ES2873365T3 - Aparato para tratamiento dental basado en láser con refrigeración de un fluido controlada - Google Patents

Aparato para tratamiento dental basado en láser con refrigeración de un fluido controlada Download PDF

Info

Publication number
ES2873365T3
ES2873365T3 ES13790541T ES13790541T ES2873365T3 ES 2873365 T3 ES2873365 T3 ES 2873365T3 ES 13790541 T ES13790541 T ES 13790541T ES 13790541 T ES13790541 T ES 13790541T ES 2873365 T3 ES2873365 T3 ES 2873365T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
fluid
flow
delivery system
laser
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13790541T
Other languages
English (en)
Inventor
Nathan Monty
Charles Dresser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Convergent Dental Inc
Original Assignee
Convergent Dental Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Convergent Dental Inc filed Critical Convergent Dental Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2873365T3 publication Critical patent/ES2873365T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/0061—Air and water supply systems; Valves specially adapted therefor
    • A61C1/0069—Fluid temperature control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/0046—Dental lasers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/0061—Air and water supply systems; Valves specially adapted therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C19/00—Dental auxiliary appliances
    • A61C19/06—Implements for therapeutic treatment
    • A61C19/063—Medicament applicators for teeth or gums, e.g. treatment with fluorides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/02—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools
    • A61C1/05—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design characterised by the drive of the dental tools with turbine drive
    • A61C1/052—Ducts for supplying driving or cooling fluid, e.g. air, water
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/087—Supplying powder or medicines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C17/00—Devices for cleaning, polishing, rinsing or drying teeth, teeth cavities or prostheses; Saliva removers; Dental appliances for receiving spittle
    • A61C17/02—Rinsing or air-blowing devices, e.g. using fluid jets or comprising liquid medication
    • A61C17/0217—Rinsing or air-blowing devices, e.g. using fluid jets or comprising liquid medication having means for manually controlling the supply of two or more fluids, e.g. water and air

Abstract

Un aparato para el tratamiento de tejido dental, el aparato que comprende: una fuente de láser para generar un haz de láser (1) en una longitud de onda en el intervalo de 5 μm hasta 15 μm que se absorbe por hidroxiapatita en el tejido dental; un sistema (3) para dirigir el haz de láser (1) a un área de tejido dental a ser tratada; un sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) que comprende: una boquilla que comprende una pluralidad de orificios que están orientados y configurados para dirigir un flujo de un fluido refrigerante en una dirección hacia el área a ser tratada y para formar una película de refrigerante sobre el área a ser tratada, al tiempo que se minimiza la agrupación del fluido refrigerante y la intersección del flujo de fluido refrigerante con el haz de láser antes del impacto del mismo sobre el tejido dental a ser tratado; y un controlador de fluido para dirigir un flujo (7, 12) del fluido refrigerante a al menos una parte del área a ser tratada y para limitar la cantidad de fluido entregado al área a ser tratada, caracterizado por que el controlador de fluido está configurado para minimizar la agrupación del fluido refrigerante y evitar la interferencia con el haz de láser (1) para evitar una reducción en la absorción de energía del láser por el tejido dental, dando como resultado una tasa de eliminación de tejido duro de menos del quince por ciento de una tasa de eliminación de pico de tejido duro.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para tratamiento dental basado en láser con refrigeración de un fluido controlada
Campo de la invención
Esta invención se refiere a sistemas de refrigeración y en particular a sistemas de refrigeración para tratamiento dental basado en láser.
Antecedentes
Algunos sistemas de tratamiento dental usan láseres, por ejemplo, para cortar el esmalte de los dientes. Puede ser beneficioso sustituir los tornos usados convencionalmente en el tratamiento dental con sistemas basados en láser, en parte debido a que los láseres pueden proporcionar un mejor control del proceso de corte y eliminación de material de un tejido a ser tratado, tal como un diente. También, los sistemas basados en láser típicamente son menos ruidosos y pueden producir menos vibraciones que un torno convencional. También se ha descubierto láseres que son útiles en la eliminación de material dental con menos cantidad de anestésico local que la requerida cuando el procedimiento se realiza con un torno. Por estas razones, muchos en la industria dental han esperado durante algún tiempo que los sistemas basados en láser sustituirán a los sistemas de tratamiento dental basados en torno.
La Administración de Fármacos y Alimentos (FDA) ha aprobado siete tipos diferentes de láseres y diodos láser para su uso en aplicaciones dentales. Los láseres usados para tratar tejidos blandos se eligen según las características de absorción de agua del láser y otras diversas características de modo que la sangre se cauterice y se minimice el sangrado. Muchos de los sistemas de tratamiento dental, no obstante, cortan el esmalte o el tejido duro usando láseres que presentan una alta absorción de agua. Típicamente, la energía del láser aplicada se absorbe en agua en el esmalte dental (alrededor de un 4 % en volumen), haciendo que el agua se vaporice y haciendo que el vapor resultante fracture el tejido duro/esmalte y, de este modo, eliminando una parte del esmalte del diente. Debido a que la longitud de onda del láser se elige de manera que una parte significativa de la energía del láser sea fuertemente absorbida por el agua, un problema común con tales sistemas es que la operación de corte es lenta, debido al bajo porcentaje de agua en el esmalte. De hecho, este método de eliminación del tejido duro dental es a menudo considerablemente más lento que el uso de tornos dentales y muchos procedimientos dentales se completan en menos tiempo por un operador/dentista usando un torno convencional que usando un láser que opera mediante la absorción de energía del láser en el agua. Por esta razón, los facultativos pueden elegir no usar sistemas basados en láser para el tratamiento dental y, como tal, los beneficios que puede ofrecer el tratamiento basado en láser no están ampliamente disponibles en la actualidad.
Las longitudes de onda del láser en el intervalo de 5 a 15 pm son fuertemente absorbidas por la hidroxiapatita que constituye hasta alrededor del 96 % del esmalte dental en peso. Por lo tanto, usar láseres en el intervalo de desde alrededor de 5 pm hasta alrededor de 15 pm puede dar como resultado un corte más rápido del tejido duro que el de usar sistemas de tratamiento dental basados en láser conocidos. Como se explica a continuación, la refrigeración es particularmente importante en el uso de láseres en el intervalo de 5 a 15 pm.
Se conoce el uso de un fluido para ayudar en la limpieza durante el corte, por ejemplo, para eliminar las partículas creadas durante la operación de corte. Tales fluidos también se pueden usar para limpiar antes y después de la operación de corte. En general, en la odontología basada en láser, sin una refrigeración adecuada, el esmalte se funde cuando se hace una ablación mediante un láser de cualquier longitud de onda, formando fases CaP sin apatita. Por lo tanto, cuando se usa un láser para cortar, se puede usar un fluido para refrigerar el tejido dentro del área de tratamiento y/o el área circundante, para evitar daños térmicos al mismo, además de limpiarlo.
Cuando se usa el láser para fracturar la estructura del diente por vaporización de agua, el agua proporcionada por el sistema para refrigerar el área de tratamiento puede interferir con el haz de láser sin una reducción significativa en las tasas de eliminación de material. Esto es debido a que el refrigerante, que puede absorber la radiación láser y vaporizarse, puede servir para eliminar el material de tejido duro impartiendo fuerzas disruptivas al área de tratamiento. En algunos sistemas, el sistema de refrigeración está configurado de manera intencionada de manera que el refrigerante interfiera con el haz de láser para impartir fuerzas disruptivas sobre el tejido duro dental. En algunos sistemas de tratamiento dental basados en láser, el refrigerante se proporciona solamente para evitar o minimizar la fusión del esmalte, sin importar si el refrigerante interfiere con la operación de ablación del haz de láser. Algunos sistemas que entregan refrigerante entre pulsos de láser no proporcionan refrigeración por convección forzada desde la superficie de la región dental que se trata en o casi en el momento en el que se está calentando la superficie. Esto puede hacer que la superficie tratada experimente ciclos térmicos, calentando durante los pulsos de láser y refrigerando entre tales pulsos.
Un sistema de láser dental en el que ocurre la ablación, al menos en parte, debido a la absorción de la energía del láser en la hidroxiapatita del tejido duro es probable que experimente una marcada reducción en la tasa de eliminación de material cuando un fluido refrigerante interfiere con el láser. En tales sistemas, proporcionar cantidades no reguladas de agua u otros refrigerantes a menudo no es una solución beneficiosa para resolver el problema de la fusión del esmalte. Esto se debe a que la hidroxiapatita absorbe energía del láser de 9,3 a 9,6 pm (que se puede clasificar en el intervalo de infrarrojo medio a lejano de la longitud de onda del láser), pero el agua también absorbe energía del láser de 9,3 a 9,6 |jm y, como tal, el fluido refrigerante puede atenuar significativamente la potencia del láser usada para la ablación. Por lo tanto, una cantidad excesiva de agua puede interferir con la operación de corte del haz de láser.
Además, aunque la fusión del esmalte puede disminuir la eficacia de corte en general, este problema puede ser significativo cuando se usan láseres de infrarrojo medio a lejano. Esto se debe predominantemente a que la estructura de la fase de CaP tiene una característica de absorción completamente diferente a la hidroxiapatita, de manera que la energía del infrarrojo lejano de 9,3 a 9,6 jm pasa de ser altamente absorbida a ser virtualmente no absorbida en las fases de CaP. Por lo tanto, este cambio en el mecanismo de absorción puede hacer que la refrigeración y la ablación del esmalte en las longitudes de onda del infrarrojo medio a lejano sean mucho más críticas que las longitudes de onda del infrarrojo cercano (por ejemplo, convencional) donde el mecanismo de absorción es agua. Debido a que la ablación de las fases de CaP de hidroxiapatita y sin apatita no es tan diferente, se puede tolerar algo de fusión del esmalte cuando se corta con energía del láser del infrarrojo cercano (convencional), debido a que la ablación generalmente es causa por agua evaporada. Es altamente deseable evitar tal fusión cuando se usa láser de energía de infrarrojo medio a lejano para la ablación debido a que las fases de CaP pueden mitigar sustancialmente, o incluso evitar, la absorción de la energía del láser en el tejido duro a ser eliminado.
El documento US 2008/138764 A1 describe un aparato para el tratamiento de tejido dental, el aparato que comprende: un sistema para dirigir un haz de láser a un área de tejido dental a ser tratada; un sistema de entrega de fluido para dirigir y controlar un flujo de un fluido a al menos una parte del área a ser tratada.
Como tal, hay una necesidad de sistemas y métodos mejorados para controlar el fluido usado para refrigerar el tejido durante el procesamiento con láser del mismo para proporcionar tasas de eliminación suficientes al tiempo que se evita sustancialmente la fusión del esmalte.
Compendio de la invención
La presente invención se expone en la reivindicación 1 adjunta. Las realizaciones preferidas se exponen en las reivindicaciones dependientes adjuntas.
En diversas realizaciones, un sistema según la presente invención facilita un tratamiento dental eficaz en el que se mitiga o elimina el riesgo de fusión del esmalte por un haz de láser sin afectar significativamente la eficacia de corte del tejido dental. Esto se logra, en parte, regulando el flujo de un fluido refrigerante de manera que la cantidad de líquido presente en el área de tratamiento sea adecuada para minimizar el riesgo de fusión del esmalte, pero que no sea tan excesiva como para interferir con el haz de láser absorbiendo una parte significativa de la energía del láser. Específicamente, debido a que el esmalte fundido puede cubrir la hidroxiapatita y, de este modo, puede evitar sustancialmente la absorción de la energía del láser por ello, el sistema y el método aseguran que una cantidad de agua/refrigerante que sea suficiente para inhibir o minimizar la fusión del esmalte esté presente en el área de tratamiento. La cantidad de agua/refrigerante se minimiza, no obstante, de modo que se minimice la parte de radiación absorbida en el agua/refrigerante y se maximice la absorción de la energía del láser por la hidroxiapatita/esmalte a ser eliminado o se mantenga cerca del pico de absorción. Como resultado, la parte de la energía del láser generada que se utiliza para la ablación se puede maximizar de modo que se minimice el coste y/o la duración del tratamiento basado en láser de infrarrojo medio a lejano, al tiempo que se evita la fusión del esmalte. Como parte de la regulación del flujo del fluido refrigerante, se puede controlar tanto la ubicación como la cantidad de fluido refrigerante. Diversas realizaciones también pueden emplear la entrega de haz de láser controlado por ordenador.
A menudo, a medida que avanza la ablación por láser, se forma un orificio o depresión en el área de tratamiento (superficie del diente, tejido duro, etc.). Por lo tanto, es beneficioso que la pulverización de fluido refrigerante se forme de manera que el fluido refrigerante humedezca la superficie expuesta por ablación, para asegurar que no ocurra la fusión del esmalte en la misma, y que no se formen fases de CaP sin apatita sobre la superficie expuesta. También se debe asegurar, no obstante, que se evite la agrupación de fluido refrigerante. La agrupación de fluido refrigerante puede conducir a un aumento de absorción de energía del láser en el fluido refrigerante agrupado y, de manera correspondiente, a disminución de tasas de ablación con hidroxiapatita. Además, la interacción del agua (fluido refrigerante en general) con el haz de láser infrarrojo antes del impacto del mismo sobre la superficie del esmalte puede conducir a una absorción adicional de la energía del láser en el agua, e incluso a una menor absorción de hidroxiapatita. Por lo tanto, es ventajoso asegurar que una pulverización o rociada de refrigerante tan pequeña como sea posible interactúe o se cruce con la luz láser infrarroja entregada al área de tratamiento.
Por consiguiente, en un aspecto, diversas realizaciones presentan un aparato para el tratamiento de tejido dental. El aparato incluye un sistema para dirigir un haz de láser a un área de tejido dental a ser tratada. El aparato también incluye un sistema de entrega de fluido para dirigir y controlar un flujo de un fluido a al menos una parte del área a ser tratada para evitar sustancialmente tanto un cambio en la absorción de energía del láser por el tejido dental como una atenuación de la eficacia del tratamiento debido a la interferencia de fluido con el haz de láser. El fluido entregado a al menos una parte del área a ser tratada puede evitar la fusión del esmalte en esa área, o puede reducir significativamente el riesgo de tal fusión.
En algunas realizaciones, el fluido incluye un líquido y un gas, y el sistema de entrega de fluido puede estar configurado para ajustar una proporción de un volumen del líquido con respecto a un volumen del fluido. El líquido puede incluir o constar esencialmente de agua. Alternativamente, o además, el líquido puede incluir uno o más de una sal, un peróxido, un medicamento, un pigmento, un mineral, un producto químico de corte y un tensioactivo. El gas puede incluir o constar esencialmente de aire.
En algunas realizaciones, el sistema de entrega de fluido controla (por ejemplo, usando una válvula) el flujo del fluido. El sistema de entrega de fluido puede estar configurado para proporcionar una cantidad suficiente de fluido para evitar sustancialmente la fusión del tejido dental. El sistema de entrega de fluido también puede estar configurado para limitar la cantidad de fluido entregado al área de tratamiento para limitar la absorción de la energía del haz de láser en el fluido.
El fluido puede incluir o constar esencialmente de un líquido, y el sistema de entrega de fluido puede estar configurado (por ejemplo, usando una válvula) para ajustar el caudal del líquido. En algunas realizaciones, el sistema de entrega de fluido está configurado para ajustar la presión del flujo de líquido en el intervalo de alrededor de 0 Pa hasta alrededor de 275790 Pa. El sistema de entrega de fluido también puede estar configurado para encender y apagar el flujo de líquido, para entregar una ráfaga de líquido o una serie de ráfagas. La frecuencia de conmutación puede ser de hasta alrededor de 10 Hz y la duración de una ráfaga de líquido puede ser de hasta alrededor de 1000 milisegundos.
En algunas realizaciones, el fluido incluye o consta esencialmente de un gas, y el sistema de entrega de fluido (por ejemplo, una válvula) está configurado para ajustar el caudal del gas. Alternativamente, o además, el sistema de entrega de fluido puede estar configurado para ajustar la presión del flujo de gas en el intervalo de alrededor de 0 Pa hasta alrededor de 551581 Pa.
El sistema de entrega de fluido puede estar configurado para encender y apagar el flujo de gas, para entregar una ráfaga de gas. Una ráfaga de gas se puede entregar alternativamente con la entrega de una gotita o ráfaga de líquido de manera que el líquido pueda proporcionar refrigeración, y la ráfaga de gas elimina cualquier cantidad de líquido en exceso, que pueda interferir con el haz de láser, del área/región de tratamiento. La frecuencia de conmutación puede ser de hasta alrededor de 10 Hz y la duración de una ráfaga de gas puede ser de hasta alrededor de 1000 milisegundos.
En algunas realizaciones, el sistema de entrega de fluido está configurado (por ejemplo, usando una válvula) para ajustar el caudal del fluido. Por ejemplo, el sistema de entrega de fluido puede estar configurado para ajustar la presión del flujo de fluido en un intervalo de desde alrededor de 0 Pa hasta alrededor de 551581 Pa. En algunas realizaciones se pueden usar dos válvulas, una para controlar/regular el flujo de un líquido y una segunda válvula para controlar/regular el flujo de un gas, el líquido y el gas que forman el fluido refrigerante.
En algunas realizaciones, el sistema de entrega de fluido incluye un regulador de alivio de presión para controlar el flujo del fluido, y el fluido incluye un gas. El regulador de alivio de presión puede estar configurado para ajustar la presión del flujo de gas en el intervalo de alrededor de 0 Pa hasta alrededor de 551581 Pa.
En algunas realizaciones, el regulador de alivio de presión está configurado para ajustar la presión del flujo de gas en uno o más de un intervalo de alrededor de 0 Pa hasta alrededor de 34473,8 Pa, haciendo que el fluido forme una gotita en la entrega, un intervalo de desde alrededor de 34473.8 Pa hasta alrededor de 103421 Pa, haciendo que el fluido forme una columna en la entrega, y un intervalo de alrededor de 103421 Pa hasta alrededor de 551581 Pa, haciendo que el fluido forme una rociada en la entrega.
El sistema de entrega de fluido puede incluir una bomba de desplazamiento positivo para controlar el flujo del fluido, y el fluido puede incluir o constar esencialmente de un líquido. La bomba de desplazamiento positivo puede incluir una bomba peristáltica. La bomba de desplazamiento positivo puede funcionar a una frecuencia de hasta alrededor de 750 rpm, y la frecuencia de la bomba puede controlar el caudal del líquido. En algunas realizaciones, el sistema de entrega de fluido incluye un conmutador de flujo de fluido que puede detectar la presencia del flujo de fluido y/o la presencia de burbujas en el flujo de fluido. El conmutador de flujo de fluido puede estar adaptado para controlar el haz de láser si se detecta una carencia de flujo de fluido y/o se detecta un flujo de fluido que incluye burbujas.
En algunas realizaciones, el sistema de entrega de fluido incluye una boquilla que forma uno o más orificios. La boquilla puede formar una serie de orificios. Por ejemplo, la boquilla puede formar hasta 10 orificios. Cada orificio de los diversos orificios puede tener un diámetro en un intervalo de alrededor de 0,2032 mm hasta alrededor de 3,81 mm. Los diversos orificios pueden estar configurados en un patrón poligonal, un patrón circular o un patrón arqueado. En algunas realizaciones, la orientación de la boquilla con respecto a un eje del haz de láser es ajustable, por ejemplo, en un ángulo en un intervalo de alrededor de 0° hasta alrededor de 90° con respecto al haz de láser. En algunas realizaciones, la orientación de la boquilla es de alrededor de 77° con respecto al haz de láser.
En algunas realizaciones, la distancia entre una punta de la boquilla y el área del tejido dental a ser tratada está en el intervalo de desde de 2 milímetros hasta alrededor de 50 milímetros. El sistema de entrega de fluido puede estar configurado para dirigir el flujo de fluido como una o más de una serie de gotitas, una serie de columnas y una rociada. El área a ser tratada puede estar en un intervalo de alrededor de 0,032258 mm2 hasta alrededor de 354,838 mm2, y el tejido dental puede incluir o constar esencialmente de un tejido dental duro. En algunas realizaciones, una cortina de aire elimina o reduce el riesgo de que el fluido refrigerante después de golpear el área/región a ser tratada (por ejemplo, la superficie de un diente) pueda rebotar e interferir con el haz de láser.
En otro aspecto, diversas realizaciones presentan un método para el tratamiento de tejido dental. El método incluye dirigir un haz de láser a un área de tejido dental a ser tratada, y dirigir y controlar un flujo de un fluido a al menos una parte del área a ser tratada para evitar sustancialmente tanto un cambio en la absorción de energía del láser por el tejido dental como una atenuación de la eficacia del tratamiento debido a la interferencia del fluido con el haz de láser.
Se puede controlar el flujo del fluido. En algunas realizaciones, el método incluye controlar el flujo del fluido para proporcionar una cantidad suficiente de fluido para evitar sustancialmente la fusión del tejido dental. El control del flujo de fluido también puede incluir limitar una cantidad de fluido para limitar la absorción del haz de láser en el fluido.
En algunas realizaciones, el control del flujo del fluido se realiza, al menos en parte, usando un regulador de alivio de presión. El método puede incluir bombear el fluido usando una bomba de desplazamiento positivo para controlar el flujo del fluido. En algunas realizaciones, el método incluye monitorizar el flujo del líquido usando un conmutador de flujo de fluido y controlar el haz de láser si se detecta una carencia de flujo de fluido y/o se detecta un flujo de fluido que incluye burbujas. El fluido se puede entregar usando una boquilla que forma uno o más orificios. Se puede ajustar una orientación de la boquilla con respecto a un eje del haz de láser para dirigir el fluido refrigerante a un punto seleccionado dentro del área de tratamiento. Un tejido dental duro se puede tratar en algunas realizaciones.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención llegará a ser más evidente a la vista de los dibujos adjuntos y la descripción detallada que se acompaña. Las realizaciones representadas en los mismos se proporcionan a modo de ejemplo, no a modo de limitación, en donde los mismos números de referencia se refieren a los mismos elementos o similares. Los dibujos no están necesariamente a escala, en su lugar siendo puesto el énfasis en ilustrar aspectos de la invención. En los dibujos:
la FIG. 1 muestra una vista en sección transversal de un diente y un proceso ejemplar de suministro de un fluido refrigerante a través de un sistema de entrega de fluido según una realización;
la FIG. 2 muestra otra vista en sección transversal del diente a medida que continúa el proceso de corte creando un perfil de corte controlado, según una realización;
la FIG. 3 muestra una vista en planta de una sección del diente con una región de corte cuadrada y la entrega del fluido refrigerante a la región de corte, según una realización;
las FIGS. 4A-4D representan diversas boquillas ejemplares, según diferentes realizaciones;
la FIG. 5 es una tabla de diversos parámetros usados para controlar el flujo de fluido según diversas realizaciones;
la FIG. 6 representa esquemáticamente un sistema de entrega de fluido en el que el fluido incluye tanto un líquido como un gas, según una realización;
la FIG. 7 representa una relación entre el caudal volumétrico de un refrigerante y la tasa de eliminación de tejido duro, según una realización.
Descripción detallada
Se describe un proceso que combina un sistema de tratamiento dental basado en láser con una entrega controlada de fluido refrigerante. El sistema basado en láser puede ser controlado por ordenador y el sistema de entrega de fluido refrigerante puede incluir una cortina de aire para limitar la cantidad de fluido refrigerante que podría interferir con el haz de láser.
La FIG. 1 representa una realización en la que un haz de láser 1 emerge de una pieza de mano 2, que es parte del sistema de tratamiento/corte por láser 3. El haz de láser puede ser controlado por ordenador y se refleja en un espejo 4 para realizar la operación de corte sobre el diente 5 u otro tejido. El usuario puede seleccionar la geometría del corte 6 y la profundidad del corte 6. El fluido refrigerante 7 se dirige al diente 5 a través de las boquillas 8 y 9. Este fluido proporciona tanto la refrigeración crítica necesaria para controlar completamente el corte pero también ayuda a eliminar el material cortado del diente 5. Un conjunto de boquillas 10 separado suministra una cortina de aire 11 que puede evitar que el fluido de refrigeración salpique hacia atrás la pieza de mano 2. El conjunto de boquillas 10 separado está diseñado para suministrar una cantidad controlada de aire para formar la cortina de aire 11 que es sustancialmente un flujo laminar. Esto puede minimizar la interrupción del haz de láser 1. El flujo del fluido refrigerante generalmente se controla de manera que los cortes, tales como el corte 6, se puedan lograr consistentemente y de una manera repetible usando el haz de láser 1.
La FIG. 2 representa una sección del diente 5 cuando el corte 6 está en curso. El haz de láser 1 se enfoca solamente sobre una parte del corte 6 y se escanea para lograr la geometría final y la profundidad de ese corte 6. Los flujos de fluido 7, 12 se entregan desde las boquillas 9, 8 respectivamente y se dirigen y controlan por el diseño de las boquillas 9, 8. En particular, el tamaño de abertura de las boquillas y su orientación se seleccionan según uno o más de los parámetros mostrados en la FIG. 5. La orientación de las boquillas puede determinar el ángulo en el que el fluido pulverizado desde la boquilla impacta en la superficie dental a ser tratada.
En algunas realizaciones, los flujos 7, 12 del fluido refrigerante se controlan de manera diferente a medida que el corte 6 se hace más profundo. Es beneficioso proporcionar una cantidad adecuada de fluido refrigerante desde los flujos 7, 12 hasta la parte inferior del corte 6, para evitar sustancialmente la fusión del esmalte en la parte inferior. A medida que el corte 6 llega a ser profundo, esto se puede lograr cambiando el patrón de flujo de gotitas o rociada, que puede ser adecuado cuando la región de tratamiento es generalmente plana, a una columna de fluido cuando el corte es profundo. El patrón de flujo se puede cambiar variando la presión del fluido gaseoso. Generalmente, presiones de gas más bajas proporcionan un patrón de flujo de gotitas, presiones de gas ligeramente más altas proporcionan una columna de refrigerante, presiones de gas más altas proporcionan una rociada, con las presiones de gas más altas proporcionando la rociada más fina. La variación de la presión del gas se puede controlar por ordenador a través del uso de un regulador eléctrico, por ejemplo, un regulador eléctrico SMC ITV-0030-3UBS. Se puede evitar, no obstante, agrupamiento del fluido refrigerante en la parte inferior del corte 6. Esto se puede lograr, en parte, entregando la columna de fluido de manera intermitente, tal como en un patrón de pulsos. Además, o de manera alternativa, una gotita o un haz de un fluido refrigerante y un busto de un gas (tal como el aire) se pueden entregar alternativamente al corte 6, para proporcionar una humectación y refrigeración adecuadas al tiempo que se minimiza o se evita el agrupamiento del líquido.
La FIG. 3 muestra una vista mirando hacia abajo en una superficie del diente 5 con el corte cuadrado 6. Con el fin de refrigerar suficientemente toda la región de corte 6, el flujo de refrigerante 13 se puede entregar de una manera uniforme (por ejemplo, con una variación de la cantidad de fluido entregado durante al menos una parte del tratamiento de menos del 2 %, 5 %, 15 %, etc.) a lo largo de la geometría del corte 6. Esto se puede lograr, en parte, entregando el fluido refrigerante como una rociada, o entregando el refrigerante a través de diferentes orificios de la boquilla en diferentes momentos, para dirigirse a diferentes ubicaciones 15, 16, 17 de la región de corte 6. Con el fin de dirigirse a diferentes ubicaciones, múltiples conductos de fluido pueden conectar de manera fluida diferentes boquillas con una única bomba a través de diferentes válvulas de conmutación o diferentes boquillas pueden estar en comunicación de fluido con una bomba correspondiente en un conjunto de bombas.
Las FIGS. 4A-4C muestran una sección transversal de una pieza de mano de láser dental de 5 a 15 pm típica, y una sección transversal de dos boquillas ejemplares, respectivamente. La pieza de mano 3 encierra la trayectoria del haz 2 y el espejo giratorio de 45 grados 4. El conjunto de boquillas 10 se inserta en la pieza de mano 3 y la sección transversal muestra las típicas boquillas de rociado 8, 9. Un fluido, es decir, un líquido, un gas, o una mezcla de los mismos se puede entregar a través de las boquillas 8, 9. En algunas realizaciones, se puede entregar líquido (por ejemplo, agua) a través de una boquilla (por ejemplo, la boquilla 8) y se puede entregar gas (por ejemplo, aire) a través de la otra boquilla (por ejemplo, la boquilla 9). Como se representa en la FIG. 4B, el conjunto de boquillas tiene dos orificios en un borde. El conjunto de boquillas representado en la FIG. 4C tiene cuatro orificios. En general, un conjunto de boquillas puede tener tan solo un orificio como más de cuatro (por ejemplo, 6, 8, 10, etc.) orificios, para controlar uno o más flujos de fluido individuales y/o el flujo de fluido resultante de la combinación de los flujos a través de cada orificio. La FIG. 4D representa una realización de un conjunto de boquillas 50 que incluye una boquilla 52 orientada en un ángulo de alrededor de 77° con respecto a un eje del haz de láser 54. El conjunto de boquillas 50 incluye otra boquilla 56 orientada en un ángulo de alrededor de 30° con respecto al eje del haz de láser 54. Un controlador puede seleccionar el flujo de fluido refrigerante a través de la boquilla 52 en un momento durante un tratamiento dental y a través de la boquilla 56 en otro momento durante el tratamiento dental. Incluso aunque el conjunto de boquillas 50 incluye solamente dos boquillas, esto es solamente ilustrativo. En general, un conjunto de boquillas puede incluir más de dos boquillas, cada una de las cuales o grupos de las cuales están orientadas en diferentes ángulos con respecto al eje del haz de láser. Cada boquilla o grupo de boquillas se puede seleccionar para entregar el flujo de refrigerante en diferentes momentos durante el tratamiento dental.
Diversos parámetros del sistema, por ejemplo, la presión y el caudal de un gas y un líquido que se pueden combinar en una boquilla para formar una rociada, una gotita o una columna, se pueden ajustar y controlar durante el tratamiento. Los diversos parámetros usados para controlar el flujo de fluido se representan en la FIG. 5. El fluido refrigerante se puede tratar además con tensioactivos o con otros productos químicos que sean seguros para su uso en el tratamiento dental y que puedan realzar la eliminación del esmalte y/o ayudar en el mantenimiento de una capa fina uniforme del fluido refrigerante en el área del corte.
La FIG. 6 ilustra esquemáticamente un sistema de entrega de fluido que proporciona fluidos al área de tratamiento con láser. El fluido líquido se almacena en un depósito ventilado 16. Se informa al sistema de tratamiento cuándo el refrigerante líquido está bajo, mediante un conmutador de nivel de líquido 18. Un ejemplo de un conmutador de nivel de líquido adecuado es el emparejamiento de un flotador magnético, tal como el artículo N° 2500000026 de MEDER dentro del depósito y un conmutador de lengüeta normalmente abierto, tal como el artículo N° 2242711054 de MEDER que se cierra cuando el flotador está cerca (por ejemplo, en contacto con el conmutador de lengüeta o a unos pocos milímetros). Se bombea refrigerante/agua desde el depósito ventilado 16, usando una bomba de desplazamiento positivo 20. El uso de la bomba de desplazamiento positivo 20 permite el control del caudal de fluido líquido en la medida que ese caudal sea generalmente proporcional a la velocidad de rotación de la bomba 20. En general, cuanto mayor sea la velocidad de rotación de la bomba de desplazamiento positivo 20, mayor será el caudal del fluido líquido y mayor será la cantidad de fluido líquido entregado al área de tratamiento.
Una bomba peristáltica es un ejemplo de una bomba de desplazamiento positivo que es muy adecuada para un sistema de entrega de fluido, debido a que las superficies húmedas de la bomba normalmente se limitan a un tubo dentro de la bomba. Se puede usar un tubo compatible con la FDA dentro de la bomba peristáltica. Un ejemplo de bomba peristáltica que es adecuada para un sistema de entrega de fluido es una Boxer 9000 emparejada con un motor de 375 rpm y un tubo biocompatible PharMed BPT de 2 mm de diámetro interior. Debido a que el flujo de fluido líquido es necesario para refrigerar suficientemente el área de tratamiento y para evitar sustancialmente la fusión y el daño térmico del tejido duro, se puede usar un conmutador de flujo de fluido 22 para asegurar un flujo del fluido líquido al área de tratamiento. El Sensirion LG01 es un conmutador de flujo ejemplar usado en el sistema ilustrado con referencia a la FIG. 6. Además de detectar el flujo de fluido líquido, el conmutador 22 también puede detectar la presencia de burbujas que podrían causar potencialmente un rociado o entrega intermitente del fluido líquido. Si se detecta una interrupción completa y/o parcial (por ejemplo, debido a un gran número de burbujas) en el flujo de líquido, la operación del haz de láser se puede apagar manualmente y/o automáticamente para evitar cualquier daño al área de tratamiento.
El fluido refrigerante en el sistema ejemplar mostrado en la FIG. 6 también incluye un gas, que es aire en una realización. En general, el fluido refrigerante puede no incluir ningún gas o puede incluir otros gases distintos de aire. Un compresor de aire 24 suministra el aire. Un compresor que sea lo suficientemente pequeño de modo que se pueda colocar dentro de la carcasa del dispositivo láser puede proporcionar suficiente presión y flujo. Además, o como alternativa, se puede usar un compresor de aire externo con el sistema de entrega de fluido. El Gardner Denver Thomas 415ZC36/24 es un compresor de aire ejemplar. El aire se puede filtrar y secar usando un filtro de aire 26, tal como el filtro de aire SMC AF20-N02C-CZ con drenaje automático.
La presión del aire se regula usando un regulador de alivio de presión 28. Cambiando la presión del fluido gaseoso, el fluido líquido se puede expulsar a chorro en forma de una gotita a una presión de gas muy baja o baja (por ejemplo, de alrededor de 0 Pa hasta alrededor de 34473,8 Pa), una columna a presión de gas baja o media (por ejemplo, de alrededor de 34473,8 Pa hasta alrededor de 103421 Pa), o rociada a presión de gas alta (por ejemplo, de alrededor de 103421 Pa hasta alrededor de 551581 Pa).
La aireación de la rociada se puede controlar además mediante la presión regulada del fluido gaseoso, de manera que cuanto mayor sea la presión del gas, más fina será la rociada. El SMC NARM1000-2A1-N01G es un regulador de aire ejemplar adecuado para algunas realizaciones del sistema de entrega de fluido.
En el sistema mostrado en la FIG. 6, la presión del gas en los orificios de boquilla 36 se controla mediante una válvula solenoide 30 normalmente cerrada, por ejemplo, la válvula SMC VQZ115-5L1-01T. Abriendo esta válvula, se suministra aire a la boquilla 10 para formar una rociada. Proporcionar una presión de aire regulada a la boquilla de rociado junto con un flujo regulado de refrigerante líquido puede producir un chorro de refrigerante aireado que tiene propiedades repetibles de flujo, forma y refrigeración. Por ejemplo, una presión de aire de alrededor de 137895 Pa manométricos puede proporcionar una rociada uniforme en un amplio intervalo de caudales de agua. Un caudal de agua de alrededor de 6,9 ml/min puede proporcionar una refrigeración suficiente para muchos tratamientos dentales de tejido duro con una potencia de láser moderada. El caudal de agua se puede reducir hasta tan abajo como alrededor de 2 ml/min y aumentar hasta tan arriba como alrededor de 10 ml/min por el operador (por ejemplo, un dentista) para lograr un corte de alta calidad. El cambio en el caudal de agua se puede realizar independientemente del ajuste de presión de aire. Generalmente, se pueden usar caudales de agua bajos para el tratamiento de pulpa, dentina o tejido blando debido a que el láser se opera típicamente a menos potencia que la usada para cortar tejido duro y, como tal, la necesidad de refrigeración será menor. Se pueden usar generalmente caudales de agua altos con potencia de láser en un ajuste alto, para el tratamiento de tejido duro tal como esmalte. Cuanto mayor sea el caudal de agua, mayor será la refrigeración del área/región de tratamiento.
El sistema de láser puede asegurar que la presión de gas/aire esté presente en la boquilla 10 cuando la válvula solenoide 30 está abierta monitorizando el flujo de gas/aire con un conmutador de presión 32 situado en el lado opuesto de la válvula solenoide 30 que el lado en el que se sitúa el compresor 24. El conmutador de presión 32 (por ejemplo, el SMC PS1000-R07L) puede indicar al sistema de láser si la presión de aire está por encima de un umbral establecido. Si la presión del aire está por debajo de un cierto umbral especificado, el sistema de láser se puede apagar manualmente y/o automáticamente.
En el sistema de entrega de fluido representado en la FIG. 6, el gas (por ejemplo, aire) y el fluido líquido (por ejemplo, agua) se combinan en una cámara de mezcla 34 en el cabezal de la boquilla de rociado y luego se expulsan a chorro por uno o más orificios 36. En las realizaciones que usan más de un orificio, los orificios más pequeños más restrictivos pueden proporcionar una rociada distribuida de manera más uniforme. El sistema de entrega de fluido puede incluir un controlador independiente o se puede controlar mediante el controlador del sistema de láser.
Diversas realizaciones de un sistema y método descritos anteriormente pueden usar un láser que tiene una longitud de onda entre alrededor de 5 y 15 pm y que puede interactuar directamente con un constituyente principal del esmalte dental cortando por ello ese esmalte rápidamente y con pulsos de energía más pequeños en comparación con los láseres usados convencionalmente en el tratamiento dental, permitiendo más precisión que los sistemas convencionales basados en fresa y láser. Las diversas realizaciones permiten una entrega controlada de volúmenes precisos de los fluidos de refrigeración en partes seleccionadas de las áreas de tratamiento, mientras que se minimizan las interacciones del fluido refrigerante con el haz de láser. La película delgada puede proporcionar suficiente refrigeración al tiempo que permite que una parte significativa de la energía del haz de láser sea absorbida en el material a ser extirpado.
En algunas realizaciones, el fluido refrigerante se dirige con precisión al área de corte del diente al tiempo que se evita la interferencia del fluido con el haz de láser. Esto es particularmente beneficioso independientemente del tipo de láser usado, debido a que el corte es más profundo, normalmente llega a ser más difícil obtener el fluido refrigerante en el área de corte del diente, y también normalmente llega a ser difícil minimizar la agrupación de refrigerante en la región de corte, y el refrigerante agrupado puede interferir significativamente con el haz de láser. Con este fin, usando uno o más controladores de fluido tales como válvulas, conmutadores de presión, conmutadores de flujo de fluido, y reguladores de presión, bombas y boquillas, se puede controlar la forma y cantidad del fluido refrigerante presente en la región de tratamiento, de modo que el fluido refrigerante puede formar una película delgada uniforme del líquido sobre el área/región a ser tratada (por ejemplo, la superficie de un diente), y de manera que el líquido no se agrupe en gotas grandes. El tratamiento del fluido refrigerante con tensioactivos puede reducir la tensión superficial del líquido, lo que puede reducir la agrupación no deseada del fluido. El uso de un tensioactivo es beneficioso si el fluido refrigerante, por ejemplo, es agua. En algunas realizaciones, una boquilla adicional puede proporcionar una cortina de aire usando un flujo controlado de aire presurizado, para reducir la probabilidad de que el fluido refrigerante pueda salpicar hacia atrás después de golpear el diente que se trata. El sistema de cortina de aire se puede diseñar para proporcionar un flujo de aire sustancialmente laminar para limitar la salpicadura hacia atrás del fluido refrigerante.
El uso de una realización de un sistema y/o método que incluye una o más de las características descritas anteriormente puede conducir a un alto grado de control del procedimiento dental general, aumentando la seguridad y comodidad del paciente. Juntos, un láser con una longitud de onda de alrededor de 5 a alrededor de 15 pm y un sistema de control para regular la entrega de fluido refrigerante pueden permitir a un operador cortar en el diente patrones precisos definidos por el usuario. De este modo, el sistema de control de suministro de fluido proporciona a un operador (por ejemplo, un dentista) la capacidad de establecer una geometría de corte que se adapte mejor a un diente en particular (es decir, forma, tamaño, salud/estado general del diente) y al tipo de tratamiento.
La FIG. 7 representa una curva de rendimiento de ablación de esmalte/tejido duro ejemplar. La tasa de eliminación volumétrica se muestra en el eje Y y el caudal volumétrico del refrigerante (por ejemplo, una rociada de agua y aire) se muestra en el eje X. Cerca del eje Y hay una región de fusión 37 donde el caudal volumétrico es bajo (típicamente de menos de 2 ml/min). La tasa de eliminación volumétrica en la región de fusión es muy baja, generalmente de menos del 20 % de la tasa de eliminación optimizada (por ejemplo, alrededor de 0,25 mm3/s). A medida que aumenta el caudal volumétrico del refrigerante (por ejemplo, hasta alrededor de 3,5 ml/min), la temperatura de la superficie del esmalte/tejido duro disminuye y se elimina o se reduce significativamente la fusión no deseada. Cuando se elimina la fusión de la superficie, domina la ablación y se maximiza la tasa de eliminación de esmalte/tejido duro, por ejemplo, alrededor de 0,25 mm3/s, como se muestra en 38.
A medida que el caudal volumétrico del refrigerante se aumenta más (por ejemplo, hasta alrededor de 7 ml/min), la temperatura de la superficie del esmalte/tejido duro continúa estando por debajo del punto de fusión, por lo que la ablación continúa. Pero la cantidad de refrigerante adicional presente en el área/región de tratamiento comienza a absorber cantidades crecientes de energía del láser y, como tal, la tasa de eliminación comienza a disminuir. A un caudal de refrigerante de alrededor de 7 ml/min, la tasa de eliminación cae a alrededor del 80 % del pico o tasa de eliminación optimizada, como se muestra en 39. A medida que el caudal volumétrico continúa aumentando (por ejemplo, hasta 20 ml/min) el refrigerante absorbe una gran parte de la energía del láser y una cantidad de la energía de radiación del láser necesaria para causar la ablación no se absorbe en el esmalte/hidroxiapatita. La tasa de eliminación volumétrica disminuye significativamente como se muestra en 41 a alrededor del l5 % de la tasa de eliminación de pico representada en 38, y puede permanecer baja o disminuir aún más como se representa en 42.
Con referencia a la FIG. 7, se evita sustancialmente un cambio en la energía del láser cuando el caudal volumétrico del fluido refrigerante corresponde a la tasa de eliminación de pico en 38. Por el contrario, la absorción de energía del láser por la hidroxiapatita se ve significativamente afectada si el caudal del refrigerante corresponde a la región de fusión y/o a las tasas de eliminación en 41, 42. La eficacia del tratamiento (por ejemplo, un cambio porcentual en la tasa de eliminación con relación a la tasa de eliminación optimizada) se atenúa significativamente en la región de fusión debido a la carencia de refrigeración adecuada. La eficacia del tratamiento correspondiente a las tasas de eliminación en 39, 40 se atenúa, y la correspondiente a las tasas de eliminación en 41, 42 se atenúa significativamente, debido a la interferencia del fluido refrigerante presente en el área/región de tratamiento. En general, la eficacia del corte se puede expresar en términos del tiempo requerido para realizar el procedimiento, la tasa de eliminación de material dental, la cantidad de fusión producida, la calidad del corte en términos de forma, finura, etc., la habilidad requerida para realizar el corte, y la combinación de dos o más de estos parámetros. La eficacia del corte se puede controlar ajustando uno o más de los diversos parámetros enumerados en la FIG. 5. Un corte ejemplar en el esmalte/tejido duro (de alrededor de 2 mm x 2 mm x 2 mm de volumen) a diferentes caudales de refrigerante ilustra el efecto que el refrigerante en exceso puede tener sobre la eficacia del corte con láser. Cortar este volumen de esmalte con un mínimo caudal de refrigerante sin causar una fusión excesiva (alrededor de 3,5 ml/min) requirió en promedio alrededor de 32 segundos y requirió un operador altamente cualificado para hacer un corte preciso, en parte, debido a la presencia de detritos y algo de esmalte derretido. Este ajuste de flujo de agua dio como resultado una tasa de eliminación de material de alrededor de 0,25 mm3/s y se muestra como 100 % o tasa de pico 38 en la FIG. 7. Cortar sustancialmente el mismo volumen de esmalte a un caudal de agua de alrededor de 7 ml/min requirió alrededor de 40 segundos. Cortar a este caudal requirió menos habilidad para hacer un corte preciso y el corte contenía menos detritos y fundido que con un caudal de alrededor de 3,5 ml/min. Se observó que la tasa de eliminación de material en este ajuste de flujo de fluido era de alrededor de 0,20 mm3/s y se muestra en la FIG. 7 en 39, como de alrededor del 80 % de la tasa de eliminación de pico en 38. La eliminación de casi el mismo volumen de esmalte/tejido duro a un caudal de refrigerante de alrededor de 9 ml/min requirió un promedio de alrededor de 44 segundos. El corte contenía incluso menos cantidades de fundido y detritos. Este ajuste del flujo de refrigerante dio como resultado una tasa de eliminación de material de alrededor de 0,18 mm3/s y se puede ver en la FIG. 7 en 40, como de alrededor del 72 % de la tasa de eliminación de pico en 38. Mientras que la invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a realizaciones específicas, se entenderá por los expertos en la técnica que se pueden hacer en las mismas diversos cambios en la forma y los detalles sin apartarse del alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones adjuntas. El alcance de la invención se indica, de este modo, por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para el tratamiento de tejido dental, el aparato que comprende:
una fuente de láser para generar un haz de láser (1) en una longitud de onda en el intervalo de 5 |jm hasta 15 |jm que se absorbe por hidroxiapatita en el tejido dental;
un sistema (3) para dirigir el haz de láser (1) a un área de tejido dental a ser tratada;
un sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) que comprende:
una boquilla que comprende una pluralidad de orificios que están orientados y configurados para dirigir un flujo de un fluido refrigerante en una dirección hacia el área a ser tratada y para formar una película de refrigerante sobre el área a ser tratada, al tiempo que se minimiza la agrupación del fluido refrigerante y la intersección del flujo de fluido refrigerante con el haz de láser antes del impacto del mismo sobre el tejido dental a ser tratado; y un controlador de fluido para dirigir un flujo (7, 12) del fluido refrigerante a al menos una parte del área a ser tratada y para limitar la cantidad de fluido entregado al área a ser tratada,
caracterizado por que el controlador de fluido está configurado para minimizar la agrupación del fluido refrigerante y evitar la interferencia con el haz de láser (1) para evitar una reducción en la absorción de energía del láser por el tejido dental, dando como resultado una tasa de eliminación de tejido duro de menos del quince por ciento de una tasa de eliminación de pico de tejido duro.
2. El aparato de la reivindicación 1, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) está configurado para usar un fluido que comprende un líquido y un gas, y para ajustar una proporción de un volumen del líquido con respecto a un volumen del fluido.
3. El aparato de la reivindicación 2, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) está configurado para usar un líquido que comprende agua.
4. El aparato de la reivindicación 3, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) está configurado para usar un líquido que comprende además al menos uno de una sal, un peróxido, un medicamento, un pigmento, un mineral, un producto químico de corte y un tensioactivo.
5. El aparato de la reivindicación 1, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) está configurado para proporcionar un caudal volumétrico de fluido refrigerante de hasta alrededor de 3,5 ml/min para evitar sustancialmente la fusión del tejido dental.
6. El aparato de la reivindicación 1, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) está configurado para ajustar al menos uno de un caudal del líquido y una presión del flujo de líquido en el intervalo de alrededor de 0 Pa (0 psi) hasta 276 kPa (40 psi).
7. El aparato de la reivindicación 1, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) está configurado para encender y apagar el flujo de líquido, para entregar una ráfaga de líquido.
8. El aparato de la reivindicación 1, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) está configurado para ajustar al menos uno de un caudal del gas y una presión del flujo de gas en el intervalo de alrededor de 0 Pa (0 psi) hasta 552 kPa (80 psi).
9. El aparato de la reivindicación 1, en donde:
el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) comprende un regulador de alivio de presión (28) para controlar el flujo (7, 12) del fluido; y
el fluido comprende un gas.
10. El aparato de la reivindicación 9, en donde el regulador de alivio de presión (28) está configurado para ajustar la presión del flujo de gas en al menos uno de:
un intervalo de presión baja, haciendo que el fluido forme una gotita en la entrega,
un intervalo de presión medio, haciendo que el fluido forme una columna en el suministro, y
un intervalo de presión alta, haciendo que el fluido forme una rociada en la entrega.
11. El aparato de la reivindicación 1, en donde:
el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) comprende una bomba de desplazamiento positivo (20) para controlar el flujo (7, 12) del fluido; y
el fluido comprende un líquido.
12. El aparato de la reivindicación 11, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) comprende además un conmutador de flujo de fluido adaptado para controlar el haz de láser (1) si se detecta al menos una de una carencia de flujo de fluido (7, 12) y un flujo de fluido que comprende burbujas.
13. El aparato de la reivindicación 1, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) comprende una boquilla que tiene una pluralidad de orificios (36), cada orificio que tiene un diámetro en un intervalo de desde alrededor de 0,2 mm (0,008 pulgadas) hasta 3,81 mm (0,15 pulgadas), y la pluralidad de orificios que está configurada en uno de un patrón poligonal, un patrón circular y un patrón arqueado.
14. El aparato de la reivindicación 13, en donde la orientación de la boquilla con respecto a un eje del haz de láser (1) es ajustable.
15. El aparato de la reivindicación 1, en donde el sistema de entrega de fluido (8, 9, 20) está configurado para dirigir el flujo de fluido (7, 12) como uno de entre una gotita, una columna y una rociada.
ES13790541T 2012-05-14 2013-05-14 Aparato para tratamiento dental basado en láser con refrigeración de un fluido controlada Active ES2873365T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261646579P 2012-05-14 2012-05-14
PCT/US2013/040945 WO2013173334A2 (en) 2012-05-14 2013-05-14 Apparatus and method for controlled fluid cooling during laser based dental treatments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2873365T3 true ES2873365T3 (es) 2021-11-03

Family

ID=49584441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13790541T Active ES2873365T3 (es) 2012-05-14 2013-05-14 Aparato para tratamiento dental basado en láser con refrigeración de un fluido controlada

Country Status (6)

Country Link
US (4) US10045833B2 (es)
EP (1) EP2849671B1 (es)
JP (2) JP6570446B2 (es)
CA (1) CA2873426C (es)
ES (1) ES2873365T3 (es)
WO (1) WO2013173334A2 (es)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2758839T3 (es) * 2011-09-02 2020-05-06 Convergent Dental Inc Sistema de preparación dental controlado por ordenador basado en láser
EP2849671B1 (en) * 2012-05-14 2021-04-07 Convergent Dental, Inc. Apparatus for laser based dental treatment with controlled fluid cooling
US9808579B2 (en) * 2013-05-08 2017-11-07 Elwha Llc Needleless injector systems, and related methods and components
US10413359B2 (en) * 2013-07-18 2019-09-17 International Business Machines Corporation Laser-assisted transdermal delivery of nanoparticulates and hydrogels
WO2015081190A1 (en) 2013-11-27 2015-06-04 Convergent Dental, Inc. Systems and method for protection of optical system of laser-based apparatus
WO2015131089A1 (en) 2014-02-27 2015-09-03 Convergent Dental, Inc. System and method for treatment using a laser beam delivered via an optical fiber
AT515856B1 (de) 2014-05-15 2016-04-15 Univ Wien Med Chirurgische Knochenbohrvorrichtung, Winkelstück für eine solche chirurgische Knochenbohrvorrichtung und Verfahren zur Kühlung einer solchen chirurgischen Knochenbohrvorrichtung
DE102015203881A1 (de) * 2015-03-04 2016-09-08 Sirona Dental Systems Gmbh Dentallaser zur Behandlung von Weichgewebe
CN107847722B (zh) 2015-05-06 2021-05-18 辛纳吉勒公司 包含药物粒子的药用悬浮液、用于其配给的装置、以及其使用方法
EP3127501A1 (en) * 2015-08-07 2017-02-08 Advanced Osteotomy Tools - AOT AG Conditioning a laser-tissue contact surface
EP3518812B1 (en) * 2016-09-28 2023-11-22 Biolase, Inc. Laser control gui system
GB201700317D0 (en) 2017-01-09 2017-02-22 Calcivis Ltd Detection device
US11529214B2 (en) 2017-05-12 2022-12-20 Convergent Dental, Inc. System and methods for preventative dental hard tissue treatment with a laser
US11045294B2 (en) * 2017-06-01 2021-06-29 Johnson & Johnson Consumer Inc. Oral care cleaning system utilizing entrained fluid
KR102641526B1 (ko) * 2017-10-23 2024-02-28 코닌클리케 필립스 엔.브이. 액체 시트 세정 작용을 사용하는 세정 장치
EP4098217A1 (en) * 2018-02-05 2022-12-07 Fotona d.o.o. Micro-pulsed liquid spray for cooling
KR20220127841A (ko) 2020-01-03 2022-09-20 컨버전트 덴탈 인크 경질 조직의 재광화 및 강도를 강화하기 위한 레이저 시스템

Family Cites Families (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1005941A (en) 1910-12-28 1911-10-17 Edgar John Crawford Flying-machine.
US4276023A (en) * 1979-09-28 1981-06-30 Stryker Corporation Fluid flow control console
DE8510667U1 (de) 1985-04-11 1986-08-07 Hüttenmoser, Hans, Kronbühl Zahnärztliche Handstückanordnung
US4826431A (en) 1986-06-12 1989-05-02 Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho Medical laser handpiece
US4874315A (en) 1987-02-19 1989-10-17 Eastman Dental Center Method for bonding of restorative materials to a tooth
US5051823A (en) 1988-01-28 1991-09-24 Fuji Optical Systems, Inc. Dental instrument including laser device and electronic video dental camera
US5342198A (en) 1988-03-14 1994-08-30 American Dental Technologies, Inc. Dental laser
US5364390A (en) 1988-05-19 1994-11-15 Refractive Laser Research And Development, Inc. Handpiece and related apparatus for laser surgery and dentistry
US5092773A (en) 1989-01-18 1992-03-03 Endo Technic Corporation Method and apparatus for filling a tooth canal
US5062842A (en) 1989-12-21 1991-11-05 Coherent, Inc. Isotopic co2 laser and method of use for medical treatment
JPH05245165A (ja) 1992-03-05 1993-09-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 歯科用レーザ医療装置
US5456603A (en) 1992-03-16 1995-10-10 Kowalyk; Kenneth Dental laser apparatus and method for treating tooth decay
US5262037A (en) 1992-05-22 1993-11-16 Biomedical Sensors, Ltd. Electrochemical sensor
US5401171A (en) 1992-07-20 1995-03-28 Paghdiwala; Abid F. Dental laser device and method
US5538425A (en) 1992-08-13 1996-07-23 Reeves; Gloria Dental handpiece with disposable drill head assembly
US5454807A (en) * 1993-05-14 1995-10-03 Boston Scientific Corporation Medical treatment of deeply seated tissue using optical radiation
JPH07155335A (ja) 1993-12-07 1995-06-20 Hoya Corp レーザ治療装置
US5674191A (en) * 1994-05-09 1997-10-07 Somnus Medical Technologies, Inc. Ablation apparatus and system for removal of soft palate tissue
US5748663A (en) 1994-06-08 1998-05-05 Qsource, Inc. Retangular discharge gas laser
AT400392B (de) 1994-06-13 1995-12-27 Buermoos Dentalwerk Zahnärztliches handstück auf laserbasis
DE19533350B4 (de) 1994-09-09 2009-02-19 Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co. Kg Handstück für ein medizinisches oder zahnärztliches Laser-Behandlungsrät
US5833456A (en) 1995-05-10 1998-11-10 Davis; Warren Illuminated syringe tip and handpiece assembly
US6231567B1 (en) * 1995-08-31 2001-05-15 Biolase Technology Inc. Material remover and method
US20060240381A1 (en) * 1995-08-31 2006-10-26 Biolase Technology, Inc. Fluid conditioning system
US7320594B1 (en) * 1995-08-31 2008-01-22 Biolase Technology, Inc. Fluid and laser system
US5785521A (en) * 1995-08-31 1998-07-28 Biolase Technology, Inc. Fluid conditioning system
US5741247A (en) * 1995-08-31 1998-04-21 Biolase Technology, Inc. Atomized fluid particles for electromagnetically induced cutting
EP0854692A2 (en) 1995-09-07 1998-07-29 Laser Industries Limited Apparatus and method for laser vaporization of hard tissue
DE19534590A1 (de) * 1995-09-11 1997-03-13 Laser & Med Tech Gmbh Scanning Ablation von keramischen Werkstoffen, Kunststoffen und biologischen Hydroxylapatitmaterialien, insbesondere Zahnhartsubstanz
US6198762B1 (en) 1996-09-26 2001-03-06 Yuri Krasnov Supersonic and subsonic laser with RF discharge excitation
US5846080A (en) 1995-12-20 1998-12-08 W&H Dentalwerk Gmbh Laser dental devices and methods
US6083218A (en) 1996-07-10 2000-07-04 Trw Inc. Method and apparatus for removing dental caries by using laser radiation
ATE218305T1 (de) 1996-09-06 2002-06-15 Kaltenbach & Voigt Medizinisches oder zahnmedizinisches laserinstrument, insbesondere für zahn- wurzelkanalbehandlungen
ES2113834B1 (es) 1996-11-12 1999-01-01 Univ Vigo Metodo de mejora de la osteointegracion de implantes de fijacion osea.
JP3638191B2 (ja) 1997-01-31 2005-04-13 信司 國分 医療用レーザハンドピース
JPH10277057A (ja) 1997-04-08 1998-10-20 Osada Res Inst Ltd 歯科治療用インスツルメント及びその補助具
US6156030A (en) 1997-06-04 2000-12-05 Y-Beam Technologies, Inc. Method and apparatus for high precision variable rate material removal and modification
AU8673898A (en) 1997-08-07 1999-03-01 Pharos Optics, Inc. Dental laser and method of using same
FR2773619B3 (fr) 1998-01-12 2000-02-18 Micro Mega Sa Dispositif de guide tubulaire pour fibre optique avec refroidissement
RU2175873C2 (ru) 1998-01-23 2001-11-20 Альтшулер Григорий Борисович Способ светоиндуцированной обработки материалов, преимущественно биотканей, и устройство для его реализации
US7048731B2 (en) 1998-01-23 2006-05-23 Laser Abrasive Technologies, Llc Methods and apparatus for light induced processing of biological tissues and of dental materials
US6663386B1 (en) * 1998-02-06 2003-12-16 Eigil Moelsgaard Dental system for treatment of periodontal pockets laser light
US6709269B1 (en) 2000-04-14 2004-03-23 Gregory B. Altshuler Apparatus and method for the processing of solid materials, including hard tissues
US6270342B1 (en) 1999-07-28 2001-08-07 Ceramoptec Industries, Inc. Dental laser treatment hand-piece and system
US6343174B1 (en) * 1999-07-30 2002-01-29 Ceramoptec Industries, Inc. Laser delivery system with optical fibers having fluid delivery channels
JP4246341B2 (ja) 1999-12-08 2009-04-02 株式会社吉田製作所 レーザーハンドピース
JP2001309927A (ja) 2000-04-28 2001-11-06 Mitsunobu Miyagi レーザプローブ、ハンドピース及びレーザ治療装置
US6679837B2 (en) 2001-06-01 2004-01-20 Intlas Ltd. Laser light irradiation apparatus
DE10129650A1 (de) 2001-06-15 2003-01-02 Asclepion Meditec Ag Verfahren und Anordnung zum Materialabtrag
AU2002324775A1 (en) 2001-08-23 2003-03-10 Sciperio, Inc. Architecture tool and methods of use
US6758844B2 (en) 2002-01-24 2004-07-06 Ceramoptec Industries, Inc. System and method for oral treatments
US6764309B2 (en) 2002-03-06 2004-07-20 Nocari, Llc Method and laser apparatus for preventing tooth decay
DE60324125D1 (de) * 2002-04-09 2008-11-27 Altshuler Gregory Vorrichtung zur bearbeitung von harten materialien
DE10225749C5 (de) 2002-06-10 2009-09-10 Elexxion Gmbh Medizinische Gerätschaften für Behandlungen im dentalen Bereich mittels eines Lasers
WO2004006793A1 (en) 2002-07-11 2004-01-22 Asah Medico A/S An apparatus for tissue treatment
US7813787B2 (en) 2002-07-31 2010-10-12 Inspektor Research Systems Bv Dental implement and method for tooth surface inspection
US7147468B2 (en) * 2002-12-31 2006-12-12 Water Pik, Inc. Hand held oral irrigator
US20060189965A1 (en) 2003-04-01 2006-08-24 Emil Litvak System,apparatus and method for large area tissue ablation
US20040259053A1 (en) * 2003-06-18 2004-12-23 Bekov George I. Method and apparatus for laser-assisted dental scaling
KR100800120B1 (ko) 2003-12-08 2008-02-01 가부시끼가이샤 모리다 세이사꾸쇼 치과 진료 장치
EP1748743B1 (en) 2004-01-22 2013-01-09 Biolase, Inc. Electromagnetically induced treatment devices
US7270543B2 (en) 2004-06-29 2007-09-18 Therametric Technologies, Inc. Handpiece for caries detection
AU2005272614B2 (en) 2004-08-13 2011-07-14 Biolase Technology, Inc. Dual pulse-width medical laser with presets
WO2006069448A2 (en) 2004-12-30 2006-07-06 Miller R J Dwayne Laser selective cutting by impulsive heat deposition in the ir wavelength range for direct-drive ablation
IL169641A0 (en) 2005-07-12 2009-02-11 Sialo Lite Ltd Device and system for root canal treatment
WO2007038975A1 (en) 2005-10-05 2007-04-12 Alexandre Carpentier Method for cutting a biological tissue, and installation for cutting a biological tissue
CN101379666A (zh) 2006-02-03 2009-03-04 录象射流技术公司 具有减小横截面尺寸和/或减小光轴畸变的波导激光器
US20070265605A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-15 Light Instruments Ltd. Apparatus and method for treating dental tissue
US8044778B2 (en) 2007-07-12 2011-10-25 Henry Schein, Inc. Injection device and case with reporting ability
AU2007282233A1 (en) 2006-08-08 2008-02-14 Bioetcetera Limited Combination dental hand tool
WO2008061225A2 (en) * 2006-11-16 2008-05-22 Hu - Friedy Mfg. Co., Inc. Tip - based computer controlled system for a hand-held dental delivery device
WO2008067334A2 (en) 2006-11-27 2008-06-05 Rejuvedent Llc A method and apparatus for hard tissue treatment and modification
WO2008072033A1 (en) 2006-12-11 2008-06-19 Consiglio Nazionale Delle Ricerche- Infm Istituto Nazionale Per La Fisica Della Materia A surgical apparatus and a method for treating biological hard tissues, particularly for dental surgery, based on a fibre laser
KR100767768B1 (ko) 2006-12-13 2007-10-17 이종환 레이저 치료기용 핸드피스
US8360771B2 (en) 2006-12-28 2013-01-29 Therametric Technologies, Inc. Handpiece for detection of dental demineralization
EP2030591B1 (en) 2007-09-01 2021-10-06 Fotona d.o.o. Laser System for cosmetically Bleaching Teeth
WO2009052866A1 (en) 2007-10-25 2009-04-30 Pantec Biosolutions Ag Laser device and method for ablating biological tissue
ES2334623B1 (es) 2008-05-30 2011-04-08 Jose Luis Jose Chafer Procedimiento para el tratamiento de la caries dental mediante laser,biomaterial para realizarlo y su uso.
US20100106146A1 (en) 2008-10-24 2010-04-29 Boitor Mihai I A Hand-held portable laser surgical device
DE102008053964A1 (de) 2008-10-30 2010-05-06 Kasenbacher, Anton, Dr. Verfahren zur Bearbeitung von Gewebe und Laserbearbeitungsgerät zur Bearbeitung von Gewebe
TWI365735B (en) * 2008-12-01 2012-06-11 Ind Tech Res Inst Laser surgical device
DE102009005194B4 (de) 2009-01-20 2016-09-08 Anton Kasenbacher Laserbearbeitungsgerät zur Bearbeitung eines Materials
US8439681B2 (en) 2009-03-05 2013-05-14 Quantum Dental Technologies Method of assessing oral health risk
US8790303B2 (en) 2009-03-09 2014-07-29 Thermedx, Llc Fluid management system heater assembly and cartridge
JP5245165B2 (ja) 2009-05-22 2013-07-24 東芝ライテック株式会社 光源装置
JP5866118B2 (ja) 2009-07-30 2016-02-17 ネイサン ポール モンティー， 中範囲のガス圧を用いる歯科用レーザシステム
EP2849671B1 (en) * 2012-05-14 2021-04-07 Convergent Dental, Inc. Apparatus for laser based dental treatment with controlled fluid cooling

Also Published As

Publication number Publication date
US9011416B2 (en) 2015-04-21
EP2849671A4 (en) 2016-03-02
JP2016163749A (ja) 2016-09-08
US20190008608A1 (en) 2019-01-10
EP2849671B1 (en) 2021-04-07
US10045833B2 (en) 2018-08-14
WO2013173334A3 (en) 2014-03-06
US20130323675A1 (en) 2013-12-05
EP2849671A2 (en) 2015-03-25
JP6570446B2 (ja) 2019-09-04
CA2873426C (en) 2020-05-19
US9011417B2 (en) 2015-04-21
CA2873426A1 (en) 2013-11-21
WO2013173334A2 (en) 2013-11-21
US20130323684A1 (en) 2013-12-05
US20130323672A1 (en) 2013-12-05
JP2015516276A (ja) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2873365T3 (es) Aparato para tratamiento dental basado en láser con refrigeración de un fluido controlada
KR102213580B1 (ko) 냉각용 마이크로 펄스 액체 스프레이
JP7102362B2 (ja) 歯科レーザ装置、ならびに交換可能ハンドピースおよび可変フットペダルとの使用方法
ES2774331T3 (es) Sistemas para la protección del sistema óptico de un aparato basado en láser
JP2015516276A5 (es)
JP5621599B2 (ja) 液体噴射装置及び医療機器
US6744790B1 (en) Device for reduction of thermal lensing
US9167954B2 (en) Fluid ejection device
ES2762932T3 (es) Acondicionamiento de una superficie de contacto de tejido con láser
JP5670951B2 (ja) レーザ照射チップ、レーザ照射ハンドピース、レーザ治療装置及びレーザ照射チップ先端部材
ES2891783B2 (es) Dispositivo de aspiracion dental
US20030023234A1 (en) Laser light irradiation apparatus
ES2758095T3 (es) Tratamiento de corte óseo
WO2017126676A1 (ja) 薬剤噴流生成装置、及び薬剤噴流生成装置の薬剤噴流生成方法
JP6860280B2 (ja) 高出力炭酸ガスレーザー装置
ES2800323T3 (es) Esternotomo láser
JP6359739B1 (ja) 歯科治療ユニットおよび歯科用レーザー機器
JP2017127516A (ja) 噴流生成装置、及び噴流生成装置の噴流生成方法
JPH0956724A (ja) レーザ照射装置
CN115721844A (zh) 具有改进的传送头的皮肤灌注手持件