ES2972043T3 - Sistema y dispositivo para el tratamiento de bolsas periodontales usando insertos desechables - Google Patents

Abstract

Un sistema y método para el tratamiento dental o quirúrgico de tejido bucal, incluyendo el sistema una fuente láser; una pieza de mano; y un dispositivo para dirigir la radiación emitida por la fuente láser a un área de tratamiento (por ejemplo, un área de tratamiento oral), incluyendo además el dispositivo un tubo desechable que se puede unir a la pieza de mano y un elemento óptico (por ejemplo, una lente sustancialmente cilíndrica) montado dentro el tubo desechable y adaptado para modificar un perfil y/o una dirección de la radiación emitida desde el tubo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y dispositivo para el tratamiento de bolsas periodontales usando insertos desechables

Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente al tratamiento dental y quirúrgico de tejido usando un dispositivo emisor de luz (por ejemplo, una fuente láser) y, más particularmente, al tratamiento dental y quirúrgico de tejido usando un dispositivo y/o sistema para dirigir la radiación emitida por una fuente láser a un área de tratamiento bucal.

Antecedentes de la invención

El tratamiento de enfermedades periodontales presenta una serie de desafíos para los médicos a nivel clínico, así como a nivel de gestión de paciente. En la patogénesis de las enfermedades periodontales, la biopelícula bacteriana del complejo subgingival puede inducir a inflamación que conduce, entre otras cosas, a la degradación del tejido conectivo y la resorción ósea alrededor de los dientes. Por lo tanto, la gestión del dolor, la reinserción del tejido conectivo, el control de bacterias y endotoxinas y la retirada eficaz de depósitos de cálculos subgingivales sin daños a la superficie radicular plantea desafíos clínicos.

Los procesos estándar de limpieza y desinfección de las superficies radiculares en la terapia periodontal pueden incluir el desbridamiento mecánico de la biopelícula, que puede requerir la eliminación de bacterias y cálculos de las superficies radiculares de los dientes afectados: este proceso se denomina “raspado y alisado radicular” o “desbridamiento radicular”. Convencionalmente, instrumentos manuales y/o instrumentos ultrasónicos (es decir, de alta frecuencia) se pueden usar para llevar a cabo el procedimiento necesario. No obstante, de manera desventajosa, el procedimiento es altamente invasivo y requiere un profesional del cuidado de la salud con un alto nivel de habilidad y sensibilidad táctil.

Para procedimientos mínimamente invasivos que, por ejemplo, pueden involucrar matar bacterias, reducir bolsas, eliminar depósitos de cálculos de tejido subgingival y/o reparar daños con un acceso fácil a la bolsa, se han usado terapias asistidas por láser en la cavidad bucal y han sido efectivas. Las terapias asistidas por láser también se han usado para eliminar lesiones de caries y para preparar un diente para una restauración. Más recientemente, los dispositivos emisores de luz (por ejemplo, láseres) han demostrado resultados clínicos prometedores para el tratamiento de la periodontitis y la periimplantitis. Por consiguiente, existen muchos beneficios potenciales del uso de dispositivos emisores de luz (por ejemplo, láseres) como herramienta terapéutica en odontología.

El uso del láser también ha sido útil como complemento para el desbridamiento no quirúrgico de bacterias de las superficies radiculares. Por ejemplo, el láser de Neodimio: Itrio-Aluminio-Granate (Nd: YAG) se ha usado en el tratamiento de la periodontitis, proporcionando la capacidad de llevar a cabo legrados subgingivales, así como en la eliminación de placa subgingival y cálculos de superficies radiculares infectadas. Los tejidos periodontales típicamente tienen agua variable, contenido, contenido mineral, densidad de pigmento y densidad de tejido, lo que les permite absorber los rayos emitidos desde los láseres de Nd: YAG y de tipo diodo.

Los láseres que operan usando longitudes de onda en el rango del infrarrojo cercano (780 nm a 2500 nm) o en partes del rango del infrarrojo medio (2500 nm a 10 pm) se usan a menudo en combinación con sistemas de administración de rayos de fibra óptica, incluyendo, por ejemplo, fibras ópticas de sílice, sílice dopado con fluoruro, fluoruro de indio y fluoruro de circonio. Por ejemplo, los diodos láser y los láseres de Nd: YAG que operan a una longitud de onda de alrededor de 1 pm (o micra) se pueden acoplar a una fibra óptica que transmite estas longitudes de onda y, como resultado, se pueden usar en procedimientos clínicos para incisión, escisión y/o ablación de tejido blando. Los sistemas de administración de fibra también han usado láseres de Er: Granate Galio Escandio Itrio (ER: YSGG) en procedimientos de endodoncia y periodoncia; ya que es fácil partir o diseñar la punta de la fibra de una forma que proporcione acceso a la bolsa, así como que permita dirigir el enfoque del rayo láser a una ubicación discreta (por ejemplo, entre los dientes, entre los dientes y la encía, etc.).

El uso de estos tipos de láser, no obstante, puede dar como resultado daños al tejido sano, debajo del tejido que está siendo tratado, para el cual el tratamiento es indeseable. De este modo, estos tipos de láser han demostrado inconvenientes notables. Además, la administración de un rayo generado por láser al área de tratamiento sigue siendo bastante desafiante.

También se ha descubierto que los láseres infrarrojos en el rango de 9-10 micras (es decir, en la parte superior del rango de longitud de onda del infrarrojo medio) se absorben bien por muchas sustancias biológicas, incluyendo hidroxiapatita en tejido duro y agua y colágeno en tejido blando. En particular, los láseres de CO<2>en el rango de 9 10 micras pueden ser lo suficientemente rápidos y eficaces para aplicaciones clínicas para eliminar tejido duro y blando. Ventajosamente, los láseres de CO<2>generalmente tienen profundidades de penetración óptica más pequeñas, lo que mitiga o evita el riesgo de dañar el tejido subyacente que no se ha de tratar. No obstante, una limitación importante de todos los láseres que operan en las partes superiores del espectro de longitudes de onda de infrarrojo cercano y de infrarrojo lejano, incluyendo los láseres de CO<2>, es la falta de un sistema de administración de rayos ópticos clínicamente viable que pueda acceder a la bolsa periodontal y dirigir la luz en una dirección específica para tratar las paredes de las bolsas y los implantes como parte de, por ejemplo, un procedimiento de colgajo cerrado.

Como resultado, debido a la falta de un sistema de administración de rayos adecuado y eficiente, en áreas difíciles, especialmente en conexión con procedimientos periodontales y endodónticos, hasta la fecha el uso clínico de láseres que operan en el rango de longitud de onda de 9-10 micras se ha limitado a ciertas aplicaciones. Más específicamente, para ciertas aplicaciones, los problemas con el uso de láser en el rango de longitud de onda de 9 10 micras pueden incluir que: las guías de ondas y los brazos articulados tienden a ser engorrosos y con pérdidas y muchas fibras ópticas no pueden transmitir radiación en el rango de 9-10 micras, sin dañar las fibras ópticas.

Las fibras de calcogenuro típicamente son capaces de transmitir radiación a longitudes de onda mayores que 10 micras (por ejemplo, 10,6 micras). No obstante, las fibras de calcogenuro pueden causar pérdidas de transmisión y/o pérdidas debidas a un cambio en el índice de refracción debido a un cambio de temperatura. Por ejemplo, algunas fibras de vidrio de calcogenuro pueden causar pérdidas de transmisión entre el 60% - 80% en estas longitudes de onda. Aunque las fibras ópticas de haluro de plata son capaces de transmitir radiación en el rango de longitud de onda de 9-10 micras, tales fibras no son clínicamente viables en la medida que no son biocompatibles ni seguras de usar en el cuerpo humano.

Como alternativa a las fibras ópticas, se pueden usar guías de ondas de núcleo hueco en combinación con algunos sistemas láser de CO<2>que operan a una longitud de onda de 10,6 micras. No obstante, estos sistemas pierden aproximadamente de un cuarto a un tercio de la potencia del láser dentro de la guía de ondas hueca.

El documento DE19804732 describe una sonda láser para aplicaciones médicas o dentales. La sonda láser incluye una lengüeta metálica y una capa dieléctrica, preferiblemente delgada, aplicada en la pared interior de la lengüeta metálica, por lo que la capa dieléctrica es transparente para un rango de longitud de onda de una luz láser a ser transmitida. La sonda láser incluye preferiblemente un conductor óptico para transmitir la luz láser, y una disposición para conectar la lengüeta metálica con el extremo frontal del conductor. La lengüeta metálica puede tener una forma recta, en ángulo o curvada.

Compendio de la invención

En vista de lo anterior, sería deseable proporcionar un dispositivo y un sistema para permitir procedimientos periodontales y endodónticos usando una fuente láser (por ejemplo, un láser de CO<2>) que opera en el rango de longitud de onda de 9-10 micras. La invención se define por un dispositivo como se define en la reivindicación 1 y un sistema como se define en la reivindicación 12. Las realizaciones de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

La presente invención incluye diferentes diseños con geometrías especiales y optimizadas para dirigir la radiación (por ejemplo, un rayo láser) en los espectros de infrarrojo cercano al lejano, especialmente en el rango de longitud de onda de 9-10 pm, para permitir el tratamiento de enfermedades dentales en la cavidad bucal, tal como el tratamiento de bolsas periodontales, implantología o procedimientos endodónticos para desinfectar tejidos con pasos de canal radicular y túbulos. Tales herramientas permiten una cirugía sin colgajo mínimamente invasiva en lugar de la cirugía con colgajo abierto convencional.

En algunas realizaciones, los aspectos de la presente invención incluyen puntas de láser periodontales, especialmente, puntas de láser periodontales de disparo radial, que tienen el potencial de administrar energía de láser a superficies radiculares enfermas y a estructuras de soporte periodontales más eficientemente. De hecho, las puntas de láser de disparo radial también permiten una cobertura de superficie radicular más efectiva, especialmente en áreas difíciles de alcanzar (por ejemplo, furcaciones), en aplicaciones periodontales de colgajo cerrado, y/o en el caso de descontaminación de implantes. Además, las técnicas de administración de rayos láser se puede usar para reducir la dureza de cálculos sin dañar la superficie radicular y para eliminar bacterias subgingivales y endotoxinas de implantes.

En algunas aplicaciones, los diseños descritos en la presente memoria permiten administrar diferentes densidades de energía láser en áreas superficiales pequeñas, lo cual es muy útil para desalojar los salientes de cálculos en las superficies radiculares, o en áreas superficiales más grandes a bajos niveles de energía. Las puntas de láser también pueden administrar energía al hueso a la profundidad de la bolsa, eliminando por ello las bacterias, y pueden producir desgranulación, lo que estimula una curación y un nuevo crecimiento más rápidos mediante fotobiomodulación.

En diversas realizaciones, la radiación (por ejemplo, un rayo láser) que tiene una longitud de onda en el rango de alrededor de 9-10 pm se puede administrar eficientemente usando un elemento óptico (por ejemplo, una guía de ondas, una lente, un prisma o similares) alojados en un accesorio mecánico y se pueden acoplar a la fuente del rayo láser usando una pieza de mano, tal como la pieza de mano descrita en los Números de Patentes de EE. UU.

10.182.881 y 9.980.788. Esto se puede lograr, en parte, usando un elemento óptico que se personaliza para transmitir radiación en un rango de longitud de onda de alrededor de 9 pm hasta alrededor de 10 pm. Tal elemento óptico puede incluir vidrio de ZnS y se puede conformar para reflejar la radiación en un ángulo específico o para difundir radiación en diferentes ángulos desde el eje principal. El elemento óptico puede incluir vidrio de calcogenuro compuesto de arsénico y selenio, y se caracteriza además por la ausencia de al menos uno de teluro y germanio, o ambos. El elemento óptico se puede hacer con Seleniuro de Litio y Galio (GLS-Se) con presencia de selenio con una transmisión en el espectro infrarrojo. La presencia de uno o más de estos compuestos en el elemento óptico puede ser deseable para la transmisión de longitudes de onda mayores que 9 |jm. Alternativamente, o además, se puede acoplar una fibra de calcogenuro a otra fibra óptica que incluya sílice y/o un fluoruro. Tal fibra acoplada puede transmitir radiación en el espectro visible para marcar y/o radiación que puede fluorescer dependiendo de la naturaleza del tejido objetivo, permitiendo el diagnóstico de tal tejido.

El sistema también puede incluir un controlador de fuente láser que puede ajustar uno o más parámetros de la radiación (por ejemplo, un rayo láser) según el tipo de tratamiento seleccionado y/o el tipo de tejido que se trata. Por ejemplo, durante el tratamiento, el rayo láser se puede dirigir al área de tratamiento, que puede incluir tejido duro y/o blando, a través de un medio que no absorbe sustancialmente la radiación, permitiendo la administración de un perfil de energía específico en o cerca del área de tratamiento. Tal medio puede incluir un gas (por ejemplo, aire o nitrógeno), agua y/o una combinación de gas y agua para crear una niebla.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos, caracteres de referencia similares generalmente se refieren a las mismas partes a lo largo de las diferentes vistas. Además, los dibujos no están necesariamente a escala, el énfasis, en su lugar, que se pone en ilustrar los principios de la invención. En la siguiente descripción, se describen diversas realizaciones de la presente invención con referencia a los siguientes dibujos, en los que:

la Figura 1a muestra un esquema de un diseño de punta desechable y un elemento óptico que tiene una superficie convexa, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

la Figura 1b muestra una imagen de una punta de disparo extremo que proporciona un ángulo de abanico divergente, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

la Figura 2 muestra un esquema de un diseño de punta desechable y un elemento óptico que tiene una superficie cóncava, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

la Figura 3 muestra un gráfico del diámetro del rayo medido en diferentes ubicaciones desde el extremo de la punta de dos elementos ópticos diferentes que proporcionan ángulos de abanico de 26 y 38 grados, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

la Figura 4a muestra un esquema de un diseño de punta desechable y un elemento óptico que tiene una superficie reflectante (por ejemplo, recubierta de metal), de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención; la Figura 4b muestra una imagen de una punta de disparo lateral con un ángulo de emisión de 90 grados, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

la Figura 5a muestra un esquema de un diseño de punta desechable que tiene múltiples elementos ópticos con diferentes índices de refracción (ni y n<2>), de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

la Figura 5b muestra un esquema del diseño de punta desechable en la Figura 5A que también transmite el rayo de luz a lo largo del eje central de incidencia de la luz, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención; la Figura 6 muestra un diagrama esquemático de un diseño de punta desechable de disparo lateral y un elemento óptico cónico, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

la Figura 7a muestra un diagrama esquemático de un diseño de punta desechable de disparo lateral y un elemento óptico que tiene un sistema de enfriamiento, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención;

la Figura 7b muestra una sección transversal del diseño de punta desechable de disparo lateral y del elemento óptico de la Figura 7a; y

la Figura 8 muestra una tabla que proporciona un sistema ejemplar y parámetros operativos, de acuerdo con algunas realizaciones de la presente invención.

Descripción detallada

Diversas realizaciones de la presente invención están dirigidas a un aparato de láser dental que satisface una o más de las necesidades identificadas anteriormente y/o supera uno o más de los inconvenientes de la técnica anterior. Estos objetivos se pueden lograr, en parte, proporcionando un aparato que tenga una pieza de mano que pueda administrar simultáneamente pulsos de láser y refrigerante a una región de tratamiento bucal. El área de tratamiento bucal puede incluir, con el propósito de ilustración más que de limitación: entre los dientes, entre los dientes y la encía, etc.

Para algunas aplicaciones, puede ser deseable para tales tratamientos bucales una fuente láser de dióxido de carbono (CO<2>) que opere a una longitud de onda de alrededor de 9,3 micras, es decir, dentro de un rango de longitud de onda de 9-10 micras. Más concretamente, los láseres de CO<2>que operan a 9,3 micras pueden acceder a ubicaciones difíciles de la boca y, además, son muy adecuados para tratar tejido blando y duro. Algunas ventajas de la terapia con láser sobre los métodos convencionales incluyen reducción del sangrado y reducción de la inflamación del tejido. Además, la esterilización del área afectada puede conducir a una reducción del malestar postratamiento acompañado de una mayor satisfacción del paciente.

La pieza de mano se puede fijar de manera giratoria a una cámara principal. Se puede usar un mecanismo de surco y sellado en la pieza de mano para administrar fluidos de enfriamiento (por ejemplo, aire, agua y combinaciones de los mismos) a medida que se gira la pieza de mano. De este modo, el usuario (por ejemplo, un dentista, un cirujano o similar) puede girar la pieza de mano para dirigir la energía láser a una ubicación seleccionada en la boca del paciente, sin interrumpir el tratamiento. La pieza de mano puede incluir una circuitería que almacena información acerca de las características de la pieza de mano, tales como el ángulo de la punta, la longitud de la pieza de mano, etc.

La flexibilidad de los dispositivos de disparo radial incorporados - ya sea de disparo extremo o de disparo lateral -para dirigir la radiación emitida desde una fuente láser a una ubicación deseada minimiza la cantidad de trabajo que se requiere que ejerza el usuario (por ejemplo, un médico) para asegurar que la radiación reflejada se enfoque en una ubicación deseada.

Dispositivos de disparo extremo

Las Figuras 1a, 1b y 2 muestran realizaciones ilustrativas de dispositivos de disparo radial para dirigir la radiación emitida por una fuente láser a un área de tratamiento bucal. La Figura 1a muestra una realización ilustrativa de un dispositivo de disparo radial que tiene un elemento óptico 1 con una superficie convexa, mientras que la Figura 2 muestra una imagen de radiación que diverge en un ángulo de aproximadamente 26 grados desde un dispositivo de disparo radial que tiene una superficie convexa.

Haciendo referencia a las Figuras 1a y 2, en algunas implementaciones, cada dispositivo o pieza de mano se puede estructurar y disponer para recibir una punta desechable en un extremo distal de la pieza de mano. En algunas variaciones, la punta desechable puede incluir un alojamiento hueco 2, por ejemplo, un tubo, que está abierto en cada uno de un extremo proximal y un extremo distal. El tubo 2 se puede fabricar usando un metal, acero inoxidable, níquel, un polímero, poliéter éter cetona (PEEK) o combinaciones o aleaciones de los mismos y, en algunas aplicaciones, puede tener una forma cilíndrica o sustancialmente cilíndrica. Un elemento óptico 1, por ejemplo, una lente cilíndrica o sustancialmente cilíndrica, se puede disponer o montar dentro del alojamiento cilíndrico 2, entre los extremos proximal y distal. Ventajosamente, el elemento óptico 1 se puede proporcionar para modificar un perfil y/o una dirección de la radiación emitida desde el tubo 2.

La lente cilíndrica 1 se puede fabricar a partir de vidrio de sulfuro de zinc (ZnS), de sulfuro de galio y lantano (GLS) o vidrio de calcogenuro. Montar el elemento óptico 1 dentro del alojamiento cilíndrico 2 puede incluir usar un adhesivo (por ejemplo, cianoacrilato); un epoxi; un tornillo mecánico; un ajuste apretado y de interferencia; etc. El elemento óptico 1 se puede montar o disponer en el interior de la punta del alojamiento 2, de manera que la superficie reflectante del elemento óptico 1 esté próxima a (por ejemplo, a unos pocos milímetros de) la abertura en el alojamiento 2, para minimizar el daño al elemento óptico.

En algunas variaciones, la radiación emitida por una fuente láser se puede transmitir a través de la pieza de mano hasta una salida próxima a la punta desechable. Por ejemplo, la radiación incidente puede viajar a lo largo de un eje central 3 hasta un extremo proximal del elemento óptico 1 y, posteriormente, puede pasar a través del elemento óptico 1. Una vez que la radiación alcanza el extremo distal del elemento óptico 1, la superficie convexa del elemento óptico 1 hace que la radiación incidente converja hacia un punto focal y luego diverja desde el punto focal, de manera que la radiación incidente se abra en abanico. En algunos casos, el punto focal se puede situar entre el elemento óptico 1 y el extremo distal del alojamiento cilíndrico 2, de manera que la radiación converja hacia el punto focal y comience a divergir antes de salir del alojamiento cilíndrico 2. Debido a que la radiación en abanico pasa a través de la abertura en el extremo distal del alojamiento cilíndrico 2, el dispositivo proporciona una punta de disparo radial (extremo). Más particularmente, la radiación emitida por el láser diverge radialmente en un ángulo de abanico (0), que se puede determinar, entre otras cosas, por la naturaleza del elemento óptico 1, el radio de curvatura y la forma de la curvatura de la superficie convexa de la interfaz del elemento óptico, etc. Por ejemplo, en algunas variaciones, el ángulo del ventilador puede ser de hasta alrededor de 45 grados.

La punta desechable mostrada en la Figura 2 también incluye un alojamiento hueco 2', es decir, un tubo, que está abierto en cada uno de un extremo proximal y un extremo distal. En algunas implementaciones, la forma del alojamiento 2' puede ser cilíndrica o sustancialmente cilíndrica. Un elemento óptico 1', por ejemplo, una lente cilíndrica, se dispone o monta dentro del alojamiento 2', entre los extremos proximal y distal. Montar el elemento óptico 1 dentro del alojamiento 2' puede incluir usar un adhesivo (por ejemplo, cianoacrilato); un epoxi; un tornillo mecánico; un ajuste apretado y de interferencia; etc.

En algunas variaciones, la radiación emitida por una fuente láser se puede transmitir a través de la pieza de mano hasta una salida próxima a la punta desechable. Una vez que la radiación alcanza el extremo distal del elemento óptico 1', la superficie cóncava del elemento óptico 1' hace que la radiación incidente diverja, de manera que la radiación incidente se abra en abanico. Debido a que la radiación en abanico pasa a través de la abertura en el extremo distal del alojamiento cilíndrico 2', el dispositivo proporciona una punta de disparo radial (extremo). Más particularmente, la radiación emitida por el láser diverge radialmente en un ángulo de abanico (0), que se puede determinar, entre otras cosas, por la naturaleza del elemento óptico 1', el radio de curvatura y la forma de curvatura de la superficie convexa de la interfaz del elemento óptico, etc. Por ejemplo, en algunas variaciones, el ángulo de abanico puede ser de hasta alrededor de 45 grados. Los elementos ópticos 1' se pueden montar o disponer en el interior de la punta del alojamiento 2', de manera que la superficie cóncava del elemento óptico 1' esté próxima a (por ejemplo, a unos pocos milímetros de) la abertura en el alojamiento 2', para minimizar el daño al elemento óptico 1'.

La Figura 1b muestra una imagen de radiación láser que se emite por una punta de disparo radial (extremo). La radiación emitida diverge en un ángulo de abanico de alrededor de 26 grados. La Figura 3 muestra un gráfico de una relación ejemplar entre el diámetro del rayo o la divergencia del rayo (ordenadas) a diferentes distancias desde el extremo de las puntas desechables para ángulos de abanico de alrededor de 26 grados y alrededor de 38 grados. Dispositivos de disparo lateral

En otra realización, el elemento óptico puede incluir una superficie reflectante que dirige radialmente el rayo láser hacia los lados, proporcionando un dispositivo de disparo lateral. Los dispositivos de disparo lateral proporcionan una capacidad que, convencionalmente, solamente era posible partiendo una fibra óptica en un ángulo deseado. Haciendo referencia a la Figura 4a, se muestra un dispositivo de disparo lateral desechable ejemplar. En algunas realizaciones, la punta desechable incluye un alojamiento hueco 2”, por ejemplo, un tubo, que está abierto en un extremo proximal pero cerrado en un extremo distal. En algunas implementaciones, el alojamiento 2” puede tener una forma cilindrica o sustancialmente cilindrica. Se puede montar un tapón en el extremo del alojamiento 2'' para sellar o cerrar el extremo del alojamiento 2''. El tapón se puede recubrir con un material reflectante en el lado del tapón que mira hacia la fuente láser de entrada. La punta desechable también puede incluir una abertura 4 en la pared lateral del alojamiento 2”.

Un elemento óptico 1”, por ejemplo, una lente cilindrica, se puede disponer o montar dentro del alojamiento de 2”, entre los extremos proximal y distal. Montar el elemento óptico 1” dentro del alojamiento 2” puede incluir usar un adhesivo (por ejemplo, cianoacrilato); un epoxi; un tornillo mecánico; un ajuste apretado y de interferencia; etc. Se puede proporcionar o formar una superficie reflectante 5 en el elemento óptico 1”. En algunas variaciones, la superficie reflectante 5 se puede formar en un ángulo deseado (por ejemplo, 45°) con respecto al eje central del rayo láser incidente. Preferiblemente, la superficie reflectante 5 puede ser una superficie plana, formada en el extremo distal del elemento óptico 1”, que se ha recubierto con un material metálico (por ejemplo, oro, plata, cobre y similares) u otro material reflectante en los espectros de infrarrojo cercano o lejano Alternativamente, la superficie reflectante puede tener una superficie contorneada.

Como se muestra en la Figura 4a, la radiación se puede dirigir a través de una abertura 4 en la pared lateral del alojamiento 2” en un ángulo de aproximadamente 90 grados con respecto al rayo láser incidente después de ser reflejado por un espejo recubierto de oro 5 formado en un ángulo de 45 grados con respecto al eje central. La Figura 4b muestra una imagen de luz láser que se emite por una punta de disparo radial (lateral). La radiación reflejada se emite aproximadamente a 90 grados con respecto al eje central de la radiación incidente.

Aunque se puede lograr disparar lateralmente el rayo láser reflejado a alrededor de 90 grados usando una superficie reflectante 5 formada en un ángulo de alrededor de 45 grados, los expertos en la técnica pueden apreciar que formar superficies reflectantes 5 en diferentes ángulos puede dar como resultado que el rayo láser reflejado se refleje a través de la abertura lateral 4 en la pared lateral del alojamiento de 2” en un ángulo diferente. De este modo, el rayo láser incidente se puede dirigir (reflejar) en diferentes ángulos.

En algunas variaciones, se puede aplicar un material o materiales reflectantes a la superficie o superficies reflectantes para proporcionar múltiples superficies reflectantes (por ejemplo, una forma piramidal) para permitir diferentes reflexiones de rayos bidireccionales o multidireccionales. Por ejemplo, las múltiples superficies reflectantes pueden incluir, con el propósito de ilustración más que de limitación, cualquier número (por ejemplo, 1, 2, 4, 6, 8, etc.) de superficies planas, que administran energía en un número de direcciones correspondiente (por ejemplo, 1, 2, 4, 6, 8, etc.).

Por ejemplo, en una aplicación adicional, como se muestra en la Figura 6, la superficie reflectante 9 puede tener una forma cónica y puede ser capaz de reflejar el rayo láser incidente radialmente en 360 grados. La superficie reflectante cónica 9 se puede disponer o montar en la abertura distal en el alojamiento 2v. Montar la superficie reflectante cónica 9 en el extremo distal del alojamiento 2v puede incluir usar un adhesivo (por ejemplo, cianoacrilato); un epoxi; un tornillo mecánico; un ajuste apretado y de interferencia; etc.

Alternativamente, en lugar de disparar lateralmente el rayo láser usando una superficie en ángulo que tiene un recubrimiento reflectante, el rayo láser se puede dirigir (por ejemplo, reflejar) desde la punta desechable en un ángulo mediante uno de reflexión interna total (TIR), reflexión interna total frustrada, o reflexión interna total por desplazamiento de fase. Por ejemplo, como se representa en la Figura 5a, el elemento óptico 1iii puede incluir un primer material óptico 6 que tiene un primer índice de refracción (n-i), así como un segundo material óptico 7 que tiene un segundo índice de refracción (n<2>). Una interfaz plana 8 puede separar el primer material óptico 6 del segundo material óptico 7. Los materiales ópticos y sus índices de refracción respectivos se pueden seleccionar para satisfacer la ley de Fresnel de reflexión y transmisión para luz polarizada perpendicular y paralela. En tales casos, el primer índice de refracción (ni) es mayor que el segundo índice de refracción (n<2>).

De este modo, si la radiación incidente encuentra una interfaz entre materiales ópticos 6, 7 que tienen diferentes índices de refracción (n) después de pasar a través del primer material óptico 6 que tiene un índice de refracción (ni) que es mayor que el índice de refracción (n<2>) del segundo material de refracción 7, resultaría una TIR, dando como resultado un disparo lateral del rayo láser incidente, siempre que el ángulo de incidencia de la luz incidente con respecto a una línea normal a la interfaz 8 sea mayor que un ángulo crítico definido por la ecuación:

0crit = sen-1(n<2>/ni).

Como se muestra en la Figura 5b, en otra realización, el primer material óptico 6 y el segundo material óptico 7 pueden estar hechos de dos prismas triangulares que se pueden elegir con índices de refracción específicos para permitir tanto la transmisión (por ejemplo, a lo largo del eje central) o la luz láser incidente a través del extremo distal del alojamiento 2iv como la reflexión (por ejemplo, disparo lateral) a través de una abertura lateral en el alojamiento 2iv. La reflexión se puede deber a reflexión interna total frustrada. En otra variación, un divisor de rayo puede ser un divisor de rayo polarizador, por ejemplo, usando un material birrefrigente, dividiendo el rayo de diferente polarización.

Para diferentes aplicaciones, el rayo láser se puede escanear espacialmente en un “patrón” para proporcionar una administración de energía uniformemente a través de un tamaño de punto mayor en el tejido objetivo que el rayo láser nativo. En otra aplicación, el patrón de escaneo láser puede permitir que el rayo láser viaje en un medio dentro de su tiempo de relajación térmica para evitar cualquier acumulación térmica. Esta variante puede permitir la administración (de energía) de alta potencia del rayo láser, por ejemplo, para cortar tejido blando, eliminar cálculos, etc.

Haciendo referencia a las Figuras 7a y 7b, en otra realización más, opcionalmente, un sistema de enfriamiento también se puede acoplar operativamente (por ejemplo, a través de una entrada o entradas conectadas a una fuente o fuentes de enfriamiento) a una salida formada en la punta desechable. Por ejemplo, el sistema de enfriamiento puede incluir una pluralidad de tubos anidados 15, 16, 17 que forman una pluralidad de caminos de flujo de refrigerante entre los mismos. Aunque los tubos anidados 15, 16, 17 mostrados en las figuras están dispuestos coaxial y concéntricamente dentro del alojamiento 2iii, eso se hace con propósitos ilustrativos. En algunas variaciones, los tubos anidados 15, 16, 17 se pueden configurar excéntricamente.

Para tubos concéntricos y coaxiales, en una implementación, un primer tubo de enfriamiento 15 se puede unir de manera fija a la superficie interior del tubo que forma el alojamiento 2iv, de manera que un fluido de enfriamiento interno se pueda forzar a través del espacio impelente formado entre el primer tubo de enfriamiento 15 y el tubo que forma el alojamiento 2iv; un segundo tubo de enfriamiento 16 se puede unir de manera fija a la superficie interior del primer tubo de enfriamiento 15, de manera que se pueda forzar un primer fluido de enfriamiento a través del espacio impelente formado entre el primer 15 y el segundo 16 tubos de enfriamiento; y un tercer tubo de enfriamiento 17 se puede unir de manera fija a la superficie interior del segundo tubo de enfriamiento 16, de manera que un segundo fluido de enfriamiento se pueda forzar a través del espacio impelente formado entre el segundo 16 y el tercer 17 tubos de enfriamiento.

Los fluidos de enfriamiento circulados por el sistema de enfriamiento pueden incluir fluidos, tales como aire, agua y combinaciones de los mismos (por ejemplo, niebla). Por ejemplo, el aire se puede forzar a bajar por uno de los espacios impelentes, mientras que el agua está forzándose a bajar por otro espacio impelente. Se puede administrar refrigerante a los diversos espacios impelentes desde una fuente o fuentes de refrigerante a través de la pieza de mano y una entrada.

Haciendo referencia a la Figura 8, los parámetros del dispositivo se resumen en una tabla. Los parámetros del láser (por ejemplo, potencia, tasa de repetición, duración del pulso y superposición de rayos láser) se pueden diseñar para tener un resultado óptimo de eficiencia para eliminar tejido o hueso enfermo sin dañar el material (es decir, el elemento óptico) en sí mismo. No obstante, los expertos en la técnica pueden apreciar que la fuente láser se puede escanear espacialmente para proporcionar diferentes energías de pulso en diferentes direcciones/ubicaciones. Tal escaneo puede ser beneficioso en el tratamiento, en un solo paso, del tejido duro (usando pulsos de alta energía en un lado de la bolsa periodontal) y del tejido blando (usando ajustes de baja energía en el otro lado de la bolsa periodontal), reduciendo, de este modo, los pasos y el tiempo del procedimiento.

La Figura 8 proporciona valores mínimos, máximos y nominales para ciertos parámetros relacionados con la configuración y operación del sistema descrito en la presente memoria, según algunas realizaciones. Cada valor entre el valor mínimo y el valor máximo para cada parámetro mostrado en la Figura 8 (no solo el valor nominal), se contempla y soporta expresamente en la presente memoria, sujeto al número de dígitos significativos expresados en cada rango particular.

Habiendo descrito en la presente memoria realizaciones ilustrativas de la presente invención, las personas con conocimientos habituales en la técnica apreciarán otras diversas características y ventajas de la invención aparte de las descritas específicamente anteriormente. Por lo tanto, se debería entender que lo anterior es solamente ilustrativo de los principios de la invención, y que se pueden hacer diversas modificaciones y adiciones por los expertos en la técnica sin apartarse del alcance de la invención definida por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para dirigir la radiación emitida por una fuente láser a través de una pieza de mano a un área de tratamiento bucal, el dispositivo que comprende:

un tubo desechable (2) que se puede unir a una salida de la pieza de mano; y

una lente (1) para modificar al menos uno de un perfil o una dirección de radiación emitida desde el tubo (2), caracterizado por que la lente (1) está dispuesta completamente dentro del tubo (2).

2. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la lente (1) comprende una lente cilindrica.

3. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la lente (1) comprende una lente fabricada a partir de vidrio de sulfuro de zinc (ZnS), de sulfuro de galio y lantano (GLS) o vidrio de calcogenuro.

4. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la lente (1) comprende una superficie convexa.

5. El dispositivo de la reivindicación 4, en donde la superficie convexa hace que la radiación converja hacia un punto focal desde la superficie convexa y diverja radialmente en un ángulo de abanico desde el punto focal, opcionalmente, en donde el ángulo de abanico es de hasta 45 grados.

6. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la lente comprende una superficie cóncava, opcionalmente, en donde la superficie cóncava hace que la radiación diverja radialmente en un ángulo de abanico desde la superficie cóncava.

7. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el tubo desechable (2) comprende una abertura en un extremo distal para emitir la radiación desde el tubo.

8. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el tubo desechable (2) comprende al menos una abertura (4) a lo largo de una pared lateral del tubo (2) para dirigir la radiación radialmente.

9. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la lente (1) comprende al menos una superficie reflectante (5), opcionalmente, en donde la superficie reflectante (5) comprende:

(a) una superficie plana; y/o

(b) una superficie contorneada, preferiblemente en donde la superficie contorneada (5) comprende un elemento cónico (9); y/o

(c) múltiples superficies reflectantes (6, 7), preferiblemente en donde las múltiples superficies reflectantes (6, 7) permiten la radiación reflectante en un número de direcciones correspondiente; y/o

(d) un sustrato recubierto con un material metálico, opcionalmente, en donde el material metálico se selecciona del grupo que consiste en oro, plata, cobre, un material reflectante para reflejar un rayo de radiación que tiene una longitud de onda dentro del espectro infrarrojo, y combinaciones de los mismos.

10. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la lente (1) comprende:

una primera parte (6) que tiene un primer índice de refracción (n-i); y

una segunda parte (7) que tiene un segundo índice de refracción (n<2>), de manera que n<1>sea mayor que n<2>, opcionalmente, en donde la segunda parte comprende aire.

11. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde el tubo desechable (2) comprende además una entrada para conexión a una fuente de refrigerante y una salida configurada para administrar un fluido, aire, un gas, agua, un líquido, una niebla o combinaciones de los mismos al área de tratamiento bucal.

12. Un sistema para el tratamiento dental o quirúrgico de tejido bucal, el sistema que comprende:

una fuente láser;

una pieza de mano acoplada operativamente a la fuente láser; y

un dispositivo para dirigir la radiación emitida por la fuente láser a través de la pieza de mano a un área de tratamiento bucal, el dispositivo que comprende:

un tubo desechable (2) que se puede unir a la pieza de mano; y

una lente (1) para modificar al menos uno de un perfil o una dirección de la radiación emitida desde el tubo (2), caracterizado por que la lente (1) está dispuesta completamente dentro del tubo (2).

13. El sistema de la reivindicación 12, en donde:

(a) la fuente láser emite radiación con una longitud de onda de entre alrededor de 9 y alrededor de 10 micrómetros, opcionalmente, en donde la fuente láser emite radiación con una longitud de onda de alrededor de 9,3 micrómetros; y/o

(b) la fuente láser comprende un láser de CO<2>; y/o

(c) el sistema comprende además un controlador de fuente láser, opcionalmente, en donde el controlador de fuente láser está estructurado y dispuesto para controlar una tasa de repetición de pulsos y energía por pulso.

14. El dispositivo de la reivindicación 1, en donde la lente (1) comprende una superficie reflectante adaptada para hacer que la radiación converja hacia un punto focal situado dentro del tubo y diverja antes de salir del tubo (2).

15. El sistema de la reivindicación 12, en donde la lente (1) comprende una superficie reflectante adaptada para hacer que la radiación converja hacia un punto focal situado dentro del tubo (2) y diverja antes de salir del tubo (2).