene // J. Chem. Phys. 1980. V. 73. P. 4746−4757.

98