способ удаления зубных коронок и устройство для его реализации

Формула изобретения

1. Способ удаления зубных коронок, включающий разрезание стенки коронки и снятие ее с зуба, отличающийся тем, что лазерное импульсное излучение, длина волны которого не менее длительность каждого импульса не превышает 1 мс, а время интервала между соседними импульсами не превышает 1 с, формируют в сходящийся лазерный луч, имеющий плотность энергии в фокусе, достаточную для абляции материала коронки, который направляют на поверхность коронки таким образом, чтобы названная поверхность находилась, преимущественно, в его фокусе или на таком расстоянии от фокуса названного луча, где его диаметр равен 50-500 мкм, и выполняют перфорацию стенки коронки, последовательно перемещая фокус названного луча по поверхности коронки с такой скоростью, чтобы перфорированные участки стенки коронки образовывали в ней сквозной разрез.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждый импульс лазерного излучения включает, по крайней мере, пару подымпульсов, длительность каждого из которых не превышает 500 нс.

3. Устройство для реализации способа по п. 1, включающее лазер, средство для доставки лазерного излучения, ручной инструмент, снабженный входом и выходом для лазерного излучения, отличающееся тем, что лазер имеет длину волны не менее а ручной инструмент снабжен объективом, формирующим лазерное излучение в сходящийся луч, таким образом, чтобы фокус сформированного луча находился за пределами корпуса ручного инструмента со стороны выхода лазерного излучения, причем с этой же стороны корпус ручного инструмента снабжен упором, который выполнен в форме ролика, установленного таким образом, что при соприкосновении его с поверхностью фокус лазерного луча находится вблизи или совмещается с поверхностью коронки.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что средство для доставки лазерного излучения выполнено из светопроводящего кабеля.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что средство для доставки лазерного излучения выполнено из полых трубок, которые попарно сочленяются друг с другом под углом 90^o друг к другу, а в местах их сочленения под углом 45^o к их осям установлены зеркала или под углом 90^o - призмы.

6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что поверхность ролика выполнена рифленой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к стоматологии и может использоваться в стоматологической практике для снятия коронок с зубов.

Зубные коронки подлежат снятию с зубов по различным причинам, но в основном как пришедшие в негодность (протершиеся), при заболевании находящегося под коронкой зуба, обострении гингивита, когда наличие коронки препятствует проведению лечения, при некоторых заболеваниях височно-нижнечелюстного сустава и др.

Поскольку коронки фиксируют на зубах цементом, их удаление требует времени и сноровки. В известных и широко применяемых на практике способах подлежащую снятию коронку обычно разрезают с вестибулярной стороны механическими средствами - специальными щипцами, снабженными ножом, колосовидными и фиссурными борами или вулканитовыми сепарационными дисками, после чего ее края раздвигают шпателем и, упираясь им в край коронки, сталкивают ее с зуба, либо захватывают коронкоснимателем край коронки и снимают ее.

Известен, например, способ удаления коронок из мягких металлов, преимущественно золота, в котором коронку разрезают щипцами, удерживающими нож. Для этого щипцы раскрывают, их опорный конец устанавливают на жевательную поверхность коронки, а нож подводят под край коронки, затем бранши щипцов постепенно сжимают, направляя в сторону режущего края или жевательной поверхности зуба. Этот способ позволяет разрезать коронки только в хорошо доступных местах, например на фронтальных зубах, и при условии, что покрытый коронкой зуб достаточно устойчив, кроме того, при разрезании врач-стоматолог вынужден прикладывать значительные физические усилия при проведении этой процедуры в течение продолжительного времени [В.Ю. Курляндский. Руководство к практическим занятиям по ортопедической стоматологии. - М.: Медицина, 1973].

Известен способ удаления коронок с использованием для разрезания стенки твердосплавного колосовидного бора, который применяют в основном для стальных коронок. Бор вставляют в наконечник бормашины и производят разрез от края коронки к жевательной поверхности зуба [В.Ю. Курляндский. Руководство к практическим занятиям по ортопедической стоматологии. - М.: Медицина, 1973]. Этот способ является ближайшим аналогом предлагаемого способа и принят за прототип изобретения. К его недостаткам относится высокая травматичность, большая трудоемкость и продолжительность процедуры. Так, при разрезании стенки коронки бором или сепарационным диском происходит повышение температуры коронки до 100^oС и выше, вызывающее ожог слизистой оболочки в области шейки зуба, прилежащих к нему мягких тканей и непосредственно тканей зуба. Поскольку край стенки коронки заходит за десну, то при разрезании этого края бор или диск механически разрывает прилежащие мягкие ткани, а такие травмы часто воспаляются и долго не заживают. Кроме того, механическое разрезание коронки зуба сопровождается нарушением целостности твердых тканей коронковой части и круговой связки зуба, что вызывает побочные осложнения непосредственно в зубе и окружающих его тканях. Бор во время работы может соскочить с поверхности коронки и дополнительно травмировать десну, щеки или язык. Непосредственно процесс разрезания стенки коронки требует тем большего времени, чем она толще и тверже материал, из которого она выполнена. Так, штампованные металлические коронки имеют толщину стенок 0,25-0,4 мм, литые - 0,25-2,5 мм, а металлокерамические - толщину стенок каркаса 0,25-0,4 мм и толщину нанесенной на него керамической массы - 1-1,5 мм, поэтому наиболее трудно поддаются разрезанию металлокерамические коронки. Края разреза металлокерамических коронок практически невозможно раздвинуть, поэтому требуется произвести не один, а, по крайней мере, два параллельных разреза с вестибулярной стороны, или разрезать ее полностью - с вестибулярной стороны, и далее через жевательную или резцовую часть - с внутренней стороны, что требует длительной интенсивной работы бором.

Предлагаемое изобретение решает задачу устранения травматичности, снижения трудоемкости и продолжительности процедуры удаления коронок, а также снижения риска возникновения побочных осложнений.

Поставленная задача решается тем, что предлагается способ удаления зубных коронок, включающий разрезание стенки коронки, для чего лазерное импульсное излучение, длина волны которого не менее длительность каждого импульса не превышает 1 мс, а время между соседними импульсами не превышает 1 с, формируют в сходящийся лазерный луч, имеющий плотность энергии в фокусе, достаточную для абляции материала коронки, который направляют на поверхность коронки таким образом, чтобы названная поверхность находилась преимущественно в его фокусе или на таком расстоянии от фокуса названного луча, где его диаметр равен 50-500 мкм, затем выполняют перфорацию стенки коронки, последовательно перемещая фокус названного луча по поверхности коронки с такой скоростью, чтобы перфорированные участки стенки коронки образовывали в ней сквозной разрез.

Длина волны указанной величины устойчива к воздействию воздуха (не поглощается воздухом) и доходит до коронки.

При длине волны лазерного излучения менее происходит рассеяние излучения воздушной средой и абляция материала коронки либо очень медленно, либо не происходит вообще.

Импульсы длительностью не более 1 мс, при времени между соседними импульсами не более 1 с позволяют избежать разбрызгивания материала коронки во время абляции и тем самым предотвратить дополнительные ожоги тканей полости рта пациента, обеспечивают предотвращение разогрева самой коронки, что также приводило бы к дополнительным травмам околозубных тканей и дискомфорту пациента. При таком сочетании длительности импульсов излучения и интервалов между ними перфорируемые участки не успевают остыть, поэтому экономится энергия, и в то же время тепло не распространяется в массив коронки и она не нагревается.

Для дополнительной экономии энергии целесообразно проводить разрезание коронки лазерным лучом, у которого каждый импульс состоит из более коротких подымпульсов - не менее двух подымпульсов в одном импульсе, длительностью не более 500 нс.

Способ осуществляют таким образом, что разрезание стенки коронки происходит в один прием. Для этого из импульсного лазерного излучения с длиной волны не менее длительностью каждого импульса не более 1 мс при времени интервала между соседними импульсами не более 1 с формируют сходящийся лазерный луч, имеющий плотность энергии в фокусе, достаточную для абляции материала коронки и направляют на поверхность коронки таким образом, чтобы названная поверхность находилась в фокусе сходящегося лазерного луча или вблизи фокуса, где его диаметр равен 50-500 мкм. Этим лучом выполняют перфорацию стенки коронки, перемещая его в соответствии с ранее намеченной траекторией. Таким образом получают разрез необходимой конфигурации, например вертикальный разрез от жевательной поверхности коронки к десне, или петлеобразный разрез, в зависимости от показаний. Разрезание проводят под визуальным наблюдением. Лазерный луч направляют на поверхность коронки зуба таким образом, чтобы она находилась предпочтительно в фокусе луча, так как при этом энергозатраты на абляцию материала коронки минимальны, а скорость разрезания максимальна. Однако выдержать это требование достаточно сложно, так как расстояние в процессе проведения разреза должно варьироваться только в малых пределах, чтобы обеспечить диаметр луча в сечении, перпендикулярном его направлению в пределах 50-500 мкм. При меньших значениях у некоторых коронок, например стальных, может произойти соединение краев разреза, а при больших его значениях энергозатраты на разрезание коронки будут неоправданно велики, а луч может повредить мягкие околозубные ткани, дентин и пульпу, слишком разогрев коронку. На участке коронки, непосредственно находящемся в фокусе лазерного луча указанных выше характеристик, происходит абляция материала коронки, а по мере продвижения луча по поверхности коронки в ней образуется узкий разрез с оплавленными краями, ширина которого меньше диаметра фокального пятна лазерного луча. Поскольку вкладываемая в абляцию материала коронки энергия практически вся расходуется на локальный нагрев и испарение материала за короткое время импульса, не происходит значительного повышения температуры в зоне разреза - температура в ней не превышает 50^oС, а прилежащие участки и вся коронка в целом практически не нагреваются. Скорость разрезания зависит от материала коронки и конкретных характеристик лазерного луча, но в любом случае в сравнении с прототипом она увеличивается не менее чем в 10 раз. После того, как разрез заданной конфигурации выполнен, коронку снимают с помощью известных приемов, например раздвигают края разреза, и далее снимают ее с зуба посредством коронкоснимателя. В осложненных случаях способ позволяет достаточно просто вырезать фрагменты коронки и снимать ее далее по частям.

При разрезании края коронки, заходящего за край десны, лазерный луч может также задеть прилежащие мягкие ткани. При этом происходит абляция и этих тканей и образование узкого травмированного участка, шириной менее фокального пятна лазерного луча. Верхние слои этого участка коагулируются и стерилизуются при воздействии лазерного излучения, поэтому процесс их заживления в 10-12 раз выше, чем при заживлении механических ран.

Таким образом, способ позволяет одновременно значительно снизить время разрезания стенок коронки, облегчить работу стоматолога и избежать травм околозубных мягких тканей.

Реализация этого способа требует специальной оснастки. Известные стоматологические лазеры либо непригодны для выполнения операции снятия коронок, либо требуют модернизации оптической части в соответствии с решаемой задачей. Например, известно устройство для проведения стоматологических процедур [Патент США 5342198, МПК А 61 Н 5/06], содержащее лазер и средство для его активации таким образом, чтобы лазер испускал пульсирующий пучок диаметром 10-5000 мкм, длительностью каждого пульса от нескольких пикосекунд до нескольких миллисекунд, с энергией от 0,1 мДж до 5 Дж и повторяемостью 1-10000 пульсов в секунду. Длина волны лазерного излучения - 1,5-3,5 микрон. Это устройство предназначено для безболезненного удаления разрушающихся тканей зуба, эмали и др.

Известна также лазерная система для выполнения стоматологических процедур [Патент США 5616141, МПК А 61 Н 5/06]. Она включает лазер, ручной инструмент и оптический кабель. Лазер, преимущественно аргоновый, продуцирует излучение. Оптический кабель передает этот свет в стоматологический ручной инструмент. Ручной инструмент содержит рассеивающую линзу, и зеркало, которые формируют излучение таким образом, что оно выходит из ручного инструмента в виде параллельного пучка. Этим пучком обрабатывают реставрированные светочувствительными материалами участки зубов. Разрезание коронок эта система выполнить также не может. По наибольшему количеству признаков, сходных с устройством для реализации описанного способа удаления коронок, эта стоматологическая система принята за прототип этого устройства.

Изобретение решает задачу реализации описанного способа разрезания коронок.

Оно изображено на фиг.1 и включает лазер 1, ручной стоматологический инструмент 2 и средство для доставки лазерного излучения от лазера к ручному инструменту 3. Лазер характеризуется тем, что имеет длину волны не менее это может быть эксимерный, газовый, твердотельный, полупроводниковый или другие типы лазеров, удовлетворяющие этому условию. Средство для доставки лазерного излучения может быть выполнено из светопроводящего кабеля или как изображено на фиг.1 - из полых трубок 4, через которые проходит лазерное излучение и которые установлены попарно под углом 90^o друг к другу. В местах сочленения полых трубок под углом 45^o к их оси установлены зеркала 5 или призмы - под углом 90^o, изменяющие направление излучения. Ручной инструмент содержит фокусирующий объектив 6, установленный в его корпусе 7 и формирующий лазерное излучение в сходящийся луч таким образом, чтобы фокус сформированного луча находился за пределами корпуса ручного инструмента. Корпус ручного инструмента снабжен роликовым упором 9, расположенным со стороны выхода лазерного луча, который устанавливается на поверхность коронки при ее разрезании и обеспечивает соблюдение оптимального расстояния между его рабочим торцом и поверхностью коронки - при соприкосновении этого упора с поверхностью коронки фокус лазерного луча должен находиться вблизи или на поверхности коронки. Наличие этого упора также позволяет отодвинуть десневой край от стенки коронки при разрезании ее края, чтобы не травмировать его. Для предотвращения проскальзывания роликового упора его поверхность может быть выполнена рифленой.

Устройство работает следующим образом. Лазер продуцирует лазерное излучение соответствующих способу характеристик. Это излучение через средство для доставки лазерного излучения, например систему полых трубок и отражающих зеркал, поступает на вход ручного инструмента, где формируется в луч посредством установленного в корпусе объектива, содержащего, по крайней мере, одну двояковыпуклую линзу. Луч выходит из рабочего торца ручного инструмента таким образом, чтобы его фокус находился вне корпуса инструмента. Роликовый упор ручного инструмента устанавливается на разрезаемую поверхность коронки. Далее, с помощью педали включается излучающий лазер, и при движении роликового упора по поверхности коронки происходит ее разрезание.

Пример 1.

Удалению подлежит коронка в связи с обострением гингивита, выполненная из стали, установленная на 4-ый нижний зуб справа. Толщина стенки коронки 0,28 мм. Из практики известно, что для снятия такой коронки предпочтительно выполнить прямой разрез вестибулярной поверхности коронки, а также жевательной поверхности. Ручной лазерный инструмент снабжен роликовым упором, позволяющим ориентировать его относительно поверхности коронки таким образом, чтобы поверхность находилась в фокусе луча. Лазерным лучом, длина волны которого диаметр фокального пятна 100 мкм, импульсная плотность мощности 7 ГВт/см², длительность каждого импульса 240 мкс при длительности каждого подымпульса 20 мкс, число подымпульсов в импульсе - 6, частота следования импульсов 0,03 мс, выполняют прямые разрезы коронки от ее края к жевательной части таким образом, чтобы поверхность коронки находилась в фокусе сходящегося луча. Время разрезания коронки 2 мин, температура нагревания коронки - 40^oС. В результате получают разрез шириной 100 мкм с оплавленными краями. Далее, края разреза раздвигают шпателем и снимают коронку с зуба коронкоснимателем. Мягкие ткани вокруг зуба имеют точечный участок нарушенного лазерным лучом эпителия в месте соприкосновения коронки и мягких тканей, заживление которого потребовало три дня без применения медицинских препаратов.

Пример 2.

Удалению подлежит коронка в связи с кариесом зуба под ней, выполненная из металлокерамики, установленная на 6-ой верхний зуб справа (жевательный зуб). Толщина стенки коронки 0,3 мм. Из практики известно, что для снятия такой коронки предпочтительно выполнить петлеобразный разрез лицевой поверхности зуба, а также жевательной поверхности. Ручной лазерный инструмент ориентируют относительно поверхности коронки таким образом, чтобы поверхность находилась в фокусе луча. Лазерным лучом, параметры которого указаны в примере, 1 при частоте следования импульсов 0,05 мс выполняют непрерывный петлеобразный разрез коронки от жевательной части к десне и далее - жевательной части шириной около 1 мм. Время разрезания коронки 5 мин, температура нагревания коронки - 50^oС. В результате получают разрез шириной 100 мкм с оплавленными краями. Далее, края разреза раздвигают шпателем и коронкоснимателем снимают коронку с зуба. Мягкие ткани вокруг зуба и внутренние ткани зуба при проведении процедуры не повреждены и возможно продолжение лечения зуба.