domingo, 21 de marzo de 2010

Nuevo diseño de láser de estado sólido basado en el diamante sintético de Element Six

El nuevo diseño de láser de estado sólido basado en el diamante sintético de Element Six abre el camino a nuevas aplicaciones

Los investigadores del Instituto de Fotónica de la Universidad de Strathclyde,
han comenzado a trabajar en un proyecto de 3,5 años para desarrollar un nuevo diseño de láser de estado sólido que incorpora diamante de CVD (deposición de vapor químico) fabricado por Element Six Ltd. Element Six lidera el mundo en el campo de la síntesis de diamante CVD y su aplicación.
El desarrollo de un láser Raman de diamante podría abrir una serie de nuevas áreas de aplicación, por ejemplo, en representación óptica subacuática, representación óptica médica, oftalmología, terapia oncológica y representación óptica multiespectral. El proyecto estará dirigido por el doctor Alan Kemp del Instituto de Fotónica de la Universidad de Strathclyde respaldado por una subvención de más de 600.000 libras británicas del Engineering and Physical Sciences Research Council, EPSRC, financiado por el gobierno del Reino Unido.
El uso del diamante como un material láser de estado sólido abre nuevas oportunidades para diseñar láseres de estado sólido pequeños y compactos con mayores capacidades de manejo de la energía y operar a unas longitudes de onda actualmente no disponibles, de modo que se abrirán nuevas áreas de aplicación. El diamante tiene una combinación única de propiedades ópticas y térmicas que lo hacen adecuado para esta aplicación y estas propiedades pueden explotarse mediante el material CVD de cristal de vanguardia producido por Element Six. Los láseres Raman ya se han desarrollado utilizando materiales como el silicio, por ejemplo, y se utilizan en telecomunicaciones, pero el uso del diamante podría pasar estas capacidades a nuevos niveles de energía y longitudes de onda.
Cómo funcionan los láseres Raman
Los láseres Raman utilizan un fenómeno llamado Raman Scattering descubierto en 1922. Cuando los fotones golpean una sustancia, una minúscula fracción de ellos interactúa causando que los átomos de la sustancia vibren. En dichas colisiones 'inelásticas', los fotones ganan o pierden cantidades específicas de energía, lo que resulta de una luz de longitud de onda diferente. Un láser Raman amplifica la luz secundaria oscilándola e impulsando energía al sistema para emitir un haz de láser coherente.
La importancia de este tipo de láser es que puede cambiar la longitud de onda. Como dice el doctor Kemp la capacidad para cambiar longitudes de onda "da acceso a la región del espectro rica en aplicación pero actualmente pobre en fuentes y de color naranja". Actualmente, la mayoría de los láseres comerciales operan en torno a la región de infrarrojos cercana del espectro entre 0,8 micrómetros y 1,1 micrómetros con una concentración participar en torno a 1 micrómetro (1,03 - 1,07 micrómetros) donde la mayor parte del trabajo del láser de alto rendimiento está hecho. "Quizás el reto más importante en la ingeniería de láser de estado sólido moderno", dijo el doctor Kemp, "es encontrar modos para generar nuevas longitudes de onda pero al hacerlo retener lo máximo posible la comodidad y rendimiento de los láseres actuales".
Potencial del diamante sintético
Además, la generación actual de láseres Raman de estado sólido de onda continua se ha limitado a energías de sólo algunos vatios debido a problemas térmicos. El diamante tiene una excelente conductividad térmica combinada con un bajo coeficiente térmico de expansión que permite una mayor capacidad de manejo de la energía. "El problema menos glamuroso pero más generalizado en la ingeniería láser, particularmente cuando quiere un alto rendimiento en un pequeño paquete, es el tratamiento del calor", señaló el doctor Kemp. "Esto es particularmente problemático en láseres Raman de alta potencia porque los cristales que son buenos conversores Raman suelen conducir mal el calor. Ahí es donde entra el diamante. Con una conductividad térmica que es de dos a tres órdenes de magnitud mejor que los típicos cristales activos Raman, debería ser un excelente medio Raman y permitirnos generar una potencia de salida mucho mayor". Además, el diamante cambia la longitud de onda ligeramente más que los cristales activos Raman que se utilizan actualmente lo que puede extender su potencial de aplicación. "El equipo del Instituto de Física ha reconocido que el diamante tiene un alto coeficiente de ganancia Raman y un amplio cambio Raman comparado con los medios Raman convencionales" , dijo Chris Wort, director técnico de Element Six.
Una propiedad vital del diamante suministrado por Element Six es que muestra una
birrefingencia ultrabaja. La birrefringencia es cuando la velocidad de la luz en un medio varía si la polarización de la luz cambia y esto tiene que estar cuidadosamente controlado en una cavidad láser para hacer que el láser funcione bien. El doctor Kemp dijo: "El diamante CVD de cristal único y birrefringencia ultrabaja que produce E6 produce un paso real hacia delante para todas las aplicaciones fotónicas del diamante, particularmente aplicaciones láser. Nos permite explotar las propiedades excepcionales del diamante sin comprometer otros aspectos del rendimiento del láser".
Element Six va a suministrar al equipo de investigación diamante CVD de cristal único de alta calidad durante la duración del proyecto. El Instituto de Fotónica tiene una buena relación laboral con Element Six. Las organizaciones han trabajado anteriormente juntas en el proyecto MIDDI respaldado por el gobierno que ha llevado a la capacidad para desarrollar el grabado de precisión de la micro-óptica de diamante de cristal único, por ejemplo.
Acerca de Element Six
Element Six es el suministrador líder del mundo de supermateriales de alta calidad utilizados en la industria de la fabricación para una amplia gama de aplicaciones. Es el líder en el desarrollo de materiales de diamante sintético y nueva ingeniería que se están utilizando en aplicaciones industriales que revolucionan, por ejemplo, los sectores óptico, mecánico, térmico, electrónico, de automoción, telecomunicación y médico. Con unos ingresos de más de 500 millones de dólares estadounidenses y casi 4.000 empleados, Element Six ha establecido plantas de producción y procesamiento en China, Alemania, Irlanda, Suecia, Sudáfrica, Ucrania y Reino Unido apoyadas por una red mundial de distribución.
Acerca del Instituto de Fotónica
El Instituto de Fotónica, establecido en 1995, es una unidad de investigación orientada comercialmente, parte de la Universidad de Strathclyde. Su objetivo clave es cubrir el vacío entre aplicaciones de investigación académica e industriales y el desarrollo en el área de la fotónica. Los intereses de investigación del Instituto incluyen materiales y dispositivos semiconductores, láseres prácticos de estado sólido, series de micro-LED, y una amplia gama de aplicaciones, especialmente en biofotónica. El Instituto de Fotónica se encuentra en el campus del centro de la ciudad de Glasgow Strathclyde. El Instituto cuenta con investigación contractual y colaborativa con la industria y ofrece consultoría. Cuenta con un gran número de estudiantes de Doctorado y Doctorado en Ingeniería, y concede licencia tecnológica a las compañías.

GuillermO LuquE CRF

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Aplicaciones del láser en la industria automovilística

Seat utiliza el láser en los procesos de producción de automóviles desde 1992, año en el que aplicó esta joven tecnología al modelo SO3 Ibiza. Seis años después lo empleó en la producción del SE 110 Arosa, en 1999 del SE 340 León y en el año 2000 del SE 341 Toledo, principalmente para la unión del techo del vehículo con el lateral realizando la soldadura en los dos lados simultáneamente y en sentidos opuestos para evitar tensiones que perjudicasen su geometría. Algunas de las ventajas que se obtienen del empleo de esta herramienta en los procesos de producción son la reducción de costes, una notable mejora de calidad y seguridad y numerosos progresos en el diseño del automóvil.
El láser aplicado al campo de la producción del automóvil, ha supuesto una serie de ventajas frente a otros métodos tradicionales. La soldadura láser permite unir chapas de distinto espesor antes de su estampación, eliminar molduras del techo y alcanzar ajustes perfectos.
Proporciona también una mayor rigidez, menos ruidos durante el proceso y sobre todo, una drástica reducción del riesgo de corrosión ya que se reduce notablemente el número de remaches en el recubrimiento exterior. En este sentido, la soldadura láser galvanizada ofrece hasta doce años de garantía anticorrosión.
Si bien otro de los objetivos de la industria automovilística es conseguir coches más ligeros, con el láser se obtiene un considerable ahorro de peso. Asimismo, los segmentos soldados por láser ahorran un 25% el peso en la fabricación, y el peso del casco se reduce en un 10%.

Ejemplo de reducción de costes en el modelo Ibiza / Córdoba:

Este sistema permite eliminar la moldura del techo lo que evita el emasillado posterior y el proceso adicional previo al pintado.

Ejemplo de reducción de costes: soldadura por transparencia

Requiere pestañas mucho más estrechas que por puntos convencionales lo que supone reducir el peso y un ahorro de material y de consumo. Asimismo, no hay necesidad de almenado, minimizando así los costes de las matrices, el precio del proceso estampación y del mantenimiento.
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Ejemplo - Tailored Blank (Ibiza / Córdoba):

Como en el ejemplo anterior, también se advierten importantes ventajas económicas en la fabricación de las puertas. De las seis piezas que se empleaban antes: revestimiento, armazón, refuerzo en cintura, refuerzo de bisagras, refuerzo de la barra transversal y la propia barra transversal, hoy se necesitan cuatro: revestimiento, armazón Tailored Blank, refuerzo en cintura y la barra transversal.
Todo esto evidencia:
  • Reducción de espesores.
  • Reducción de inversiones: dos juegos de matrices menos por mano y una menor necesidad de prensas.
  • Reducción de costes: menor tiempo de estampación, menos materiales y peso, lo que equivale a un menor consumo.
Los puntos generales de la reducción de consumo suponen una simplificación de las piezas a unir (no es necesario el acceso de pinzas de soldadura), se emplean materiales con características especiales (de alta resistencia) y un menor peso, lo que significa un menor consumo del coche y la eliminación de consumibles - puntas de electrodos: cambio cristales de protección (Cross Jet).
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Reducción de costes

Se necesitan robots de menores dimensiones por lo que también se necesita una superficie de taller inferior.

Mejora de la calidad y la seguridad del proceso

La calidad mejora notablemente gracias a la soldadura láser que implica una menor deformación de las chapas por impacto (no se golpean al unir) y una mayor rigidez de la unión. La zona afectada térmicamente es menor, evitando posibles deformaciones provocadas por el calor, como menor es también la corrosión (menos capa de zinc evaporada).

Mejora del diseño

El láser permite llevar a cabo un control de calidad de las uniones soldadas mediante sistemas automáticos de calidad online. Esto proporciona:
  • Control del 100% de las uniones.
  • Eliminar un posible error humano de detección de defectos.
  • Utilizar datos online para determinar la zona a retrabajar.
  • Determinación / solución de errores más frecuentes.
El láser permite industrializar formas que hasta ahora eran difíciles de desarrollar. De este modo se consiguen líneas más atrevidas e innovadoras: soldar en zonas vistas, la unión de varias chapas, materiales de alta resistencia, soldadura de aluminio, etc.

Otras aplicaciones del láser

  • Corte por láser: realización de recortes y agujeros en un estado avanzado de la formación de carrocerías y unificar distintas variantes de las carrocerías hasta los últimos pasos de su formación.
  • Marcado de piezas.
  • Tailored Blank.

Futuro de las aplicaciones láser en automoción

  • Generadores con menor necesidad de refrigeración.
  • Menor coste de consumibles (lámparas, diodos…).
  • Mayor rendimiento de los generadores láser.
  • Cabezales láser con bridas incorporadas para asegurar el contacto entre las piezas (tipo máquina de coser).
  • Resolución del problema de la salida de gases.
  • Eliminar la aparición de poros en la soldadura.
  • Desarrollo de sistemas de control de calidad online de la soldadura láser (visión artificial). 
GuillermO LuquE CRF

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La ingeniería de la luz

Los láseres, como otros muchos intrumentos ópticos, son actualmente herramientas esenciales para la investigación experimental en muchos campos de interés industrial. Sin embargo, sus aplicaciones prácticas fuera de los laboratorios de investigación no se encuentra todavía suficientemente extendida, especialmente en España. Las actividades de investigación del I3A en esta área se dirigen hacia la mejora de esta situación en tres campos principales: aplicaciones industriales del láser, comunicaciones ópticas y metrología óptica.

En lo que se refiere a aplicaciones industriales del láser, el I3A trabaja en colaboración continua con el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA), instituto mixto entre la Universidad de Zaragoza y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) español. Se utilizan láseres de alta potencia para el procesado de materiales y superficies, consiguiendo resultados inalcanzables con otras técnicas. El láser ha demostrado ser muy útil, incluso a nivel industrial, para aplicaciones tales como marcado, taladrado, corte y soldadura. En algunas de ellas se ha trabajado de forma importante por grupos del ICMA y el I3A.

Las comunicaciones ópticas son un gran campo industrial que depende fuertemente de la tecnología óptica disponible en cada momento. Aunque en este momento está en clara expansión, incluso a nivel industrial, las necesidades de nuevos desarrollos son crecientes en muchas aplicaciones.

Los investigadores del I3A trabajan en algunas de ellas como el diseño de nuevos sistemas de fibra óptica más compactos, altas velocidades de transmisión y menores pérdidas.

La utilización de tecnologías ópticas en distintos campos de la metrología y mecánica experimental es otro de los campos de interés en el I3A. Aspectos relacionados con la caracterización de flujos, la metrología dimensional en sólidos, así como la detección de defectos mediante ensayos no destructivos a través de novedosas técnicas de interferometría holográfica son campos de interés en el I3A.

Se citan a continuación las líneas de investigación principales en Óptica y Tecnología del Láser en las que existe una fuerte experiencia de los grupos del I3A. Ello permite ofrecer apoyo y servicio en otras aplicaciones relacionadas de interés industrial.

Líneas de investigación en Óptica y Tecnología del Láser

Aplicaciones industriales del láser
Procesado de materiales por láser (en colaboración con el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón). Se ha trabajado en el corte y mecanizado de polímeros, cerámicas y metales, así como en la fabricación de vidrios y cristales cerámicos por fusión zonal. Recientemente se ha comenzado una nueva línea en la simulación numérica de procesos de conformado por fusión zonal para una mejor comprensión de estos fenómenos y apoyo a la optimización de estos procesos.

Tratamientos superficiales mediante láser (en colaboración con el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón). Se ha incidido en aplicaciones relacionadas con el marcaje y etiquetado, limpieza de superficies diversas, lasergrafiado de superficies y recubrimientos locales especialmente en cerámicas.

Detección de defectos y evaluación de propiedades mecánicas mediante técnicas láser. Se ha trabajado especialmente en la detección de defectos internos y superficiales en piezas industriales, en la localización de defectos en la fabricación de materiales cerámicos superconductores y en el seguimiento de procesos de fractura. También se ha investigado en la caracterización de flujos mediante interferometría holográfica.
Instrumentación óptica, metrología óptica y holografía

Diseño de instrumentos ópticos. Los desarrollos principales en esta área de trabajo se centran en la construcción, caracterización y manejo de láseres de fibra óptica con emisión en el infrarrojo para aplicaciones en oftalmología. También se han desarrollado interferómetros de moteado y otros elementos ópticos holográficos para su uso como lentes, filtros o conformadores de haz. In-plane velocity components Out-of-plane component Particle Image Velocimetry Digital Speckle Pattern Interferometry 3-C velocity field

Metrología Óptica. Esta línea se centra en el desarrollo y aplicación de técnicas ópticas de medida no intrusivas basadas en el láser, en la caracterización del comportamiento mecánico y térmico de sólidos y fluidos. Para ello se utiliza la fotografía de moteado y la velocimetría de imágenes de partículas para
medida campos de desplazamientos con precisión micrométrica, así como la interferometría de moteado y la interferometría holográfica para precisión nanométrica y para la medida de campos de densidad, temperatura
o índice de refracción en medios transparentes.

Sistemas holografícos. Las aplicaciones principales de esta línea se encuentran en la realización de hologramas para aplicaciones decorativas y de seguridad, la utilización de diferentes materiales holográficos y la optimización de su procesado y, finalmente, el desarrollo de elementos ópticos holográficos para la formación de imágenes y el procesado óptico.

Comunicaciones ópticas

Amplificadores y láseres de fibra óptica o guía óptica integrada. Se trabaja en la construcción de amplificadores y láseres con emisión en torno a 1,5 μm utilizando erbio como elemento activo. También se desarrollan técnicas de caracterización experimental de las fibras, así como modelos teóricos que permiten el diseño optimizado de estos láseres para diferentes aplicaciones.

Caracterización de fibras ópticas: Se centra en el desarrollo de técnicas e instrumentación específica para la medida de las propiedades de transmisión de fibras y cables ópticos y de sensores optoquímicos para la monitorización de parámetros medioambientales. También se trabaja en la caracterización de sistemas de
comunicaciones basados en tecnología de multiplexación densa en longitudes de onda. Un apartado especialmente importante es el de la utilización de fibras ópticas de plástico en el sector de la automoción.

GuillermO LuquE CRF

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Los problemas de la piel, tanto médicos como estéticos, tienen soluciones eficaces con los nuevos tratamientos de dermatologia basados en muchas ocasiones en la utilización del láser.

El láser ha demostrado ser además rápido, cómodo y eficaz en dermatología, pero debe ser siempre aplicado por médicos especialistas bien entrenados en el tratamiento de las patologías cutáneas. Siempre es importante contar con la confianza de un buen dermatologo laser.

IML ofrece las últimas técnicas y terapias en su unidad de dermatologia laser, a cargo de un equipo de médicos dermatólogos especialistas.

Básicamente existen cinco grandes aplicaciones del láser en dermatologia: el rejuvenecimiento cutáneo facial, la eliminación de cicatrices y tatuajes, la depilación definitiva, el tratamiento de lesiones cutáneas (varices, verrugas, manchas) y vasculares (teanfliectasia, cuperosis, poignilodermia, puntos).

Tratamientos de dermatologia

· IPL (fotorejuvenecimiento - rejuvenecimiento facial con láser)

El envejecimiento cutáneo no sólo cursa con descolgamiento de la piel y flacidez, sino que una gran parte del deterioro de la piel se debe a la aparición de signos como:

Poro más abierto
Manchas solares
Lesiones pigmentadas hiperqueratósicas
Lesiones seborreicas
Capilares rotos y rojeces difusas
Falta de brillo y lustre en la piel y el tratamiento de IPL Fotorejuvenecimiento corrige estos problemas.
Instituto Médico Láser maneja para este tratamiento de dermatologia la combinación de varios equipos de tecnología punta:

Equipos IPL de luz intensa pulsada para tratar el poro de la piel y producir un aumento de la síntesis de colágeno que mejora el aspecto de la piel.
V beam , específico para rojeces .
Alex Larz , específico para lesiones pigmentadas
Derma K , específico para lesiones cutáneas de mayor profundidad.
En este tratamiento de dermatologia laser, hacemos un planteamiento global de tratar la piel de manos, escote y rostro con la selección de los equipos más precisos, para lograr en cada caso los mejores resultados.

· Peeling Químicos (dermoabrasión con sustancias químicas)

Consiste en la aplicación de una sustancia química sobre la piel, con la finalidad de producir una eliminación de las capas de la piel, variable según la profundidad del peeling elegido.

Los más superficiales (glicólico, HPP, melaspeel, salipeel..) están indicados en casos de daño solar leve (tras el verano) o para mejorar el acné, mientras que los medios (TCA) y los profundos (fenol) pueden aplicarse en arrugas y cicatrices de acné.

· Eliminar tatuajes y micropigmentaciones (tratamiento con láser de pigmentario)

El láser es capaz de eliminar la tinta de los tatuajes y micropigmentaciones con la menor lesión residual posible, ya que disgrega las partículas de pigmento para que puedan ser eliminadas. Los resultados y la técnica varían según se trate de un tatuaje realizado por un aficionado o por un profesional, de los colores que contenga, de la región corporal donde se encuentre y del tipo de piel.

Para este tratamiento de dermatologia laser, en Instituto Médico Láser cuentan con un láser específico para tatuajes (Alex Lazr), un láser especial para tinta roja (V beam) y varios equipos de luz pulsada intensa para el resto de los colores.

Suele ser necesarias un mínimo de tres o cuatro sesiones espaciadas como mínimo una vez al mes.

· Cuperosis, Angiomas, Puntos rubi (eliminación de capilares)

En la cara podemos encontrar lesiones rojas secundarias y dilataciones vasculares que puedes ser únicas en forma de araña (spider), múltiples (cuperosis) o incluso malformaciones congénitas de tamaño variable (angiomas).

Para este tratamiento especifico de dermatologia laser, IML cuenta con los últimos láser para el tratamiento de estas lesiones, como el láser Nd-YAG de pulso largo y la luz pulsada intensa, que permiten tratar todo tipo de pieles y trabajar a diferentes profundidades con unos mínimos efectos secundarios.

También cuentan con un nuevo láser específico para lesiones vasculares de muy fino calibre que se denomina V Beam que se caracteriza por emitir en las longitudes de onda ideales para estas lesiones y por disponer de un pulso lo suficientemente corto como para eliminar este tipo de lesiones en una sóla sesión.

· Lesiones Pigmentadas (tratamiento de manchas en la piel)

Cualquier mancha en la piel tiene que verla previamente el dermatologo especializado en laser que valorará la benignidad de la misma y determinará el tratamiento más adecuado. Los léntigos solares, pecas, manchas café con leche, nevus, etc.. se eliminan muy fácilmente sin precisar ninguna anestesia ni cuidados especiales, gracias al láser y a la luz pulsada debido a su alta afinidad por las lesiones que contienen melanina. Lo más normal es que éste tipo de lesiones se eliminen con una sola sesión.

Los equipos láser más versátiles para estas lesiones son Alex Lazr, Derma K y Photoderm.

· Cicatrices hipertróficas y queloides (tratamiento estético de cicatrices)

Las cicatrices hipertróficas y queloides se caracterizan por ser cicatrices anchas, rojas , con mayor relieve que el resto de la piel y que, en muchas ocasiones, producen picor. El tratamiento con el nuevo láser V Beam puede eliminar una cicatriz de este tipo en 1-3 sesiones, si bien es muy interesante combinar en dermatologia laser el tratamiento con planchas de silicona adhesivas y también en algunos casos con infiltraciones intracicatriciales.

El los casos en que la cicatriz cursa además con pérdida de sustancia, se puede complementar el tratamiento con un relleno inyectable de material no re reabsorbible.

· Dermatología clínica (tratamiento de lesiones en la piel)

ACNÉ:
Instituto Médico Láser dispone de un nuevo tratamiento para el Acné: El láser Smooth Beam.- En un promedio de 20 sesiones se puede obtener una mejoría clínica muy importante gracias a la emisión luminosa que produce el equipo que no sólo destruye el germen responsable del Acné sino que además produce una atrofia de la glándula sebácea lo cual produce la normalización de la situación del paciente

VITÍLIGO Y PSORIASIS:
Ambas son patologías crónicas que pueden mejora con un nuevo tratamiento de dermatologia laser. Mediante la aplicación del láser B-Clear.- Equipo de emisión de luz pulsada Ultravioleta de Banda Estrecha. Los resultados son variables y no todos los pacientes que sufren estas enfermedades pueden beneficiarse de los tratamientos. Deberá ser el dermatologo laser el que seleccione las mejores indicaciones para cada paciente.-

También tratamos alopecia, eccemas, lesiones pigmentadas benignas, verrugas, fibromas blandos y poiquilodermia.

· Hiperhidrosis (tratamiento del exceso de sudor)

Esta patología mejora con la aplicación de Toxina Botulínica ya que este medicamento produce un bloqueo en el estímulo de la producción del sudor.

Se realiza mediante pequeñas inyecciones previa anestesia local , se puede aplicar en palmas de manos, plantas de pies y axilas.- Los resultados duran como mínimo 6 meses.

Actualmente la aplicación de toxina botulínica no está permitida en España para Estética y Dermatologia pero sí lo está en otros muchos paises de Europa y en los EEUU.-En Instituto Médico Láser nos encontramos a la espera del permiso específico de la Agencia del Medicamento para la aplicación de dicha técnica.

GuillermO LuquE CRF

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¿Qué es el láser?



El término LÁSER es un acrónimo que responde a la primera letra de cada una de las palabras que conforman su definición en inglés, es decir, LightAmplification by Stimulated Emission of Radiation. Traducido al castellano, Luz Amplificada por Emisión Estimulada de Radiación. El láser es simplemente un haz de luz monocromática (misma longitud de onda) que puede situarse en diferentes niveles del espectro luminoso, en función de la longitud de onda con la que se emite, amplificada, unidireccional, coherente, con un alto grado de concentración energética y con una serie de propiedades específicas diferentes a las de la luz ordinaria. Transmitido a través de una delgada fibra óptica (es flexible y se puede esterilizar) a una pieza de mano parecida a la convencional, pero sin fresa, posee la capacidad de interactuar con el tejido irradiado consiguiendo un efecto terapéutico, con lo que su correcta aplicación lo hace muy efectivo y nada peligroso.

Clasificación de los diferentes tipos de láser:
El principio del láser es transformar la energía luminosa en energía térmica. Cualquier emisor láser posee una cavidad de resonancia donde se coloca el medio activo que puede ser una sustancia sólida, líquida o gaseosa. Mediante un aporte de energía se produce la emisión estimulada emergiendo un haz de luz que es el láser y que al incidir sobre la materia, según el tipo de sustancia que se encuentre en la cavidad de resonancia, puede producir efectos físicos muy diferentes. Por ello, cuando se hace mención a un emisor de luz láser se debe mencionar qué tipo de láser es, empleándose habitualmente junto a la palabra láser el nombre de la sustancia principal del medio activo.
Existen muchos y diversos tipos de láser que pueden ser clasificados atendiendo a diferentes aspectos como el medio activo (sólido, líquido, gaseoso) o la longitud de onda (visible, ultravioleta, infrarrojo), pero generalmente, y desde el punto de vista clínico, se dividen en dos grandes grupos:
-
Láser de baja intensidad de potencia, a su vez subdividido en dos grupos: láser terapéutico y láser para diagnóstico.
-
Láser de alta intensidad de potencia o quirúrgico, a su vez subdividido según su campo de aplicación en tres grupos: láser quirúrgico para tejidos blandos, láser quirúrgico para tejidos duros y láser quirúrgico para fotopolimerización.
¿Cómo funciona el láser?:
El láser tiene múltiples aplicaciones clínicas, tanto de uso terapéutico como quirúrgico. El alcance de las mismas lo hace un instrumento más versátil que jamás haya estado disponible para el odontólogo. El láser, como anteriormente explicamos, es un rayo de luz altamente enfocado que remueve tejido infectado, o el exceso de éste, al vaporizarlo literalmente. El láser tiene la capacidad de distinguirlo respecto del tejido sano, por lo que es un mecanismo muy conservador que permite preservar la mayor parte del diente, concentrándose en retirar el tejido no deseado. Al mismo tiempo el láser genera un efecto de alta desinfección en la zona donde se aplica.
Ventajas de la técnica en el gabinete dental:
Entre las ventajas de esta técnica sobre el torno convencional podemos destacar:
- EFICIENCIA:
El láser proporciona mayor eficiencia en la práctica, ahorra tiempo, elimina algunos pasos, combina y simplifica otros e introduce nuevas y elegantes soluciones a viejos problemas tales como la hipersensibilidad. El láser es considerado el medio más eficaz conocido hasta hoy para la desensibilización del "cuello" de los dientes. En fracción de segundos el láser resuelve este problema causado por la exposición de la dentina y los túbulos dentinales, sellando estas estructuras y permitiendo mejorías muy prolongadas. En síntesis: mejor Odontología en menos tiempo al mejorar la calidad de los tratamientos. En definitiva, se obtienen mejores resultados y logros estéticos que cuando se utilizan otras técnicas.
- PRECISIÓN:
La acción del láser es sumamente puntual y precisa, lo que permite al profesional tener un control exacto de la situación, haciendo posible el tratamiento interceptivo de la enfermedad y ayudando también a evitar la destrucción del tejido saludable como ocurre con la utilización del torno.
 
En las imágenes podemos observar las microexplosiones resultantes en el lecho de una cavidad clase I realizadas mediante el láser de Erbium-YAG en comparación con el lecho remanente de una cavidad tratada con fresa redonda de micromotor.
Elimina el esmalte, la dentina y las caries de forma rápida y segura con la máxima precisión de corte. Se consigue, además, una mejor adhesión del material de obturación (a base de resinas que endurecen bajo el efecto de la luz halógena) sobre la dentina, quedando ésta con mayor resistencia al ataque ácido de la placa bacteriana.
- CAMPO SECO:
Las cirugías con láser se desarrollan en campo seco y limpio, libre de microorganismos, con incisiones claras y nítidas. La virtual ausencia de hemorragia durante los procedimientos con láser reduce el peligro de infecciones cruzadas, esterilizando automáticamente la zona tratada, garantizando la ausencia de recidivas y permitiendo al odontólogo observar mejor el lugar de la operación.
- BACTERICIDA:
La capacidad del láser para destruir bacterias realza todos los procedimientos en que éste se utiliza y es la base de su capacidad para efectuar curetaje subgingival y la esterilización de conductos radiculares. Corta y coagula el tejido blando eficazmente.
- CARENCIA DE DOLOR:
Los pacientes tratados con láser no sienten dolor. Aunque ocasionalmente puede requerirse anestesia, en la mayoría de los casos ésta puede eliminarse ya que la acción del láser es superficial, con lo que se puede trabajar directamente sobre la pieza a tratar sin que esto produzca dolor, lo que posibilita trabajar en varias zonas de la boca en una misma sesión. Al no existir contacto se mejoran las condiciones de asepsia, resultando más higiénico y, además, se esteriliza la zona de tratamiento. Esto ofrece una nueva oportunidad a muchas personas que evitan ir a la consulta por el miedo y las fobias al dolor, eliminando, por fin, la asociación entre Odontología y dolor.
- COMODIDAD:
Al tratarse de un haz de luz se pueden llevar a cabo tratamientos en tejidos blandos y duros mas confortables, sin vibraciones ni ruidos desagradables tan rechazado por los pacientes y sin ningún tipo de trauma. También evita la mayoría de los problemas que se asocian a la utilización del torno como la aparición de microfisuras que debilitan la estructura dental. La casi innecesaria aplicación de anestesia permite trabajar sin los consiguientes riesgos, sin pinchazos y sin la desagradable sensación de adormecimiento al finalizar la consulta.
- POSTOPERATORIO:
Generalmente no es necesaria la sutura. La fibra de vidrio del láser es desplazada muy suavemente sobre el tejido y vaporiza durante el descenso del mismo. Así, las heridas que resultan del tratamiento con láser habitualmente sanan de manera exitosa sin sutura. Los post-operatorios no presentan dolor, con mínimo o ausencia de edema e inflamación, con una cicatrización más rápida y sin retracción posterior, por lo que se requiere poca o ninguna medicación analgésica. Además, tanto la cicatrización como la recuperación de los tejidos son más rápidas.
De todas maneras hay que reseñar que el láser no sustituye completamente al torno. Cuando hay caries alrededor de una amalgama nos veremos obligados a emplearlo para remover la amalgama antigua y después sí, continuaremos trabajando con el láser para eliminar todo el tejido cariado y cualquier residuo bacteriano.
Seguridad:
El láser no tiene ningún efecto nocivo para la salud y puede ser empleado incluso en pacientes con complicaciones sistémicas (diabéticos, cardiópatas hipertensos, etc.). Únicamente cabe destacar la posibilidad de daño ocular accidental, por lo que la protección de los ojos se torna fundamental e imprescindible. Tanto el paciente como el odontólogo y el asistente deberán emplear gafas protectoras, impidiendo así que algún rayo disperso pueda dañarles los ojos.
Aplicaciones del láser en Odontología:
Son muchas y muy variadas las aplicaciones del láser dental en Odontología. Podemos destacar:
- ELIMINACIÓN DE CARIES:
El láser dental reemplaza a la tan temida pieza de mano (torno) en tratamientos de caries en tejidos duros. El láser remueve el tejido enfermo en cuestión de segundos preparando la cavidad para su restauración en un solo paso al sellar los túbulos dentinarios y esterilizar la cavidad.
  
En las imágenes podemos observar la eliminación de una caries clase I oclusal con láser de Erbium-YAG.
Además, aumenta la adhesión de los materiales de obturación. El láser virtualmente elimina el dolor, el ruido y la vibración del torno y su uso elimina la necesidad de anestesia en la mayoría de los pacientes.
- BLANQUEAMIENTO DENTAL Y DE RESINAS:
El láser permite blanquear los dientes varios tonos. Además, baja el tono de las resinas en cinco segundos, haciéndolas virtualmente indetectables.
- IMPLANTOLOGÍA, RECUPERACIÓN DE IMPLANTES:
Se utiliza para exponer el tapón de cicatrización de un implante en la segunda fase quirúrgica del tratamiento a base de implantes (recuperación de implantes), es decir, antes de la rehabilitación protésica. Para recuperar el implante hay que retirar el capuchón de encía localizado por encima de él. Esto se realiza con el láser vaporizando el tejido circundante y el que se encuentra por encima del implante. Se debe realizar de manera muy precisa y sin tocar el implante, ya que podría calentarse al ser metal con lo que se generaría un problema preimplantario.
- ENDODONCIA:
Se utiliza para facilitar la instrumentación manual. El láser seca y esteriliza el conducto antes de la obturación, lo que garantiza un aumento en el porcentaje de éxito de la endodoncia, aunque no reemplaza el trabajo biomecánico realizado con las limas endodónticas tradicionales para limpiar el mismo previamente. El láser también estimula el cierre del conducto y, además, impide la reproducción de las bacterias. La eliminación de bacterias de este modo acorta marcadamente el tratamiento del conducto y eleva el porcentaje de éxito en el pronóstico.
- SENSIBILIDAD DENTAL:
O intolerancia a estímulos fríos o calientes y, en casos más severos, al tacto. Provocada por un desgaste en la superficie del diente, ya sea por malas técnicas de cepillado, abrasiones o fracturas en el esmalte, con lo que las áreas afectadas serán muy incómodas y dolorosas. El láser dental sella los túbulos dentinarios expuestos que son los que provocan la sensibilidad en tan solo un minuto por diente y es casi 100% efectivo.
- TRATAMIENTOS Y CIRUGÍAS PERIODONTALES:
En cirugía el láser ayuda a evitar el sangrado y esteriliza evitando el riesgo de infección. Así, los procedimientos son más rápidos, se requiere de poca anestesia (siendo posible hacer pequeñas incisiones sin el uso de ésta) y los pacientes que reciben este tipo de tratamientos regresan a su quehacer diario el mismo día. Por ejemplo:
1.-
El láser dental está indicado en el tratamiento de úlceras aftosas. Únicamente se las trata sintomatológicamente, es decir, solo se retira la sensación dolorosa, pero no se corrige la etiología o el problema inmunológico.
  
En las imágenes podemos observar la vaporización de una lesión aftosa con láser de diodo.
2.-
También el láser es efectivo en cirugías menores de papilomas, mucoceles, fibromas, etc., las cuales serán removidos con un sangrado prácticamente nulo.
  
En las imágenes podemos observar una exéresis de fibroma con láser de diodo sin necesidad de sutura.
3.-
Empleando el láser se pueden llevar a cabo frenillectomías o corte de frenillos. Tratamientos de rutina que se llevan a cabo en la consulta de manera rápida y eficaz, sin cortes, suturas y anestesia infiltrativa, únicamente tópica.
  
En las imágenes podemos observar una exéresis de frenillo labial inferior con láser de diodo.
4.-
Gingivoplastias. Curetajes cerrados con láser y cero sangrado.
5.-
En apicectomías el láser se empleará única y exclusivamente para esterilizar la cavidad que aloja la patología apical y el periapice y, por la energía y calor que produce, derretir y sellar el foramen apical (gutapercha) además de esterilizarlo.
6.-
Cirugía prepotésica de alargamiento de coronas con cero sangrado lo que permite comenzar de manera inmediata el proceso de reconstrucción.
7.-
Toma de biopsias.
8.-
Tratamiento de lesiones exofíticas y planas.
9.-
Gingivectomías.
  
En las imágenes podemos observar la eliminación de opérculo gingival sobre las cúspides distales del segundo molar inferior.
10.-
Cirugía periodontal y estética de las encías (melanosis). Las pigmentaciones bucales o melanosis bucal se pueden retirar de manera fácil y eficaz mediante el uso del láser.
Para la mayoría de los tratamientos periodontales no se requiere el uso de anestesia. Se utiliza una pieza de mano especial que se introduce en las bolsas periodontales transmitiendo la energía a través de un cristal de cuarzo, desprendiendo así las sustancias adheridas a la raíz del diente; también desprende el sarro y tiene un alto efecto bactericida.
Láser de baja intensidad de potencia:
Se trata de una luz con una longitud de energía de onda específica que estimula las células logrando un equilibrio para que puedan reaccionar adecuadamente en los procesos inflamatorios, regenerativos y de dolor, con lo cual tiene gran eficacia analgésica, antiinflamatoria y bíoestimulante, así como efecto cicatrizante y regenerativo, acelerando la velocidad de cicatrización de las heridas, así como la reducción del edema y la inflamación postoperatoria. Debido a que es un láser de baja potencia esta luz no provoca corte ni destrucción de los tejidos únicamente los fortalece y estimula.
Es útil en Odontología en tres puntos básicos: control del dolor, disminución de la inflamación y estimulación de las células que reparan las agresiones por cirugía o traumatismos, siendo fundamental en muchos de los procedimientos bucales preoperatorios y postoperatorios.
Su procedimiento terapéutico como analgésico es empleado para minimizar dolores dentales producidos por caries, tratamientos ortodónticos, sensibilidad dentaria, golpes o infecciones, mientras que como antiinflamatorio actúa después de efectuar extracciones y endodoncias, en inflamación de las encías o tras cirugías. Su efecto regenerativo acelera la cicatrización de los tejidos y ayuda a la formación de hueso, mejorando las condiciones de los tejidos de sostén del diente.
Sus principales aplicaciones en general son en casos de hipersensibilidad dentinaria, lesiones o úlceras aftosas y herpéticas, dolores neurálgicos del trigémino, alveolitos, disfunción o trismus de la ATM, parálisis facial, lesiones periapicales, bioestimulación ósea, traumas quirúrgicos bucales, procesos inflamatorios bucales, terapias láser prequirúrgica y postquirúrgica de terceros molares, etc.
Dentro de los láser terapéuticos de baja intensidad de potencia cabría destacar el láser de Helio-Neón (He-Ne), el láser de Arseniuro de Galio (Ga-As), el láser de Arseniuro de Galio y Aluminio (Ga-As-AI) y el láser de diodo.
Láser de alta intensidad de potencia:
Es empleado principalmente con fines quirúrgicos para tejidos blandos y duros, así como para la fotopolimerización. Están representados por una amplia variedad de emisores con distintas longitudes de onda con distintos efectos sobre los tejidos y con diferentes áreas de aplicación.
Cabría destacar el láser de CO2, el láser de Nd-YAG, el láser de Nd-YAP, el láser de Holmium-YAG, el láser de Argón, los láser Excimer y el láser de Erbium-YAG.
- LÁSER DE CO2:
Destaca por la facilidad y precisión en su aplicación, un post-operatorio confortable y una cicatrización con mayor calidad estética. Trabaja vaporizando la lesión y no emplea fibra de vidrio. En cirugía bucal, a nivel de los tejidos blandos, el láser de CO2 es el más indicado para su utilización por su gran capacidad de corte y coagulación gracias a su alta absorción en agua. A nivel de los tejidos duros el láser de CO2 encuentra sus principales indicaciones en el tratamiento de la caries, ya que gracias a su efecto térmico produce la esterilización de la dentina tratada evitando, si el sellado de la cavidad es bueno, la recidiva de la lesión. La acción del láser de CO2 en fosas y fisuras aumenta la resistencia al ataque ácido, reduciendo la permeabilidad del esmalte, lo cual juega un papel importante en la odontología preventiva. En general se emplea para frenectomías labiales y linguales, mucoceles, todo tipo de lesiones hiperplásicas benignas, épulis, anglomas, cirugía prepotética, pulpotomías, pulpectomías, etc.
- LÁSER DE ND-YAG (GRANATE, YTRIO Y ALUMINIO):
Es el láser coagulador por excelencia. No es absorbido por el agua por lo que es el más indicado para las lesiones vasculares y sobre tejidos pigmentados con melanina o hemoglobina. No obstante, este equipo está siendo reemplazado gradualmente por modernos aparatos de diodos de estado sólido compactos con funciones similares. Destacar su efecto bactericida en endodoncia aplicado en el interior del conducto radicular a través de delgadas fibras ópticas.
- LÁSER DE ARGON:
Tiene gran cantidad de usos clínicos. Su indicación principal es la fotopolimerización de resinas compuestas con una disminución del 75% del tiempo de curado que necesita una lámpara de luz halógena convencional y consiguiendo un incremento de las propiedades físicas de las resinas y un aumento en la fuerza de adhesión de las mismas a las paredes cavitarias.
En la imagen podemos observar la fotopolimerización de resina compuesta con láser de Argon.
También se puede emplear para curaciones de gran intensidad, no quedando márgenes gingivales sin curar, y en el trabajo con coronas y puentes, así como en el curetaje periodontal y en endodoncias, blanqueamientos dentales y cementaciones. También se emplea en Implantología al no reaccionar con el hueso, no lo degrada, y los metales. El láser Argon es aplicable a tejidos blandos (aftas, frenillectomías, etc.) y tejidos duros (reducción de caries de la superficie de la raíz, etc.). Finalmente reseñar que nos permite visualizar áreas oscuras en otras condiciones difíciles de apreciar.
- LÁSER DE ER-YAG:
Es el más moderno de los láser que se utilizan en tratamientos odontológicos, ya que es el único con una longitud de onda similar a la máxima absorción del agua. Trabaja en presencia de aire y agua. Permite una excelente extracción de los tejidos, con mínimos efectos térmicos, y no produce daños genéticos en el ADN ya que es un láser infrarrojo. Tiene capacidad abrasiva, pero con escasa acción de profundidad, por eso se emplear en caries, apicectomías y osteotomías (para tallar hueso). Es el láser de elección para operatoria dental por la ablación efectiva de tejido dentario que consigue sin generación excesiva de calor. Esto obedece a la gran absorción del Erbio por parte del agua intersticial de los tejidos y por los cristales de hiroxiapatita.
De todas maneras todos los láser mencionados tienen un importante efecto antibacteriano, lo cual garantiza un procedimiento quirúrgico prácticamente estéril.
Láser de diodo:
Es la evolución más importante del láser de Nd y el láser de CO2 y trabaja tanto en el infrarrojo como en el ultravioleta. Es un láser de baja intensidad de potencia que por su versatilidad es el habitualmente empleado en laCLÍNICA RODRÍGUEZ-RECIO. Es el láser más indicado para la realización de blanqueamientos dentales y para la mayoría de las técnicas quirúrgicas sobre tejidos blandos (vaporización, exéresis y hemostasia). Posee numerosas indicaciones entre las que podemos destacar las siguientes:
- PERIODONCIA:
Actúa en tejidos pigmentados, reconociendo el tejido malo ya que en el tejido de granulación hay mucha hemoglobina y melanina. Inactiva la toxina de las bacterias sin dañar los tejidos, sin necesidad de anestesia, sin hemorragia y sin necesidad de medicación postoperatoria. La fibra óptica actúa sobre el cemento y el sarro, por trabajar en tejido teñido, pulverizándolo, y descontamina la raíz y el epitelio. Puede ser empleado antes, durante y después de una Cirugía Periodontal.
 
En las imágenes podemos observar un láser de diodo programado para iniciar un tratamiento periodontal.
- RESTAURADORA:
Actúa en los cristales de hidroxiapatita endureciendo el esmalte. Después de una fluorización el esmalte es más resistente, por eso es útil en Odontopediatría ya que sella fosas y fisuras.
 
En las imágenes podemos observar la restauración de caries clase I oclusal en diente premolar.
Corta encía sin hemorragia ni anestesia y sella túbulos dentinarios con lo que es infalible como desensibilizante.
- ENDODONCIA:
El láser consigue salvar más dientes ya que esteriliza el conducto principal y los conductos adyacentes hasta un milímetro de profundidad. También permite hacer protecciones pulpares directas y activa los osteoblastos induciendo la formación ósea.
- CIRUGÍA:
En perimplantitis se abre el colgajo, se limpia el implante con el láser y se cierra el colgajo, induciéndose la formación de osteoblastos y la oseointegración. El láser actúa con gran eficacia también en reaperturas de implantes y cirugías de terceros molares.
 
En las imágenes podemos observar un láser de diodo programado para realizar un tratamiento de implantología.
PRÓTESIS:
Desensibiliza los muñones vitales. Antes de una impresión podemos eliminar el uso del hilo de retracción ya que con el láser se puede realizar el surco con gran precisión y sin sangrado de la encía.
- OTRAS INDICACIONES:
1.-
Cirugía de la encía (gingivectomía y gingivoplastia): exéresis de fibromas, épulis, hiperplasias gingivales farmacológicas, etc. Tratamiento de las pigmentaciones gingivales (hipermelanosis, etc.).
 
En las imágenes podemos observar un láser de diodo programado para la llevar a cabo una gingivoplastia. El láser de diodo sirve para la realización de todo tipo de cirugía gingival de forma precisa, aséptica y sin ningún tipo de sangrado.
 
Tras la cirugía no se precisan puntos de sutura ni apósitos gingivales y el postoperatorio transcurre sin dolor, cicatrizando la encía remanente con prontitud y sin la aparición de ningún tipo de secuelas.
2.-
Terapia de conducto: esteriliza conducto principal y adyacentes.
3.-
Sensibilidad.
4.-
Terapia de la bolsa periodontal: volatiliza tejido necrótico y elimina la flora bacteriana.
5.-
Biopsia.
6.-
Frenillectomía: no necesita sutura ya que el sangrado es escaso y la incisión mínima.
 
En las imágenes podemos observar un láser de diodo programado para llevar a cabo una frenillectomía.
7.-
Afta.
8.-
Herpes labial o quelitis angular.
9.-
Leucoplasia.
10.-
Liquen rubens plano.
11.-
Analgesia láser en sustitución de la anestesia en restauraciones: indicado para dientes deciduos, dientes definitivos, pacientes alérgicos a la anestesia y pacientes fóbicos.
12.-
Reapertura de un implante oseointegrado: indicado cuando existe una cantidad suficiente de encía adherida al implante, no altera las propiedades del titanio.
13.-
Efecto hemostático: para controlar la hemorragia producida en una intervención llevada a cabo por el método tradicional.
14.-
Preparación del surco protésico: evita el uso del hilo de retracción.
15.-
Blanqueamiento dental.
 
En las imágenes podemos observar un láser de diodo programado para realizar un blanqueamiento dental.

GuillermO LuquE CRF

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