Tiểu luận Ứng dụng laser công suất cao trong khoan điều trị sâu răng

Các bệnh về răng có thể được chẩn đoán sớm nhờ chụp X-quang răng, laser hỗ trợ chẩn đoán sâu răng hoặc sử dụng các thiết bị phóng đại như kính lúp nha khoa hay kính hiển vi phẫu thuật nh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 2

NỘI DUNG 3

I Tổng quan về răng và ứng dụng laser trong nha khoa 3

1 Cấu trúc răng cơ bản 3

2 Sâu răng và bệnh lý 6

a Sâu răng 6

b Bệnh lý 7

3 Mức độ người bị sâu răng trên toàn thế giới tháng 12 năm 2004 9

4 Lịch sử của laser trong nha khoa 10

5 Các nghiên cứu về laser trong nha khoa 11

II Khoan trong điều trị sâu răng 14

1 Tương tác laser với mô và các thông số cần quan tâm 14

2 Phổ hấp thụ của laser trong các mô và phân loại laser trong nha khoa 16

a Phổ hấp thụ của laser trong các mô 16

b Phân loại laser trong nha khoa 17

3 Khoan trong điều trị sâu răng 17

a Bước sóng trong điều trị và mật độ công suất 17

b Độ xiên sâu và quá trình chiếu xạ laser vào răng 19

III Sự khác biệt giữa khoan laser và khoan thông thường 21

KẾT LUẬN 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

MỞ ĐẦU

Việc sử dụng laser trong nha khoa đã trở nên phổ biến trong vài năm qua Laserđầu tiên được sử dụng trong các lĩnh vực y khoa và nha khoa vào thập niên 1960; kể từ

đó, nó đã phát triển nhanh chóng Bởi vì tính ưu việt của nó, laser được chỉ định để chữa

trị nhiều bệnh khác nhau trong điều trị nha khoa.

Công nghệ laser cho phép nha sĩ thực hiện những thao tác nha khoa chính xác, chỉloại trừ những mô bị hư và bảo tồn những cấu trúc răng mạnh còn lại Các bệnh về răng

có thể được chẩn đoán sớm nhờ chụp X-quang răng, laser hỗ trợ chẩn đoán sâu răng hoặc

sử dụng các thiết bị phóng đại như kính lúp nha khoa hay kính hiển vi phẫu thuật nhakhoa

Trong chăm sóc răng miệng, việc thăm khám nha sĩ định kỳ và chăm sóc răngmiệng thường xuyên là biện pháp tốt nhất để giữ cho hàm răng chắc khỏe Tuy nhiên,không phải ai cũng sẵn sang thực hiện bởi rất nhiều người, nhất là trẻ em, e ngại khi đikhám răng vì sợ đau, sợ ê răng và nhất là sợ những tiếng kêu ro ro của tay khoan và cảmgiác khó chịu mà nó mang lại, mặc dầu nó chỉ được sử dụng khi cần thiết

Mục tiêu của tiểu luận này, chúng tôi tìm hiểu về việc “Ứng dụng laser côngsuất cao trong khoan điều trị sâu răng” đóng vai trò quan trọng trong nha khoa

NỘI DUNG

I Tổng quan về răng và ứng dụng laser trong nha khoa

1 Cấu trúc răng cơ bản

Hình 1 : Cấu trúc răng cơ bản

Men răng: là một lớp rất cứng bao bọc bên ngoài răng Lớp men răng dày khoảng1-2mm trơn láng, màu sáng, hơi trong và là mô cứng nhất cơ thể Men răng góp phần vàoviệc tạo màu răng và là thành phần chịu lực quan trọng trong chức năng ăn nhai

Hình 2: Ảnh chụp hiển vi hiển thị nền men Do hàm lượng khoáng thấp, cấu trúc

lamellated của nó vẫn còn có thể nhìn thấy

Ngà răng: là một lớp cứng, nằm dưới lớp men, dày, tạo nên hình dạng chủ yếu củarăng Trong ngà răng có rất nhiều ống ngà rất nhỏ chứa đựng các tế bào ngà, tạo cảm giáccho răng khi ăn những thực phẩm nóng lạnh chua ngọt

Hình 3: Ngà răng ở bên cạnh tủy giáp cột odontoblasts Sự khác biệt giữa các

predentin nhạt và nhuộm màu ngà khoáng đậm có thể thấy rõ

Tuỷ răng: là phần trung tâm của răng, và là một mô sống Vì chứa đựng các mạchmáu nuôi dưới răng và thần kinh cảm giác cho răng Tuỷ răng gồm có hai phần: là tuỷthân răng (buồng tuỷ) và tuỷ chân răng

Hình 4: Tủy răng với cột odontoblasts ở biên giới với ngà răng liền kề

Chóp chân răng: là phần tận cùng của chân răng, nơi các mạch máu và thần kinh

đi vào từ vùng xương quanh chóp và đi ra khỏi tuỷ răng Đây là phần phát triển hoàn tất

sau cùng của một răng Đây cũng là nơi nhiễm trùng khởi phát khi răng bị tổn thương tạocác abces quang chóp.

Hố rãnh: là những vùng cấu tạo hình các hố rãnh dạng chữ V Trên mặt nhai củacác răng, nhất là các răng sau Vùng hố rãnh tạo ra sự ăn khớp tốt giữa hai hàm giúp tănghiệu quả nhai Nhưng đây cũng là nơi dễ gây nhồi nhét thức ăn và có nguy cơ sâu răngcao

Xương chân răng: nằm trong xương hàm và được gắn vào xương bởi hệ thống cácdây chằng nha chu

Dây chằng nha chu: có nhiệm vụ giữ răng nằm đúng vị trí trong xương Dây chằngnha chu được cấu tạo bởi rất nhiều sợi nhỏ đan xen nhau, đi từ răng đến vùng xương ổrăng xung quanh chân răng Vùng dây chằng nha chu này rất có nguy cơ bị phá hủy trongcác bệnh lý nha chu và dẫn đến hậu quả là tiêu xương và lung lay răng

Hình 5: Dây chằng nha chu, một bên giáp với xương của hốc ổ răng.

Nướu: là phần mô mềm bao bọc quanh xương ổ răng Nướu khỏe mạnh màu hồngcam, săn chắc và khi nướu viêm sẽ đỏ, bở, dễ chảy máu khi chải răng

từ lớp vi khuẩn bao bọc bề mặt răng Tuy nhiên, những thay đổi sớm ở men răng khôngđược tìm thấy trong lâm sàng và các phương pháp X-quang Sâu răng là bệnh đa nhân tốbắt đầu bằng sự thay đổi vi trùng học trong lớp phức tạp và bị ảnh hưởng bởi lưu lượng

và thành phần nước bọt, tác hại tới fluoride, sự tiêu thụ đường trong thức ăn và bởi thái

độ phòng bệnh- làm sạch răng miệng Bệnh sâu răng có thể đảo ngược và ngừng lại ở bất

kì giai đoạn nào, ngay khi ngà răng hoặc men răng bị phá hủy (tạo ra lỗ hỏng) Sâu răng

là một bệnh mãn tính diễn ra chậm ở hầu hết mọi người Sâu răng có thể xuất hiện ở thânrăng và chân răng của răng sữa và răng trưởng thành, ở bề mặt hốc và rãnh Sâu răng cóthể ảnh hưởng tới men răng, bao bọc phía ngoài thân răng; xương răng là lớp ngoài cùngcủa chân răng; và ngà răng lớp bên trong men răng và xương răng Sâu răng ở trẻ emtrước tuổi đi học là nhiều hơn so với sâu răng trẻ nhỏ Lỗ hỏng hoặc bề mặt bị sâu là triệuchứng của quá trình bệnh sâu răng và đây là dấu hiệu bệnh lý rõ ràng nhất Sâu răng là sựliên tục của tình trạng bệnh ngày càng tăng mức độ nghiêm trọng và sự phá hủy răng thay

đổi từ sự thay đổi dưới bề mặt cận lâm sàng ở mức độ phân tử đến tổn thương ở ngà răng,hoặc bề mặt còn nguyên vẹn hoặc sự xuất hiện của lỗ hỏng.

Hình 7: Mức độ sâu răng ở các ngưỡng chẩn đoán khác nhau[1].

b Bệnh lý

Sâu răng là kết quả từ sự tương tác theo thời gian giữa vi khuẩn sản sinh acid- mộtchất mà vi khuẩn có thể chuyển hóa và các yếu tố chính bao gồm răng và nước bọt Sâurăng là kết quả từ sự mất cân bằng sinh thái trong sự cân bằng sinh lý giữa khoáng răng

và các mảng bám vi khuẩn ở miệng Tập đoàn vi khuẩn sống trên răng được gói gọntrong một ma trận polysaccharides, proteins và DNA được tiết ra bởi các tế bào- nơi cungcấp sự bảo vệ từ sự khử nước, hàng loạt những bảo vệ và cung cấp khả năng kháng đốivới các tác nhân kháng vi sinh vật

Cơ chế của quá trình sâu răng giống nhau ở tất cả các loại sâu răng Vi khuẩn nộisinh (phần lớn là streptococci mutans và Lactobacillus spp) trong màng sinh học sản xuấtcác acid hữu cơ yếu như là sản phẩm chuyển hóa của các carbohydrate có thể kích thích.Acid này làm cho giá trị pH giảm dưới mức giá trị tới hạn trong sự khử khoáng của môrăng Nếu sự khuếch tán của calcium, photphate và carbonate đi ra khỏi răng được tiếpdiễn thì cuối cùng lổ hỏng sẽ hình thành Sự khử khoáng có thể bị đảo ngược ở giai đoạn

đầu thông qua việc hấp thu calcium, phosphate và floride Fluoride hoạt động như chấtxúc tác cho sự khuếch tán của calcium và phosphate vào trong răng, khoáng hóa lại cấutrúc tinh thể trong vết thương tổn Cấu trúc tinh thể được xây dựng lại, tạo thànhhyproxyapatide được fluoride và flurapatite, chống lại sự tấn công của acid nhiều hơn sovới cấu trúc ban đầu Các enzyme của vi khuẩn cũng có lien quan tới sự phát triển củasâu răng

Dù sâu răng phát triển, dừng lại hay đảo ngược thì sâu răng vẫn phụ thược vào sựcân bằng giữa khử khoáng và khoáng hóa lại Quá trình khử khoáng và khoáng hóa lạidiễn ra thường xuyên hang ngày ỡ mỗi người Quá trình này dẫn tới việc tạo ra lổ hổng ởrăng hoặc sữa chữa và đảo ngược các thương tổn, hoặc duy trì nguyện trạng sự khoánghóa lại diễn ra thường xuyên, đặc biệt khi pH màng sinh học được hồi phục lại bằng nướcbọt- hoạt động như là sự đệm các khu vực được khoáng hóa lại có nồng độ fluoride caohơn và cấu trúc men răng ít xốp mịn hơn cấu trúc răng ban đầu bởi vì sự thu nhậncalcium và phosphate từ nước bọt

Hình 8: Quá trình sâu răng khi sự thay đổi cân bằng giữa khử khoáng(phá hủy) và tạo

khoáng (tái tạo)[1]

Các chỗ sâu răng- nơi màng sinh học răng phát triển, trưởng thành và tồn tại trênrăng trong một thời gian dài Nếu lổ hổng phát triển, chỗ lỗ hổng xuất hiện một hốc sinh

thái học- nơi mà vi sinh vật mảng bám lắp dần từ từ và làm giảm pH Sự hình thành lỗsâu bảo vệ màng sinh học, những bệnh nhân nếu không làm sạch những chỗ này sâu răng

sẽ tiếp tục diễn ra Sâu răng xuất hiện đầu tiên ở men răng với những vết trắng, đây lànhững vết nhỏ của bề mặt răng bị khử khoáng nằm phía dưới lớp bựa răng Sâu răng ở bềmặt ống tủy cũng tương tự sâu ở men răng nhưng không giống sâu ở men răng, bề mặttủy răng trở nên mềm và vi khuẩn thâm nhập sâu vào trong mô ở trạng thái ban đầu củaquá trình phát triển vết sâu răng Sự thoái hóa của bờ lợi do vệ sinh răng miệng kém và sựbám dính của các tổ chức quanh răng do tuổi tác dẫn tới sự xuất hiện đường nối giữa thânrăng và bề mặt chân răng Vị trí này chứa bựa răng và dễ phát triển thành những vết sâurăng

Sâu răng ở trẻ em là sâu răng xâm lấn ảnh hưởng tới răng sữa, đặc biệt phát triển ở

bề mặt răng phía trước và cũng ảnh hưởng lớn tới răng hàm (răng sữa) ở hàm dưới Đầutiên xuất hiện các vết trắng ở răng cửa sữa hàm trên dọc theo bờ lợi nếu bệnh vẫn tiếpdiễn, sâu răng phát triển và dẫn tới sự phá hủy hoàn toàn thân răng Trong giai đoạn ônhòa, lổ hổng xuất hiện, sâu răng bắt đầu xuất hiện ở hàm trên Trong một vài trường hợp,quá trình sâu răng phá hủy hàm trên và kéo dài tới hàm dưới[1]

3 Mức độ người bị sâu răng trên toàn thế giới tháng 12 năm 2004

Hình 9 : Mức độ sâu răng ở tuổi 12 trên toàn thế giới[2].

Hình 10 : Mức độ sâu răng ở độ tuổi từ 35-44 trên toàn thế giới[2].

4 Lịch sử của laser trong nha khoa

Thí nghiệm đầu tiên với laser trong nha khoa được báo cáo trong một nghiên cứu

về tác dụng của xung laser Ruby trên răng sâu (Goldman và cộng sự, 1964) Kết quả của

nghiên cứu cho thấy hiệu ứng khác nhau từ khả năng làm nhỏ lỗ sâu 2-mm cho đến làm

sự biến mất hẳn của các phần mô bị sâu, làm trắng viền xung quanh men, làm chảy ngàrăng,

Trong thập niên 1970s, sự phát triển tập trung vào những ảnh hưởng của laserNeodymium (Nd) và Carbon Dioxide (CO2) trên mô răng cứng Nghiên cứu sớm pháthiện laser CO2 tạo nứt và phá vỡ lớp men, đốt cháy phần bên trong ngà răng, gây mất

mát cấu trúc răng, sự khoáng hoá gây ra bởi sự loại bỏ các chất hữu cơ (Gimbel, 2000).

Vì vậy, việc sử dụng của laser CO2 là không thuận lợi vì sự mất mát của lớp tế bào tạo

răng (Wigdor et al, 1993).

Tuy nhiên, những tiến bộ mới đây trong công nghệ laser đã xác định các tương tácsinh học là chấp nhận được Ví dụ với laser Er: YAG đã được thử nghiệm khả năng cắt

bỏ (hoặc làm bay hơi) các mô răng cứng (Gimbel, 2000) Các lỗ sâu men răng và ngà

răng được chữa trị bằng cách sử dụng Laser Er: YAG Từ đó laser này được ứng dụng

rộng rãi trong nha khoa, ngay cả phẩu thuật mô mềm (Aoki and Watanabe et al., 1998)

Từ những năm 1990, các nhà khoa học đã ứng dụng Laser vào nha khoa để điều trịmột số mô mềm Đến năm 1997, Tổ chức FDA (Food and Drug Administration) của Mỹ

cho phép sử dụng Laser để trám răng; và loại Laser thường dùng để trám răng là erbium: yttrium aluminum garnet laser (Er:YAG) laser

5 Các nghiên cứu về laser trong nha khoa

Bảng 1: Thống kê các nghiên cứu về laser trong điều trị sâu răng[8].

II Khoan trong điều trị sâu răng

1 Tương tác laser với mô và các thông số cần quan tâm

Tương tác của chùm tia laser với mô có thể cho nhiều hiệu ứng khác tùy thuộc vàothuộc tính quang học của loại mô đó Đối với mô răng gồm các thành phần chủ yếu nhưnước, sắc tố, máu, và chất khoáng sẽ có các hệ số hấp thụ khác nhau với các bước sóngkhác nhau của các loại laser khác nhau

Thứ nhất, chùm tia phản xạ lại từ bề mặt mô sẽ không gây tác dụng lên mô nhưngđặc biệt nguy hiểm đối với những mục tiêu không mong đợi, đặc biệt là mắt của bệnhnhân và người chữa trị vì vậy đó là mối quan tâm đầu tiên đối với an toàn laser

Thứ hai, chùm tia có thể truyền qua mà không bị hấp thụ bởi mô nên không gâytác dụng lên phần điều trị, và nó phụ thuộc rất nhiều vào bước sóng của laser Đối vớilaser diode và Nd:YAG thì khả năng bị nước hấp thụ rất kém trong khi laser Erbium và

CO2 thì ngược lại Bởi vậy khi chiếu vào mắt, laser diode và Nd:YAG có thể truyền quagiác mạc, mống mắt, thủy tinh thể và bị hấp thụ bởi võng mạc

Thứ ba, hiện tượng tán xạ của chùm laser trong mô cũng không đóng vai trò quantrọng trong tương tác sinh học hiệu quả, và nó có khả năng gây tổn thương đối với vùngxung quanh khu vực điều trị

Thứ tư, khả năng hấp thụ chùm tia laser đóng vai trò quan trọng nhất trong tươngtác sinh học giữa laser với mô Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố ví dụ như màu da, lượngnước chứa trong mô, bước sóng laser, chế độ phát, Trên cơ sở có, một số hiệu ứng cụthể của tương tác giữa chùm tia laser công suất cao với mô được khai thác trong y học:

 Hiệu ứng quang đông tổ chức

 Hiệu ứng bốc bay tổ chức

 Hiệu ứng quang bóc lớp

 Hiệu ứng quang cơ

 Hiệu ứng quang hoạt hóa - quang động học (dùng trong điều trị ung thư)

Các hiệu ứng nhiệt của laser gây ra tại mô tùy thuộc chính vào lượng nước tồn tạitrong mô, bảng cho thấy các diễn biến xảy ra trong mô khi nhiệt độ được tăng lên dướitác dụng của chùm laser

Bảng 2 : Nhiệt độ trong mô và các hiệu ứng

Tương tác nhiệt với mô phụ thuộc lớn vào khả năng hấp thụ của mô với các bướcsóng khác nhau của thiết bị laser, đồng thời cũng tùy thuộc vào chế độ phát laser; nếu làchế độ phát xung thì sẽ có khoảng thời gian nghỉ giữa các xung đủ để mô không bị tíchnhiệt quá lớn, nếu là chế độ phát liên tục thì người sử dụng phải cho tạm dừng để mô cóthời gian làm mát Đối với các lớp mô mỏng thì việc chữa trị thường dung chế độ phátxung, còn các lớp mô dày phải dùng đến chế độ phát liên tục để cung cấp nhiều nănglượng, trong cả hai trường hợp để đảm bảo không gây tổn thương không mong muốn cácdòng khí làm mát là điều rất cần thiết khi điều trị

2 Phổ hấp thụ của laser trong các mô và phân loại laser trong nha khoa

a Phổ hấp thụ của laser trong các mô

Hình 11: Đường cong hấp thụ xấp xỉ của các bước sóng laser khác nhau trong nha

 Erbium doped yttrium scandium gallium garnet (Er: YSGG) laser: 2790 nm

 Erbium doped yttrium aluminum garnet (Er:YAG) laser: 2940 nm

 Carbon Dioxide (CO2) laser: 10600nm

b Phân loại laser trong nha khoa

Bảng 3: Phân loại laser[4].

3 Khoan trong điều trị sâu răng

a Bước sóng trong điều trị và mật độ công suất

Bước sóng laser khác nhau đã được nghiên cứu để chế tạo khoan: laser CO2 đãđược nghiên cứu đầu tiên, nhưng kết quả không tốt, do thiệt hại nhiệt ảnh hưởng đến các

mô nha khoa chiếu xạ; điều tra lâm sàng và thực nghiệm khác cho thấy khả năng điều trịtrong điều trị sâu răng với laser Nd: YAG [Birardi et al, 2004], nhưng các phân tích vihình thái cho thấy thiệt hại bên của các mô răng

Một số loại laser với bước sóng tương tự trong vùng hồng ngoại giữa của phổ điện

từ được sử dụng phổ biến để chế tạo khoan và loại bỏ sâu răng Laser Er: YAG, Er:YSGG và Er, Cr: YSGG hoạt động ở bước sóng 2940, 2790, và 2780nm, tương ứng.Những bước sóng tương ứng với phạm vi hấp thu của nước trong phổ hồng ngoại Hiệnnay hai bước sóng, Er, Cr: YSGG tại 2780 nm và Er: YAG tại 2940 nm được sử dụngthành công để điều trị các mô cứng nha khoa