Leczenie zapaleń przyzębia z wykorzystaniem laserów

Leczenie zapaleń przyzębia z wykorzystaniem laserów. Wszystkie opisane lasery są do dyspozycji w naszej Klinice. 

Zastosowanie laserów wysokiej mocy w periodontologii.

Opisane przez Alberta Einsteina w 1917 r. promieniowanie  laserowe zafascynowało wielu naukowców. Słowo LASER jest akronimem określenia „Light Amplification by Stymulated Emission of Radiation”. Światło lasera jest wzmocnionym promieniowaniem elektromagnetycznym, które uzyskane jest poprzez wymuszoną emisję fotonów z ośrodka laserowego. Przez długi okres nie potrafiono wykorzystać tego odkrycia.

Pierwsze urządzenie laserowe – impulsowy laser rubinowy o długości fali 694 nm zbudowano dopiero w 1963r. W stomatologii zastosowano po raz pierwszy zbudowany w 1966 r. laser CO₂ dwutlenkowo-węglowy ( carbon dioxide laser), próbowano go wykorzystać do opracowywania twardych tkanek zęba. Następnie w 1975 r. skonstruowano laser Nd:YAG (neodymowo-jagowo) a później, w 1988 r. laser Er:YAG (erbowo-jagowo). Od lat osiemdziesiątych urządzenia laserowe znalazły wiele zastosowań w stomatologii, również w terapii przyzębia, schorzeń błony śluzowej jamy ustnej i chirurgii śluzówkowo-dziąsłowej ( 1 ).

Znanych jest szereg klasyfikacji i podziałów urządzeń laserowych. Z praktyczno-klinicznego punktu widzenia można podzielić lasery ze względu na źródło emisji (materiał laserujący), sposób pracy lasera, barwę, moc generowanego światła i sposób prowadzenia wiązki promieniowania ( światłowody lub system zwierciadeł).

Wiedza na temat laserów i efektów oddziaływania na tkanki, różne ich modele, możliwości i wskazania do ich stosowania ciągle intensywnie  się rozwija. Zwłaszcza w ciągu ostatnich pięciu lat prowadzone badania histologiczne pozwoliły poznać  skuteczność zabiegów nie tylko na poziomie klinicznym ale również  komórkowym i enzymatycznym oraz ustalić bezpieczniejsze dawki aplikacji. Aby właściwie stosować lasery, zwłaszcza dużej mocy, należy zrozumieć charakterystykę energii laserowej w zależności od długości fali, mocy przy pracy ciągłej i impulsowej oraz dobrać właściwą dawkę aplikacji do planowanego zabiegu klinicznego.

Do dobrze poznanych i najczęściej stosowanych laserów wysokiej mocy stosowanych w zabiegach periodontologicznych należą: laser gazowy (molekularny)  CO₂-dwutlenkowo-węglowy (10600 nm), diodowy Ga Al As (galowo-glinowo-arsenowy, 830 nm) i In Ga As (indium-galowo-arsenowy o długości fali 980 nm) oraz lasery ekscymerowe .

Z laserów zbudowanych na kryształach najbardziej popularny jest laser Nd:YAG (neodymowy-jagowy, 1064 nm) i później skonstruowany laser Er:YAG (erbowo-jagowy, 2960 nm) . Są to lasery  pracujące na kryształach granatu aluminiowo-itrowego (Yttrium Aluminium Garnet – YAG) z domieszką atomów odpowiednio: neodymu, erbu, które są źródłem emisji fotonów. W laserze Er, Cr: YSGG (Erbium, Chromium Yttrium-Scandium-Gallicum-Garnet, 2780 nm)  źródłem emisji jest także ciało stałe.

Lasery wysokoenergetyczne przeznaczone są do destrukcji lub usuwania tkanki (cięcia, odparowania, koagulacji). Są to lasery o dużej i średniej mocy ( od pojedynczych do setek watów mocy ciągłej) oraz lasery impulsowe o znacznie większej mocy szczytowej ( w impulsie osiągające moc milionów watów). W tych ostatnich, ze względu na bardzo krótki czas trwania impulsu laserowego tkanka ulega procesom fotojonizacyjnym, to znaczy rozerwaniu i ablacji.

Ilość rzeczywiście absorbowanej przez tkanki energii promieniowania laserów jest nadal dominującym przedmiotem badań. Najważniejszym zagadnieniem w laseroterapii jest doprowadzenie odpowiedniej dawki promieniowania na wybraną głębokość tkanki oraz efektywna zamiana energii światła laserowego w inny rodzaj energii biologicznej, chemicznej, cieplnej bądź mechanicznej. Absorpcja i penetracja światła laserowego zależy zarówno od parametrów fizycznych fali świetlnej, jej długości, użytej mocy, aplikowanej dawki energii jak i od budowy histologicznej tkanki, zawartości w niej wody, hemoglobiny, melaniny i innych składników a także od rozległości i typu zmian patologicznych w tkance.

Chirurgia laserowa polega na lokalnym zniszczeniu i usunięciu tkanek miękkich i twardych, wykonaniu cięcia lub koagulacji tkanki. Usuwanie lub destrukcja tkanki następuje na skutek fototermicznego, fotojonizującego lub fotochemicznego działania promieniowania laserowego o dużej gęstości mocy ( 10 – 10¹² W/cm²).  W przypadku promieniowania z zakresu ultrafioletu     (lasery ekscymerowe) i zakresu dalekiej podczerwieni (lasery CO₂), gdzie głębokość wnikania promieniowania jest mała od 0,1 do 1mm i najlepiej absorbowana przez tkanki miękkie ze względu na dużą zawartość wody, dlatego nadają się one do precyzyjnego cięcia i usuwania  tkanek na drodze waporyzacji ( 7, 8 ). W przypadku promieniowania z zakresu bliskiej podczerwieni laserem Nd: YAG lub diodowym, głębokość wnikania jest większa, bo wynosi około 10 mm w głąb tkanek. Dlatego w chirurgii błony śluzowej jamy ustnej nadal  laser CO₂ma szerokie zastosowanie, jest też obok lasera Er:YAG optymalnym laserem do oczyszczania powierzchni implantów tytanowych w przebiegu periimplantitis, przerostach dziąsła  i plastyki wokół implantów ( 11, 12 ). Nie można go jednak stosować w bezpośrednim kontakcie z kością, cementem korzeniowym czy w zabiegach usuwania tkanki ziarninowej z kieszonek przyzębnych ze względu na jego dużą absorpcję przez te tkanki. Laser CO₂stosowany jest w zabiegach chirurgicznych w pracy impulsowej, co umożliwia precyzyjne cięcie i zlokalizowaną waporyzację, zamykanie naczyń krwionośnych mniejszych niż 0,5 mm średnicy przez co zabieg staje się mniej krwawy i bardziej komfortowy dla operującego i pacjenta.

W chorobach przyzębia przebiegających  z obecnością głebokich kieszonek przyzębnych  często w celu spłycenia kieszonek wykonuje się kiretaże zamknięte i skalingi poddziąsłowe. Do tradycyjnego zabiegu można dołączyć opracowanie i odkażenie tkanek przyzębia energią lasera.

Stosowanie laserów w periodontologii wymaga pracy w ciasnych szczelinach, co stwarza szczególne wymagania dotyczące apikatorów. Wymaganiom tym najlepiej odpowiadają elastyczne światłowody kwarcowe, jak  w laserze Nd: YAG czy laserach półprzewodnikowym i diodowym Ga Al As i In Ga As. Laser diodowy o dł. 810 nm w pracy ciągłej, mocy 4,5 W jest wysoce absorbowany przez hemoglobinę i gwarantuje pełną hemostazę w polu operacyjnym. Efekt ten jest opisany w badaniach prowadzonych przez Schwarza i wsp.[16] oraz Kreislera i wsp.[15], w których wykazali działanie zmniejszające istotnie objaw krwawienia z dziąseł po aplikacji energii 1,0W. Ponadto prowadzone badania przez Moritza i wsp. [9] wykazały znaczna redukcję flory bakteryjnej w kieszonkach przyzębnych zwłaszcza Aggregatibacter Actinomycetemcomitans. Natomiast w badaniach histologicznych po aplikacji energii 1,8W lasera diodowego wykazano na powierzchni cementu korzeniowego ogniska zwęglenia i kratery zniszczenia. Ze względu na termiczne efekty uboczne, prowadzony zabieg z laserem diodowym wymaga odpowiedniego chłodzenia solą fizjologiczną. Uwzględniając te okoliczności  laser diodowy może z powodzeniem być stosowany w celu odkażenia kieszonek przyzębnych i zmniejszenia krwawienia z dziąseł.

Podczas opracowywania tkanek miękkich laserem Nd: YAG konieczne jest również chłodzenie operowanych tkanek sprayem wodno-powietrznym, który nie stanowi problemu przenikania dla wiązki światła lasera. W terapii na przyzębiu, laser Nd:YAG powinien pracować  w kontakcie z tkankami kieszonki przyzębnej, aby zminimalizować uboczny efekt termiczny w pozostałych tkankach przyzębia. Promieniowanie lasera usuwa nekrotyczne tkanki, ziarninę i zapalny nabłonek, mówi się o tzw. pilingu kieszonek ( powierzchniowe usuwanie tkanki). Do tego zabiegu wykorzysujemy laser Nd:YAG aplikując przez minutę na każdą kieszonkę przyzębną dawkę o mocy ok. 1,25 do 1,75 W przy częstotliwości 15-20 Hz, dla światłowodu o średnicy 320  µm i długości fali 1064 nm, przy czasie   impulsu 150 nsek. Niszczenie biologicznej tkanki  za pomocą kombinacji czasu i temperatury stwarza możliwość redukcji liczby bakterii w kieszonce i dezaktywację toksyn. Problemy powstają na skutek warunków  anatomicznych  kieszonki dziąsłowej. Letalna temperatura dla bakterii nie może przekroczyć progu koagulacji dla więzadeł ozębnej, leżących  bardzo blisko od dna kieszonki przyzębnej. Ponadto należy pamiętać o możliwości termicznego uszkodzenia miazgi. Badania prowadzone in vitro wykazują redukcję na powierzchni cementu korzeniowego bakterii z grupy Bacillus subtitlis, Escherichia colli, Bacteroides species. Ponieważ promieniowanie lasera Nd:YAG absorbowane jest przez ciemne elementy ( niekiedy atramentuje się miejsca, gdzie promieniowanie ma zostać absorbowane), dlatego patogeny produkujące melaninę są selektywnie redukowane. Do tych bakterii należą Actinobacillus species, których redukcja po zabiegu laseroterapii Nd:YAG dochodzi do 40% w kieszonce przyzębnej ( 20 ).

U pacjentów  z kieszonkami przyzębnymi powyżej 6 mm i ubytkiem kości, powikłanym stanem zapalnym w okolicach  bifurkacji korzenia, przed planowaną SRT, zabieg laseroterapii powinien zostać powtórzony w cyklu  5 naświetlań co tydzień. Po zabiegu pacjent nie zostaje zaopatrzony  opatrunkiem chirurgicznym. Niejednokrotnie ,,kiretaż”  laserem wykonany cieniutkim światłowodem jest alternatywą, by dojść do trudno dostępnych okolic przyzębia czy okolicy bifurkacji korzenia. **** Brak krwawienia i bólu pozabiegowego na pewno jest zaletą tych zabiegów. Należy dodać, że aby ograniczyć wystąpienie efektów termicznych, należy precyzyjnie wprowadzić światłowód, najlepiej nie współosiowo lecz radialnie do zmierzonej wcześniej sondą kieszonki przyzębnej, nie przetrzymywać sondy na dnie kieszonki lecz ruchami pulsującymi góra-dół okrężać światłowodem wokół zęba, ryc. 1. Szczególnie przy zachowanym prawidłowym przyczepie nabłonkowym podczas zabiegów gingiwektomii czy  gingiwoplastyki nie kierujemy światła lasera na dno kieszonki przyzębnej, lecz światłowód wprowadzamy radialnie, pod kątem (21, 22 ) .

Laserem Nd:YAG możemy także wykonać cięcie, usuwanie powierzchniowe i koagulację tkanek. Praktyczne doświadczenia z impulsowym laserem neodymowo-jagowym  wykazują, że nadaje się on wyłącznie do wykonywania małych  zabiegów chirurgicznych, jak np. frenulektomia, usunięcie małych włókniaków, hemostaza tkanek. Cięcie laserem Nd: YAG jest bezkrwawe lecz bardziej czasochłonne niż laserem CO₂czy konwencjonalnym ostrzem skalpela (13, 14).

Absorpcja promieniowania i zmiany temperatury w tkankach twardych zęba zwłaszcza zębiny i cementu korzeniowego jest  wykorzystywana w leczeniu tych tkanek przy chorobach  przyzębia i w leczeniu kanałowym oraz w zespołach Endo- Perio. Laser Nd:YAG wyposażony w elastyczny światłowód o średnicy 200 µm lub 320µm stał się dobrym narzędziem do leczenia endodontycznego. W tym celu stosowane mogą być również inne lasery diodowe wyposażone w podobne światłowody.

Dla opracowania kanałów korzeniowych  w leczeniu endodontycznym ważne jest zarówno usunięcie mazistej powierzchni zębiny po ekstyrpacji miazgi przyżyciowo jak i zeszkliwienie ujść kanalików zębinowych. W leczeniu pulpopatii III stopnia zapobiega to również wtórnej penetracji drobnoustrojów ( 17, 18 ).

Badania tkanek twardych zęba in vitro poddanych promieniowaniu lasera Nd :YAG o mocy od 0,8-1,5 W przy częstotliwości impulsu pracy 10Hz-15Hz aplikowane światłowodem o średnicy 200 mikrometra wykazały, że dochodzi do  uszczelnienia kanalików zębinowych poprzez ich zeszkliwienie. Ten efekt został również wykorzystany do leczenia nadwrażliwości cementu korzeniowego zębów. Występujący wzrost temperatury tkanek mieści się w możliwościach adaptacyjnych  tkanki cementu korzeniowego , efekty termiczne dotyczą warstwy o głębokości od 40µm do 60 µm i uzyskuje się tzw. efekt sterylizacji powierzchni cementu korzenia. Kliniczne pojęcie sterylizacji przyjęto jako redukcję bakterii o 10 ⁻²  CFU na 1 mm² ( Colonie Focus Unit) (18, 19 ).

Do usuwania złogów poddziąsłowych i opracowywania powierzchni cementu korzeniowego stosowany jest z wyboru laser Er : YAG o długości fali 2940 nm. Przy zastosowanej energii 100mJ/ 15 pps przez 5 sekund i pauzą 15 sekundową inaktywowane są bakterie i endotoksyny.  Usuwanie złogów przy użyciu lasera Er:YAG odbywa się szybko a obecnie przy zastosowaniu ulepszonych aplikatorów podobnych do powszechnych kątnic z chłodzeniem wraz z wprowadzonymi systemami zwrotnymi (feedback system) jest selektywne.  Wybiórcze usuwanie kamienia laserem erbowym umożliwia jego konstrukcja. Światło diodowego lasera pilotującego (655nm) powoduje fluorescencję bakterii zawartych w złogach i zwrotne uruchamianie lasera erbowego. Podobne wskazania zarówno do opracowywania powierzchni cementu korzeniowego jak i do leczenia endodontycznego ma laser Er, Cr : YSGG. Lasery wyposażone w wygodne kątnice z wewnętrznym sprayem wodnym stają się porównywalne do pracy laserami ze światłowodowym prowadzeniem wiązki promieniowania. W laserze Er, Cr: YSGG cząsteczki wody ulegają rozbiciu w osi promieniowania i nabierają energii kinetycznej, co umożliwia idealne oczyszczanie pola operacyjnego i właściwe chłodzenie opracowywanych tkanek. Warto jednak dodać, że absorpcja przez wodę promieniowania lasera Er : YAG jest 2,5 krotnie, 10-krotnie oraz 15000 razy większa niż odpowiednio laserów: Er, Cr :YSGG, CO2 oraz Nd : YAG. Erbowy

Następnym celem chirurgii periodontologicznej jest odtworzenie struktur podporowych przyzębia i przyczepu łącznotkankowego utraconego w przebiegu choroby przyzębia. W tym celu wykonuje się operacje płatowe wraz ze sterowaną regeneracją tkanek (SRT). Najważniejszy jest tu problem odizolowania nabłonka dziąsła od stworzonej membraną przestrzeni dla regeneracji tkanki łącznej kostnej i włókien ozębnej. Często leczenie chirurgiczne konwecjonalne kończy się wytworzeniem  ” długiego przyczepu nabłonkowego” (longepithelial connective).  W badaniach histologicznych stwierdzono, że po zastosowaniu lasera  CO₂,Er: YAG  lub Nd:YAG podczas przeprowadzania  SRT dochodzi także do regeneracji przyczepu łącznotkankowego. Lasery te są stosowane w tych przypadkach tylko do likwidacji nabłonka i opóźnienia jego wrastania w kieszonkę. W trakcie operacji płatowej po odwarstwieniu, opracowuje się część nabłonkową płata śluzówkowo-okostnowego od strony wewnętrznej ( 23).

W praktyce periodontologicznej dla  pacjentów z grupy ryzyka, laser jest szczególnie przydatnym narzędziem dla stomatologa, zwłaszcza u pacjentów z zaburzeniami krzepnięcia krwi, gdzie krwawienie powinno być kontrolowane. U pacjentów nowotworowych otrzymujących chemioterapię, leczonych immunosupresyjnie, u zagrożonych zapaleniem wsierdzia poprzez zmniejszenie ryzyka wystąpienia bakteriemii, zabiegi z użyciem lasera chirurgicznego są bezpieczniejsze.

Badania nad  interakcją promieniowania laserowego z tkankami są coraz lepiej i szerzej poznawane. Wiedza na temat laserów i  ich technologia jest ciągle ulepszana i znajduje swoje ugruntowane miejsce w terapii periodontologicznej. Obecny rozwój badań nad laserami Er: YAG i Er, Cr : YSGG wykazuje, że stosowane wraz z chłodzeniem wodnym wywołują bezpieczną ablację tkanek twardych i miękkich. Stosowanie ich  w zabiegach periodontologicznych, takich jak usuwanie kamienia nazębnego, odkażanie i opracowanie tkanek miękkich kieszonki przyzębnej (periodontal debridement) oraz w chirurgii kości wyrostka zębodołowego przebiega z minimalnym efektem termicznym. Dlatego grupa laserów erbowych jest obiecująca spośród systemów laserowych zwłaszcza w zabiegach periodontologicznych.

W periodontologii lasery są stosowane od niedawna. Istnieją już liczne, pozytywne wyniki dotyczące redukcji ilości bakterii w kieszonce przyzębnej. Celowe jest nadal poszukiwanie innych niefarmakologicznych metod zwalczania bakterii, mniej obciążających pacjentów. Nie należy jednak przeceniać tych wyników, ponieważ nie ma jeszcze danych na temat strefy bezpieczeństwa, gdzie zostaje osiągany pożądany efekt i nie występują uszkodzenia struktur przyzębia. Celem więc dalszych prac będzie rozwój selektywnych metod, które pozwolą na wybiórcze usuwanie złogów nazębnych i redukcję patogennych bakterii we florze kieszonki przyzębnej. Z pewnością laser nie będzie mógł zastąpić w leczeniu schorzeń przyzębia tradycyjnych narzędzi, a będzie stanowić jedynie ich uzupełnienie.