Лазерно-индуцированная флуоресцентная диагностика кариеса зубов

  • Евгений Семенович Воропай Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Михаил Петрович Самцов НИУ «Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко» БГУ, ул. Курчатова, 7, 220108, г. Минск, Беларусь
  • Людмила Сергеевна Ляшенко Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Александр Валерьевич Бутвиловский Белорусский государственный медицинский университет, пр. Дзержинского, 83, 220016, г. Минск, Беларусь
  • Виктория Радиковна Гайфуллина Белорусский государственный медицинский университет, пр. Дзержинского, 83, 220016, г. Минск, Беларусь
  • Мария Владимировна Бобкова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Приведены результаты исследований спектрально-люминесцентных характеристик поверхностей твердых тканей зубов in vitro с патологией и в норме при использовании для возбуждения излучения лазерных источников с l = 514,5 нм или l = 684 нм. Определено, что при возбуждении излучением аргонового лазера с l = 514,5 нм максимум спектра флуоресценции здоровой ткани зуба расположен на длине волны 568 нм, полуширина полосы составляет 122 нм; для пораженной кариесом области зуба максимум флуоресценции расположен на длине волны l = 655 нм, полуширина полосы достигает 192 нм. Показано, что для кариесных тканей при использовании спектро метрического комплекса, в котором для возбуждения флуоресценции используется излучение полупроводникового лазера с  длиной волны 684 нм, спектры флуоресценции по форме и положению совпадают со спектром здоровых тканей (максимум – на длине волны 755 нм, полуширина – 75 нм), но при этом на порядок выше интенсивность свечения. Установлено, что при использовании для возбуждения излучения с длиной волны 684 нм возможно обнаружение не только поверхностного, но и глубоко расположенного кариеса. Представленные данные свидетельствуют об эффективности использования для диагностики кариеса зубов метода лазерно-индуцированной флуоресценции, который позволяет осуществлять оптическое «зондирование» состояния зубов.

Биографии авторов

Евгений Семенович Воропай, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, профессор; заведующий кафедрой лазерной физики и спектроскопии физического факультета

Михаил Петрович Самцов, НИУ «Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко» БГУ, ул. Курчатова, 7, 220108, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, доцент; заведующий лабораторией спектроскопии

Людмила Сергеевна Ляшенко, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; доцент кафедры лазерной физики и спектроскопии физического факультета

Александр Валерьевич Бутвиловский, Белорусский государственный медицинский университет, пр. Дзержинского, 83, 220016, г. Минск, Беларусь

кандидат медицинских наук; доцент 2-й кафедры терапевтической стоматологии стоматологического факультета

Виктория Радиковна Гайфуллина, Белорусский государственный медицинский университет, пр. Дзержинского, 83, 220016, г. Минск, Беларусь

ассистент 2-й кафедры терапевтической стоматологии стоматологического факультета

Мария Владимировна Бобкова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

студентка физического факультета

Литература

  1. Ekstrand K., Qvist V., Thylstrup A. Light microscope study of the effect of probing in occlusal surfaces. Caries Res. 1987. Vol. 21. P. 368–374. DOI: 10.1159/000261041.
  2. Hibst R., Paulus R., Lussi A. Detection of oclusal caries by laser fluorescence: Basic and clinical investigations. Med. Laser Appl. 2001. Vol. 16, issue 3. P. 205–213. DOI: 10.1078/1615-1615-00024.
  3. Sailer R., Paulus R., Hibst R. Analysis of carious lesions and subgingival calculi by fluorescence spectroscopy. Caries Res. 2001. Vol. 35, No. 4. P. 267.
  4. Buchalla W. Comparative fluorescence spectroscopy shows differences in noncavitated enamel lesions. Caries Res. 2005. Vol. 39, No. 2. P. 150–156. DOI: 10.1159/000083162.
  5. Koenig K., Schneckenburger H. Laser induced autofluorescence for medical diagnosis. J. Fluoresc. 1994. Vol. 4, issue 1. P. 17–40. DOI : 10.1007/BF01876650.
  6. Samtsov M. P., Rad’ko A. E., Kaplevskii K. N., et al. Lazernyi spektrometricheskii kompleks dlya fluorestsentnoi diagnostiki oblasti lokalizatsii opukholei. Kvantovaya elektronika : materialy V Mezhdunar. nauchn.-tekhn. konf. (Minsk, 22–25 Novemb., 2004). Minsk, 2004 (in Russ.).
  7. Petruk V., Kvaternyuk S., Bolyuh B., et al. The optical diagnostics of parameters of biological tissues of human intact skin in near-infrared range. Proc. SPIE, Photonics Appl. Astron., Commun., Ind., High-Energy Phys. Exp. 2016. Vol. 100313. P. 100313C-1–100313C-7. DOI: 10.1117/12.2249345.
  8. Fried D., Glena R. E., Featherstone J. D., et al. Nature of light scattering in dental enamel and dentin at visible and near-infrared wavelengths. Appl. Opt. 1995. Vol. 34, issue 7. P. 1278–1285 . DOI : 10.1364/AO.34.001278.
  9. Jones R. S., Huynh Gigi D., Jones G. C., et al. Near-infrared transillumination at 1310-nm for the imaging of early dental decay. Opt. Express. 2003. Vol. 11, issue 18. P. 2259–2265. DOI : 10.1364/OE.11.002259.
  10. Hale G. M., Querry M. R. Optical constants of water in the 200-nm to 200-µm wavelength region. Appl. Optics. 1973. Vol. 12, issue 3. P. 555–563 . DOI : 10.1364/AO.12.000555.
  11. Wilson R. H., Nadeau K. P., Jaworski F. B., et al. Review of short-wave infrared spectroscopy and imaging methods for biological tissue characterization. J. Biomed. Optics. 2015. Vol. 20, issue 3. P. 1–11. DOI : 10.1117/1.JBO.20.3.030901.
  12. Voropay E. S., Samtsov M. P., Lyashenko L. S. Recording of fluorescence from the probes based on polymethine dyes in the tissues in vivo. J. Belarus. State Univ. Phys. 2017. No. 1. P. 28–33 (in Russ.).
Опубликован
2017-05-30
Ключевые слова: зубная эмаль, кариес, твердые ткани зуба, лазерно-индуцированная флуоресценция, диагностика
Поддерживающие организации Исследования выполнены при поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проекты Ф16Р-131, Ф16Р-209, Ф16МВ-006) и Министерства образования Республики Беларусь
Как цитировать
Воропай, Е. С., Самцов, М. П., Ляшенко, Л. С., Бутвиловский, А. В., Гайфуллина, В. Р., & Бобкова, М. В. (2017). Лазерно-индуцированная флуоресцентная диагностика кариеса зубов. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2, 10-16. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/physics/article/view/434
Выпуск
№ 2 (2017): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Оптика и спектроскопия

Copyright (c) 2017 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).