В исследовании, опубликованном в журнале Lasers in Surgery and Medicine, исследователи демонстрируют результаты моделирования, изображающие различные длины волн лазера, нацеленные на виртуальные бактериальные колонии, погребенные в тканях десен. У людей настоящие бактериальные колонии могут вызывать гингивит или воспаление десен.
Гингивит может перерасти в заболевание пародонта, которое включает более серьезную инфекцию, которая разрушает кости и ткани, поддерживающие зубы.«В документе проверяется или подтверждается использование лазеров для уничтожения бактерий и улучшения здоровья после лечения пародонта», — сказал соавтор Лу Рейниш, доктор философии, заместитель ректора по академическим вопросам в Нью-Йоркском технологическом институте.Опираясь на свой опыт в физике, оптике и математическом анализе, Райниш, эксперт в области лазерной хирургии и младший редактор журнала, создал математические модели, основанные на оптических характеристиках тканей десен и бактерий. Затем он произвел моделирование трех различных типов лазеров, обычно используемых в стоматологии, и их воздействия на два типа бактериальных колоний разного размера и глубины в моделях десен.
«Один из вопросов, который мы задали, заключается в том, насколько глубоко могут быть бактерии и на них может воздействовать лазерный свет», — сказал Райниш. Моделирование показывает, что диодные лазеры с длиной волны 810 нм при установке на короткие импульсы и умеренные уровни энергии могут уничтожать бактерии, находящиеся на глубине 3 мм в мягких тканях десен.
Nd: YAG-лазер с длиной волны 1064 нм также эффективен при аналогичной глубине проникновения. Оба лазера сохраняют здоровую ткань, моделируя минимальный нагрев окружающей ткани. По словам Райниша, минимизация теплового повреждения приводит к более быстрому заживлению.«Результаты важны, потому что они открывают возможность настройки длины волны, мощности и длительности импульса, чтобы они были наиболее эффективными для уничтожения бактерий», — говорит Райниш. «Врачи посмотрят на это и скажут:« Я вижу, что использование лазера может принести пользу моим пациентам »».
«Исследование показывает, что происходит в тканях, поэтому я надеюсь, что мы обучаем медицинских работников, демонстрируя, что вы можете хорошо убивать бактерии с помощью определенных лазеров», — говорит соавтор Дэвид Харрис, доктор философии. , директор компании Bio-Medical Consultants, Inc., специализирующейся на разработке медицинских лазерных продуктов. «Когда вы делаете это лечение, вы удаляете инфекцию и позволяете ткани регенерировать. Избавление от инфекции означает, что ткань может заживать без помех».
По словам Райниша, стоимость стоматологических лазеров может варьироваться от 5000 до более чем 100000 долларов, и специалистам в области здравоохранения требуется дополнительное обучение для их использования. Эти затраты перекладываются на пациента, поэтому Рейниш отмечает, что для оправдания этих затрат пациенту должна быть определенная выгода.Харрис отметил, что по оценкам Академии лазерной стоматологии, по крайней мере, 25% стоматологических кабинетов в США имеют возможности стоматологического лазера для лечения пародонта, как указано в документе, наряду с множеством других хирургических процедур мягких тканей и процедур на твердых тканях, таких как удаление кариеса. .Харрис сказал, что видео-моделирование демонстрирует, что происходит, когда лазеры поражают захороненные бактериальные колонии.
«Это отличный способ представить доктору эзотерические научные открытия в клинически значимом формате», — сказал он. «Модель — отличный инструмент для прогнозирования того, что может происходить в ткани. Наше исследование подтверждает ее использование в качестве способа определения наиболее эффективных параметров лазера для клинического использования».
Впервые для журнала опубликованные результаты включают видеоизображения компьютерного моделирования. Читатели журнала действительно могут видеть, как мягкие ткани виртуальных десен и бактерии нагреваются и охлаждаются, когда моделируемый лазер сканирует ткань.
Методология исследования по моделированию того, как лазерный свет взаимодействует с тканью, имеет значение не только для стоматологии; врачи и хирурги используют лазеры в различных процедурах, включая процедуры для голосовых связок и дерматологические процедуры, в том числе для лечения грибка ногтей на ногах.Руководствуясь результатами, представленными в этом исследовании, и Райниш, и Харрис ожидают, что клинические испытания будут разработаны для подтверждения результатов.
Исследование под названием «Избирательный фотоантисепсис» опубликовано в октябрьском номере журнала «Лазеры в хирургии и медицине».