выбор источника излучения для проведения фотодинамической

ВЫБОР ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ ПРИ ЛЕЧЕНИИ КАРИЕСА ЗУБОВ
Г.Г.Чистякова1С.К. Дик2, А.С.Терех2, А.В.Смирнов2, Н.И. Росеник1
1
Белорусский государственный медицинский университет, пр. Дзержинского 83, Минск
220116, Беларусь, npolon@tut.by
2
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, ул. П.
Бровки 6, Минск 220013, Беларусь, sdick@bsuir.by
Фотодинамическая терапия (ФДТ), теоретически обоснованная R.Bonnet и М.С.
Berenbaum в 1989 г., является новой перспективной медицинской технологией. Она
основана на способности фотосенсибилизаторов (ФС) селективно накапливаться в
определённых клетках и при локальном излучении с длиной волны, совпадающей с
максимумом поглощения ФС, генерировать образование активных форм кислорода,
оказывающих на клетки-мишени цитотоксический эффект. Таким образом, ФДТ может
применяться и для удаления кариесогенных бактерий из поражённых тканей зуба с
помощью синглетного кислорода. В сравнение с обычными антисептическими
средствами,
ФДТ
обеспечивает
более
полноценное
удаление
патогенных
микроорганизмов из дентинных трубочек, окружающих кариозную полость. При
активации ФС лазерным излучением происходит нагревание твёрдых тканей и пульпы
зуба. Повышение температуры внутри пульпарной камеры выше порогового значения,
обуславливает нарушение микроциркуляции и в конечном итоге приводит к гибели
пульпы. С целью разработки методики ФДТ при лечении неосложненного кариеса
требуется определение максимально возможной мощности и длительности лазерного
излучения, остающихся в рамках безопасности с учетом теплофизических параметров
полости рта. При ФДТ альтернативой лазерному излучению является излучение
светодиода с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения ФС. Оно также
может быть использовано для активации ФС только при соблюдении безопасного режима
излучения, при котором нагревание пульпы было бы минимальным (1.2.3.4).
Целью исследования-явилась разработка методики измерения температуры внутри
пульпарной камеры зуба в сравнительной оценке воздействия лазерного и светодиодного
излучения синей области спектра, применяемых при ФДТ.
Материалы и методы. Для проведения эксперимента были выбраны 5 интактных
моляров, удаленных по ортодонтическим показаниям. На окклюзионной поверхности
зубов были искусственно созданы полости с толщиной надпульпарного дентина 1 мм. На
боковой поверхности зубов в области эмалево-цементной границы были сделаны
отверстия диаметром 2 мм, проникающие в пульповую камеру.
Через отверстие на боковой поверхности зуба теплопроводящей пастой КПТ-8
заполнялась пульповая камера и устья корневых каналов. Поскольку данная паста
является рентгеноконтрастной, то проведенное рентгенологическое исследование
позволило
проконтролировать
равномерное
заполнение
пультовой
камеры
термопроводящей пастой и толщину надпульпарного дентина 1 мм. Далее в отверстии на
боковой поверхности зуба вводилась термопара прецизионного термометра ТРДА 202
(Овен, Минск). Базисным воском проводили изоляцию термопары. С помощью
специального цифрового измерителя мощности излучения проводился контроль
мощности лазерного и светодиодного излучения. В качестве лазерного излучателя
использовался лазерный диод с максимальной выходной мощностью 250 мВт, длиной
волны 660 нм л светодиодная ультрафиолетовая лампа LEDEX WL-070 с длиной волны
излучения 460 нм и мощностью 1000 мВт. Время облучения составляло 8 мин. Для
создания условий, подобных ротовой полости, образцы зубов были помещены в термостат
с температурой, поддерживаемой на уровне 37 °С, и влажностью воздуха 90%.
Облучение образцов проводили лазерным излучением с длиной волны 660 нм и
мощностью 50 мВт, 75 мВт, 100 мВт, 120 мВт, 150 мВт и светодиодным излучением с
длиной волны 460 нм и мощностью 1000 мВт. Запись значений температуры проводилась
с четырехкратным повторением для каждого образца и 5-ти секундным временным
интервалом при помощи прикладного программного обеспечения компьютера в течение 4
минут экспозиции.
Результаты исследования. Пороговое значение 40°С (At = 3°C) было достигнуто
при выходной мощности лазерного излучения 120-150 мВт. При мощности 150 мВт
температура внутри пульпарной камеры достигает 40°С через 379±3,5 секунды; а при 120
мВт - через 415±3,2 секунды. Режимы воздействия 50-75-100 мВт во всех сериях
измерений не привели к увеличению температуры полости зуба на 3°С в течение 8 минут
наблюдения. При мощности лазерного излучения 100 мВт через 8 минут экспозиции
наблюдалось повышение температуры на 2,4±0.1°С. при 75 мВт – на 1,9±0,06°С, при 50
мВт – на 0,88±0,04°С. В описанных случаях происходила стабилизация температурного
режима, обусловленная уравновешиванием процессов поглощения тепловой энергии
препаратом зуба и теплопередачи окружающей среде.
Под действием излучения светодиода длиной волны 460 нм и мощностью 1000 мВт в
течение 60±4 секунды экспозиции наблюдается увеличение температуры внутри
пульпарной камеры зуба до 40°С (At = 3°C).
Выводы.
Из всех рассмотренных режимов воздействия лазерного излучения при ФДТ
максимально безопасным следует считать 50 мВт, так как повышение температуры в
полости зуба остается в допустимых пределах и имеет тенденцию к стабилизации. При
использовании лазерного излучения мощностью 150 мВт необходимо ограничивать время
экспозиции до 379 секунд, а при 120 мВт - не более 41 5 секунд. При использовании
светодиода с длиной волны излучения 460 нм и мощностью 1000 мВт необходимо
ограничить время воздействия излучения до 60 секунд.
Литература
1. Дик С.К. Патент на изобретение BY 14011 C1 2010.10.27. Спекл-оптическое устройство
для оценки поверхностного состояния кровотока и биомеханических параметров мышц/
Дик С.К., Терех А.С., Король М.М., Хлудеев И.И., Смирнов А.В., Лихачев С.А.
2. Пушкарёв, О.А. Перспективы применения фотодинамической терапии в лечении
неосложнённого кариеса / О.А. Пушкарёв // Пародонтология. – 2011. - №2. – С. 93-96.
3. Bonsor, SJ Current clinical applications of photoactivated disinfection in restorative
dentistry / S.J. Bonsor, G.J. Pearson // Dental Update. – 2006. – Vol.33 No. 3. – pp.143–153.
4. Burns, T. Killing of cariogenic bacteria by light from a gallium aluminium arsenide
diode laser / T. Burns, M. Wilson, G.J. Pearson // Journal of Dentistry. – 1994. - No.22. – pp.
273-278