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LASER

La palabra láser proviene de las iniciales L.A.S.E.R. cuyo significado es la frase inglesa "light amplification by stimulated emission of radiation" o sea amplificación de luz por emisión estimulada de radiación.

La luz ha sido utilizada durante muchos siglos como agente terapéutico, así en la antigua Grecia el sol se utilizaba en la helioterapia. Los chinos lo utilizaban para el tratamiento del cáncer de piel y aún la psicosis. En 1917 a partir de la teoría de Albert Einstein sobre la naturaleza corpuscular de la luz aparece el concepto de “emisión estimulada”. La luz láser es una radiación electromagnética que se produce como resultado de la emisión de luz a partir de incontables átomos o moléculas individuales.

La unidad básica de la luz es llamada fotón. Cuando un átomo es estimulado por medio de un fotón de luz, pasa a un nivel de energía superior; esto se llama "absorción". Cuando el átomo regresa a su estado fundamental, emite una luz incoherente; esto se llama "emisión espontánea". Si este átomo fuese nuevamente bombardeado por un fotón de luz, igual al fotón que inicialmente lo estimuló, pasaría al nivel de energía superior, y al descender al estado original, formaría dos fotones de luz, que serán idénticos en longitud de onda, fase y coherencia espacial; esto se llama "emisión estimulada". Ambos fotones son capaces de estimular la emisión de más fotones semejantes a ellos mismos, y cada uno de estos formará una luz con características especiales. La luz producida por un láser consiste de fotones del mismo tamaño, movimiento y dirección, siendo entonces el rayo de luz de alto poder distintivo espectral, con características bien definidas.

La luz láser presenta características bien definidas y específicas de ella que son:

  • Monocromática: ya que los fotones que la forman tienen la misma energía y pertenecen a una misma longitud de onda y mismo color, es decir, tienen una ubicación específica dentro del espectro electromagnético. Es la diferencia de la luz normal. La luz led también comparte esta característica.

  • Coherente: Esto significa que todas las ondas que conforman el haz láser, están en cierta fase relacionadas una con otra, tanto en tiempo como en espacio. Esto se debe a que cada fotón está en fase con el fotón entrante. Un orden que la luz led y la luz normal no poseen. Ésta característica hace que actúen en forma diferente sobre los tejidos.

  • Colimada: direccionalidad, en una sola dirección, ya que todas las ondas emitidas están casi paralelas y por tanto no hay divergencia del rayo de luz, por lo que permanece invariable aún después de largos recorridos.

  • Polarizada.



Diferencia entre la luz normal y la luz láser.

La luz láser es:

COHERENTE





MONOCROMATICA



COLIMADA

El láser se basa en un medio activo líquido, sólido o gaseoso, que emite luz cuando es excitado por una fuente de energía. Esta fuente de excitación puede ser una reacción química, eléctrica u óptica, incluyendo el bombeo por otro láser.

Ejemplo; un láser de gas funciona de la siguiente manera:

El interior del láser consiste en un tubo de vidrio lleno de gas excitado por una corriente eléctrica que lo atraviesa. El tubo de gas tiene un espejo en cada extremo.

La corriente eléctrica excita los átomos del gas que pasan a emitir fotones, energía luminosa.

Algunos de los fotones emitidos chocan con otros átomos excitados que como respuesta emiten fotones idénticos. (Emisión estimulada de radiación.)

Cuando un fotón choca con un átomo excitado produce otro fotón idéntico, ambos fotones pueden a su vez chocar con otros átomos excitados y volver a producir más fotones que a su vez chocarán con otros átomos, y así sucesivamente. (Amplificación)

Parte de los fotones chocan con los espejos y se reflejan hacia el interior del gas, donde continúan la amplificación y la emisión estimulada.

El espejo situado en el extremo donde se emite el haz de láser es semireflectante para así dejar pasar parte de la luz; siempre que refleje hacia el interior un número de fotones suficientes para mantener la amplificación.

Sólo los fotones que se mueven paralelamente al eje del tubo chocan con los espejos y se amplifican produciendo así un haz de luz láser monocromático y coherente.

Por lo tanto una de las clasificaciones de los tipos de láser es de acuerdo al medio activo utilizado y así nos encontramos con la siguiente clasificación:

  • Láser a Gas:

  • De mezcla de gases atómicos (He-Ne)

  • Moleculares (CO2, vapores de H2O )

  • De átomos ionizados ( Argón, Criptón, Xenón)

  • Láser en estado Sólido: En ellos se introduce una especie atómica de comportamiento inestable, como aditivo, en un vidrio o cristal. Es el caso del Neodimio, que se introduce en un cristal YAG (ytrio, aluminio, granate) y el Erbio.

  • Láser Semiconductores o diódicos: el más utilizado es el diodico de arseniurico de galio y aluminio (As, Ga, Al)

La luz láser también puede clasificarse de acuerdo a la potencia en que es emitida la energía de luz.

  • Láser de Alta potencia o Quirúrgicos también llamados “duros”: cortan según su longitud de onda tejidos duros como hueso, esmalte, dentina, hidroxiapatita, cemento radicular; tejidos blandos como encías, mucosas , ligamentos o ambos tejidos duros y blandos.

  • Láser de Baja y mediana potencia o Terapéuticos también llamados “blandos” no calientan los tejidos, trabajan a baja potencia y su función es la de biomodular las funciones celulares. Esta biomodulación puede ser de estimulación en caso de células estresadas que estén en bajo o mal funcionamiento o inhibicioón en caso de células estresadas en exceso como en neuralgias, dolor e inflamación.

Los láseres de baja potencia son aquellos que van a ser utilizados, principalmente, por su acción biomoduladora, analgésica y antiinflamatoria.

Los láseres de baja potencia más conocidos son:

• As,Ga (Arseniuro de Galio) 
• As,Ga,Al (Arseniuro de Galio y Aluminio) 
• He,Ne (Helio-Neon)

Dentro de los láseres de alta potencia encontramos:

• Argon 
• Diodo 
• Nd:YAG 
• Nd:YAP 
• Ho:YAG 
• Er,Cr:YSGG • Er:YAG 
• CO2

Los de Diodo son de muy bajo costo, pequeño tamaño, muchos de ellos combinan la función de clareamiento dental con la función terapéutica. Los laser de Diodo quirúrgicos para tejidos blandos tienen un costo intermedio y los de CO2 para tejidos blandos y los de Erbio para tejidos duros tienen un costo más elevado y mayor tamaño.

El Laser de acuerdo a su longitud de onda:

  • Rojo                              760-630 nanómetros

  • Naranja                         630-600 nanómetros

  • Amarillo                         600-570 nanómetros

  • Amarillo-verdoso           570-550 nanómetros

  • Verde                            550-520 nanómetros

  • Verde-azulado               520-500 nanómetros

  • Azul                               500-450 nanómetros

  • Violeta                           450-380 nanómetros

 Ubicación de algunos de los Rayos Laser más comunes en el espectro electromagnético.

Tipo de Laser

Longitud de Onda

Tipo de Luz

- Anhídrido Carbónico,

Gas Carbónico o CO2

10600 nm

Invisible

- Neodimio: Ytrio-

Aluminio-Granate

(Nd:YAG)

1064 nm

Invisible

- Argón

488-514.5 nm

Visible

- Helio-Neón (He-Ne)

632.8 nm

Visible

- Erbium: YAG (Er: YAG)

2960 nm

Invisible

- Holmiun: YAG (Ho:YAG)

2100 nm

Invisible

- XeCl-Excimer

308 nm

Invisible

- Arf-Excimer

193 nm

Invisible

- Diódico (Semiconductor,

Arseniuro de Galio

y Aluminio, As, Ga, Al.)

904 nm

Invisible



Espectro electromagnético de luz visible

La franja de emisión del rayo laser es una zona no ionizante, por lo que no serían mutagénicos a diferencia de los rayos X o gamma que sí lo son.

En los laser de alta potencia o Quirúrgicos ya que se trata de diferentes longitudes de onda, no siempre van a ser absorbidos de igual forma, produciendo una amplia gama de efectos relacionados con su absorción. Cada longitud de onda tendrá una mayor o menor afinidad de ser absorbida por los cromóforos de los tejidos o materiales afines a esa longitud de onda. Los cromóforos son los elementos que se encuentran en los tejidos y son los que absorben la longitud de onda del laser. Los principales sitios de absorción de radiación laser son: hidroxiapatita, hueso, esmalte dentina, cemento radicular, resinas compuestas, hemoglobina, agua, melanina, colorantes como el azul de metileno o tolouidina entre otros.

Según la temperatura que adquiera el tejido diana, rompen las uniones químicas de las moléculas y se pueden producir diferentes efectos, pudiendo variar desde una hipertermia transitoria hasta la carbonización del mismo. Generan calor hasta 120 grados centígrados.



Efecto que produce en los tejidos según la temperatura alcanzada

A los Láser Terapéuticos a su vez los podemos clasificar según su longitud de onda en el espectro electromagnético en:

  • Emisión Roja: 660nm radiación visible al ojo humano ( 620 a 690nm)

  • Emisión Infraroja: 830nm radiación invisible al ojo humano ( de 750 a 1500nm)

Las acciones terapéuticas principales son:

  • efecto de Fotobiomodulación del funcionamiento de los tejidos, fotobiomodulación: definida como la capacidad de la luz laser de alterar el metabolismo celular a través del estímulo o de la inhibición de las reacciones bioquímicas, fisiológicas y proliferativas y en ausencia de calentamiento significante de los tejidos.

  • efecto Analgésico

  • efecto Antiinflamatorio

Las acciones bioquímicas del láser terapéutico son:

  • Aumento de la síntesis de ADN y ARN

  • Incremento de la formación de colágeno y precursores

  • Aumento del nivel de beta endorfinas en el líquido cefalorraquídeo

  • Variaciones cuantitativas de prostaglandinas

  • Liberación de sustancias pre formadoras ( acetilcolina e histamina)

  • Acción sobre las glándulas secretoras

  • Estimulación sobre la micro circulación vascular

  • Acción en la reparación y cicatrización en la piel, sistema nervioso, tejido óseo y bulbos pilosos.

  • Estimulación de la formación de citoquinas.

Los factores determinantes del efecto biomodulatorio son:

  • longitud de onda

  • dosis

  • ángulo de incidencia

  • distancia

  • potencia

  • tiempo

  • frecuencia

  • tipo de tejido

  • diagnóstico

  • técnica de aplicación

  • área del tejido

  • localización del tejido

Longitud de onda adecuada a los tejidos. Cada longitud de onda presenta diferentes afinidades a los diferentes tejidos o a los cromóforos.

Potencia del emisor de radiación: a mayor potencia mayor efecto solo hasta que se llega al umbral de absorcioón de energía de los tejidos. Una vez superado ese umbral, se puede detener la modulación o incluso inhibir las funciones. En alta potencia se sobrepasa el límite de sobrevivencia de las células. La potencia esta en directa relación con el tiempo.

Tiempo: el aumento del tiempo de emisión nos da un mayor efecto biomodulatorio hasta llegar a un umbral de absorción máxima de esos tejidos. El tiempo de aplicación se puede clasificar:- en tiempo por punto o área de aplicación

- cantidad de puntos

- tiempo de frecuencia de aplicación.

En general se habla de aplicaciones diarias o de 2 a 3 veces por semana. Otra variable que influye es la cantidad total de sesiones a aplicar que varía según el objetivo a lograr que puede ser un efecto específico inmediato o en tratamientos que son un mínimo de 4 sesiones llegándose a varias semanas o meses.

Dosis: la cual está dada por la potencia, tiempo cantidad y frecuencia. La dosis es un parámetro muy discutido en general se habla de una “ventana terapéutica” donde existen márgenes con un mínimo y un máximo, en esos parámetros nos debemos mover en la dosimetría.

La radiación laser puede incidir de diversas maneras sobre un tejido o material. Cuando el laser impacta sobre un tejido o materia la energía fotónica puede tomar varias vías; una es absorción, que se refiere a que tan lejos es absorbido o transferido el rayo dentro del tejido. Si el tejido absorbe la energía del laser, la energía radiante es convertida en energía térmica. El rayo laser presenta diferentes coeficientes de absorción en los distintos tipos de tejidos, este efecto depende en gran parte de la longitud de onda del rayo laser con el que se actúa, el tipo de substancia y su contenido en agua. La distancia de la transmisión de la energía en el tejido es llamada penetración profunda. Simplemente la profundidad de penetración es el nivel de tejido expuesto por una longitud de onda particular. El calor generado por la absorción de la energía del rayo laser en los tejidos vaporiza el área, pero no por la luz directamente. Algunos factores influyen en el efecto de esta energía térmica en los tejidos, incluyendo el tiempo de exposición, tipo de tejido, profundidad de la onda del laser y habilidad del operador.

La temperatura y los efectos sobre los tejidos son grandes cerca del haz de luz y disminuye a medida que la profundidad de la luz se incrementa.

Para ser absorbido por los tejidos la aplicación debe ser perpendicular al punto a irradiar, sino será reflejada o dispersada.

La longitud de onda del agua es 10600nm, la de la melanina es 2600nm, la de la hidroxiapatita es 2960nm.



Otro fenómeno que ocurre en los tejidos es la reflección en donde la radiación laser rebota y no penetra por ejemplo sobre superficies metálicas y no espejadas. No se absorbería ninguna dosis de energía laser. Puede ocurrir "reflexión especular" cuando la colimación del haz permanece intacta. Ocurre "reflexión difusa" cuando se perturba la colimación del haz, reduciéndose el poder de la densidad de la luz laser. Su importancia radica en que el rayo que es reflejado, por lo tanto, no es absorbido por lo que no tiene ningún efecto sobre el tejido.



La trasmisión se produce cuando la luz laser traspasa siguiendo de largo y no es absorbida, pero permite llegar a la profundidad. Se refiere a que tan lejos es transmitida o irradiada la luz laser a través del punto de impacto del mismo en el tejido y debe ser cuantificado.  La transmisión es diferente en los distintos tejidos y depende también del tipo de laser que se utilice. Si elobjetivo es un tejido en profundidad ésta propiedad es beneficiosa.



La dispersión que es la cantidad de energía fotónica que se dispersa en el tejido. Aquí también se interrumpe la colimación del haz. Esta dispersión depende en parte de la longitud de onda y del tipo de tejido. La dispersión ocurre cuando la energía luminosa rebota de molécula a molécula dentro del tejido. La dispersión distribuye la energía sobre un mayor volumen de tejido, disipando los efectos térmicos. En general, el rayo rojo visible (He-Ne) se dispersa muy poco o casi nada si se compara con el infrarrojo (diodo o semiconductor).





Diagrama del efecto de la luz laser al chocar contra la piel

Según el tipo de tejido; los tejidos con muchos cromóforos requerirán menos dosis ya que la radiación laser será totalmente absorbida. Pieles oscuras absorben más radiación.

Ubicación; los tejidos ubicados en la profundidad mayor a un centímetro o bloqueados por otros tejidos que tienen mucha capacidad de absorción de energía a la energía laser irradiada, reciben menos dosis, por lo que requerirán una estrategia para lograr llegar a la dosis requerida que cumpla con los efectos biomodulatorios. Las lesiones superficiales, heridas abiertas requieren una longitud de onda roja, visible al ojo humano, ya que es la longitud de onda mejor absorbida en la superficie. La longitud de onda utilizada para heridas superficiales es generalmente alrededor de 660nm , en el espectro electromagnético. Lesiones profundas requieren de longitudes de onda invisibles en el espectro infrarrojo “cercano” al visible. La longitud de onda utilizada es de 808 a 980nm.

Área; a mayor tamaño de la lesión requiere mayor dosis. El área y la dosis serán dadas en cm2. La dosis emitida por la punta del aparato se mide en Joules / centímetro cuadrado, J/cm2. La dosis total en un tejido será igual a la dosis aplicada en un punto multiplicada por la cantidad de puntos aplicados .Radiancia o fluencia es la cantidad de Joules que emite la punta del aparato y es cuantificada en J/cm2.

Las dosis pueden ser por punto: es la cantidad de Joules depositada por punto. Los aplicadores o punteras miden 0.028 a 0.3cm2 aproximadamente. Por lo tanto en un área de un cm2 entonces aplicamos una dosis de un punto 0.028cm2 que dispersara por ese cm2 de área y consideramos que ese cm2 de área está totalmente irradiada.

Edad: los tejidos jóvenes absorben mas energía pos poseer mayor numero de cromóforos por mayor irrigación, por lo que requieren menos dosis para lograr un efecto biomodulador.

Tipo de emisión: Puede ser continua o pulsada. El laser puede ser activado en forma pulsada. Estos pulsos se producen en unidades de tiempo. Este parámetro se mide en pulsos por segundo. La frecuencia de las pulsaciones viene representada en Hertz. Frecuencia: ciclo por segundo. Hertz (Hz.) Un rayo de ondas continuas consiste en la estabilización de la energía emitida continuamente. Es decir, mientras el laser esté activado, la salida del haz será constante. Los laser que emiten de forma pulsada logran un conjunto de pulsaciones repetidas en serie, ya que la energía es emitida en cortos estallidos; entre las pulsaciones no hay energía que se transmita. La emisión pulsada se utiliza únicamente en los de baja potencia si se utilizara en los de alta potencia habría un aumento excesivo de temperatura de los tejidos causando daños colaterales. La emisión pulsada es siempre usada en aparatos de alta potencia para permitir el descanso de los tejidos y evitar el daño y el calentamiento excesivo. En los aparatos de alta potencia además de la emisión por pulsos existe la refrigeración por aire, por agua y por spray.

APLICACIONES CLINICAS DE LA LASERTERAPIA Laser de Baja Potencia

  • SOBRE TEJIDOS BLANDOS.

Aftas, herpes, erosiones, heridas, postoperatorio de cirugías, hematomas, edemas, enfermedades sistémicas como manifestaciones bucales del pénfigo, liquen plano, hiperplasis. Mucositis bucal por radio quimioterapia

  • SOBRE TEJIDOS OSEOS.

La estimulación de fibroblastos, fibras colágenas, de vasos capilares hace que la neoformación ósea sea mas rápida y de óptima calidad. Esta biomodulación debería ser utilizada sistemáticamente en tratamientos de

Ortodoncia: estimulando la noeformacion ósea y disminuyendo las posibles molestias;

Periodoncia; para lograr reparación de bolsa y neoformación de tejido óseo. Cirugías óseas, apicectomías, avulsiones, ostectomias estimulando la neoformación osea y estimulando el exceso de inflamación de los tejidos circundantes

Traumatología controlando dolor e inflamación

Implantes acelerando y optimizando la integración del mismo, disminuyendo el dolor y la inflamación

El tipo de irradiacíon es infraroja ya que estamos actuando en tejidos profundos.

  • SOBRE TEJIDO NERVIOSO.

Neuralgias del Trigémino, parestesias post cirugías, o parestesias a causa de otros motivos. Paralisis motoras como la de Bell donde la recuperación de la función al aplicar laserterapia se realiza en la mitad de tiempo. Para recuperación del tejido nervioso se requiere al menos de 10 a 12 sesiones en dosis relativamente altas a lo largo del trayecto de la fibra nerviosa y con una frecuencia de 2 a 3 veces por semana.La longitud de ona es infraroja ya que las fibras nerviosas están en profundidad.

  • SOBRE TEJIDOS DENTARIOS

Para disminuir la hipersensibilidad post tallado cavitario en la dentina, hipersensibilidad post raspado periodontal, hipersensibilidad post clareamiento dental, hipersensibilidad por erosión en tercio cervical. Hipersensibilidad por desgaste de esmalte por bruxismo o por amelogénesis imperfecta. Estimula la formación de dentina terciaria a mediano plazo y a corto plazo da analgesia y anti inflamación.

Otros: Xerostomía, Glositis; Pericoronaritis, Edemas, Alveolitis, Peri Implantitis, ATM, Frenectomía, Trismus.

CUIDADOS EN EL USO DE LASER

Nunca irradiar procesos tumorales directamente

No irradiar directamente procesos infecciosos altamente infectados ya que el laser puede exacerbarlos

Nunca irradiar una lesión sin diagnóstico

No hacer aplicaciones extraorales en pacientes que usan drogas fotosensibilizantes endógenas o exógenas ya que el láser podría interactuar con la droga y provocar manchas en la piel en la zona de irradiación

Todas las personas presentes en el momento de la aplicación deben usas lentes de protección compatibles con la longitud de onda utilizada.

Nunca se debe apuntar la luz hacia los ojos de otra persona

Superficies reflectantes pueden reflejar la luz laser hacia los ojos

Los lentes de protección son específicos para cada tipo de laser o sea que no hay lentes que puedan ser utilizados para todos los tipos de laser

Si los punteros van a tener contacto con la piel deben ser recubieros con un film o protector aislante, salvo que sean autoclavables.

INDICACIONES CLINICAS DEL LASER

  • Diagnóstico Laser Dopples flujometria –Diode Gal Al As

  • Hipersensibilidad dentinaria Nd:Yag- Diode alta/baja Potencia

  • Protección Pulpar directa CO2 –Nd:Yag Coagulación ciactrización

  • Meeting/ Esterilización de las paredes de los conductos Ns: YAG-Diodo

  • Activación del hipoclorito de sodio Nd:YAG- Diodo

  • Apicectomia Er;YAG- Er:Cr

  • Retratamientos remoción gutapercha y selladores Er; YAG- Er:Cr

  • Biomodulación antiinflamatorio analgésico cicatrización Baja Potencia

  • PDT Terapia Fotodinámica Baja Potencia


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