مدل‌سازي برهمكنش ليزر CO2 پالسي با بافت‌هاي سخت دندان براي تخمين دز آستانه كندگي ليزري

اهداف: برداشتن قسمتي از دندان و آماده‌سازي حفره براي ترميم با استفاده از ابزارهاي مكانيكي، اغلب براي بيمار با درد همراه است. يك رويكرد جديد در‎حال توسعه از قابليت ماشين كاري دقيق ليزري بهره مي‌برد. مطالعه‌هاي آزمايشگاهي و باليني نشان داده است كه ليزرهاي 2CO در طول‎موج‎هاي μm 9/3 و μm 9/6 با ضريب جذب بالا در بافت‌هاي سخت دندان و پهناي پالس در محدوده ۱۰ تا μs ۲۰ براي كندگي كارآمد مينا و عاج با حداقل آسيب حرارتي محيطي مناسب هستند. هدف از اين مطالعه، تخمين آستانه كندگي بافت‌هاي سخت مينا و عاج دندان با استفاده از پالس‌هاي ميكرومتري ليزر 2CO ‌گسيل‎شده در طول‌موج μm 9/3 به كمك مدل‌سازي برهمكنش ليزر - بافت است.روش بررسي: در اين مقاله با يك رويكرد تئوري، براساس معادلات برهمكنش نور - بافت در محدوده نوركندگي، عمق و پهناي كندگي دندان تخمين زده شده مي‌شود. در اينجا، تغييرات ميزان كندگي با تغيير چگالي انرژي پالس ليزر 2CO رايج در دندانپزشكي مورد نظر است. براي اعتبارسنجي مدل، از مقايسه نتايج مدل‌سازي با داده‌هاي تجربي مقالات با استفاده از ليزر 2CO پالسي در طول‌موج μm 9/3 با تغيير چگالي انرژي از حدود 2J/cm ۱۰ تا 2J/cm ۱۰۰ است، استفاده‎شده و دُز آستانه كندگي پيش‌بيني‎شده از تئوري با مقادير تجربي مقايسه شده است.يافته‌ها: حجم كندگي بافت‌هاي سخت دنداني به شدت وابسته به شاريدگي پرتو ليزر است. در يك چگالي انرژي ثابت، ميزان عمق و اندازه دهانه كندگي عاج بيشتر از ميناي دندان است. بر طبق نتايج تئوري، چگالي انرژي آستانه نوركندگي در طول‌موج  μm 9/3، براي مينا در حدود 2J/cm 5/2 و براي عاج 2J/cm 4/2 به‎دست‎مي‌آيد. مقادير پيش‌بيني‎شده براي مينا و عاج توسط مدل، در توافق خوبي با نتايج آزمايشگاهي هستند.نتيجه‌گيري: ليزر 2CO در طول‌موج μm 9/3 به‎طور گسترده براي كندگي بافت‌هاي سخت مينا و عاج در دندانپزشكي پذيرفته شده است‌. به‎منظور انتخاب درست انرژي ليزر كه براي يك كاربرد خاص دندانپزشكي مناسب باشد، آگاهي از انرژي آستانه كندگي ضروري است. مدل‌سازي برهمكنش ليزر - بافت، با امكان بهينه‌سازي پارامترهاي ليزر و پيش‌بيني پاسخ مواد تحت شرايط مختلف، از روش‌هايي است كه توانايي بررسي‌هايي را فراهم مي‌كند كه دستيابي به آنها به‎صورت آزمايشگاهي ممكن است دشوار، زمان‌بر يا با خطا همراه باشد. با استفاده از مدل نظري مبتني بر برهمكنش پالس ليزر با بافت سخت دندان، مي‎توان انرژي آستانه كندگي را براي مينا و عاج دندان با دقت زياد محاسبه كرد كه مكمل خوبي براي مطالعات تجربي است.