激光对牙齿作用的实验研究

激光对牙齿作用的实验研究 3 3 P < 0105 治疗前后比较 3 P < 0101Press ,New Yo r k ,1982 :145 参 考 文 献 〔7〕 Paul Ro man , Aduanced Quant um Theo ry , Addiso n2Wesley ,Massachuset t s 1965 :71 〔8〕 周凌云 ,激光对生物分子的共振激发作用 ,原子与分子物 1〕 Dugas H. and Penney C. ,Bioo rganic Chemist ry , Sp ringer -〔( ) 理学报 ,1995 ,12 3:310,316 Verlag ,1981 :133 〔9〕 刘枢晓、周凌云等 , He - Ne 激光血管内照射与尿激酶治 〔2〕 DintenfassL . ,Bloo d micro r heology ,But terwot hs ,1977 :101( ) 疗脑梗塞对比研究 ,光电子 ,激光 ,1999 ,10 2: 〔3 〕 M . B. Bоъкенштен, СтроениеифпическиеСвопстваМоеку 作者简介 :周凌云 ,男 ,59 岁 ,重庆涪陵人 ,昆明理工大学教授 , ИздатеыствоA H CCCP ,Mockba ,1955 :344 ,392 云南省物理学会理论物理专业委员会主任《, 光电子?激光》副) ( 〔4〕 Zho u Lingyun 周凌云,Analysis of t he micro mechanism of主任 ,从事理论物理、激光生物学、原子与分子物理等方面的研 IL IB t reating Diseases , SP I E ,L aser Medicine and Surgery , ( 究 ,在国内外发表论文 130 余篇 ,专著两部其一为科学出版社 1998 :149,158) ( ) 出版,1993 年获国家教委优秀成果二等奖 3202, 1994 、1998 〔5〕 AllenL et al . Optical Reso nance and Two L evel Ato ms. Wi2而获云南省科技进步奖 , 1999 年获军队科技进步产然。享受 ley. New Yo r k ,1975 :121 ( ) 政府特殊津贴955140010 号 〔6〕 Mit tleman M H , Theo ry of L aserAto m Interactio n , Plenum2 激光对牙齿作用的实验研究 1 1 1 2李新华怀素芳郭庆林张建华 1 2 ( ) ( ) 河北大学物理系 ,保定 071002河北大学医院 ,保定 071002提要 :本文介绍了牙齿的吸收光谱及不同种类的激光对牙齿的作用 。结果表明 ,较大能量密度的连续波激光 ,可瞬时气化牙釉质 、牙本质等 ,与 2 此同时还引起牙齿未作用区的龟裂 ,实验测得最大无龟裂能量密度约为 100J / cm,而脉冲激光作用界限明晰 ,且周边无龟裂 。 关键词 :激光 ,牙齿 ,作用 The experiment study of la ser on tooth1 1 1 2L i X i n h uaHuai S uf a n gGuo Qi n gli n Zha n g J i a n h ua 1 2 () ( )Depart ment of Physics , Hebei U niversit y,BaoDing 071002Ho spital of Hebei U niversit y,BaoDing 071002 Abstract :This st udy gives info r matio n o n t heabso rptio n spect rum of toot h and t he effect s t hat different kinds of laser take o n toot h . It co mes to a co nclusio n t hat laser t hat have co ntinuo us waves and mo re energy densit y can gasif y enamel ,dentine etc ,in a t winking. Mo re2 over ,it can set off chap s in t he areas t hat have′t been effected. Acco rding to t he co nclusio n of experiment ,t he mo st energy densit y is abo ut 2 100J / cm,and t he effect s of p ulse laser have clear bo undary line ,and t here are no chap s in t he perip herg. Key words :laser ,toot h ,effect . Ξ 1 引言 3 实验结果与龋齿是世界三大疾病之一 ,它严重地危害着人类健康 , 怎 根据以上设想 ,利用研磨成约 200 目的牙齿粉末作了 X 衍 射成份分析及吸收光谱分析 ,用不同种类的激光对牙釉质和牙 样有效地预防龋病发生和对龋病进行理想地治疗 ,是医学专家 本质进行了烧灼实验 ,现分别归纳总结如下。 及有关学者共同关注的问题。早在 1964 年有关学者就对激光 311 牙齿的主要成份及龋病成因防龋和治龋进行了许多实验尝试 ,近些年来这一领域的研究特 下图是用 YQ X 射线衍射仪做的牙齿粉末衍射图谱 , 图 4别活跃 ,并逐渐由基础研究转向临床应用研究 , 国内亦有不少 谱显示出的主峰 4 、5 、6 为牙齿的主要成份。与国际粉末 激光和口腔科专家开始了类似的研究 ,并且取得了许多有意义 〔1〕 的成果 ,这些成果展示出诱人的应用前景,它可能开创无痛( ) ) ( 卡核对 ,其主要成份为羟基磷灰石〔Ca PO O H 〕。牙釉质6 210 〔2〕除龋补牙的新时代 ,这是人类梦寐以求的。牙齿中含有少量的 中含这种物质按重量比约为 95 %,其余为水和有机物 ,这种 水份和丰富的神经 ,在高能量激光的作用下 ,由于水份的蒸发 羟基磷灰石在牙釉质中结晶成柱状体 , 其端面与牙冠表面垂 极易造成牙齿硬组织的无规暴裂 ,或其热作用引起牙神经损伤 直 ,柱体之间有微小孔隙 ,是食物残碴和微生物易存留的场所 , 疼痛 ,为解决此副作用 ,探索不同波长、不同能量密度、不同运 其中的微生物释放出乳酸和醋酸 ,由以下反应导致牙釉质明显 转方式的激光对牙齿的作用 ,使之既能有效快速地清除牙齿龋 脱钙。 + 2 + 2 - 坏部分 ,又不致损伤健康组织或过热引起牙髓神经疼痛 , 这是 ( ) ( ) CaPOO H+ 8 H ?10 Ca+ 6 H PO + 2 HO 10 6 2 4 2 国际上口腔医学研究的热点问题之一 ,本实验就是为解决这一 这种脱钙就称为龋 ,以后会蔓延至牙本质 , 甚至引起牙髓问题而进行的初步探索。 感染 ,产生剧烈疼痛。 2 基本实验内容及 312 牙齿的吸收光谱采用上述牙齿粉末材料 , 分别作了牙齿的反射和透射光 为了探索激光既能有效地防治龋齿 ,又不使其他健康组织 和神经受损 ,我们分别作了牙齿的成份和吸收光谱分析 , 以确 谱 ,图 1 是用 CS - 9000 双波长薄层扫描仪做的反射光谱。从 定哪种激光对牙齿作用更有效 ; 用不同激光、不同能量密度和 图上可以看出 ,在紫外和可见波段牙齿不存在吸收峰 , 而是绝 不同运转方式的激光对牙齿的制洞实验 ,以确定既能快速合理 大部分光被反射。我们曾作过实验 ,把牙齿部分涂黑 , 对同一 的制出补牙洞腔又不损伤其他健康组织应采用的激光种类。 激光 ,涂黑部分要比不涂黑部分作用效果明显得多。这和红宝 所用的样品为清除粘连物及牙垢的干净离体人牙和用这种干 〔4〕 石激光作用牙齿结果相符 ,其中要有 80 %的能量被反射掉。净牙齿研磨成约 200 目的牙齿粉末 ,激光作用于牙齿的能量密 图 3 是用 F TS - 40 付里叶红外光谱仪作的牙齿粉未透射 度由下式计算得出 : μμμ光谱 ,在 10m 左右出现强的吸收峰其次在 7m 和 3m 处也存 在较强的吸收 ,它说明牙齿要用此类波长的激光作用 , 则较易?t W E = 2πR 式中 , W 为连续激光功率 ,t 为激光持续作用时间 , R 为激光作 Ξ 1998 年 11 月 16 日收稿用区半径。 1999 年 2 月 5 日收到修回稿 ( μμμ 被熔 融 或 气 化。据 报 导 , 对 防 龋 治 疗 , CO激 光 波 长 以 ,红外波段的激光 ,特别是 10m 、7m 和 3m 左右的激光应2 2 μ( 是防龋和除龋制洞补牙的首选器件。) 1016m, 输 出 能 量 10 - 25J / cm与 红 宝 石 激 光 波 长2 〔4〕μ) 016943m输出能量 250 - 700J / cm所获得的效果相当。所 () ( )紫 外 波 段 () ( ) () ( a ) ab 图 1 牙齿粉末 X a平面图 b a 平 面6 能 量 密 度图 2图 5 ( ) 纵断面图激光作用牙( ) b可见波段100J / cm 3 牙齿粉末透b侧壁射线衍射谱图 本质 图 2 牙齿粉末反 射光谱图 7 脉冲激光作 图 4激光作用牙 射光谱 釉质用牙本质 有部分光被反射。但在显微镜下观察不到作用痕迹。据有关313 不同波长和运转方式的激光对牙齿的作用〔3〕3 用不同波长、不同能量密度和不同运转方式作用于牙釉质 , 用 1 mJ 脉冲能量 , 清除 1 mm龋质需激光脉冲材料报导 和牙本质 ,对作用层的质变和色变用显微镜和电镜进行观察和 32000 次 ,故上述几个脉冲用显微镜是难以观察的。而改用单 分析。 脉冲能量 115J 的 Nd : YA G 激光 , 则效果明显得多。用显微镜2() 观察激光气化坑洞发现 ,洞壁锐利且几乎与作用面垂直 , 周围 1连续 CO激光作用牙釉质 : 使能量密度由 3000J / cm 2 2 无变化 ,也无龟裂 ,和连续激光载然不同。图 7 为六个脉冲作 到 100J / cm间断变化 , 实验发现 , 能量密度越大 , 牙釉质被气 用牙本质的电镜照片的平面图和侧壁外貌 ,从照片上可看出洞 化的面积和深度越大 , 龟裂也越严重。图 4 为在能量密度 2 壁规则成锯齿状 ,且没有任何裂纹出现 ,这种结构有利于补牙2600J / cm时牙釉质被气化的电镜照片。用显微镜观察 ,洞呈 剂牢固粘接。园锥形 ,口大而底小 ,且周围有不同色变 ,洞周围有一圈白色熔 融变质物 ,且有一定硬度 ,挨着呈灰褐色 , 最外层为焦黄色 , 其 4 结束语龟裂从洞壁延伸到黄色色变区 ,如照片所示。 以上我们初步探索了激光与牙齿的相互作用 , 粗略说明 , 2 在能量密度 2000J - 1500J / cm时 , 作用区呈白色熔融凸 龋齿激光防治宜采用红外波段激光 ,且脉冲激光为好。如采用 连续激光 ,易造成牙齿健康组织损伤 ,为避免此不良后果发生 , 起 ,表面有一层粉状物 ,下层有一定硬度 ,其周围色变与上述基 采用低功率点射为宜。脉冲激光不存在使健康组织受损 ,所以 本相同 ,且有龟裂分布。 它应是龋齿激光防治的首选器件 ,在能量、脉宽、重复频率适当 ( ) 2连续 CO激光作用牙本质 : 由于牙本质密度和硬度都 2 的情况下 ,预计可以实现快速无痛除龋补牙 ,其具体细节有待 较牙釉质低 ,故在相同激光能量密度下 ,其气化洞体的深度也今后探索。 2 2 较牙釉质大。本文从 2600J / cm到 100J / cm逐级对牙本质烧 灼气化 ,其作用区和周围变质和色变与牙釉质基本相同。图 5 2 为连续 CO激光作用牙本质电镜照片 ,其中 a 为 2600J / cm时 2 参 考 文 献2激光气化牙本质纵断面图 , b 为 800J / cm时的平面图。从图中 可以看出 ,作用区和底部都出现了较严重的龟裂。其他实验得 出 ,随着能量密度的减小 ,洞深和龟裂也逐渐减小 ,在能量密度 〔1〕 王静环等 1 低功率 CO激光对人牙本质的影响及损伤阈 2 2 为 300 - 400J / cm时 , 在显微镜下已基本观察不到龟裂出现。 ( ) 值的研究 1 光学仪器 ,1995 ,17 4/ 5,41 - 432 图 6 为 100J / cm的能量作用牙本质的照片 , 除周围的机械损 ( ) 〔2〕 仇新全 1 激光防龋研究 1 激光与红外 ,1993 , 4:19伤外 ,已基本不存在散在龟裂。所以 ,可以初步认为用连续激 〔3〕 张丽江等译 1 用 Nd : YL F 皮秒激光进行无痛补牙 1 激光光除龋制洞时 ,采用低能量密度且点射为宜 ,以免造成健康组 与光电子学进展 ,1995 ,10 ,18 - 22织终身伤害。 ( ) 〔4〕 激光在牙科中临床应用的潜力 1 国外激光 ,1976 , 9: 43() 3脉冲 YA G 激光对牙本质的作用 :用脉宽 14nS ,能量 1 .- 45 5 mJ 的倍频 Nd : YA G 激光作用牙本质 ,分别作用 6 ,12 ,18 个脉 作者简介 :李新华 , 男 , 55 岁 , 副教授 , 现在河北大学从事物理冲 ,作用时伴有闪光和暴破声 ,说明激光与牙齿已发生作用 ,并 教学工作 ;张建华 , 女 , 39 岁 , 主治医师 , 现在河北大学医院从 事口腔医学工作。 Nd : YA G 激光治疗直肠癌 112 郑玉贵洪哲仁徐红( ) ( ) 白求恩医科大学附属医院 ,长春130021镍业公司职工医院 ,长春 132311 提要 :内镜 Nd : YA G 激光结合局部注射药物治疗直肠癌 32 例。患者肠梗阻症状及血便在治疗后均消失 ,治疗中未出现骨髓 抑制及肝、肺、肾功能损害 ,说明内镜激光结合局部注射治疗直肠癌有较好的临床疗效 ,而且全身毒付作用较少。 关键词 : Nd : YA G 激光 ;内镜注射 ;直肠癌 114 内镜下注射治疗 : 内镜下每次注射 MMC4cm ,8 mg 及 1 材料和方法 5 FU500 mg 。注射时每点 015 ml ,一般注射 20 点至 40 点。每二111 直肠癌 32 例 ,男 20 例 ,女 12 例。年龄 61 岁至 75 岁。治 周一次 ,共注射 3 至 5 次。治疗中 ,每周查一次血常规 ,每月查疗前便血者 32 例 ,排便困难者 24 例。所有患者均为不能手术 一次肝、肾功能。或不愿手术而内镜治疗者。 112 内镜及病理检查 :内镜检查见肿块型病变 4 例 ,溃疡型 28 2 结果例。病变长度 < 2cm 者 2 例 , 3cm 至 5cm 者 24 例 , 5cm 至 7cm 211 内镜检查结果 :治疗后所有患者的隆起病变均消失 ,内镜 者 6 例。内镜不能通过病变者 8 例 , 能通过病变者 24 例。病 可顺利通过病变处 ,梗阻解除率达 100 % 。治疗后可见病变表 理检查均为腺癌。 面广泛坏死。 113 Nd : YA G 激光治疗 : Nd : YA G 功率为 60 至 90 W , 015 秒 212 临床症状 :有 24 例患者在一次激光及内镜下治疗后血便 脉冲 ,光斑直径 012cm , 光纤探头与被照射距离为 015 ,1cm , 消失 ,另 8 例在二次治疗后血便消失。治疗后 24 例排便困难 每次治疗平均能量为 7000J 。治疗时内镜首先穿过病变处 , 然 者有 10 例排便困难症状消失 ,4 例症状明显好转。 后退镜时对病变进行环形烧灼 ,每两周一次 ,直至隆起病变消 213 病理检查 :治疗后活检病理检查 : 22 例未见癌细胞 , 8 例失 ,一般治疗 3 至 5 次。 见少量退变的癌细胞 ,1 例为低分化腺癌。