Обычно рассказ о лазерах начинается с истории создания лазера, что такое лазер, что общего и в чем отличия между лучом лазера и лучом обычного света.

Любой свет состоит из частиц, которые называются фотонами. Поток фотонов создает свет. Как появляются фотоны? Источник энергии, например, электричество, возбуждает атомы в определенной среде, и, не вдаваясь слишком глубоко в физику, скажу только, что после своего энергетического возбуждения атом выпускает фотон и – «Да будет свет!». Такое излучение называется спонтанным. В лазере же усиление света происходит в результате вынужденного излучения.

Лазерной средой могут быть газ, к примеру, CO2, кристаллы, ER (эрбий), ND (неодим), жидкость (обычно с красителем) и так далее.

Если возбудить лазерную среду энергией, например, лампой-вспышкой, произойдёт цепь реакций, в результате которых образуется лазерный луч.

Чем же отличается лазерный луч от луча обычного света?

Существуют три главных отличия:

1. Обычный свет рассеивается – благодаря этому можно освещать большие пространства.
2. В луче обычного света фотоны движутся по волнам разной длины – это демонстрируется проведением светового луча через призму и его разложением на все цвета радуги, которые появляются с другой стороны призмы.
3. Для создания светового луча с большой мощностью требуется огромная затрата энергии.

В лазерном луче все фотоны движутся только по одной длине волны. У каждого лазера только одна цифра (цвет), характеризующая длину волны: проведя лазерный луч через призму, мы увидим только тот цвет, которым мы осветили призму. Это свойство называется монохроматичностью (один цвет).

Более того, все волны параллельны и находятся в пространстве на одинаковом расстоянии друг от друга. Это объяснение очень упрощенное, и надеюсь, что в следующих статьях я смогу развернуть эту тему.

Режим излучения

Второй важной характеристикой лазерного аппарата является режим излучения, который может быть непрерывным или импульсным. Примером непрерывного режима могут служить диодные лазеры, использующие полупроводниковую лазерную среду, CO2-газ, HE:NE (используется как точка-указка в презентациях). Импульсные лазеры – это эрбиевые ER:YAG и эрбиевохромовые ER, CR:YSGG, а также неодимовые ND:YAG. Все они имеют твердотельную лазерную среду. Замечу, что, как было показано в предыдущей статье, лазеров существует гораздо больше, но мы ограничимся лазерами, применяемыми в стоматологии.

Плавно переходя к клинике становится понятно, что все это лазерное устройство должно выполнять задачи, связанные со стоматологическими проблемами, и приносить пользу и выгоду трём заинтересованным сторонам: стоматологу, пациенту, производителю.

Я не случайно назвал стоматологов первыми! Мы извлекаем больше всего пользы и выгоды, в прямом и в косвенном смысле. Честно говоря, даже затрудняюсь сказать, где прямой, а где косвенный смысл, думаю, что все смешано. Например, удалять кариес без анестезии в 80% случаев (!), а в передних зубах в более чем 90% (!) – это выгодно и прямо, и косвенно. Каждый не сделанный укол в прямом смысле снимает с нас определенный стресс, а затрачивая меньше времени на процедуру, мы прямо и косвенно выигрываем добавочное время для дополнительной процедуры или для отдыха.

Происходит это достаточно просто. Лазерный луч (фотоны) определенной длины волны и режима излучения взаимодействует с тканью. Есть несколько видов такого взаимодействия, наиболее важные – поглощение и рассеивание (есть ещё отражение и проникновение). Поглощение происходит, когда фотон поглощается молекулами ткани-мишени/цели (хромофор). В зависимости от того, какая это ткань – мягкая или твёрдая, итог поглощения различен. В мягкой ткани происходит нагрев и испарение воды, находящейся в ткани (примерно 80% ткани – вода). Изменения в ткани соответствуют температуре нагрева (фототермический эффект). Для этого обычно используются лазерные устройства с непрерывным режимом излучения.

В твёрдой ткани (эмаль, дентин) намного меньше воды (3-12%), и испарение этой воды происходит быстрее, чем в мягкой ткани, поэтому механизм воздействия иной. Фотоны с длиной волны 2940 нм ER:YAG поглощаются не только в воде, но и в гидроксилапатите. Напомню, что в твёрдой ткани используется импульсный режим излучения, и чем импульс короче, тем эффективность выше. На сегодняшний день самый короткий импульс на лазерном стоматологическом рынке – 50 микросекунд. Поглощение фотонов в воде и гидроксилапатите приводит к микровзрывам, которые четко контролируются параметрами лазерной установки (об этом в следующей статье).

Далее в дентине и кариесе можно перейти на параметры более длинного импульса (не путать с длиной волны, которая остается постоянной).

Для лучшего понимания, что такое импульс, представьте кран, который регулирует воду: при открытии крана сначала выходит первая капля и за ней много других. Чем струя сильнее, т.е. чем больше капель, тем струя эффективней. Импульс лазерного луча также начинается с одного фотона, к которому присоединяются ещё и ещё, и только достигнув определенного количества фотонов, импульс становится эффективным. Понятно, что импульс должен развиваться быстро, оставаться на эффективной высоте как можно дольше и кончаться быстро, чтобы можно было начать новый импульс. Именно так работает запатентованная технология ASP (Adaptive Structured Pulse) лазера «Лайтвокер» (Lightwalker Fotona).

Удаление кариеса (да, удаление – кариес удаляется, не лечится) при помощи лазерного луча контролируется не только механически (рука стоматолога), но и электронно, поэтому процесс намного более точный и щадящий. Суть препарирования кариозной полости – в удалении кариеса, удалении смазанного слоя и открытии канальцев дентина для проникновения бондинга. Все три процедуры осуществляются одновременно лазером. Нет надобности в протравочном геле – только бондинг и композитный материал.

Нужно обновить композитную пломбу? Лазерный луч уберёт композит также быстро, как и дентин.

Не нравится винир? Тоже не проблема. Лазер Lightwalker Fotona умеет и это (смотрите видео). Простая процедура – и винир целый!