Определение эффективности воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением длиной волны 445 нм на область десны по данным лазерной допплеровской флоуметрии

Романенко Н.В., Тульских Е.В., Кирсанова Н.М., Тарасенко С.В. Определение эффективности воздействия низкоинтенсивным лазерным излучением длиной волны 445 нм на область десны по данным лазерной допплеровской флоуметрии. Клиническая прак тика. 2025;16(1):38–46. doi:

BACKGROUND: Currently, the list of diode semiconductor lasers in surgical dental practice is expanded due to the development of the blue laser. The topical issue is the evaluation of the effects of laser radiation with a wavelength of 445 nm on the microcirculation of oral cavity mucosa. AIM: to assess the effects of 445 nm laser radiation with a 0.1 Watt power on the microcirculation and the lymphatic flow in the gingival area using the method of laser Doppler flowmetry. METHODS: The efficiency of laser radiation with a wavelength of 445 nm in the gingival area was determined by the data from laser Doppler flowmetry. Dynamic changes of the basal circulation and basal lymphatic flow in the area of the attached keratinized gingiva in the teeth of the mandible were evaluated in healthy volunteers: the numerical values obtained for the microcirculation were measured along with its variability and the coefficient of variation before and after laser therapy. Statistical analysis and visualization of the obtained data were performed using the R 4.4.2 statistical calculations medium. RESULTS: In a total of 20 volunteers, the method of laser Doppler flowmetry has shown a significant increase of the microcirculation values in the gingival tissues upon the exposure of the laser radiation with a wavelength of 445 nm to the gingiva (gum). CONCLUSION: An increase of the circulation rates in the gingival tissues upon the exposure of the low-intensity laser radiation with a wavelength of 445 nm indicates the presence of a therapeutic effect caused by the blue laser. The procedures of preventing the diseases of the parodontal tissues are recommended to be supplemented by photobiomodulation with using the blue laser technology at a power of 0.1 W.

Romanenko NV, Tulskikh EV, Kirsanova NM, Tarasenko SV. Determining the efficiency of low-intensity laser radiation exposure with a wavelength of 445 nm appliied to the gingival area according to the data from laser doppler flowmetry. Journal of Clinical Practice. 2025;16(1):38–46. doi:

Submitted 16.03.2025                      Accepted 26.03.2025               Published online 26.03.2025

ем длиной волны 632,8 нм, 650 нм, 810 нм, 850 нм, 890 нм или 980 нм [1, 8–11]. Нормализация локального кровотока способствует дегидратации тканей и уменьшению выраженности отёка. Все эти факторы способствуют общему повышению трофических процессов в тканях десны [3, 12].

В настоящее время перечень диодных полупроводниковых лазеров для стоматологической практики расширен с появлением медицинского синего лазера с излучением на длине волны 445±40 нм. Мировые производители синего лазера позиционируют данную технологию как лучшую для хирургического препарирования мягких тканей, так как излучение на длине волны 445±40 нм в большей степени поглощается гемоглобином, оксигемогло- бином и меланином, чем лазерное излучение инфракрасного спектра света [13, 14]. В клинической практике стоматологические лазеры инфракрасного диапазона применяются как для лазерной хирургии, так и для лазерной терапии. Актуальным представляется определение возможности применения лазерного излучения длиной волны 445 нм для НИЛИ слизистой оболочки полости рта с перспективой включения данной манипуляции в комплекс лечебных мероприятий при воспалительных заболеваниях тканей пародонта.

Цель исследования — изучение влияния лазерного излучения длиной волны 445 нм при мощности 0,1 Вт на микроциркуляцию и лимфоток в области десны методом лазерной допплеровской флоуметрии.

kV ГА

МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Для выявления признаков влияния низкоинтенсивного лазерного излучения с длиной волны 445 нм на микроциркуляцию пародонта нами проведено обсервационное проспективное интервенционное нерандомизированное неконтролируемое исследование. При составлении дизайна клинического исследования пользовались приёмом PICO (табл. 1).

Критерии соответствия

Критерии включения: возраст от 18 лет и старше; пациенты женского и мужского пола; наличие здорового пародонта; наличие письменного добровольного информированного согласия пациента на участие в исследовании.

Критерии невключения: возраст до 18 лет; беременность, период лактации; приём пациентом препаратов группы антиагрегантов или антикоагулянтов; установленный диагноз «Гингивит»; установленный диагноз «Пародонтит»; наличие вредной привычки табакокурения; периодический или постоянный приём наркотических средств; ротовой тип дыхания; наличие в анамнезе сопутствующей патологии, влияющей на систему периферического кровоснабжения (сахарный диабет, артериальная гипертензия, метаболический синдром); аномалия развития лицевого скелета (мелкий свод преддверия полости рта, недостаточность высоты альвеолярного края нижней челюсти, тесное положение зубов передней группы нижней челюсти, высокое прикрепление подбородочных мышц); миофункциональные нарушения (повышенный тонус подбородочных мышц); наличие ортодонтических конструкций в полости рта.

Критерии исключения: при несостоятельности диагностической процедуры, связанной с непред- виденными обстоятельствами (например, аллергия на лазерное излучение).

Условия проведения

Клиническое исследование проведено на кафедре хирургической стоматологии Института стоматологии имени Е.В. Боровского ФГАОУ ВО «Первый МГМУ имени И.М. Сеченова» Минздрава России.

Продолжительность исследования

Клиническое исследование с участием 20 добровольцев проведено в период 2023–2024 годов.

Описание медицинского вмешательства

Для определения возможности и целесообразности использования лазерного излучения длиной волны 445 нм в качестве источника энергии для лазеротерапии и фотобиомодуляции тканей пародонта нами проведено изучение показателей микроциркуляции крови и лимфы в области слизистой оболочки полости рта при воздействии низкоинтенсивным лазерным излучением на область десны (код манипуляции А22.07.008).

Клиническое исследование проводили в утренние часы, в светлое время суток, в положении пациентов сидя в стоматологическом кресле в позиции спинки под углом 100 градусов, голова пациентов была расположена на подголовнике. Держатель диагностического зонда анализатора «ЛАЗМА-Д» устанавливали на слизистую оболочку в зоне прикреплённой кератинизированной десны зубов 4.2–4.3 с вестибулярной стороны (рис. 1). Зона обследования была выбрана методом удобной детерминированной выборки. Для исключения артефактов в записи перфузии нами использована штатная система, состоящая из штатива и фикса- тора оптоволокна.

Микроциркуляцию крови и лимфы оценивали по данным ЛДФ, которую проводили до процедуры

Таблица 1

Блок-схема дизайна исследования

Показатели	Расшифровка обозначений в данном исследовании
P	Пациенты (добровольцы) со здоровым пародонтом
I	Воздействие НИЛИ длиной волны 445 нм на область десны
C	Сравнение результатов лазерной допплеровской флуометрии до и после воздействия НИЛИ длиной волны 445 нм на область десны у добровольцев
O	Определение качества микроциркуляции крови и лимфы у добровольцев после проведения процедуры воздействия НИЛИ длиной волны 445 нм на область десны

Примечание . P — population, I — intervention, C — comparison, O — outcome. НИЛИ — низкоинтенсивное лазерное излучение.

иническая?

эактика

Том 16 № 1

воздействия НИЛИ на область десны для составления контрольных показателей и через 25 минут по её окончании для выявления терапевтического эффекта. Продолжительность каждого измерения составляла 120 секунд.

Процедуру воздействия лазерным излучением длиной волны 445 нм (ALTA BLUE, НТО «ИРЭ-Полюс», Россия) выполняли в области десны зубов 4.2–4.3 с вестибулярной и язычной сторон при мощности лазерного излучения 0,1 Вт бесконтактным способом — динамической методикой в виде спиралеобразных движений в непрерывном режиме (continuous wave, CW) и неинициированным волокном по 30 секунд с каждой стороны (рис. 2). Расстояние от кончика световода до поверхности десны составляло 4,5–5 мм. Площадь зоны воздействия — 2 см2. По окончании процедуры на дисплее лазерного аппарата ALTA BLUE показатель «total energy» указывал на значение 6 J. Плотность энергии составляла 3 Дж/см2.

Изучение показателей базового кровотока и лимфотока в области десны при воздействии лазерного излучения длиной волны 445 нм выполнено методом ЛДФ. Оценку функционального состояния микроциркуляторного русла десны проводили с помощью компьютеризированного диагностического лазерного анализатора «ЛАЗМА СТ».

Аппарат лазерный диагностический «ЛАЗМА СТ» (ООО НПП «ЛАЗМА», Россия) состоит из анализатора периферического кровотока, лимфотока и коферментов ткани «ЛАЗМА-Д» и блока для температурных и электростимуляционных функциональных проб «ЛАЗМА-ТЕСТ» (Регистрационное удосто- верение на медицинское изделие от 08.06.2017 № РЗН 2017/5844). Для реализации задач данного исследования нами использован анализатор «ЛАЗМА-Д», оснащённый программным обеспечением версии 3.0.2.384.

При проведении ЛДФ оценивали такие медико-биологические характеристики, как показатель периферического кровотока (показатель микроциркуляции) и показатель периферического лим-фотока. Значение показателя микроциркуляции пропорционально произведению числа эритроцитов на среднюю скорость их движения в капиллярах. Значение показателя периферического лим-фотока пропорционально произведению числа рассеивателей в лимфотоке на среднюю скорость их движения [15].

После сессии ЛДФ изучаемые диагностические характеристики базального кровотока и лимфо-тока отображаются на экране монитора в виде цветной допплерограммы и числовых значений: показателя микроциркуляции ( M ), величины его изменчивости ( σ ) и коэффициента вариации ( Kv ).

Коэффициент вариации ( Kv ) определяет вазомоторную активность сосудов микроциркулятор-ного русла в процентах (%): Kv =( o/M )х100%.

На основании получаемых данных представляется возможность определения состояния микроциркуляции в исследуемой области.

Статистический анализ

Объём выборки был определён с использованием формул Sample size на основе результатов аналогичного исследования, опубликованного ранее [16].

Рис. 1. Зона расположения датчика диагностического зонда при проведении лазерной допплеровской флоуметрии.

Рис. 2. Процедура низкоинтенсивного лазерного излучения в области десны зубов 4.2–4.3 у практически здорового добровольца.

ГАТАТАТЖ №▼▲▼▲▼ FAW

Статистический анализ и визуализация полученных данных проведены с использованием среды для статистических вычислений R 4.4.2 (R Foundation for Statistical Computing, Вена, Австрия). Для количественных показателей определены среднее значение, стандартное отклонение, медиана и межквартильный интервал; характер распределения установлен c помощью теста Шапиро–Уилка.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Объекты (участники) исследования

Группу исследования составили 20 студентов-добровольцев Института стоматологии имени Е.В. Боровского, из них 10 юношей и 10 девушек в возрасте 22–24 (средний возраст 22,9±0,8) лет, без вредных привычек, без признаков воспаления тканей пародонта, без соматической патологии в анамнезе.

За 7–10 дней до исследования всем участникам была проведена профессиональная гигиена полости рта. В день проведения исследования добровольцы не принимали кофеинсодержащие напитки. Для проведения исследования добровольцы являлись через 3 часа после приёма пищи и выполнения индивидуальной гигиены полости рта. В течение 25 минут осуществляли информирование пациентов о цели исследования и методике ЛДФ, а также проводили осмотр полости рта и определение стоматологического статуса. Данного времени было достаточно для приобретения добровольцами полного эмоционального и физиологического покоя.

Основные результаты исследования

При воздействии лазерного излучения длиной волны 445 нм на область десны 20 добровольцев показатели ЛДФ изменялись (рис. 3). У здоровых добровольцев среднее значение периферического кровотока (М) крови составило 19,28±0,61 пф.ед. (перфузионные единицы). Среднее значение изменчивости показателя микроциркуляции (σ) соответствовало величине 3,07±0,1 пф.ед. Значение коэффициента вариации (Kv) выведено по формуле и достигало 15,92±0,66%. После проведе- ния процедуры НИЛИ отмечено статистически значимое увеличение показателя микроциркуляции (М) крови в среднем на 3,07 пф.ед. (22,36±1,2; 95% ДИ 2,44–3,71; p <0,001). Статистически значимых изменений в отношении изменчивости показателя микроциркуляции (σ) не установлено (p=0,319). Однако после процедуры НИЛИ отмечено увеличение вариабельности данного показателя: его стандартное отклонение увеличилось в 6,71 раза (95% ДИ 4,33–10,4; p <0,001) (см. рис. 3). После процедуры НИЛИ было отмечено уменьшение коэффициента вариации (Kv) в среднем на 1,52% (14,4±3,04; 95% ДИ 0,14–2,9); p=0,032). Установлено также статистически значимое увеличение стандартного отклонения данного показателя в 4,62 раза (95% ДИ 2,98–7,15; p <0,001).

Среднее значение показателя микроциркуляции (М) лимфы составило 0,4±0,07 пф.ед. Среднее значение изменчивости показателя микроциркуляции (σ) соответствовало величине 0,12±0,04 пф.ед. Значение коэффициента вариации (Kv) выведено по формуле и достигало 30,6±7,3% (рис. 4).

После воздействия лазерным излучением длиной волны 445 нм на область десны значение показателя микроциркуляции ( М ) лимфы достоверно не изменилось.

Рис. 3. Динамика изменения показателей базального микрососудистого кровотока десны, определённого методом лазерной допплеровской флоуметрии, при воздействии лазерным излучением длиной волны 445 нм при мощности 0,1 Вт.

До процедуры НИЛИ

После процедуры НИЛИ

иническая

эактика

Том 16 № 1

Нежелательные явления

Нежелательных реакций на процедуру НИЛИ в ходе исследования не выявлено.

ОБСУЖДЕНИЕ

В нашем исследовании впервые проведено воздействие низкоинтенсивным излучением синего лазера на ткани здорового пародонта. Отмечено незначительное, но достоверное изменение показателей базового кровотока в области тканей десны.

С 2015 года мировым стоматологическим сообществом для обозначения процедуры НИЛИ в области здоровых тканей используется термин «фотобиомодуляция» [17]. Фотобиомодуляция является потенциально эффективным и неинвазивным методом улучшения процессов микроциркуляции [10]. Бесконтактное воздействие лазерного излучения на ткани при невысоких показателях мощности вызывает ряд физиологических процессов на клеточном и тканевом уровнях [9].

Противовоспалительный эффект лазерного излучения красного и инфракрасного спектра света проявляется при мощности 0,1–0,5 Вт и в большей степени — при минимальном значении (0,1 Вт) [9]. Известно также, что максимальное значение мощности физиотерапевтического лечения синим лазером — 0,5 Вт — приближается к показателю абляционного режима. При мощности лазерного излучения 0,7 Вт синий лазер способен рассекать слизистую оболочку полости рта [18]. Целесообразным представилось при физиотерапевтическом применении максимально отдалиться от значений мощности хирургического режима работы синего лазера. Именно по этим причинам в данном клиническом исследовании для воздействия на зону прикреплённой кератинизированной десны выбрана мощность лазерного излучения в 0,1 Вт.

Основой биологического ответа тканей живого организма на лазерное излучение низкой мощности является феномен активации Ca2+-зависимых реакций в клетках, что проявляется повышением редокс-потенциала митохондрий, увеличением синтеза и накопления аденозинтрифосфата, активацией синтеза ДНК и РНК [9]. Поглощение лазерной энергии хромофорами приводит к активации клеточных ферментов, увеличению показателей окислительного метаболизма, стимуляции микроциркуляции и улучшению оксигенации тканей [19].

Увеличение скорости кровотока в области десны после воздействия лазерным излучением длиной волны 445 нм сопровождается снижением скорости лимфотока, что объясняется физиологическими особенностями микроциркуляции: при повышении скорости крови возрастает гидростатическое давление в капиллярах, что затрудняет фильтрацию жидкости в интерстициальное пространство. Увеличение давления также способствует реабсорбции жидкости из интерстиция обратно в кровь, уменьшая объём жидкости, доступной для образования лимфы. При ускорении кровотока также сокращается время контакта между кровью и стенками капилляров, что уменьшает возможность диффузии жидкости в интерстициальное пространство [15]. Аналогично данным Т.Н. Сафоновой и соавт. [20], увеличение скорости кровотока обусловливает снижение скорости лимфотока и способствует ускорению окислительных процессов в тканях десны. В нашем исследовании мы также наблюдали тенденцию к снижению показателя микроциркуляции лимфы, не достигшей предела статистической значимости.

Рис. 4. Динамика изменения показателей базального лимфотока десны, определённого методом лазерной допплеровской флоуметрии, при воздействии лазерным излучением длиной волны 445 нм при мощности 0,1 Вт.

НИЛИ

НИЛИ

НИЛИ

НИЛИ

kV ГА

При нарушении функционирования микроцирку-ляторного русла происходит замедление кровотока, изменение формы и количества функционирующих капилляров, формируется венозный застой, что приводит к появлению цианоза слизистой оболочки папиллярной и маргинальной десны [21, 22].

Воздействие лазерного излучения длиной волны 445 нм при мощности 0,1 Вт в течение 1 минуты на область десны одного зуба вызывает увеличение скорости кровотока в тканях пародонта у здоровых добровольцев. В доступной литературе отсутствуют научные данные о влиянии излучения синего лазера на микроциркуляцию тканей десны при большей мощности. В эксперименте было установлено, что при несоблюдении методики НИЛИ при мощности 0,5 Вт происходит нагревание тканей пародонта лабораторных животных до 52,3ºС, что значительно выше пороговых значений (42ºС) [23]. Известно, что пик поглощения лазерного излучения гемоглобином соответствует длине волны синего диапазона спектра [10]. При применении мощности лазерного излучения, близкому к абляционному, процедура НИЛИ может вызвать агрегацию эритроцитов и гемостаз. На основании полученных результатов и научно обоснованных фактов при проведении профилактических мероприятий заболеваний тканей пародонта рекомендуется выполнение процедуры фотобиомодуляции с применением технологии синего лазера при мощности 0,1 Вт.

Лазерная допплеровская флоуметрия — объективный и неинвазивный метод функциональной диагностики микроциркуляции поверхностных тканей, позволяющий непрерывно регистрировать кровоток и лимфоток в режиме реального времени [15, 24]. Основными измеряемыми показателями в ЛДФ являются динамика показателя микроциркуляции и спектральные составляющие колебаний кровотока и лимфотока в тканях [15, 25]. Эти показатели зависят от множества физиологических, патологических и физических факторов, таких как пол, возраст, эмоциональное состояние человека, наличие сосудистой патологии, наличие метаболических заболеваний, температура воздуха в кабинете функциональной диагностики и др. [15, 26–29], в связи с чем для объективизации результатов функционального исследования нами использована предварительная подготовка пациентов в течение 25 минут.

Перспективным представляется изучение особенностей микроциркуляции в области десны при воздействии лазерным излучением длиной волны 445 нм у пациентов с диагнозом «Гингивит и пародонтит».

Ограничения исследования

Ограничением исследования является то, что оно одноцентровое и нерандомизированное.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впервые представлена информация о возможности клинического применения инновационной лазерной технологии длиной волны 445 нм при фотобиомодуляции тканей пародонта. Полученные результаты о повышении скорости кровотока при мощности лазерного излучения 0,1 Вт указывают на возможность применения данного режима фотобиомодуляции в клинической практике.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Н.В. Романенко — идея и дизайн исследования, проведение клинического исследования, написание текста, статистическая обработка данных, окончательная научная редакция, формулировка заключения; Е.В. Тульских — участие в клиническом исследовании, сбор и статистическая обработка данных; Н.М. Кирсанова — участие в клиническом исследовании, сбор данных, обзор литературы; С.В. Тарасенко — окончательная научная редакция, общее руководство. Авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концеп- ции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Этическая экспертиза. Проведение клинического исследования одобрено локальным этическим комитетом ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России 16 февраля 2023 года (протокол ЛЭК № 03-23 от 16.02.2023).

Источник финансирования . Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.