LASER IN DENTISTRY - PART 1. GENERAL VIEW

 ỨNG DỤNG LASER TRONG NHA KHOA

PHẦN 1. GIỚI THIỆU CHUNG 

GIỚI THIỆU

Ứng dụng laser trong nha khoa bắt đầu từ những năm 60 của thế kỷ XX. Có hai nhóm chính là (1) laser cứng (hard lasers) như Carbon dioxide (CO2), Neodymium Yttrium Aluminum Garnet (Nd: YAG) và Er: YAG dùng cho cả mô cứng (hard tissue) và mô mềm (soft tissue) nhưng giá thành cao (high costs) và nguy cơ chấn thương nhiệt (thermal injury) đối với tủy răng (tooth pulp); (2) laser lạnh/mềm (cold or soft lasers) dựa theo cơ chế của các thiết bị diode bán dẫn (semiconductor diode devices) có giá thành thấp (low-cost devices), có nhiều ứng dụng hơn, thường gọi là liệu pháp laser công suất thấp (low-level laser therapy) hoặc "kích thích sinh học" (biostimulation).

LỊCH SỬ 

Năm 1917, Albert Einstein đã đặt nền móng để sáng chế ra laser với tiền thân là "the Maser" dựa trên lý thuyết khuyếch đại quang điện (photoelectric amplification) có thể phát ra một tần số đơn nhất (single frequency) hoặc phát xạ kích thích/cưỡng bức (stimulated emission). Thuật ngữ LASER là viết tắt của cụm "Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation" (Khuyếch đại ánh sáng do phát xạ kích thích) (năm 1959). Một số dòng laser được phát triển sau đó như laser Nd: YAG (1961), laser argon (1962), laser hồng ngọc (1963), laser CO2 (1964). Hiện nay, dòng laser diode sử dụng phổ biến trong nha khoa.

PHÂN LOẠI LASER

Có một số cách phân loại laser sử dụng trong nha khoa hiện nay.

• Dựa theo loại mô: laser dùng cho mô cứng và mô mềm (hard tissue and soft tissue lasers)
• Dựa theo dải bước sóng (range of wavelength) (xem hình bên dưới)
• Dựa theo hoạt chất laser (lasing medium) như laser chất bán dẫn dạng khí (gas laser), tinh thể (crystal laser) hoặc chất rắn (solid laser)
• Dựa theo công suất sử dụng
• Ứng dụng laser trong nha khoa có hai mảng chính: kích thích sinh học và phẫu thuật. Quy trình kích thích sinh học (biostimulation) là kích hoạt quá trình tái tạo và lành thương sử dụng liệu pháp laser công suất thấp (low-level laser therapy), dưới 500mW. Thuộc nhóm này có laser diode và helium neon (HeNe).
• Laser vận hành trên 500mV là liệu pháp laser công suất cao (high-intensity laser therapy) hay laser phẫu thuật (surgical laser) dùng để cắt mô. Thuộc loại này có laser CO2, Nd:YAG, Erbium (Er:YAG, Er, Cr:YSGG) và diode.

Hình 1. Một số loại laser và bước sóng tương ứng. Nguồn: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3700144/bin/NJMS-3-124-g001.jpg

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG

Tia laser (laser light) là ánh sáng đơn sắc (monochromatic light) bước sóng đơn (single wavelength). Thiết bị phát laser có ba thành phần chính: (1) nguồn nuôi/nguồn năng lượng (energy source), (2) hoạt chất laser (active lasing medium) và (3) hệ thống gương (có từ hai gương trở lên) tạo thành khoang quang học (optical cavity) hay buồng cộng hưởng (resonator). 

Để xảy ra hiện tượng khuyếch đại, cần cung cấp năng lượng cho hệ thống laser bằng cơ chế bơm (pumping mechanism) từ dòng diện (electrical current) hoặc lò xo điện (electrical coil). Năng lượng bơm vào hoạt chất laser làm kích thích các electron. Các electron bị kích thích di chuyển từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao xung quanh hạt nhân. Đây là trạng thái không ổn định; do đó, các electron sẽ quay lại mức năng lượng thấp hơn đồng thời phóng thích các photon tức thì. Các photon này bị phản xạ ngược dọc theo chiều dài của khối hoạt chất laser nhờ hệ thống gương tạo thành dòng phát xạ khuyếch đại cưỡng bức trước khi thoát ra ngoài buồng khuyếch đại qua thiết bị đầu ra (output coupler).

Hình 2. Cơ chế hoạt động của máy laser. Nguồn: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3700144/bin/NJMS-3-124-g002.jpg

Đối với laser dùng trong nha khoa, tia laser truyền dẫn từ thiết bị phát laser đến mô đích (target tissue) thông qua cáp sợi quang học (fiberoptic cable), thiết bị rỗng hướng dẫn sóng (hollow waveguide) hoặc tay cầm lắp ráp (articulated arm). Ngoài ra, hệ thống laser còn có các gương hội tụ (fucusing lenses), hệ thống làm nguội (cooling system) và các thiết bị điều khiển.

QUY TRÌNH SỬ DỤNG LIỆU PHÁP LASER CÔNG SUẤT CAO

Laser Diode phát ra ánh sáng thông qua cáp sợi quang học (optical fiber cables) hoặc đầu típ bằng sợi quang học dùng một lần (diposable optical fiber tips). Đối với cáp sợi quang học, trước khi sử dụng cần tháo đầu bảo vệ để bộc lộ phần lõi sợi bên trong (internal glass fiber unit). Trước mỗi ca lâm sàng, cần cắt bỏ khoảng 2-3mm phần đầu của lõi sợi để tránh lây nhiễm chéo (cross contamination). Đối với loại dùng một lần thì không cần thực hiện bước này. Tiếp theo, kích hoạt đầu típ bằng một mảnh giấy cắn (articulating paper). Những vật màu tối có tác dụng tập trung năng lượng ở phần đầu típ của lõi sợi quang học.

Kích hoạt đầu tác dụng laser bằng giấy cắn

Tiếp theo, điều chỉnh công suất của laser. Theo khuyến cáo, nên sử dụng mức công suất thấp nhất đảm bảo đủ tác dụng cho mục đích phẫu thuật để tránh chấn thương nhiệt (thermal damage) cho vùng mô xung quanh. Hầu hết quy trình phẫu thuật mô mềm sử dụng công suất 1-1,2W. Đối với những vùng mô dày đặc như khẩu cái (palate) hoặc vùng hậu hàm, có thể sử dụng công suất 1,4W. Riêng trường hợp cắt thắng (frenectomy) cần công suất 1,6W.

Sau khi chọn công suất, kiểm tra chế độ dẫn truyền năng lượng (energy delivery mode): sóng liên tục (continuous waves) hoặc sóng xung (pulsed waves). Đối với quy trình phẫu thuật cắt mô bằng laser diode, thường sử dụng chế độ sóng liên tục.

Bước tiếp theo là gây tê tại chỗ. Một số trường hợp chỉ cần gây tê bôi (anesthetic gel). Sau khi lau khô vùng mô mềm trong phẫu trường, dùng tăm bông bôi đều thuốc tê trong 3-4 phút. Đối với những vị trí mô sợi dày đặc (khẩu cái, hậu hàm, thắng) cần gây tê chích (injection). Bác sĩ có thể cân nhắc giữa hiệu quả tê và mức độ nhạy cảm của bệnh nhân để lựa chọn phương pháp gây tê phù hợp.

Trong suốt quá trình sử dụng laser, cần giữ đầu tác dụng xa các vị trí nguy hiểm trên cơ thể bệnh nhân. Lúc nào cũng dùng ống hút phẫu thuật hút sạch khói cháy (vapor fumes) để tránh mùi khó chịu (unpleasant odors) và vi khuẩn. Đồng thời, sử dụng gạc ẩm (wet gauze) lau sạch phần mô cháy tích tụ ở đầu tác dụng của laser.

Khuyến cáo chung cho bệnh nhân là cố gắng giữ vệ sinh vùng phẫu thuật, tránh thức ăn nóng, lạnh để không bị đau và các biến chứng khác. Có thể kê toa giảm đau nếu cần.

ƯU ĐIỂM CỦA LASER KHI CẮT MÔ 

Nghiên cứu đánh giá mô học bờ phẫu thuật khi sử dụng các dụng cụ khác nhau (laser CO2, laser Diode, laser Er:YAG, laser Nd:YAG, dao điện [electrosurgical scalpel] và dao cắt lạnh [cold scalpel]) để cắt tổn thương biểu mô-sợi lành tính ở miệng (oral benign fibrous-epithelial lesions) ghi nhận laser Er:YAG ít gây chấn thương mô và có diện cắt tốt so với các thiết bị còn lại. Độ đồng đều của diện cắt giảm dần theo thứ tự sau: laser CO2, laser Er:YAG, laser Nd:YAG, dao điện, laser Diode và dao cắt lạnh. Các thiết bị này đều không ảnh hưởng đến cấu trúc mô dùng để chẩn đoán mô học.

Ưu điểm của liệu pháp laser trên mô mềm là ít tổn thương mô, giảm đau, sưng, chảy máu hậu phẫu so với phẫu thuật bằng dao mổ, không cần ngưng thuốc điều trị bệnh lý toàn thân, không tạo sẹo, nguy cơ nhiễm khuẩn thấp và lành thường nhanh.

CHÚ Ý AN TOÀN KHI SỬ DỤNG LASER 

Trước hết là sử dụng kính bảo hộ mắt (protective eyewear) cho bác sĩ, trợ thủ, bệnh nhân và bất kỳ ai ở gần khu vực trị liệu. Lưu ý sử dụng kính bảo hộ phù hợp với bước sóng laser sử dụng. Ngoài ra, để tránh vô tình chiếu đèn laser vào các vị trí khác, cần giới hạn phạm vi phẫu trường (surgical environment), dán nhãn cảnh báo ở các vị trí nguy hiểm (nomial hazard zone), tuân thủ quy trình vận hành thiết bị laser theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Để phòng tránh phơi nhiễm mầm bệnh (exposure to infectious pathogens), sử dụng máy hút phẫu thuật (high volume suction) để hút sạch khói cháy (vapor plume) thoát ra khi cắt mô (tissue ablation) cũng như tuân thủ các nguyên tắc kiểm soát nhiễm khuẩn chung.

Còn tiếp...

Phần 2. Ứng dụng trên mô và vật liệu nha khoa

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Laser in dentistry: An innovative tool in modern dental practice
2. High-intensity laser application in Orthodontics
3. A histological evaluation of the surgical margins from human oral fibrous-epithelial lesions excised with CO2 laser, Diode laser, Er:YAG laser, Nd:YAG laser, electrosurgical scalpel and cold scalpel
4. Laser pulpotomy—an effective alternative to conventional techniques—a systematic review of literature and meta-analysis
5. Hana Hobbs, Laser-assisted surgery in periodontics, webinar