치과용레이저(DENTAL LASER)의 임상적 활용

- 구강연조직에 대한 적용을 중심으로 -

●신금백 교수

■학력
서울치대
서울대학교대학원 치의학박사

■경력
전북치대 학장
UCSF 치과대학 객원교수
대한구강내과학회 회장
(가칭)대한레이저치의학회 회장
현재 전북치대 구강내과학교실 주임교수
현재 전북대학교병원 구강내과 과장

 

●유혜림 교수

■학력
경북대학교 치과대학
전북대학교대학원 치의학석사

■경력
전북대학교병원 구강내과 전공의
전북대학교병원 구강내과 전임의
현재 전북치대 구강내과학교실 전임강사
현재 전북대학교병원 구강내과 임상교수

 

1. 레이저(LASER)

1960년 6월 Theodore H. Maiman에 의해 처음으로 루비결정체를 활성매질로 이용한 레이저가 개발된 이후, 루비 이외의 다양한 활성매질을 이용한 많은 종류의 레이저가 개발돼 현재 군사용, 산업용, 의학용 등 여러 분야에 걸쳐 광범위하게 활용되고 있는 실정이다. 최근 들어 국내 치과계에서도 레이저를 이용한 임상시술의 폭이 점차 확대돼 가면서, 치의학의 세부분야중 레이저치의학(Lasers in Dendistry)이라는 새로운 분야가 그 자리를 잡아가고 있다.

 

1.1. 레이저의 물리학

모든 원자나 분자는 열, 빛, 전기 혹은 다른 형태의 에너지에 의해 ‘기저상태’의 원자에너지가 ‘여기상태’의 높은 에너지단계로 흥분되게 된다. 그 후 몇분의 1초내로 원자는 ‘바닥상태’로 다시 떨어지게 된다. 이와 같이 원자가 흥분된 높은 에너지준위에서 낮은 에너지준위로 떨어질 때, 원자는 빛의 형태로 에너지(광자, photon)를 방출한다(자가방출, spontaneous emission). ‘여기상태’로 된 원자가 자발적으로 광자를 방출하기 전에 방출된 광자와 동일한 에너지를 지닌 또 다른 광자를 흡수하게 되면 그 원자는 안정된 ‘기저상태’로 돌아오면서 동일 파장, 방향 및 위상을 지닌 두 개의 광자를 방출하게 된다.

 

 이와 같은 광자, 즉 에너지의 방출을 유도방출(simulated emission)이라 하며, ‘여기상태’의 원자가 ‘기저상태’의 원자보다 많을 때, 즉 밀도반전(population inversion)상태에서 유도방출이 발생한다. 밀도반전상태가 되면 많은 수의 높은 에너지상태의 원자중 한 개가 외부로부터의 에너지의 공급에 의해 광자를 흡수해 빛을 방출하게 되고, 이것이 주변의 다른 ‘여기상태’의 원자를 자극해 두 개의 광자를 방출시키고, 이 두 개의 광자가 또 다시 주변의 두 원자를 자극해 네 개의 광자를 방출시키게 된다. 이러한 과정이 연쇄적으로 일어나 기하급수적으로 파장과 위상이 일치하는 광자의 수가 증가하게 되는데, 이를 레이저발진(lasing)이라고 한다. 레이저발생장치내에서 레이저가 생성되면 레이저는 레이저매질