Hiệu quả làm sạch ống tủy của laser erbium 2940 nm trong nội nha nghiên cứu in vitro

Laser, cùng với sự phát triển các loại đầu phát tia, được sử dụng trong nộinha từ đầu những năm 90 với mục tiêu cải thiện hiệu quả làm sạch ống tủy.. Năng lượng laser được hấpthụ bởi nướ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

NGHIÊN CỨU IN VITRO

LUẬN VĂN THẠC SĨ RĂNG - HÀM - MẶT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kếtquả trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kì côngtrình nào khác

Tác giả

Vy Khánh Ngọc

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT i

DANH MỤC ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ ANH – VIỆT ii

DANH MỤC BẢNG iii

DANH MỤC BIỂU ĐỒ iv

DANH MỤC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Sơ lược về laser 4

1.2 Các kĩ thuật làm sạch sử dụng laser trong nội nha 9

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 22

2.1 Đối tượng nghiên cứu 22

2.2 Phương pháp nghiên cứu 22

2.3 Phương tiện và vật liệu nghiên cứu 23

2.4 Phương pháp thực hiện 24

2.5 Quy trình thu thập biến số 32

2.6 Xử lý thống kê 37

2.7 Vấn đề y đức trong nghiên cứu 37

Chương 3: KẾT QUẢ 38

3.1 Lượng mùn trên thành ống tủy tại ba vị trí tương ứng phần ba chóp, giữa, cổ

38

3.2 Tỉ lệ thâm nhập của dung dịch màu vào ống ngà tại ba vị trí tương ứng phần ba chóp, giữa, cổ 42

Chương 4: BÀN LUẬN 47

4.1 Bàn luận về mẫu và phương pháp nghiên cứu 47

4.2 Lượng mùn trên thành ống tủy tại 3 vị trí tương ứng phần ba chóp, giữa, cổ 51 4.3 Tỉ lệ thâm nhập của dung dịch màu vào ống ngà tại ba vị trí tương ứng phần ba chóp, giữa, cổ 56

4.4 Hạn chế của nghiên cứu 59

KẾT LUẬN 60

KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1

PHỤ LỤC 2

PHỤ LỤC 3

PHỤ LỤC 4

PHỤ LỤC 5

PHỤ LỤC 6

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ASP : Adaptive structured pulse

CLSM : Confocal laser scanning microscopy

EDTA : Ethylene Diamine Tetraacetic Acid

ICG : Indocyanine green

LAI : Laser – activated irrigation

Micro – CT : Micro computed tomography

PIPS : Photon-induced photoacoustic streaming

SEM : Scanning electron microscope

SSP : Super short pulse

SWEEPS : Shock wave enhanced emission photoacoustic streaming

DANH MỤC ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ ANH – VIỆT

Adaptive structured pulse Xung cấu trúc thích nghi

Confocal laser scanning microscopy Kính hiển vi đồng tiêu quét laser

Conventional laser endodontics Kĩ thuật laser thông thường

Laser – activated irrigation Dịch bơm rửa hoạt hóa bằng laser

Photoactived disinfection Liệu pháp quang động học diệt khuẩn

Photochemical effect Hiệu ứng quang hóa

Photomechanical and photoacoustic

effect

Hiệu ứng quang cơ sóng âm

Photon-induced photoacoustic streaming Luồng quang âm tạo bởi ánh sáng laser

Photothermal effect Hiệu ứng quang nhiệt

Scanning electron microscope Kính hiển vi điện tử quét

Shock wave enhanced emission

photoacoustic streaming

Luồng quang âm được tăng cường sóngxung kích

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Phân loại laser theo mô đích tác dụng 8

Bảng 3.2 Lượng mùn trung bình của 2 nhóm tại 3 vị trí 41

Bảng 3.3 Lượng mùn trung bình của nhóm bơm rửa thông thường tại 3 vị trí 42

Bảng 3.4 Lượng mùn trung bình của nhóm SWEEPS tại 3 vị trí 42

Bảng 3.5 Tỉ lệ thâm nhập trung bình (%) của 2 nhóm tại 3 vị trí 46

Bảng 3.6 Tỉ lệ thâm nhập trung bình (%) của nhóm bơm rửa thông thường tại 3 vị trí 46

Bảng 3.7 Tỉ lệ thâm nhập trung bình (%) của nhóm SWEEPS tại 3 vị trí 46

Bảng 4.8 Đối tượng và số lượng mẫu của các nghiên cứu liên quan 48

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4 1 Biểu đồ thể hiện lƣợng mùn trên thành ống tủy 54Biểu đồ 4 2 Biểu đồ thể hiện tỉ lệ thâm nhập của dung dịch màu vào ống ngà của 2

nhóm tại 3 vị trí 58

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hình vẽ mô phỏng và hình cắt dọc chân răng thật cho thấy hiệu ứng nhiệt

gây ra bởi sự tiếp xúc giữa đầu phát tia và thành ngà sau khi chiếu tia theo

chiều xoắn ốc trong ống tủy khô 6

Hình 1.2 Phân loại laser theo bước sóng trên quang phổ 7

Hình 1.3 Cách chiếu tia trong kĩ thuật laser thông thường 9

Hình 1.4 Đầu phát tia PIPS 16

Hình 1.5 Vị trí đầu phát tia khi sử dụng kĩ thuật PIPS 17

Hình 2.6 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 1 26

Hình 2.7 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 2 27

Hình 2.8 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 3 27

Hình 2.9 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 4 28

Hình 2.10 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 5 28

Hình 2.11 Quy trình cắt răng 30

Hình 2.12 Mở hình ảnh trong phần mềm ImageJ, cài đặt chuẩn hóa kích thước và điểm ảnh 33

Hình 2.13 Hình ảnh được phóng to và vẽ đường viền ống tủy Kết quả hiển thị ở bảng Results, cột Area 34

Hình 2.14 Xác định và vẽ đường viền lát cắt 34

Hình 2.15 Hình ảnh được mở ở chế độ 8 bit 35

Hình 2.16 Điều chỉnh Threshold tương ứng với phần nhiễm màu 35

Hình 2.17 Cài đặt tùy chọn chỉ đo diện tích vùng được chuyển màu 36

Hình 3.18 Hình chụp dưới kính hiển vi điện tử quét, độ phóng đại x1000, thể hiện

lớp mùn trên thành ống tủy ở nhóm bơm rửa thông thường tại 3 vị trí (A) 1/3chóp, (B) 1/3 giữa, (C) 1/3 cổ 39Hình 3.19 Hình chụp dưới kính hiển vi điện tử quét, độ phóng đại x1000, thể hiện

lớp mùn trên thành ống tủy ở nhóm hoạt hóa bằng laser theo kĩ thuậtSWEEPS tại 3 vị trí (A) 1/3 chóp, (B) 1/3 giữa, (C) 1/3 cổ 41Hình 3.20 Hình chụp dưới kính hiển vi soi nổi, độ phóng đại x20, thể hiện mức độ

nhiễm màu của ống ngà ở nhóm bơm rửa thông thường, tại 3 vị trí (D) 1/3chóp, (E) 1/3 giữa, (F) 1/3 cổ 44Hình 3.21 Hình chụp dưới kính hiển vi soi nổi, độ phóng đại x20, thể hiện mức độ

nhiễm màu của ống ngà ở nhóm hoạt hóa bằng laser theo kĩ thuật SWEEPS,tại 3 vị trí (D) 1/3 chóp, (E) 1/3 giữa, (F) 1/3 cổ 45

MỞ ĐẦU

Nội nha là điều trị bắt buộc giúp giữ lại các răng có bệnh lý tủy hoặc vùngquanh chóp Thất bại của điều trị nội nha liên quan phần lớn đến việc hệ thống ốngtủy không được làm sạch Tuy nhiên, điều này cho đến hiện nay vẫn còn là mộtthách thức do cấu trúc phức tạp của ống tủy với các vùng eo thắt, ống tủy phụ, ốngtủy bên và những khúm vi khuẩn có khả năng xâm nhập đến độ sâu 1480 µm trongống ngà [19] Các bước sửa soạn góp phần làm sạch ống tủy nhưng lại tạo ra mộtlượng lớn mùn trong quá trình làm việc, bao gồm mảnh vụn ngà, mô tủy còn sót, vikhuẩn, chính vì vậy theo Peter và cộng sự, việc làm sạch chỉ bằng dụng cụ đơnthuần là không thể, do có đến 35 – 53% thành ống tủy không được dụng cụ tiếp cận[61] Cho đến hiện nay, việc làm sạch cơ học kết hợp dung dịch bơm rửa với khảnăng diệt khuẩn, hòa tan mô hữu cơ là quy trình chuẩn Bơm rửa truyền thống vớikim là cách làm phổ biến và đơn giản, do vị trí kim cũng như lượng dung dịch đưavào ống tủy được kiểm soát, nhưng dung dịch chỉ đi xa hơn vị trí đầu kim khoảng 1

mm [35], với dung dịch bơm rửa là NaOCl thì độ sâu thâm nhập vào ống ngà vẫnrất hạn chế, nhất là ở vị trí phần ba chóp, chỉ khoảng 42 µm [3] Nghiên cứu củaRicucci và Siqueira (2010) cho thấy việc sửa soạn cơ – hóa học chỉ loại bỏ đượcphần nào mô ở lối vào những ống tủy bên, tuy nhiên mô viêm, hoặc nhiễm trùng, cóthể liên quan đến bệnh lí quanh chóp vẫn còn sót lại [64]

Laser, cùng với sự phát triển các loại đầu phát tia, được sử dụng trong nộinha từ đầu những năm 90 với mục tiêu cải thiện hiệu quả làm sạch ống tủy Hiệuứng mà laser tạo ra trong ống tủy phụ thuộc vào ái lực của chúng với mô và tế bàonhư nước, hydroxyapatite, các chất sắc tố khác Các bước sóng phổ nhìn thấy vàphổ hồng ngoại gần (laser Nd:YAG, diode, KTP) được hấp thụ kém trong nước vàhydroxyapatite nhưng có tác dụng kháng khuẩn sâu hơn trong ngà răng Ngược lại,laser erbium phổ hồng ngoại giữa có tác dụng nông trên thành ngà nhưng được hấpthụ cao trong nước và hydroxyapatite và có thể được sử dụng để loại bỏ màng sinhhọc trong ống tủy [70] Ban đầu, laser được sử dụng để chiếu trực tiếp vào ống tủy

với đầu phát tia đặt sâu bên trong, cách chiều dài làm việc 1 mm, đầu phát tia vừarút ra vừa di chuyển theo chiều xoắn ốc để tăng tiếp xúc với thành ngà Phươngpháp này khó sử dụng ở những ống tủy cong, ống tủy nhỏ và có thể gây ra những

hư hại do nhiệt lên thành ngà [56]

Gần đây, laser được sử dụng như một cách hoạt hóa dung dịch bơm rửa, nhờ

ái lực cao của bước sóng phổ hồng ngoại giữa với nước Năng lượng laser được hấpthụ bởi nước, trong trường hợp này là dung dịch bơm rửa, tạo hiệu ứng sủi bongbóng, và sự vỡ của các bóng hơi này tạo ra làn sóng áp lực giúp tăng lực xé lênthành ống tủy, tăng hiệu quả làm sạch ống tủy [46]

PIPS (photon-induced photoacoustic streaming - luồng quang âm tạo bởi ánhsáng laser) là một bước cải tiến, kĩ thuật này sử dụng laser erbium bước sóng 2940

nm ở mức năng lượng thấp dưới ngưỡng mài mòn, thời lượng xung ngắn, tính bằngmicro giây, với thiết kế đầu phát tia riêng Chính các thông số laser được sử dụngcùng vị trí đầu phát tia đặt trong buồng tủy đã giúp PIPS trở nên an toàn và ít xâmlấn [56]

Một cải tiến khác trong việc dùng laser hoạt hóa dung dịch bơm rửa làSWEEPS (shock wave enhanced emission photoacoustic streaming - Luồng quang

âm được tăng cường sóng xung kích) Đây là kĩ thuật sử dụng năng lượng lasererbium bước sóng 2940 nm ở chế độ phát xung kép, bao gồm việc phát xung thứ haivào thời điểm tối ưu để tăng hiệu quả của xung đầu tiên, góp phần hình thành sóngxung kích lan tỏa, đi sâu vào lòng ống tủy [41]

Hiện tại các nghiên cứu về hiệu quả làm sạch của phương pháp hoạt hóadung dịch bơm rửa bằng laser theo kĩ thuật SWEEPS còn chưa nhiều và kết quảcũng chưa thống nhất Với mong muốn có được cái nhìn tổng quát về hiệu quả củaSWEEPS trong hệ thống ống tủy với cấu trúc ba chiều phức tạp, chúng tôi thực hiện

đề tài ―Hiệu quả làm sạch ống tủy của laser erbium 2940 nm trong nội nha - nghiên

cứu in vitro‖.

Câu hỏi nghiên cứu

1 Có hay không sự khác biệt về hiệu quả làm sạch lớp mùn giữa bơm rửathông thường và hoạt hóa bằng laser theo kĩ thuật SWEEPS?

2 Có hay không sự khác biệt về tỉ lệ thâm nhập của dung dịch màu vào ốngngà giữa bơm rửa thông thường và hoạt hóa bằng laser theo kĩ thuậtSWEEPS ?

Giả thuyết nghiên cứu

Hoạt hóa dung dịch bơm rửa bằng laser erbium 2940 nm theo kĩ thuậtSWEEPS không làm tăng hiệu quả làm sạch lớp mùn và tỉ lệ thâm nhập vàoống ngà của dung dịch bơm rửa so với bơm rửa thông thường

2 So sánh tỉ lệ thâm nhập của dung dịch màu vào ống ngà tại ba vị trí tươngứng phần ba chóp, giữa và cổ, giữa nhóm bơm rửa thông thường và nhómđược hoạt hóa với laser erbium 2940 nm theo kĩ thuật SWEEPS, sử dụngkính hiển vi soi nổi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 SƠ LƯỢC VỀ LASER

LASER là từ viết tắt của cụm từ Light Amplification by Stimulated Emission

of Radiation trong tiếng Anh, có nghĩa là ―Khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kíchthích‖ Năm 1960, Theodore Maiman lần đầu tiên giới thiệu Ruby laser, tiếp sau đó

là laser He-Ne (Helium Neon), Nd:YAG (Neodymium: Yttrium-aluminum-gamet),Er:YAG (Erbium: Yttrium-aluminum-gamet), CO2 laser, laser diode,….ra đời

1.1.1 Tương tác giữa laser với mô

Có 4 loại tương tác sẽ xảy ra khi chiếu laser vào mô [65], [63]

Phản xạ là hiện tượng quang học khi tia laser chuyển hướng khỏi bề mặt môđích và không xảy ra tương tác Tia phản xạ có thể gây hại cho mắt vì với một sốlaser, chùm tia vẫn mang năng lượng cao khi khoảng cách lên đến 3 m Dùng lasererbium để cắt nướu xung quanh trụ phục hình implant là một ví dụ có lợi của tươngtác này khi tia laser bị phản xạ bởi titan

Tán xạ là sự đổi hướng của các photon, làm suy yếu năng lượng laser Đây làtương tác chiếm ưu thế khi chiếu laser phổ hồng ngoại gần vào mô mềm Tia tán xạ

có thể truyền nhiệt đến mô kế cận gây tổn thương mô không mong muốn [63]nhưng nó cũng có thể tạo ra hiệu quả điều trị ví dụ như diệt khuẩn ở xa vùng chiếukhi sử dụng bước sóng đỏ và bước sóng hồng ngoại gần [56]

Truyền qua là khi ánh sáng đi qua mô mà không gây ra tương tác nào Nănglượng laser có thể truyền qua các mô ở bề mặt để tương tác với các mô ở sâu hơnnhư khi sử dụng laser Nd:YAG hay laser diode Tương tác này phụ thuộc chủ yếuvào bước sóng sử dụng

Hấp thụ là tương tác quan trọng nhất Mỗi bước sóng được hấp thụ bởi mộtchromophore đặc trưng – phân tử quyết định ái lực của mô với ánh sáng Phần nănglượng hấp thụ sẽ chuyển thành năng lượng nhiệt, quang hóa, quang cơ hay quang

âm tùy theo loại laser sử dụng, phương thức phát tia và các thông số khác để tạo rahiệu quả điều trị mong muốn Laser phổ hồng ngoại gần như Nd:YAG hay diode

được hấp thụ chủ yếu bởi hemoglobin và melanin Laser erbium và CO2 hấp thụchủ yếu bởi nước và hydroxyapatite.

1.1.2 Hiệu ứng sinh học được tạo ra [65], [50]

1.1.2.1 Quang nhiệt

Xảy ra khi chromophore hấp thụ năng lượng laser và chuyển thành nhiệt, tạohiệu quả điều trị ví dụ như cắt mô hoặc cầm máu Quang nhiệt là hiệu ứng chiếm ưuthế khi sử dụng laser trong các thủ thuật mô mềm Lượng nhiệt tạo ra này ngoàihiệu quả điều trị còn có thể gây hại tới mô

1.1.2.2 Gián đoạn quang

Gián đoạn quang hay cắt bằng ánh sáng là quá trình loại bỏ mô cứng Laserxung ngắn với năng lượng cao tương tác với nước trong mô và tay khoan gây ra sựgiãn nở nhiệt nhanh chóng của các phân tử nước và điều này tạo ra một luồng sóngxung kích có khả năng phá vỡ khuôn men và xương

1.1.2.3 Quang hóa

Laser được sử dụng để kích hoạt các phân tử chromophore ngoại sinh (photoacceptor) Phân tử hấp thụ năng lượng có thể gây ra các phản ứng hóa học trong môxung quanh Phân tử này có thể biến thành chất độc, thường liên quan đến gốc oxy

tự do có thể gây chết tế bào bằng cách phá hủy phân tử DNA

1.1.2.4 Quang sinh học

Là hiệu ứng liên quan đến khả năng làm giảm phù nề, giảm đau, nhanh lànhthương của laser Nhiều nghiên cứu chỉ ra khả năng làm tăng tổng hợp collagen,tăng sinh sợi, tăng tạo xương của nhiều bước sóng laser Cơ chế chính xác củanhững hiệu ứng này chưa rõ ràng, nhưng có lẽ liên quan đến hiệu ứng quang hóa,quang sinh học khi laser tương tác với khung tế bào và ti thể Quang sinh học trongnha khoa liên quan đến việc giảm đau sau phẫu thuật, điều trị những bệnh nhưherpes tái phát, viêm loét áp tơ Hiệu ứng này còn được biết đến với tên gọi liệupháp laser công suất thấp

1.1.3 Tác động của laser trong nội nha

1.1.3.1 Đối với vi khuẩn

Khả năng diệt khuẩn của laser liên quan đến hiệu ứng quang nhiệt Do cấutrúc thành tế bào khác nhau nên vi khuẩn gram âm dễ bị tiêu diệt hơn với mức nănglượng và thời gian ít hơn so với vi khuẩn gram dương [56]

Laser có thể gây tổn thương trực tiếp đến tế bào vi khuẩn thông qua hiệu ứngquang nhiệt, làm thay đổi áp suất thẩm thấu, gây chết tế bào [52]

Ngoài ra, laser khi chiếu trên bề mặt ống tủy sẽ được hấp thụ vào các chấtnền của ngà răng, mà vi khuẩn bám dính trên thành ngà, do hiệu ứng quang nhiệt,ngà nóng lên gây ra sự tăng nhiệt độ đủ cao để giết chết những vi khuẩn bám trên

đó [62]

1.1.3.2 Đối với bề mặt ngà

Sippus (2019) cho rằng ngoài hiệu quả làm sạch, thì nhiệt lượng mà laserphát ra cũng gây hại cho thành ngà Cả laser bước sóng hồng ngoại gần và giữa đềutạo ra nhiệt lượng khi chúng được sử dụng trong ống tủy khô Laser phổ hồng ngoạigần chỉ làm sạch được một phần lớp mùn, laser phổ hồng ngoại giữa tuy có hiệuquả làm sạch lớp mùn hơn, nhưng lại làm nóng bề mặt ngà [69] Những ống tủy hẹphoặc cong, khi sử dụng laser mà không được bơm rửa, có thể làm dời lỗ chóp, tạokhấc, hoặc thủng chân răng [56]

Hình 1.1 Hình vẽ mô phỏng và hình cắt dọc chân răng thật cho thấy hiệu ứng nhiệt gây ra bởi sự tiếp xúc giữa đầu phát tia và thành ngà sau khi chiếu tia

theo chiều xoắn ốc trong ống tủy khô

Nguồn: Olivi (2016) [56].

1.1.3.3 Đối với dung dịch bơm rửa

Blanken (2009) khi nghiên cứu về cơ chế hoạt hóa dung dịch bơm rửa củalaser đã chứng minh NaOCl cũng có khả năng hấp thụ năng lượng laser và tạo racác hiệu ứng giống những gì xảy ra với nước [12]

Nhiều nghiên cứu về tác động hoạt hóa dung dịch bơm rửa đã cho thấy lasererbium có thể tạo ra sự chuyển động với tốc độ cao của dòng dung dịch bơm rửa[69], bởi dịch bơm rửa sẽ hấp thụ năng lượng laser erbium, nóng đến nhiệt độ sôitức thì, bong bóng hình thành tại đầu phát tia laser và vỡ ra ngay sau đó, tạo ra lànsóng có áp lực trong lòng dung dịch bơm rửa Làn sóng này tạo lực xé lên thành ngàgiúp loại bỏ vi khuẩn, màng sinh học

1.1.4 Laser erbium bước sóng 2940 nm

Laser erbium bước sóng 2940 nm hay còn gọi là laser Er:YAG(Erbium:Yttrium-aluminum-garnet laser), là một loại laser rắn, thuộc phổ hồngngoại giữa, bởi khi được kích thích, tinh thể YAG phát ra photon với bước sóng

2940 nm

Hình 1.2 Phân loại laser theo bước sóng trên quang phổ.

Nguồn: Olivi (2016) [56].

Laser Er:YAG được đưa vào nha khoa từ những năm cuối thập niên 80, đầuthập niên 90, với mục đích ban đầu là làm sạch lỗ sâu thay cho mũi khoan Từ năm

1998, laser Er:YAG được bắt đầu nghiên cứu sử dụng trong nội nha bởi khi đóngười ta đã có thể chế tạo ra đầu phát tia nhỏ đưa được vào sâu trong ống tủy

Bước sóng của laser erbium được hấp thụ nhiều bởi nước, mà nước lại hiệndiện ở nhiều mô, từ mô mềm vùng miệng, mô cứng trong răng, mô xương nên lasererbium được xem là có hiệu quả với ―tất cả các loại mô‖ [56]

Bảng 1.1 Phân loại laser theo mô đích tác dụng.

Nd:YAG, Nd:YAP

Er,Cr:YSGGEr:YAG

Hydroxyapatite cũng hấp thụ năng lượng ở bước sóng này, nhưng không cógiá trị trên lâm sàng

Laser erbium tạo hiệu ứng quang nhiệt khi được chiếu trên bề mặt ống tủy.Hiệu ứng này làm bay hơi lớp mùn và khử khuẩn ống tủy nhưng bởi bản chất laserphổ hồng ngoại giữa chỉ được hấp thụ ở bề mặt nông nên tác dụng của nó giới hạn ởkhoảng 250 – 300 µm [56], và nếu năng lượng được sử dụng quá lớn, vượt quangưỡng, thì lớp ngà sẽ dễ bị bào mòn

Khi chiếu laser erbium vào ống tủy chứa đầy dung dịch bơm rửa, khôngnhững hạn chế tác hại gây ra do nhiệt lên bề mặt ngà bị chiếu tia mà còn tạo đượchiệu ứng quang – cơ – sóng âm, giúp khuấy động dòng dịch bơm rửa theo cả bachiều trong hệ thống ống tủy

1.2 CÁC KĨ THUẬT LÀM SẠCH SỬ DỤNG LASER TRONG NỘI NHA 1.2.1 Kĩ thuật laser thông thường

Là kĩ thuật đầu tiên được sử dụng trong nội nha Năm 2013 Olivi lấy tên này

để phân biệt với các phương pháp chiếu tia có kết hợp thêm chất bơm rửa, khángkhuẩn khác [54] Phương pháp này sử dụng đầu phát tia 200 – 300 µm, đưa vàotrong ống tủy, thường cách chiều dài làm việc 1 mm, tia laser được phát đồng thờivới động tác rút ra theo hình xoắn ốc Thiết kế đầu phát tia cho phép năng lượnglaser truyền ra phía trước, hạn chế truyền và thâm nhập sang bên

Hình 1.3 Cách chiếu tia trong kĩ thuật laser thông thường.

Nguồn: Olivi (2016) [56].

Đây là kĩ thuật được sử dụng với nhiều bước sóng laser Laser phổ hồngngoại giữa được nước trong ngà răng hấp thụ, lan truyền khắp bề mặt nông củathành ngà, đem lại hiệu quả làm sạch, bằng cách gây bốc hơi lớp mùn, lộ ống ngà,tăng tính thấm của ống ngà

Ali và cộng sự (2005) so sánh hiệu quả làm sạch lớp mùn và mảnh vụn ngàkhi sử dụng laser Er,Cr:YSGG với bơm rửa thông thường, tác giả kết luận rằng hiệuquả làm sạch tăng đáng kể ở những răng trong nhóm sử dụng laser [6]

Kokuzawa và cộng sự (2012) đánh giá khả năng tạo dạng ống tủy khi sửdụng laser Er:YAG, quan sát trên kính hiển vi điện tử quét cho thấy bề mặt ngà

sạch, với những ống ngà mở Tác giả cũng nhấn mạnh rằng để đạt hiệu quả bốc hơilớp mùn, đòi hỏi phải đặt nguồn phát tia gần với thành ống tủy [34].

Laser phổ hồng ngoại gần với khả năng xuyên sâu, nên có thể khuếch tán sâuvào trong ống ngà, đem lại hiệu quả khử khuẩn sâu

Phạm Văn Khoa (2011) đánh giá lớp mùn trên bề mặt thành ống tủy sau khichiếu laser diode 980 nm, kết quả ở cùng tần số 100 Hz, công suất 3 W làm sạchlớp mùn vùng chóp hơn so với công suất 4 W [2]

Laser diode bước sóng 810 nm cũng cho thấy hiệu quả diệt vi khuẩn

Enterococcus faecalis trong một nghiên cứu in vitro thực hiện trên 34 răng cối nhỏ,

nhưng hiệu quả thấp hơn so với dung dịch NaOCl 3% [53] Hiệu quả diệt khuẩntương tự cũng đạt được khi chiếu laser diode 970 nm trong 40 giây [18]

Tuy vậy, khi sử dụng trong ống tủy khô, cả hai phổ laser đều tạo ra hiệu ứngnhiệt riêng Laser erbium với hiệu ứng nhiệt và mài mòn, tạo ra những bề mặt ngàbất thường, tạo khấc hoặc dời lỗ chóp, hoặc nặng hơn nữa là thủng chân răng, đều lànhững tác hại gây ra do nhiệt

Matsuoka và cộng sự (2005) sử dụng laser Er,Cr:YSGG để sửa soạn ống tuỷvới đầu phát tia 200, 320 µm, ở 2 W, 3 W, 20 Hz cho thấy hiệu quả làm sạch nhưng

có những vùng ngà bất thường [47]

Silva và cộng sự (2010) nghiên cứu hình thái và tính thấm của ngà sau khichiếu laser Er,Cr:YSGG với tần số 20 Hz ở các mức năng lượng 0,75, 1,5, 2,5 W.Quan sát trên SEM cho thấy khi sử dụng laser ở 1,5 và 2,5 W bề mặt ngà trở nên bấtthường với những thay đổi hình thái làm tăng tính thấm của ngà [68]

Nhiều nghiên cứu đánh giá sự tăng nhiệt độ và những thay đổi hình thái ngàgây ra bởi laser phổ hồng ngoại gần, cho thấy lớp mùn chỉ được lấy sạch một phần,ống ngà đóng bởi có những vùng ngà bị kết tinh do ảnh hưởng của nhiệt [58]

He và cộng sự (2009) nghiên cứu sự tăng nhiệt độ tại cổ và chóp răng vớilaser Nd:YAG ở các mức năng lượng, cho thấy có sự thay đổi hình thái gây ra donhiệt Sự tăng nhiệt độ nhiều nhất là ở chóp tương ứng với mức năng lượng cũngnhư tần số được sử dụng [25]

Kĩ thuật laser thông thường ngoài những hư hại gây ra do nhiệt, còn bất lợibởi sự khó tiếp cận ở những ống tủy cong hay những vùng eo thắt, ống tủy bên Để

có thể đưa đầu phát tia vào sâu trong ống tủy, phải sửa soạn và tạo dạng ống tủy lớnhơn đường kính đầu phát tia, điều này có thể gặp khó khăn ở những ống tủy conghoặc ống tủy nhỏ và càng làm tăng nguy cơ tạo khấc, thủng, hoặc làm yếu chânrăng

Với những hạn chế trên, kĩ thuật laser thông thường chưa hoàn toàn đáp ứngđược yêu cầu của điều trị nội nha

1.2.2 Liệu pháp quang động học diệt khuẩn

Cơ chế của liệu pháp quang động học diệt khuẩn là sử dụng laser kích hoạtống tủy chứa chất nhạy sáng có hoạt tính kháng khuẩn, gây ra hiệu ứng quang hóa,kích hoạt các phân tử của chất nhạy sáng, giải phóng các gốc tự do có tác dụng diệtkhuẩn Laser với bước sóng trong phổ nhìn thấy (635 tới 675 nm) và laser phổ hồngngoại gần (810 nm) thường được sử dụng trong kĩ thuật này [56]

1.2.3 Laser hoạt hóa dung dịch bơm rửa (Laser Activated Irrigation – LAI)

Bơm rửa đóng vai trò quan trọng trong nội nha, tuy nhiên hiệu quả của nó bịhạn chế bởi sự phức tạp của hệ thống ống tủy và khả năng thâm nhập vào sâu trongống ngà của dịch bơm rửa Do vậy, cải thiện dòng chảy của dịch bơm rửa được xem

là yếu tố quan trọng Những năm gần đây, nhiều nghiên cứu được thực hiện đểchứng tỏ khả năng hoạt hóa dung dịch bơm rửa của laser

LAI - dịch bơm rửa hoạt hóa bằng laser nghĩa là dịch bơm rửa sẽ được hoạthóa nhờ hấp thụ năng lượng laser Đầu phát tia laser được đặt trong lòng ống tủychứa đầy dung dịch bơm rửa, sau đó có thể di chuyển đầu phát tia với biên độ nhỏhoặc để yên hoặc rút từ từ ra khỏi ống tủy

Kĩ thuật này sử dụng laser phổ hồng ngoại giữa (laser erbium) bởi sự hấp thụcao của nước trong dịch bơm rửa cũng như nước trong thành ngà với phổ laser này.Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để khảo sát khả năng hoạt hóa dung dịch bơmrửa của các bước sóng khác Meire và cộng sự (2009) khi sử dụng laser Nd:YAG,

KTP khảo sát hiệu quả diệt khuẩn Enterococcus faecalis đều cho kết quả kém hơn

so với NaOCl, điều này được giải thích là bởi laser chỉ truyền qua vi khuẩn màkhông tạo ra tương tác gì [48] Michiels và cộng sự (2010) cũng khẳng định sự thiếutương tác giữa laser Nd:YAG và NaOCl [80] Deleu và cộng sự (2013) cho thấy cóbóng hơi được tạo thành khi sử dụng laser diode 980 nm ở công suất cao và hiệuquả làm sạch tốt hơn khi so với bơm rửa thông thường Bóng hơi cũng được Hmud

và cộng sự (2010) quan sát thấy khi thử nghiệm với laser bước sóng hồng ngoại gần

940 nm và laser diode 980 nm [26], nhưng khác so với laser Er:YAG, bởi laserdiode 980 nm tạo ra bóng hơi vài giây sau khi phát tia và dễ thấy được bằng mắtthường, bóng hơi cũng chỉ được tạo ra khi công suất sử dụng trên 7 W, mức nănglượng này có thể không phù hợp trên lâm sàng vì những hư hại gây ra do nhiệt [15]

 Cơ chế của LAI [12], [46]

Năm 2009, Blanken và cộng sự thông qua phương pháp ghi lại hình ảnh tốc

độ cao, cho thấy các bóng hơi hình thành bởi sự bốc hơi của dịch bơm rửa, sẽ giãn

ra và vỡ, tạo thành các đợt sủi bong bóng thứ cấp Sự hiện diện của nước hay dịchbơm rửa là rất cần thiết bởi nếu không có nước hấp thụ năng lượng laser, sẽ không

có hiện tượng sủi bong bóng và cũng không có chuyển động của dòng dịch bơmrửa Blanken sử dụng laser Er,Cr:YSGG với xung phát ra trong 130 µs Khởi đầuphát tia, lớp dung dịch với độ dày khoảng 2 µm sẽ hấp thụ năng lượng, lập tức nóngđến nhiệt độ sôi ở áp suất cao và chuyển thành hơi Hơi ở áp suất cao bắt đầu giãn

nở nhanh và tạo ra khoảng trống phía trước đầu phát tia Khi laser tiếp tục truyềnnăng lượng, ánh sáng xuyên qua bong bóng và làm bay hơi tiếp lớp nước phía trướcbong bóng Quá trình này duy trì trong suốt thời gian phát tia Khi ngưng phát tia,hơi nguội và co lại, dung dịch quanh bóng sẽ nhanh chóng di chuyển để lấp khoảngtrống Bong bóng bắt đầu vỡ ra tại vị trí mà nó giãn nở, tách ra khỏi đầu phát tia,nước tràn vào bong bóng từ phía sau Sau 260 µs, bong bóng hoàn toàn biến mất.Hiện tượng này sẽ lặp lại mỗi lần phát tia trong môi trường nước tự do Tuy nhiên,trong điều kiện ống tủy nhỏ, quá trình hình thành bong bóng sẽ khác Thành ống tủycản trở bong bóng mở rộng tự do ra phía bên, nên dòng nước chỉ có thể di chuyểntheo chiều dọc ống tủy, nhưng chính nước cản trở hơi giãn nở về phía trước, nên

bong bóng hình thành dọc theo đầu phát tia Áp lực trong lòng bong bóng duy trì ởmức cao trong thời gian dài để kháng lại sức cản của nước Matsumoto và cộng sự(2011) đã đo được khoảng thời gian này, từ 220 µs kéo dài lên đến 700 µs [46] Tạithời điểm bong bóng vỡ sẽ tạo ra luồng sóng di chuyển với tốc độ cao, Blanken vàcộng sự (2009) đo được tốc độ dòng chảy là 21 m/s, với dòng chảy tốc độ cao đó,đợt sủi bong bóng thứ phát với những bong bóng nhỏ hơn tạo ra dọc theo thành ốngtuỷ, và sự vỡ ra của những bong bóng này tăng thêm năng lượng cho dòng chảy,tăng thêm lực xé trên thành ống tủy, tăng hiệu quả lâm sàng [12].

De Moor và cộng sự (2009) so sánh hiệu quả làm sạch trong ống tủy giữabơm rửa truyền thống, siêu âm, và LAI sử dụng laser Er,Cr:YSGG 75 mJ, 20 Hz,1,5 W với đầu phát tia phẳng, đường kính 200 µm để yên cách chóp 5 mm, cho thấyhiệu quả của LAI có ý nghĩa thống kê [14]

Guidotti và cộng sự (2012) thử nghiệm về khả năng loại bỏ lớp mùn khỏiống tủy của laser Er:YAG, 1 W, 20 Hz, 50 mJ, xung 50 µs Tác giả kết luận rằngEDTA 17% khi được hoạt hóa với laser Er:YAG cho hiệu quả làm sạch cao hơn khichỉ bơm rửa thông thường Laser Er:YAG hoạt hóa EDTA 17% cũng làm sạch hiệuquả hơn khi hoạt hóa NaOCl 2,5% [24]

Passalidou và cộng sự (2018) so sánh mức độ làm sạch trên thành ống tủy vàvùng eo thắt ở chân gần răng cối lớn hàm dưới, giữa phương pháp bơm rửa thôngthường, siêu âm và LAI (sử dụng laser Er:YAG), các răng được cắt dọc để ghi nhậntình trạng vụn ngà trước và sau khi bơm rửa Kết quả cho thấy không có phươngpháp nào loại bỏ hoàn toàn được vụn ngà, tuy nhiên LAI cho kết quả cao hơn có ýnghĩa thống kê so với bơm rửa thông thường, cả trên thành ống tủy và trong vùng

eo thắt [59]

 Những thông số ảnh hưởng đến sự hình thành bóng hơi

- Năng lượng: khi sử dụng năng lượng càng cao, bóng hơi xuất hiện và tồn tại

lâu hơn so với khi sử dụng năng lượng thấp Kích thước bóng hơi tạo ra cũnglớn hơn khi sử dụng năng lượng cao, hoặc với cùng mức năng lượng nhưngkích thước đầu phát tia lớn cũng tạo ra bóng hơi lớn hơn [12]

- Thời lượng xung ảnh hưởng đến sự tạo thành và kích thước bóng hơi Xung

ngắn tạo được đỉnh công suất cao, bóng hơi hình thành nhanh hơn, kíchthước bóng hơi cũng tương tự như khi tạo bởi năng lượng cao ở xung dàihơn, nhưng sử dụng năng lượng cao quá ngưỡng mài mòn của ngà có thể gây

ra hư hại trên bề mặt ngà bị chiếu tia [56]

- Tần số: nhiều xung trong 1 giây tạo ra nhiều bóng hơi và theo sau là những

bong bóng thứ phát Theo Olivi, 15 – 20 Hz là tần số lí tưởng nhất để tạohiện tượng sủi bong bóng [56]

- Thiết kế đầu phát tia: ảnh hưởng đến hình dạng bóng hơi tạo thành bởi hình

dạng đầu phát tia quyết định hướng truyền năng lượng laser Đầu phát tiathông thường có dạng phẳng, nên năng lượng chỉ truyền ra trước mà khôngtruyền sang bên Blanken sử dụng đầu phát tia dạng phẳng tạo được bongbóng hơi hình oval, dài [12] Hiện tại có nhiều dạng thiết kế đầu phát tia.Đầu phát tia dạng hình nón tạo bong bóng tròn do năng lượng truyền ra 3chiều, hạn chế truyền ra trước Do đó, dạng hình nón an toàn hơn [46]

- Vị trí đầu phát tia: tương tự như kĩ thuật laser thông thường, LAI đặt đầu

phát tia vào sâu trong ống tủy Việc sửa soạn ống tủy lớn, sử dụng đầu pháttia dạng phẳng, đưa gần hết chiều dài làm việc làm tăng khả năng đẩy dungdịch bơm rửa quá chóp, một số tác giả cho rằng đặt đầu phát tia cách lỗ chóp

5 mm có thể hạn chế điều này [14], [46]

Trong một nghiên cứu về khả năng làm sạch ở các thông số laser khác nhau,Meire và cộng sự (2016) cho thấy năng lượng, độ dài xung, tần số, thời gian chiếutia và vị trí đầu phát tia đều ảnh hưởng quan trọng đến hiệu quả làm sạch của LAI.Khi sử dụng laser với năng lượng và tần số cao hơn, độ dài xung ngắn hơn, chiếutrong thời gian dài hơn với đầu phát tia đặt gần rãnh sẽ cho hiệu quả làm sạch tốthơn, còn hình dạng và kích thước đầu phát tia ảnh hưởng không có ý nghĩa đến hiệuquả làm sạch [49] Tuy nhiên, nghiên cứu của Kouno và cộng sự (2020) lại chỉ rakích thước đầu phát tia và năng lượng xung ảnh hưởng đến các thông số của bónghơi hình thành Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng khi sử dụng laser Er:YAG để hoạt hóa

dung dịch bơm rửa, tần số là yếu tố quan trọng đóng góp vào hiệu quả làm sạch, bởikhi tăng tần số thì các thông số của bóng hơi như số lượng, kích thước tối đa hayvận tốc đều tăng [37].

Hiện tại, do sự thiếu đồng bộ về các thông số laser sử dụng trong các nghiêncứu, từ bước sóng, năng lượng, đầu phát tia, hay vị trí của đầu phát tia mà LAI vẫncòn là kĩ thuật gây tranh cãi về hiệu quả và tính an toàn của nó

PIPS và SWEEPS hiện là hai kĩ thuật dùng laser hoạt hóa dung dịch bơm rửađược cải tiến với hi vọng mang lại hiệu quả cao hơn

1.2.3.1 PIPS (Photon-induced photoacoustic streaming)

PIPS là thuật ngữ được sử dụng đầu tiên bởi Enrico DiVito vào năm 2006,nghĩa là luồng quang âm được tạo bởi ánh sáng PIPS là cách hoạt hóa dung dịchbơm rửa bằng laser, sử dụng năng lượng thấp dưới ngưỡng mài mòn với thời lượngxung ngắn (tính bằng micro giây), đầu phát tia thuôn, trơn, đặt yên trong buồng tủychứa đầy dung dịch bơm rửa, tạo ra làn sóng phân tán và lan truyền trong lòng dungdịch, vừa tạo được hiệu quả lâm sàng, vừa tránh được những tổn hại do nhiệt

 PIPS khác với LAI ở những điểm sau:

- Sử dụng đầu phát tia riêng (Hình 1.4)

- Sử dụng năng lượng dưới ngưỡng mài mòn, hoặc mài mòn tối thiểu

- Thời lượng xung ngắn nên tạo được đỉnh công suất cao, theo công thức: công

suất đỉnh = năng lượng/ thời lượng xung

- Đầu phát tia để yên trong buồng tủy, không phải trong ống tủy (Hình 1.5)

- PIPS dựa trên quan điểm xâm lấn tối thiểu nên chỉ đòi hỏi sửa soạn ống tủy ở

mức tối thiểu

 Những thông số ảnh hưởng

- Năng lượng: Hiện nay, 20 mJ được xem là mức năng lượng chuẩn của PIPS

trong nội nha nhưng mức năng lượng có thể giảm xuống 15, 10 hoặc thậmchí 5 mJ để dễ kiểm soát việc hoạt hóa dịch bơm rửa ví dụ như những trườnghợp răng có lỗ chóp mở

- Thiết kế đầu phát tia laser: Thiết kế đầu phát tia laser dạng thuôn và 4 mm

cuối trơn không có vỏ bọc giúp năng lượng truyền ra phía bên Đường kínhđầu phát tia lớn làm tăng bề mặt tiếp cận giữa laser với dịch bơm rửa xungquanh, làm tăng hiệu quả của laser

Sử dụng năng lượng thấp và kích thước đầu phát tia lớn còn giúp giảm hoặchạn chế tác dụng bào mòn bề mặt ngà của laser erbium [56]

Hình 1.4 Đầu phát tia PIPS.

Nguồn: Olivi (2013) [54].

- Thời lượng xung: thời lượng xung cực ngắn (50 µs), nên mỗi xung khi tương

tác với nước tạo ra đỉnh công suất cao, hình thành dòng dịch bơm rửa dịchchuyển với tốc độ cao trong lòng ống tủy [54]

― Năng lượng thấp, thiết kế đầu phát laser đặc trưng và xung cực ngắn‖ là 3yếu tố tạo nên hiệu quả của PIPS [56]

- Tần số: Ở tần số 15 Hz, xung laser phát ra liên tục, tạo những luồng sóng với

tốc độ cao di chuyển trong lòng dung dịch (luồng sóng âm) Những luồngsóng này tạo ra sự chuyển động nhanh và lan tỏa theo cả 3 chiều của dòngdịch bơm rửa, giúp cải thiện việc làm sạch lớp mùn cũng như loại bỏ màngsinh học [29]

- Vị trí đầu phát tia: Đặt yên trong buồng tủy, gần miệng ống tủy Một số ưu

điểm của vị trí đầu phát tia:

+ Không cần sửa soạn ống tuỷ quá lớn

+ Tăng hiệu quả khi sử dụng ở những ống tủy cong, ống tủy nhỏ+ Vị trí đầu phát tia xa lỗ chóp hạn chế đẩy quá chóp Điều này đượcchứng minh trong nghiên cứu của Peeters và Mooduto (2013) khi giữ yênđầu phát tia trong buồng tủy, không quan sát thấy dung dịch bơm rửa bịđẩy ra ngoài chóp [60].

Hình 1.5 Vị trí đầu phát tia khi sử dụng kĩ thuật PIPS.

Nguồn: Olivi (2013)[54]

 Các nghiên cứu về hiệu quả làm sạch sử dụng kĩ thuật PIPS

DiVito và cộng sự (2010) nghiên cứu trên 80 răng một chân, sử dụng laserEr:YAG, 15 Hz, 20 mJ, 50 µs, với đầu phát tia dài 12 mm đường kính 400 µm, đặtyên trong buồng tủy, với các nhóm dung dịch bơm rửa và thời gian chiếu tia khácnhau, cho thấy sử dụng laser làm sạch lớp mùn có ý nghĩa so với bơm rửa truyềnthống bằng xilanh – kim và ở mức năng lượng được sử dụng, không có tổn hại bềmặt ngà gây ra do nhiệt [16]

Nghiên cứu của DiVito và cộng sự (2011) khẳng định khả năng loại bỏ lớpmùn ở thành ống tủy của laser Er:YAG sử dụng theo kĩ thuật PIPS và hiệu quả làmsạch đạt được cao nhất khi sử dụng kết hợp với EDTA, so với bơm rửa bằng nướcmuối [17]

Lloyd và cộng sự (2013) qua nghiên cứu trên vùng eo thắt ở răng cối lớnhàm dưới, kết luận PIPS có khả năng loại bỏ vụn ngà, mô tủy , tăng thể tích tronglòng ống tủy, cao hơn có ý nghĩa thống kê, khi so sánh với bơm rửa thông thường[39]

Arslan và cộng sự (2014) so sánh hiệu quả của PIPS với bơm rửa thôngthường, sóng âm, siêu âm sử dụng dung dịch NaOCl 1%, bằng cách đánh giá lượngvụn ngà trong rãnh được tạo phía chóp răng PIPS loại bỏ vụn ngà hiệu quả nhất, có

ý nghĩa thống kê [8]

Nghiên cứu trên chân xa răng cối sữa hàm dưới, Kokurt và cộng sự (2018)

kết luận số lượng vi khuẩn Enterococcus faecalis giảm có ý nghĩa ở các nhóm sử

dụng laser Nd:YAG, laser diode, và laser Er:YAG (PIPS) so với chỉ sử dụngNaOCl Nhóm dùng laser Er:YAG theo kĩ thuật PIPS làm sạch thành ngà và nhiềuống ngà mở so với những nhóm còn lại [35]

1.2.3.2 SWEEPS (Shock Wave Enhanced Emission Photoacoustic Streaming)

Khi LAI được giới thiệu, người ta tin rằng sự vỡ của các bóng hơi sẽ tạođược sóng xung kích, giúp tăng hiệu quả làm sạch Nhưng trong môi trường giớihạn như ống tủy, sự giãn nở tự do của bóng hơi là không thể, quá trình giãn nở cũngnhư co lại của bóng hơi đều bị chậm lại do lực ma sát với thành ống tủy và bởi chấtlỏng bên trong không gian giới hạn không thể dời chỗ nhanh chóng được Do vậychu kì dao động của bóng hơi có thể kéo dài hơn 10 lần so với môi trường tự do[42], [79] và sự vỡ của bóng hơi không đủ mạnh để tạo ra sóng xung kích

Vì lí do đó, SWEEPS đã được phát triển để cải thiện hiệu quả của LAI trongnội nha SWEEPS – luồng quang âm được tăng cường sóng xung kích, bao gồmviệc phát xung thứ hai tại khoảng thời gian thích hợp khi bóng hơi ban đầu – tạo bởixung laser đầu tiên - đang trong giai đoạn nổ Sự phát triển của bóng hơi thứ hailàm tăng tốc độ nổ của bóng hơi ban đầu, và sự vỡ đồng thời của các bóng hơi thứcấp nhỏ hơn đi kèm, góp phần hình thành các sóng xung kích đi sâu vào lòng ốngtủy, tăng hiệu quả làm sạch và khử khuẩn Tương tự PIPS, SWEEPS sử dụng nănglượng laser Er:YAG ở mức thấp dưới ngưỡng mài mòn Nghiên cứu của Lukac chothấy sóng áp lực có thể tăng lên 1,5 lần khi phát các xung laser Er:YAG kép tạikhoảng thời gian tối ưu [79]

Một điều cần lưu ý là sự khuếch đại của các đợt sóng áp lực không thể đạtđược chỉ bằng cách tăng năng lượng xung laser ban đầu Lí do là bởi sử dụng năng

lượng càng cao, bóng hơi tạo thành có kích thước càng lớn so với kích thước hạnchế của ống tủy, làm kéo dài thời gian dao động của bóng hơi [41] Bên cạnh đó,ngưỡng mài mòn ngà cũng là một yếu tố cần quan tâm khi điều trị nội nha, và nóphụ thuộc vào năng lượng mỗi xung laser.

Hình dạng và kích thước đầu phát tia cũng là yếu tố ảnh hưởng áp lực tạo rabên trong ống tủy Khi so sánh giữa đầu phát tia kích thước 400 và 600 µm, hiệuquả đạt được sẽ cao hơn khi sử dụng đầu 400 µm, dù là dạng đầu bằng hay đầunhọn Với đầu phát tia kích thước 600 µm, đầu nhọn cho hiệu quả hơn so hơn vớiđầu bằng [78]

Khi sử dụng chế độ phát xung kép với khoảng thời gian phát 2 xung cố định

ở chế độ X-SWEEPS, để đạt hiệu quả tăng cường sóng xung kích cũng như áp lựcdịch bơm rửa, người dùng phải điều chỉnh khoảng thời gian phát xung thứ hai gầnvới thời gian nổ của bóng hơi tạo bởi xung laser ban đầu, nghĩa là thời gian phátxung tối ưu tương đương với thời gian dao động của bóng hơi Thời gian dao độngcủa bóng hơi thay đổi phụ thuộc không những vào các thông số laser, mà còn vàokích thước rất khác nhau của ống tủy mỗi răng được điều trị, cũng như vị trí chínhxác của đầu phát tia, ở giữa hay gần thành ống tủy Đây cũng là điều cần lưu ý khi

sử dụng SWEEPS trong thực hành lâm sàng Tuy nhiên các nghiên cứu gần đây chothấy có thể dự đoán được thời gian dao động của bóng hơi dựa trên kích thước đãbiết của lỗ mở tủy và thời gian này thường dài hơn ở những lỗ mở tủy có kích thướcnhỏ Những phát hiện này giúp xác định thời gian phát xung tối ưu đơn giản hơn[40], [79]

Auto-SWEEPS được phát triển như một giải pháp cải tiến Với chế độ này,khoảng cách thời gian giữa 2 xung được quét qua lại liên tục giữa 300 µs đến 600

µs, để đạt được thời gian phát xung tối ưu Chế độ này giúp đạt được điều kiện tối

ưu nhất dọc theo chiều dài ống tủy nhờ kết hợp sự thay đổi kích thước vào chu kìquét Auto-SWEEPS cũng giúp người dùng không phải quá lưu tâm đến vị trí chínhxác của đầu phát tia ở giữa ống tủy [41] Nghiên cứu đã cho thấy trong các điềukiện tương đương, Auto-SWEEPS hiệu quả hơn xung đơn SSP khi mà nó tạo ra áp

lực bên trong ống tủy cao hơn khoảng 50% và cải thiện hiệu quả thâm nhập chấtbơm rửa vào trong các ống ngà [78] Khi tiến hành đo trong điều kiện phòng thínghiệm, tốc độ loại bỏ mảnh vụn khi sử dụng Auto-SWEEPS cao hơn gần ba lần sovới SSP [31] Tương tự, hiệu quả loại bỏ mảnh vụn mô cứng tích tụ khỏi ống tủygiữa Auto-SWEEPS, SSP và kích hoạt siêu âm được so sánh qua micro-CT, Auto-SWEEPS cải thiện hiệu quả đáng kể tại mỗi phần ống tủy so với 2 phương pháp cònlại [76].

Laser hoạt hóa dung dịch bơm rửa theo kĩ thuật SWEEPS có một số ưu điểmnhư sau [74]

- Giúp hoạt hóa NaOCl về mặt hóa học tốt hơn

- Tăng khả năng hòa tan các mô hữu cơ của NaOCl, phá vỡ màng sinh học

- Khả năng làm sạch lớp mùn vượt trội hơn EDTA

- Hiệu quả kháng khuẩn vượt trội

Bên cạnh hiệu quả bơm rửa thì độ an toàn và đau sau nội nha cũng là vấn đềcần được quan tâm Một câu hỏi đặt ra là liệu SWEEPS có tạo bóng hơi bên ngoài

lỗ thắt chóp hay ngoài chân răng qua đường nứt Nghiên cứu của Lukac chỉ quan sátthấy bóng hơi bên trong ống tủy, điều này được tác giả giải thích rằng bóng hơi chỉxuất hiện khi thể tích chất lỏng chịu áp suất đủ thấp, và do lực cản dòng chảy cao ởcác lỗ mở hẹp làm chênh lệch áp suất giữa bên trong và ngoài ống tủy giảm thấphơn ngưỡng áp suất tạo bóng hơi Do vậy, nguy cơ tạo bóng hơi bên ngoài ống tủy

là rất thấp, nhất là khi kích thước vùng chóp trong khoảng ISO 10 đến 40 [79] Liênquan đến vấn đề đẩy chất bơm rửa quá chóp, nghiên cứu đã chỉ ra việc đẩy quá chópkhi sử dụng SWEEPS là thấp hơn bơm rửa thông thường với kim hoặc sử dụng siêu

âm [30], tuy nhiên đây là nghiên cứu thực hiện trên mô hình ống tủy nên không thể

mô phỏng hoàn toàn tình trạng răng thật cũng như lực cản của thành ống tủy Khitiến hành đo đạc trên răng cối nhỏ hàm dưới một chân răng, hoạt hóa dung dịchbơm rửa bằng laser Er:YAG theo cả 3 kĩ thuật LAI, PIPS và SWEEPS đều gây đẩyquá chóp, cao hơn có ý nghĩa so với nhóm bơm rửa sử dụng siêu âm [11], kết quảnày có thể do điều kiện tiến hành thí nghiệm tuy nhiên tác giả khuyên người dùng

vẫn nên lưu ý khi sử dụng SWEEPS, nhất là với những răng tiêu chân, nứt chânrăng hoặc răng chưa trưởng thành có lỗ chóp mở.

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Mẫu nghiên cứu

40 răng cối nhỏ hàm dưới có 1 ống tủy

2.1.2 Tiêu chuẩn chọn mẫu

Đối với bệnh nhân

- Bệnh nhân trong độ tuổi từ 18 đến 30, có chỉ định nhổ răng để điều trịchỉnh nha và tình nguyện không giữ lại răng sau nhổ

Đối với răng

- Răng cối nhỏ hàm dưới, có 1 chân răng

- Kiểm tra trên phim X-quang, ống tủy không bị canxi hóa, có dạng I theoVertucci(1984) [73]

- Thân răng còn nguyên, chưa từng điều trị nội nha, không có miếng trámhay lỗ sâu

- Chân răng không có lỗ sâu, không có nội tiêu hay ngoại tiêu, không cóvết nứt hay gãy

- Chóp chân răng đã trưởng thành, còn điểm thắt chóp

2.1.3 Tiêu chuẩn loại trừ

- Răng có chiều dài ngắn hơn 18 mm

- Răng có chân răng cong, quá 200 , dựa theo phân loại của Schneider [9]

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu in vitro.

2.2.2 Địa điểm nghiên cứu

- Quá trình thực hiện thí nghiệm được tiến hành tại Labo Tiền Lâm Sàng khoaRăng Hàm Mặt, Đại học Y Dược Tp HCM

- Gửi mẫu quan sát lớp mùn trên thành ống tủy bằng kính hiển vi điện tử quéttại Phòng Thí nghiệm Nano – Viện Công nghệ cao Tp HCM

- Quan sát mức độ thâm nhập của dung dịch màu vào ống ngà bằng kính hiển

vi soi nổi tại Trung tâm Y sinh học phân tử - Đại học Y Dược Tp HCM

2.3 PHƯƠNG TIỆN VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

2.3.1 Thiết bị và dụng cụ

 Dụng cụ chuẩn bị mẫu răng

- Máy cạo vôi

- Tay khoan nhanh, tay khoan chậm

- Đĩa cắt kim cương

- Mũi khoan kim cương tròn số 1,mũi khoan mở tủy

- Trâm gai

- Trâm dũa K số 10, 15

- Trâm máy tạo dạng số 35

- Bơm tiêm 5 ml, kim bơm rửa nội nha kích thước 30 G

Chi tiết xin xem phụ lục 1

 Thiết bị thử ngiệm

- Laser Er:YAG, tay khoan và đầu phát tia đi kèm

Chi tiết xin xem phụ lục 2

 Thiết bị quan sát mẫu

- Kính hiển vi điện tử quét

- Kính hiển vi soi nổi

Chi tiết xin xem phụ lục 3

Bước 2: Đồng nhất về chiều dài

- Đánh dấu khoảng cách 18 mm tính từ chóp răng, dùng đĩa cắt kim cươngcắt ngang vị trí đã đánh dấu

- Dùng trâm dũa K số 10 đưa vào ống tủy đến khi thấy trâm ra khỏi lỗchóp, sau đó trừ đi 1 mm và ghi nhận chiều dài làm việc của từng răng

Bước 3: Cố định răng

- Lỗ chóp chân răng được trám bằng Composite lỏng, tiếp tục bôi 2 lớpsơn bóng bên ngoài chân răng [23]

Bước 4: Sửa soạn ống tủy

- Tạo đường trượt với trâm dũa K số 15, sửa soạn ống tủy bằng trâm máy

số 35, độ thuôn 6% có kết hợp chất làm trơn ống tủy, bơm rửa với 2 mlNaOCl 3% bằng kim bơm rửa nội nha 30 G sau mỗi lần đổi trâm, đặtkim ngắn hơn chiều dài làm việc 1 mm, vừa bơm rửa vừa đưa tới lui theochiều dọc với biên độ 2 mm

- Rửa sạch ống tủy với 2 ml NaCl 0,9% trong 1 phút

- Thấm khô ống tủy bằng côn giấy

2.4.3 Quy trình thực hiện

Chia ngẫu nhiên 40 răng vào 2 nhóm thí nghiệm, mỗi nhóm 20 răng

Trước khi tiến hành thí nghiệm, nghiên cứu viên được hướng dẫn cách sử dụngcũng như các tiêu chuẩn an toàn khi sử dụng máy laser

 Thí nghiệm 1: Hiệu quả làm sạch lớp mùn trên thành ống tủy

Sử dụng 20 răng đầu tiên, quan sát dưới kính hiển vi điện tử quét

Dựa theo phương pháp của Sippus (2019) [69]

Bước 1: Chia ngẫu nhiên 20 răng vào 2 nhóm với 2 cách hoạt hóa dung dịch bơm

rửa khác nhau

Nhóm 1.1: (n=10) Bơm rửa theo quy trình thông thường.

Đặt kim ngắn hơn chiều dài làm việc 1 mm, vừa bơm rửa vừa đưa tới luitheo chiều dọc biên độ 2 mm, với các dung dịch:

- 2 ml dung dịch EDTA 17% trong vòng 30 giây

- 2 ml NaOCl 3% trong vòng 30 giây

Nhóm 1.2: (n=10) Hoạt hóa bằng laser Er:YAG theo kĩ thuật SWEEPS.

- Thông số laser: chế độ Auto-SWEEPS, năng lượng 20 mJ, tần số 20

Hz, tắt chế độ xịt nước – hơi của tay khoan

- Đầu phát tia laser để yên trong buồng tủy, sâu 4 mm

- Phát xung trong 30 giây, buồng tủy được bơm rửa liên tục với 2 mlNaOCl 3%

- Lặp lại lần 2, tổng thời gian phát xung là 60 giây

Bước 2: Quan sát dưới kính hiển vi điện tử quét

- Cắt dọc răng theo chiều ngoài trong: sử dụng đĩa cắt tay khoan chậm, cắt

2 rãnh giữa ở mặt ngoài và mặt trong răng sát tới thành ống tủy, dùngcây đục tách đôi răng thành 2 phần, chọn phần có thành ống tủy nguyênvẹn hơn

- Ngâm các phần răng đã chọn lần lượt qua các dung dịch ethanol 50%,70%, 90% và 99%, mỗi dung dịch trong 15 phút

- Để khô trong 24 giờ

- Gửi các mẫu răng tới Phòng Thí nghiệm Nano - Viện Công nghệ cao Tp

Hồ Chí Minh để quan sát dưới kính hiển vi điện tử quét

- Mỗi phần răng được quan sát và chụp lại vi ảnh tại 3 vị trí A, B, C tươngứng với phần ba chóp, giữa, cổ với khoảng cách tính từ lỗ chóp lần lượt

là 2, 5, 7 mm, ở độ phóng đại x1000

Bước 3: Đánh giá, ghi nhận kết quả.

Đánh giá lớp mùn trên thành ống tủy dựa theo thang điểm của Hulsmann(1997) [27]

1: Không còn lớp mùn, ống ngà mở hoàn toàn (Hình 2.6)

2: Lượng mùn ít, các ống ngà bị che phủ một phần (Hình 2.7)

3: Lớp mùn đồng nhất che thành ngà, chỉ một vài ống ngà mở (Hình 2.8).4: Toàn bộ thành ngà bị lớp mùn che phủ, không có ống ngà mở (Hình 2.9).5: Lớp mùn không đồng nhất phủ toàn bộ thành ngà chân răng (Hình 2.10)

Hình 2.6 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện

tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 1.

Nguồn: Hulsmann (1997) [27]

Hình 2.7 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện

tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 2.

Hình 2.8 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện

tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 3.

Hình 2.9 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện

tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 4.

Hình 2.10 Hình chụp lớp mùn theo chiều dọc thành ngà dưới kính hiển vi điện

tử quét, độ phóng đại x1000, điểm 5.

 Thí nghiệm 2: Độ thâm nhập của dung dịch màu vào ống ngà

Sử dụng 20 răng còn lại, quan sát dưới kính hiển vi soi nổi

Bước 1: Chia ngẫu nhiên 20 răng vào 2 nhóm

Nhóm 2.1: (n=10) Bơm rửa theo quy trình thông thường với động tác lên

xuống như thí nghiệm 1, lần lượt với các dung dịch

- 2 ml EDTA 17% trong 30 giây

- 2 ml NaOCl 3% trong 30 giây

- Rửa lại ống tủy với 2ml NaCl 0,9% trong 30 giây

- Bơm 1ml dung dịch xanh methylen 2% vào ống tủy trong 30 giây

Thấm khô ống tủy bằng côn giấy

Nhóm 2.2: (n=10) Hoạt hóa bằng laser Er:YAG theo kĩ thuật SWEEPS với

các thông số và vị trí đầu phát tia như thí nghiệm 1, các dung dịch được bơmliên tục vào ống tủy lần lượt là

- 2 ml NaOCl 3% trong 30 giây

- 2 ml NaOCl 3% trong 30 giây

- 2 ml NaCl 0,9% trong 30 giây

- 1ml dung dịch xanh methylen 2% trong 30 giây

Thấm khô ống tủy bằng côn giấy

Bước 2: Quan sát dưới kính hiển vi soi nổi

- Cố định các răng trong khối nhựa epoxy (Hình 2.11A, B)