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炭酸ガスレーザーとは?


炭酸ガスレーザー

光は、レーザーも含めてすべてが電磁波の仲間です。そして、空気中、真空中を秒速約30万キロで伝播するとき、“波”が生まれます。その“波”の長さを“波長”と呼んでいます。 “波長”は、電磁波や光の種類によって異なります。この“波長”は、非常に小さくて、通常ナノメートル(10億分の1メートル)で表されています。

この“波長”の長さが変わると、電磁波や光のもつ性質が変わります。
極端に短いものは、レントゲンに使われるエックス線になり、逆に長い波長のものは遠赤外線と呼ばれます。
光(電磁波)の場合、人間の目に見ることができるものを可視光と呼んでいます。

可視光は、波長が短いほうが紫色で波長が長くなるにしたがって、だんだん赤い色に変わります。紫色と赤色の外側のほうは、目に見えない不可視光になります。紫色よりも外側の光は紫外線と呼んでいます。また、赤色よりも外側の不可視光は赤外線と呼んでいます。

歯科用のレーザーは、この赤外線に属する光です。
赤外線が皮膚にあたると熱さを感じます。赤外線を使った暖房機器はたくさんあるから、みなさんもよくご存じと思います。
ですから、歯科レーザーは、怖い光線ではありません。

歯科で使われているレーザーの種類は、以下のとおりです。

  • 半導体レーザー 波長810nm~980nm
  • ネオジウムヤグ・レーザー 波長1064nmn
  • ワイエスジージー・レーザー 波長2780nm
  • エルビウムヤグ・レーザー 波長2940nm
  • 炭酸ガス・レーザー波長は、 波長10600nm

これら歯科レーザーは、すべて目に見えない赤外線の範囲です。
しかし、レーザーの波長が異なるごとに光の性質が変わってきます。

レーザーが、普通の電球やLEDと違うことは、

  • 波長や波形が一定で、狂わないこと。
  • 光の方向性があり、まっすぐですが懐中電灯みたいに広がらないこと。
  • 赤外線の仲間の光なので、熱エネルギーが高いこと。

以上が特徴です。
歯科レーザーの中で、810nmから1064nmまでのレーザーと10600nmのレーザーは、生体への熱反応がとくに見られるレーザーですから、手術などで病変組織などを焼いて蒸散させるときなどに使われます。
しかし、2780nmnと2940nmの場合は、水を使って組織を焦がさずに手術ができたり、むし歯の治療などに使われています。

“ダイレクトドライブレーザー”の誕生

最近のヨーロッパでは、波長が2780nmnと2940nmのレーザーに人気があります。
理由は、水を使ってレーザー治療ができるからです。
炭酸ガスなどに代表される熱レーザーは、使い方が難しく、レーザーを当てすぎると腐骨ができたりするので敬遠されています。

ヨーロッパで人気のレーザーとは、エルビウムヤグ・レーザー(2940nmのレーザー)ですが、1980年代に開発されてから大きな問題を抱えていました。

それは、レーザーの発信装置が大きくて手に持つことができなかったことです。
したがって、レーザーの発信装置を収納するために、エアコンの室外機くらいの大きさの箱に入れられました。そして、レーザー光線は光ファイバーや中空アームなどを使ってハンドピースに運ばれ、患者様の口の中まで伝送されました。

レーザーが本体の発信装置から患者様の口に届くまで、光ファイバーや中空アーム以外の手段が開発されることなく20年近く時間が流れました。

また、光ファイバーや中空アームを使ったレーザー光は、発信装置で生まれたままの純粋な光とならずに、その性質が大きく変わることにだれも気づきませんでした。光ファイバーや中空アームをレーザー光が通過すると、光の干渉が発生して、それまでのレーザーは期待どおりの結果を出すことがやさしくなかったのです。

歯科インプラントとレーザー

日本口腔外科学会によれば、1952年に金属のチタンを骨の中に埋めると骨と結合する現象が発見され、1965年にスクリュー形状(ネジのような形状)のチタン製のインプラントの臨床応用が開始されました。骨と結合するインプラントの臨床結果が優れていることが世界的に知られるようになったのは、1980年代になってからといわれています。当院では、同じ年代からインプラントを1989年から臨床に使っています。歯科インプラントには、さまざまな材料が使われてきましたが、最近はほとんどチタン金属が主体につかわれています。歯科インプラントはチタン金属という人体に害の少ない金属がつかわれて、ひとの顎の骨の中に埋められることは決して容易なことではありません。

前置きの説明にもありましたが、インプラントが骨としっかりと結合することがインプラントを長く維持するために重要な必要条件です。そのためには、清潔な治療スペースや設備のほかに、様々な必要条件があります。しかし、最低限、患者様が健康であることや、いつもインプラントの周りが健康な状態を維持する努力が必要です。インプラントを入れれば、もうむし歯にかからないと日常の手入れを怠ることは絶対に避けなければなりません。日常の手入れを怠れば、たとえインプラントでも、普通の歯周病と同じように骨を溶かして抜けるまで病気が進行することがあるからです。

さて、レーザーとインプラントというテーマについてお話しいたします。お口の中の細菌の数は、WHO(世界保健機関)によれば地球上の人口に匹敵するそうです。それだけの細菌のすみかにインプラントを移植することは、それなりのリスクがあるとどなたにもお分かりいただけると思います。先述いたしましたが、インプラントの手術にとって大切なことは、患者様の健康と口腔内のプラークコントロールなのです。この大切な条件が守られないと、歯周病と同じインプラント周囲炎となり、ひどい場合はインプラントを抜かなくてはならなくなるのです。

数種類の過去のレーザーがインプラントに利用できたのは、限られた範囲だけでした。その理由は、レーザーの“熱エネルギー”を使うことが目的だったからです。たとえば、骨のうえの粘膜を切開したり、細菌が埋入されたインプラントに取りつかないようにレーザー熱で焼くことも考えられました。しかし、この方法はインプラントのチタン金属の腐食を招くことが懸念されるので最近は、あまり使われないといわれています。そして、熱を使って粘膜を切開すると傷跡が残ったり、歯肉の退縮が進んだりして、歯頸部が露出しやすくなるからです。

歯周病とレーザー


ErYAGレーザー

歯周病はむし歯と違って痛みの出方が遅いので、私たちが気が付かないうちに歯周ポケットの奥のほうまで進行してしまいます。歯周病が進行して出血が起きた後、歯が自然に抜け落ちるほどの重症になることもある病気です。歯を失う原因の80%は歯周病とむし歯といわれています。京都府歯科医師会(平塚靖規会長)は、府民の歯科アンケートをとった結果、府民の55.9%が歯周病であり、47.1%が予防歯科の順位だったと報告されています。さらに、日本歯科医師会によれば日本人の8割の人が何らかの歯周病にかかっているという報告があるので、私たちは真剣に自分の口の衛生管理に注意しなければなりません。

ものを食べたら歯ブラシや歯間ブラシなどで口の中を十分に清掃しないで放置すると歯垢(プラーク)や歯石が歯のまわりに付着してたくさんの細菌が繁殖します。歯垢(プラーク)には、1mGに対して1億個もの細菌が活動していて、それらの細菌が作り出す毒素の働きによって歯肉が腫れたり、出血したりする原因をつくります。また、歯に付着した場合は、むし歯になることはよく知られています。

健康な人の歯周ポケットの深さは1~2mm程度ですが、細菌が住み着くと6mm以上になることがあります。これ以上進行すれば、たいていは歯を抜くという最後の治療を選ばなくてはなりません。この時は、歯の根っこの周りまで細菌による感染により、歯を支える周りの歯槽骨も溶解されていて、ほおっておくと顎の骨まで壊死状態にかかってしまう恐れがあります。

これほどの症状になる前にできる限りの治療が必要ですが、抗生物質などの薬剤のほかにレーザーを使って歯周病治療を進めることができます。薬剤は、使いすぎると副作用が出たり、やっつけたい細菌が薬剤に慣れて作用が薄くなるなどの弱点がありました。しかし、レーザー治療にはアレルギーや耐性菌はできません。照射すれば、細菌は死滅します。照射すれば、最近はたちどころに死滅してくれます。さらに、細胞の活性化も期待されました。その点では、優等生の治療法に考えられていました。ところが、レーザーにも知られざる欠点があることが最近になってわかってきました。当院では、25年前から半導体レーザーや炭酸ガスレーザーなどあらゆる歯科レーザーを導入して大事な患者様の歯を守る努力をしています。

前の項でご説明したレーザーのほとんどを使ってきて、やっとほんとうのレーザーについてお話することができるようになりました。歯科レーザーについては、前項でお話をさせていただきましたが、歯周病とレーザーの関係についてご説明いたします。まず、人間と細菌の関係はよくテレビなどでみられるサプリやヨーグルトのPRの中で、人間には善玉の細菌を増やさなくてはならないといった説明をよく耳にします。ロンドン大学の科学者が、人間の体には細胞の数の数倍の数の細菌が住み着いている“超有機体”と論じています。

善玉菌のお話は別として、人間の細胞は、善玉も悪玉含めて一体となって生きているってことがわかります。
レーザーの殺菌力は、いままでの考え方では“熱エネルギー”によるものとされてきました。歯周病やむし歯菌を殺すことができるのは、まさにレーザーの“熱エネルギー”だったのです。しかし、困ったことにこの場合の“熱エネルギー”は、ときに悪玉ばかりでなく健康な細胞まで“熱エネルギー”で焼いてしまう結果となっていました。しかも、レーザーの“熱エネルギー”はレーザー光が当たったところだけで、あたらない影の部分や病気の細胞の奥まで届きにくいという弱点がありました。

熱の出るレーザーは、殺菌作用が不確定なところが悩みでした。しかし、歯科レーザーの中に水を使ったエルビウムヤグというレーザーがありました。このレーザーは水を患部に注水しながら殺菌するので、水を使わないそのほかのレーザーに比べて、細胞にやさしい殺菌ができると学会や研究者の間で期待されました。ところが、理論では細胞にやさしい殺菌ができるはずでしたが、そううまくできないことが最近分かってきたのです。実際に使ってみると、理論家や研究家が言っているような簡単な話ではありませんでした。

この期待されたエルビウムヤグ・レーザーでも、なぜか、細胞に焦げる部分が残っていたのです。つまり、どの歯科レーザーでやってみても、病気になった深い部分は殺菌ができないということがわかってきたのです。日本中の多くの歯科医院で使われているこのレーザーも、熱の出るレーザー同様に大きな期待があった分だけ落胆も大きく、歯科レーザーへの熱意が薄れるような時がありました。

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