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Il laser erbium: yag in odontoiatria |
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di Tommaso Attanasio*, Maurizio Maggioni**, Francesco Scarpelli**
* Libero professionista, Lamezia Terme
** Università di Firenze
Comitato scientifico AIOLA |
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RIASSUNTO
Attraverso una panoramica tra le possibili applicazioni della fonte laser Erbium:YAG vengono messi in luce,
dopo una breve introduzione sui concetti fisici e di interazione luce-materia, i vantaggi di tale lunghezza d’onda in odontoiatria. Vengono analizzati e forniti i parametri di impiego in conservativa, endodonzia, parodontologia, ortodonzia, chirurgia ed implantologia. Gli autori concludono mostrando i vantaggi in termini di rispetto per i tessuti e velocità di guarigione in interventi caratterizzati da cortei sintomatici più lievi rispetto a quelli effettuati con metodiche classiche.
SUMMARY
In this work there are showed the applications of the Er:YAG laser and the advantages of this wave length in
dentistry after a short introduction about the physics and the interaction between light and materia. There are
analyzed the parameters to be used in conservative, orthodontic, parodontology, endodontics, surgery and
implantology. The authors show the advantages in term of velocity of healing respect of the tissues and a
more soft sintomatology than that caused by the classic methods. |
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INTRODUZIONE
Si deve alle ricerche condotte da Albert Einstein
sulla natura corpuscolare delle onde elettromagnetiche
l’intuizione che portò, dapprima Townes
con la realizzazione del MASER e poi Maiman nel 1960
con il primo LASER a rubino, a sfruttare il fenomeno
dell’emissione stimolata di onde elettromagnetiche
caratterizzate da coerenza, collimazione e monocromaticità.
Le particolari caratteristiche di queste emissioni
elettromagnetiche e l’interazione che si verifica tra
le stesse ed i tessuti biologici hanno fatto sì che ne fossero
sfruttate le potenzialità in tutti i settori della medicina.
In alcuni di essi l’utilizzo dei laser ha permesso
trattamenti nuovi ed impossibili da realizzare con metodiche
diverse, altre branche mediche hanno, invece,
affiancato alle procedure tradizionali quelle laser-assistite.
In odontoiatria il laser affianca quasi tutte le discipline
ottimizzando i risultati ottenibili in ognuna di esse
qualora si utilizzassero solo metodiche convenzionali. |
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LA FISICA DEL LASER
Come già accennato la fondamentale caratteristica
che permette l’utilizzo dei laser in medicina è l’interazione
che l’onda elettromagnetica ha con i tessuti,
tale interazione si basa sulle caratteristiche ottiche dei
tessuti stessi. Ogni elemento che li costituisce è dotato
della capacità di assorbire una determinata lunghezza
d’onda, in virtù di questo fatto avverranno
quelle azioni che sono alla base della risposta tissutale
all’azione del laser. Da quanto detto si comprende
come ogni lunghezza d’onda avrà un particolare effetto
sul tessuto trattato e come questo risponderà in
modo diverso alle diverse lunghezze d’onda.
La lunghezza d’onda di un laser dipende esclusivamente
dalla sostanza attiva utilizzata per la sua realizzazione.
La sostanza attiva è quell’elemento, allo stato liquido,
solido o gassoso, all’interno del quale avvengono gli
spostamenti di cariche elettriche attraverso gli orbitali
atomici, che sono alla base dell’emissione dell’onda
elettromagnetica che sfrutteremo come raggio laser.
La collocazione all’interno dello spettro delle onde
elettromagnetiche dei laser utilizzati in medicina va
dalla zona dell’ultravioletto fino all’infrarosso, in odontoiatria
si adoperano laser localizzati nello spettro del
visibile e dell’infrarosso (Fig 1). L’interazione tessuto-onda elettromagnetica risponde alle leggi dell’ottica
per cui l’onda intercettando il tessuto potrà essere
riflessa, assorbita, trasmessa o dispersa (Fig 2). |
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Fig. 1 |
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Fig. 2 |
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La riflessione rappresenta circa 1% dell’energia posseduta
dall’onda incidente per cui si tratta di una
quantità trascurabile, diventa importante considerarla
se si pensa che in bocca non son presenti solo tessuti
biologici, ma anche superfici o oggetti con indice
di riflessione diversi, basti pensare alle corone protesiche
metalliche, alle otturazioni in amalgama, ai
nostri strumenti agli uncini per diga o altro; tutte queste
superfici riflettono in modo totale il raggio laser
che può in tal modo raggiungere organi sensibili
come gli occhi dell’operatore, del paziente, dell’assistente
o di quanti sono presenti nella sala operativa.
Diviene quindi essenziale adoperare occhiali di protezione
da parte di tutti coloro i quali assistono ad un
intervento laser: va inoltre precisato che ogni lunghezza
d’onda necessita di occhiali-filtro specifici e
non utilizzabili con altri laser. L’assorbimento rappresenta
la quantità di radiazione assorbita dal nostro
tessuto bersaglio, sarà quindi quella per la quale si
svilupperà l’azione primaria del laser, quella, cioè, che
andiamo a ricercare. A questa si aggiungerà la quota
di radiazione che viene diffusa nel tessuto circostante
l’area irradiata, a questa quota apparterranno gli effetti
secondari del laser.
Per comprendere di cosa stiamo parlando basti pensare che in endodonzia laser assistita le aree appartenenti a canali accessori vengono trattate in quanto raggiunte per diffusione dal laser. La trasmissione del raggio avviene quando i
tessuti che attraversa non sono dotati delle capacità
ottiche di interagire con la specifica lunghezza d’onda.
Per comprendere l’importanza di tale fenomeno si
pensi agli effetti che l’onda elettromagnetica che stiamo
adoperando esplica su strati di tessuto al di fuori
del nostro controllo; è il caso, ad esempio, dell’azione
di una lunghezza d’onda di 1064 nm (laser
Neodimio:YAG) adoperato sulla superficie dentale:
parte dell’energia impiegata attraverserà gli strati di
smalto e dentina fino a raggiungere la polpa, ove tale
lunghezza d’onda ha affinità per l’emoglobina in essa
contenuta. Su questo tessuto avverranno effetti laserindotti
che si collocheranno al di fuori del nostro controllo
e tali effetti potranno assumere anche carattere
di dannosità se non avremo adoperato dei precisi
protocolli di utilizzo del laser. La lunghezza d’onda di
2940 nm del laser Erbium:YAG è assorbita in modo
selettivo dall’acqua presente nei tessuti (Fig 3).
Sull’acqua il laser ad erbio esplica un’azione fototermica
determinandone il passaggio istantaneo dallo
stato liquido allo stato di vapore. Tale fenomeno comporta
un rapidissimo aumento di volume che determina
la rottura delle strutture tissutali trattate con il raggio
laser e la conseguente asportazione tissutale per
strati sottilissimi tali da giustificare l’uso del termine
“ablazione dei tessuti”.
La scarsa profondità di penetrazione del raggio è legata al fatto che l’energia
ceduta viene completamente assorbita dall’acqua
presente negli strati superficiali del tessuto trattato
per cui si riducono i rischi di danni da trasmissione
negli strati profondi e si comprende come non si sviluppino
reazioni di incremento termico e quindi non si
provochi carbonizzazione dei tessuti. |
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Oltre all’azione
fototermica il laser ad erbio esplica anche un’azione
fotomeccanica nei confronti dei tessuti trattati: il breve
impulso caratteristico del laser provoca un picco di
energia nel punto di applicazione che si manifesta
come incremento di pressione.
A tale incremento di pressione segue un ritorno elastico del tessuto tanto
violento da determinare la rottura dei legami ed il
distacco di frammenti tissutali. Anche questo tipo di
azione è priva di incremento termico per cui il laser ad
erbio viene indicato come “laser freddo”. |
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Fig. 3 |
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