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基礎的実験として、抜去歯を用いて、波長9.3μmCO_2レーザーの歯質に及ぼす影響を形態学的に、またエネルギー分散型X線分析装置を使用し、含有元素の定量を行い、齲蝕の除去、歯の切削への応用の可能性を検討した結果、レーザー照射により、齲蝕歯質の組成が変化し、健全な歯質の組成に近い値を示し、また、健全または齲蝕に関係なくレーザー照射後のほうが、CaとPの値が高く、特に、象牙質の方がエナメル質よりも著明てある事が判明した。走査型電子顕微鏡による結果からは、エナメル質よりも象牙質の方がレーザーに対する感受性が高く、スメアー層やデブリスが除去される事が明確になった事より、波長9.3μmCO_2レーザーで齲蝕歯質を除去できる可能性が示唆された。さらに照射部位の形態学的変化について蛍光染色し、共焦点レーザー走査顕微鏡を用いて観察を行ったところ、波長10.6μmCO_2レーザーと比較して、波長9.3μmCO_2レーザーの熱障害は、表層のみであり、熱的影響は、少なかった。また、実験動物を使って、レーザー等による歯髄組織および歯周組織への影響を病理組織学的に観察を行ったところ、波長10.6μmCO_2レーザーに比べて、照射野直下の歯髄における象牙芽細胞層の委縮や、歯髄の充血、炎症細胞浸潤は、波長9.3μmCO_2レーザーの方が少なく、従来の切削器具(ラウンドバー)を用いて、窩洞形成を行った時と比較しても、波長9.3μmCO_2レーザー照射を行った場合と同程度の病理組織学的変化が見られた。以上の結果より、波長9.3μmCO_2レーザーでの窩洞形成への臨床応用の可能性が示唆された。
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