پلاسما روشي متفاوت در دندانپزشكي ترميمي نوين(قسمت اول)

 

دكتر كسري طبري متخصص ترميمي و زيبايي

دكتر فريبا ازوجي رزيدنت ترميمي و زيبايي

مصطفي عقيقي –  مهندس پلاسما

پلاسما:

پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارائه می دهد. به عبارت دیگر می توان گفت که واژه پلاسما به گاز یونیزه شده ای اطلاق می شود که همه یا بخش قابل توجهی از اتم های آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یون های مثبت تبدیل شده باشند. در تعريفي ديگر به گاز به شدت یونیزه شده ای که تعداد الکترون های آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یون های مثبت آن باشد، پلاسما گفته می شود.

به طور كلي براي مواد سه حالت جامد ، مایع و گاز در نظر گرفته می شود. اما در مباحث علمی معمولا یک حالت چهارم نیز برای ماده فرض می شود. شكل گيري طبیعی پلاسما در دماهای بالا ، سبب بروز عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. یک نمونه بسیار طبیعی از پلاسما آتش است ، بنابراین خورشید نمونه ای از پلاسمای داغ بزرگ است.

اغلب گفته می شود که ۹۹% ماده موجود در جهان در حالت پلاسماست؛ یعنی به شکل گاز الکتریسته داریست که اتم هایش به یون های مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آن ها ، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان به صورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما وقتی که جو زمین را ترک می کنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می شویم که شامل کمربندهای تشعشعی و بادهای خورشیدی است.

در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه می شویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یک لامپ فلورسانس یا لامپ نئون و یونیزاسیون  مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده می شود. بنابراین می توان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی می کنیم که در آن پلاسما به طور طبیعی یافت نمی شود.

مانند تمام گازها ، دما در پلاسما به وسيله متوسط انرژي هاي ذرات پلاسما (خنثي و باردار) و ميزان آزادي آن ها (انتقالي ، چرخشي ، ارتعاشي و مرتبط با تحريك الكتريكي) تعيين مي شود. بنابراين پلاسماها دماهاي چندگانه اي نشان مي دهند. در روش شايع توليد پلاسما در لابراتوار ابتدا انرژي در ميدان الكتريكي به وسيله الكترون ها حين برخورد تجمع مي يابد و سپس از الكترون ها به ذرات سنگين منتقل مي شود. الكترون ها انرژي را از ميدان الكتريكي در هنگام طي مسير آزاد و در طول برخورد با ذرات سنگين دريافت مي كنند و فقط قسمت كوچكي از آن انرژي را از دست مي دهند؛ چون الكترون ها سبك تر از يون هامي باشند(سبك ترين يون تقريبا ۱۸۰۰ بار سنگين تر از الكترون است). به همين دليل دماي الكترون ها در پلاسما در ابتدا بالا تر از ذرات سنگين است كه همين برخورد الكترون ها با ذرات سنگين باعث متعادل شدن دماي آن ها مي گردد. البته زمان يا انرژي براي تعادل دما كافي نبوده و يك مكانيسم سرد كننده مانند تهويه هاي فشار كم براي جلوگيري از گرم شدن گاز لازم است.

پلاسما از لحاظ حرارتي به دو گروه حرارتي(با دمای بالا) و غير حرارتي(با دمای پایین) تقسيم بندي مي شود. در دندانپزشكي فقط از پلاسماي غير حرارتي ( با دمای پایین) استفاده مي شود. در اين سيستم دما همان دماي يون ها بوده و تقريبا معادل دماي محيط و يا حداكثر چند درجه بالاتر مي باشد. در  اين سيستم ميزان يونيزاسيون در حد ۳-۲ درصد مي باشد.

يونيزاسيون و مراحل شيميايي در پلاسما به وسيله دما ( و غير مستقيم به وسيله ميدان الكتريكي) تعيين مي شود. اين نوع از پلاسماي شبه متعادل را معمولا پلاسماي حرارتي مي نامند كه در طبيعت به وسيله solar plasma مشخص مي شود. يونيزاسيون و مراحل شيميايي در پلاسماهاي غير متعادل مستقيما به وسيله دماي الكترون تعيين مي شود و به دماي گاز حساس نيستند. پلاسماي نا متعادل را پلاسماي غير حرارتي مي نامند.

امروزه پلاسماي غير حرارتي در پزشكي كاربردهاي فراواني يافته است. اين گونه پلاسما را از آن جهت غير حرارتي مي نامند كه دما پلاسما و يون ها در محدوده دماي اتاق است در حالي كه دماي الكترون ها بالا مي باشد. پلاسما در بيولوژي و بيومديسين براي غير فعال كردن باكتري ها و استريليزاسيون بافت ، انعقاد خون، التيام زخم، درمان عفونت هاي Corneal ، درمان كنسر و دندانپزشكي كاربرد دارد.

پلاسما روشي نوين جهت سفيد كردن (Bleaching) دندان ها:

استفاده از پلاسما جهت سفيد كردن دندان ها مورد توجه قرار گرفته است. مزيت اين روش نسبت به روش هاي معمول اين است كه در اين روش از ژل Bleaching استفاده نمي شود و اين راديكال هاي آزاد هستند كه مي توانند مواد آلي را اكسيد نموده و دندان را سفيد نمايند ؛ در حالي كه در ساير روش ها از جمله تكنيك كاربرد ليزر ، استفاده از ژل Bleaching الزامي مي باشد.

یکی از روش هایی که ممکن است در روش های معمول Bleaching دندان ها مورد استفاده قرار گیرد ، استفاده از دستگاه با شدت بالای پلاسما آرک است که همراه با ژل می باشد. در این روش به دلیل غلظت بالای ژل و شدت بالای دستگاه احتمال حساس شدن دندان زیاد است؛ اما روشی که در این مقاله مورد بررسی قرار می گیرد بدون ژل Bleaching و به کمک گاز پلاسما می باشد. در اين روش اثر سفيد كردن دندان توسط(PMJ) plasma micro jet ارسالي توسط جريان مستقيم در فشار هواي جوي محلول سالين ۹/۰ درصد بررسی شده است.

دستگاه پلاسما مورد استفاده در اين مقاله شامل دو سيلندر هم محور بعنوان الكترود است كه بوسيله يك لايه دي‌الكتريك به ضخامت mm 5/0 از هم جدا شده‌اند.

الكترود داخلي بوسيله يك منبع تغذيه DC با ولتاژ بالا تقويت مي‌شود در حالي كه الكترود داخلي به علت ملاحظات ايمني به كار مي‌رود. شكاف يا دريچه nozzle دستگاه پلاسما قطري در حدود mm8/0 دارد.

در این مطالعه هواي فشرده به عنوان گاز عامل به كار مي رود و در ميان الكترود داخلي تقويت مي‌شود. ولتاژ پايدار پلاسما ميكروجت در محدوده ۶۰۰-۴۰۰ ولت با جريان عامل mA 35-20 مي باشد.

جهت اين تحقيق.۳۰ دندان سالم عادي از پوسيدگي از ميان پرمولرهاي كشيده شده به دلايل ارتودنسي انتخاب گرديد و در يك محلول تيمول ۱/۰ درصد نگهداري ‌شد. آن ها به صورت رندوم به ۳ گروه تقسيم شدند: گروه A ، گروه B ، گروهC .

در گروه A ، دندان به مدت ۲۰ دقيقه تحت جريان هوا و محلول سالين قرار گرفت.

در گروه B ، دندان ها به مدت ۲۰ دقيقه تحت پلاسما و محلول سالين قرار گرفتند(يك جريان A m 30). دندان در فاصله mm10 از nozzle خارجي دستگاه پلاسما ميكروجت(PMJ) قرار مي گرفت. در اين مدت دما به وسيله يك Couple  حرارتي در محدوده تقريبي c ْ۴۰ اندازه گيري مي‌شد. در اين روش از ژل سفيد كننده استفاده نشد.

در گروه c ، دندان ها تحت تاثير ژل H2O2 35 درصد در دماي اتاق به مدت ۲۰ دقيقه قرار گرفتند. در سطح دندان‌هاي گروه A وB براي جلوگيري از دهيدراته شدن محلول سالين هر s 30 يك بار به كار مي‌رفت.

همانگونه كه در تصاوير و نمودار مربوطه مشخص است روش پلاسما نتايج بهتري به همراه داشته است.

اگرچه مكانيسم اصلي آن كاملاً  شناخته نشده است اما گروه هاي اكسيژني فعال كه توسط سيستم پلاسما توليد مي شود (ROS) براي پروسه سفيد كردن دندان ها به كمك روش پلاسما ضروري است.

باور بر اين است كه تشكيل يون هاي پرهيدروكسيل (HO2) و OH ضروري است. كارايي PMJ در سفيد كردن دندان ناشي از توليد ROS (گروه هاي اكسيژن فعال ) در اينترفيس دندان-مايع-پلاسما است كه بسيار مشابه مكانيسم توليد اكسيژن نوزاد در حد فاصل دندان- ژل سفيد كننده در درمان هاي Traditional است.

مطالعه اي نشان داد كه مقادير ناچيزي ازون مي‌تواند در قسمت پايين جريان PMJ يافت شود. اكسيژن اتمي و ازون توليد شده در محل تداخل آب و پلاسما؛ .O2 , .OH توليد مي‌كند.  .OH , O2. و ديگر واسطه‌هاي ROS يا همان گروه هاي اكسيژن فعال در هم آميخته مي‌شوند.

كارايي بهبود يافته PMJ همراه با سالين در سفيد كردن دندان ناشي از مكانيسم‌هاي زير است:

  • (.OH ,O2,.O2…) ROS ناشي از تداخلات آب –پلاسما كه مستقيماً يا غير مستقيم با مولكول هاي رنگدانه روي سطح دندان واكنش داده و باندهاي زنجيره طويل كربني را شكسته و در نتيجه اثر Whitening حاصل مي‌شود.
  • ROS توليد شده در حد فاصل مايع – پلاسما (گروه هاي اكسيژني فعال) آسان تر و موثرتر از ژل H2O2 است.
  • عليرغم عدم وجود در پلاسما و محيط آبي، مقادير ناچيزي اسيد نيتريك يافت شده است. در نتيجه ، Pickling موضعي اسيد فوق بر روي سطح دندان باعث افزايش كارايي سفيد شدن دندان مي‌گردد.

PMJ با NacL    محلول سالين واكنش داده و يون ها و راديكال هاي با بيس كلرين توليد مي‌كند. هر چند چون غلظت NacL در محلول سالين خيلي پايين است (۹/۰ درصد) ، فقط مقادير ناچيزي از يون ها و راديكال هاي كلرين بيس توليد مي‌شوند؛ بنابراين اثر سفيد كنندگي قابل توجهي را باعث نمي‌شوند.

 

سطح ميناي دندان هاي درمان شده توسط PMJ و محلول سالين در مقايسه با نمونه‌هاي كنترل اندكي خشن ترند؛ اما مشابه دندان هاي درمان شده با ژل H2O2هستند. سفيد كردن دندان توسط H2O2 يا كارباميد پراكسايد تغييرات اندكي را در مورفولوژي سطح مينا ايجاد مي‌كند. كه اين ميزان تغييرات در موفولوژي قابل قبول است.

در تحقيق ديگري از پلاسما به همراه H2O2 35% در يك گروه و H2O2  ۳۵% به تنهايي در گروه ديگر استفاده شد. در گروهي كه ازپلاسما استفاده شده بود ، تغيير رنگ ( ΔE) به ميزان قابل ملاحظه اي بهبود يافته بود. در گروه پلاسما دماي اندازه گيري شده در سطح در حد ۳۷ درجه سانتي گراد بود و هيچ گونه افزايش دمايي ديده نشد.

در مطالعه ديگري تاثير پلاسما جهت Non Vital Bleaching دندان هاي روت كانال شده مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين تحقيق ۲۰ دندان تغيير رنگ يافته با هيدروژن پراكسايد ۳۰% به مدت ۳۰ دقيقه Bleaching شدند و ۲۰ دندان ديگر با هيدروژن پراكسايد ۳۰% به مدت ۳۰ دقيقه همراه با پلاسما تحت درمان قرار گرفتند.

در هر دو گروه دما در حد ۳۷ درجه اندازه گيري شد ؛ اما ميزان Bleaching در گروه پلاسما به ميزان قابل توجهي از لحاظ آماري از گروه اول بهتر بود. هر چند پلاسما خود راديكال هاي آزاد توليد مي كند ، اما حضور هيدروژن پراكسايد راديكال هاي آزاد OH بيشتري توليد مي كند كه تاثير آن را به حداكثر مي رساند. لازم به ذكر است كه در اين مطالعه از گاز هليوم استفاده شده است.

هر چند پلاسماهاي غير گرمايي اثرات مضر شناخته شده كمي براي انسان دارند، اما يكسري نگراني هاي ايمني بايد در مطالعات بعدي بررسي شود؛ به عنوان مثال ROS توليد شده در اين سيستم يك نقش كليدي در سفيد كردن دندان دارد؛ اما اگر دوز آن به صورت صحيح كنترل نشود مي‌توانند براي بافت هاي دهاني و سيستم تنفسي مضر باشند.

هر چند پلاسما توانسته در سفيد كردن (Bleaching) دندان ها موثر باشد ، اما مطالعات بيشتري نياز دارد تا دوام و ثبات آن مورد ارزيابي قرار گيرد.

اين مقاله تقديم به پير و مرشد و مرادم ؛ دكتر مصطفي چمران كه نه فقط از پيشگامان فيزيك پلاسما در دنيا بود؛ بلكه استاد اخلاق و عرفان بود و حجت را بر تمام آزادگان و رادمردان تمام كرد.

خدايا تو را سپاس كه لذت آشنايي با اوليائت را به ما چشاندي.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
در صورت تمایل از راهنمایی رایگان ما استفاده کنید!!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *