آنچه تصویربرداری بایوفلوروسانس وعده می‌دهد!!!

تشخیص دقیق و زودهنگام بیماری‌ها و عوامل بیماری‌زا دهانی و ضایعات مربوطه، یکی از بزرگترین اهداف توسعه دهندگان تکنولوژی‌های مربوط به عرصه دندانپزشکی بوده است.در گذشته، زمانی که علم پزشکی نه در ابزار و تجهیزات بلکه در دستان پزشک و تنها به خلاقیت و قدرت تجربه او وابسته بود تا بهترین نتیجه حاصل شود، معاینه بصری و لمسی به عنوان متدهای تشخیصی اولیه به کار گرفته می‌شدند که با محدودیت‌های ذاتی خود، نظیر احتمال خطای انسانی و تأخیر در شناسایی ضایعات، مواجه بودند. اما با پیشرفت تکنولوژی، علاوه بر تمامی عوامل مذکور، حالا فناوری تصویربرداری بایو فلورسانس (Biofluorescence Imaging – BFI) به عنوان یک ابزار پیشرفته در حال ظهور، قابلیت‌های خارق‌العاده‌ای فراهم می‌آورند. این تکنولوژی، با اتکا به خاصیت فلورسانس طبیعی مواد آلی و میکروارگانیسم‌ها، امکان شناسایی بهینه و سریع‌تر ضایعاتی همچون جرم دندانی و پوسیدگی را میسر می‌کند و در پی آن، چشم‌انداز ارتقاء سلامت دهان و دندان را فراهم می‌سازد.

بایو فلورسانس در محیط دهان چه می‌کند؟

مکانیسم عملکرد بایوفلوروسنس بر پاسخ نوری فلوروفورهای طبیعی موجود در حفره دهان استوار است. فلوروفورها در واقع ترکیبات آلی هستند دارای خاصیت فلورسانس هستند که انرژی نور را در یک طول موج خاص جذب نموده و بلافاصله آن را به صورت نوری با طول موجی متفاوت و انرژی کمتر، موسوم به نور فلورسانس، بازنشر می‌دهند . این سیستم تشخیصی با تابش یک منبع نوری به منظور برانگیخته کردن سطح انرژی ترکیب مورد نظر، که غالباً نور آبی با طول موج مشخص است، انرژی لازم را به فلوروفورهای موجود در بافت دهان منتقل می‌کند. کنتراست رنگی حاصل از این فرآیند فیزیکی، یک مؤلفه کلیدی به شمار می‌رود و به بنای تشخیص خواهد بود.

در محیط دهانی، دو سیگنال اصلی فلورسانس که از نظر تشخیصی اهمیت حیاتی دارند، قابل مشاهده است که در دو طیف سبز مایل به آبی فیروزه‌ای و طیف قرمز است. فلورسانس سبز که سیگنال با شدت بالاست، نمایانگر فلورسانس ذاتی مینا و عاج دندان و همچنین بافت‌های سالم است و مؤید یکپارچگی ساختاری دندان می‌باشد. در نتیجه این سیگنال نشانی از سلامتی است.

از طرف دیگر، فلورسانس قرمز به عنوان سیگنال یا نشانگر پاتوژنیک عمل می‌نماید. فلورسانس قرمز توسط متابولیت‌های تولید شده توسط باکتری‌های بی‌هوازی، از جمله باکتری‌های مرتبط با پلاک و جرم دندانی، ایجاد می‌شود. منشأ عمده این رنگ، ترکیباتی موسوم به پورفیرین‌ها (Porphyrins) هستند که توسط میکروارگانیسم‌ها یادشده تولید می‌گردند. کنتراست شدید بین فلورسانس قرمز و فلورسانس سبز در ساختار دندانی، پایه و اساس تشخیص بصری دقیق توسط فناوری بایوفلورسانس را تشکیل می‌دهند. قابلیت مشاهده مستقیم پاتوژن‌ها، این تکنیک را را به ابزاری نیرومند برای دندانپزشکی مبتنی بر راهنمایی تصویری، مبدل ساخته است.

تشخیص جرم دندانی

جرم دندانی به عنوان یک عامل اتیولوژیک عمده در پیشرفت بیماری‌های پریودنتال (لثه) شناخته می‌شود. ماهیت زبر و متخلخل ساختار جرم‌های دندانی، محلی ایده‌آل برای رشد و البته حفظ بیوفیلم‌های میکروبی بیماری‌زا است که نهایتاً به التهاب لثه و تخریب ساختارهای حمایتی دندان (پریودنتیت) منجر می‌گردد. بر این اساس، حذف مؤثر و کامل جرم، به ویژه در مناطق تحت لثه‌ای دشوار، امری حیاتی بوده و به دقت تشخیص وابسته است.

هدف اصلی ارزیابی قابلیت تشخیص جرم دندانی از طریق تصویربرداری بایوفلوروسنس کمی (Quantitative BFI) بوده است. تأکید بر جنبه "کمی" (Quantitative) این روش حاکی از آن است که علاوه بر تشخیص حضور یا عدم حضور ضایعه، قابلیت سنجش شدت فلورسانس را نیز داراست که می‌تواند به عنوان یک شاخص برای میزان جرم یا فعالیت پاتوژن مورد استفاده قرار گیرد. این دقت کمی، بایوفلورسانس را از متدهای صرفاً بصری یا لمسی متمایز می‌کند.

در این زمینه، تصویربرداری بایوفلوروسانس نقشی محوری ایفا می‌نماید؛ زیرا چالش اصلی در درمان پریودنتال شناسایی دقیق مرزهای جرم و اطمینان از حذف کامل آن، به ویژه در نواحی زیر خط لثه (ساب‌ژینژیوال) است که دید مستقیم وجود ندارد و متدهای لمسی سنتی نمی‌توانند حذف کامل را تضمین کنند. بایوفلورسانس با استفاده از مکانیسم فلورسانس قرمز پورفیرین‌های ترشح شده توسط باکتری‌های بی‌هوازی پاتوژنیک موجود در ساختار جرم، این مشکل را برطرف می‌سازد. این فناوری، سیگنال‌های نوری حاصل از عفونت را به یک نمایش بصری با کنتراست بالا تبدیل می‌کند؛ بنابراین، دندان‌پزشک می‌تواند جرم دندانی را به صورت یک لکه قرمز روشن در تضاد با بافت سالم دندان (که سبز فلورسانس می‌کند)، مشاهده کند. این قابلیت رهگیری بصری، نه تنها دقت تشخیص را در مراحل اولیه و یا حتی پیشرفته بیماری افزایش می‌دهد، بلکه فرآیند درمان‌هایی نظیر جرم‌گیری و تسطیح ریشه (Scaling and Root Planing) بسیار کارآمد خواهد بود. در نتیجه، اطمینان از پاکسازی کامل عامل اصلی بیماری‌زا افزایش یافته و شانس توقف پیشرفت بیماری به نحو چشمگیری افزایش می‌یابد.

بایوفلوروسانس در تشخیص پوسیدگی دندان

تشخیص زودهنگام پوسیدگی، خصوصاً در مراحل اولیه و در ضایعات غیرحفره‌ای یا ضایعات مخفی در شیارها، برای اجرای درمان‌های ترمیمی با رویکردی که حداقل تهاجم را به دنبال داشته باشند و همچنین حفظ حداکثری ساختار دندان، ضروری است. دندان‌پزشکی مدرن به طور قابل ملاحظه‌ای بر اصل "حداقل تهاجم" استوار است و این تکنیک با توانایی خود در تشخیص ضایعه پیش از تشکیل حفره، فرصت به‌کارگیری درمان‌های محافظه‌کارانه نظیر فلورایدتراپی یا استفاده از سیلانت‌ها را فراهم می‌آورد. از این رو دستگاه‌های فلوروسانس و سایر ابزارهای مبتنی بر تشخیص نور هستند، کاربرد گسترده‌ای در ارزیابی و تشخیص پوسیدگی دندان یافته‌اند.

در این حوزه، فناوری بایوفلوروسانس به دو روش مکمل به تشخیص پوسیدگی دندان کمک می‌کند:

۱) کاهش فلورسانس از بافت سالم: در پوسیدگی‌های اولیه مینا و عاج، فرآیند از دست رفتن مواد معدنی باعث کاهش یا تغییر در فلورسانس ذاتی دندان یا همان سیگنال سبز/آبی می‌شود. به عبارت دیگر، هرچه مینا یا عاج سالم‌تر باشند، فلورسانس سبز قوی‌تری ساطع می‌کنند. زمانی که مواد معدنی در اثر اسیدهای باکتریایی از بین می‌روند، این فلورسانس طبیعی کاهش می‌یابد یا از بین می‌رود و ناحیه ضایعه نسبت به بافت سالم اطراف، تاریک‌تر به نظر می‌رسد. در نتیجه این تغییر برای سنجش میزان دمینرالیزاسیون(Demineralization) و عمق ضایعه استفاده می‌شود.

۲) افزایش فلورسانس پاتوژنیک: با پیشرفت پوسیدگی و نفوذ باکتری‌ها به داخل عاج، باکتری‌های بی‌هوازی مسئول تولید پورفیرین‌ها که در بخش جرم دندانی توضیح داده شد، شروع به فعالیت در ضایعه پوسیده می‌کنند. تجمع این پورفیرین‌ها در داخل حفره یا ضایعه عاجی، باعث انتشار فلورسانس قرمز می‌شود. بنابراین، در حالی که کاهش فلورسانس سبز، نشان‌دهنده از دست رفتن مواد معدنی است، ظهور فلورسانس قرمز، یک شاخص قوی برای حضور و فعالیت متابولیکی بیوفیلم‌های باکتریایی فعال در داخل ضایعه است. این سیگنال قرمز به ویژه در شناسایی پوسیدگی‌های مخفی (مانند پوسیدگی‌هایی که در زیر سیلانت‌ها یا در نواحی شیارها پنهان شده‌اند) بسیار مفید است و دندانپزشک را قادر می‌سازد تا مداخله هدفمندتری داشته باشد.

این دو مکانیسم کنتراست نوری فراهم می‌آورند که تشخیص ضایعات پوسیدگی را در مراحل بسیار ابتدایی، حتی قبل از آنکه با پروب لمسی قابل تشخیص باشند، ممکن می‌سازد.

علم یک طرف، آموزش طرف دیگر

یک ویژگی فرعی اما مهم بایوفلورسانس، نقش آن به عنوان یک ابزار آموزشی قوی برای مراجعین است.شاید از نقطه نظر یک دندان‌پزشک مجرب، این تکنیک در مقام یک مسیر شفاف که راه درمان را هموارتر می‌کند، شمرده شود و مشاهده بصری و آنی پلاک و جرم دندانی با فلورسانس قرمز ساطع‌شده، شواهد انکارناپذیری از وضعیت بهداشت دهان بیمار را ارائه دهد؛ اما این نمایش عینی، در تقابل با توصیفات صرفاً کلامی، می‌تواند انگیزه مراجعین را برای بهبود چشمگیر مراقبت‌های خانگی و ارتقای کیفیت مراقبت‌های دهان و دندان مثل مسواک زدن و استفاده از نخ دندان، افزایش دهد. هنگامی که بیماران، نقاط نیازمند پاکسازی را مستقیماً مشاهده می‌نمایند، سطح مسئولیت‌پذیری آنها در قبال بهداشت دهان به طرز قابل توجهی افزایش می‌یابد.

علاوه بر این، متخصصان دندان‌پزشکی و بهداشت دهان با استفاده از این تکنولوژی‌، از جمله در تشخیص جرم و پوسیدگی، توانایی مدیریت بهینه‌تر سلامت دهانی بیمار را خواهند داشت. قابلیت متمرکز ساختن درمان بر نواحی دقیقاً مشخص‌شده با سیگنال پاتوژنیک، به دندان‌پزشک اجازه می‌دهد تا مداخلات خود را با اطمینان بیشتری بر مناطق مورد نیاز متمرکز کند. به عنوان یک نمونه، در فرآیند جرم‌گیری و تسطیح ریشه (Root Planing)، بایوفلورسانس می‌تواند به عنوان یک راهنمای تصویری عمل نموده و تضمین کند که تمام بیوفیلم‌های فعال و جرم‌های باقی‌مانده حذف شده‌اند. این امر منجر به افزایش بهره‌وری درمان، کاهش مدت زمان مورد نیاز برای انجام فرآیند و کاهش ریسک آسیب‌رسانی به بافت‌های سالم اطراف می‌گردد . در نهایت، این فناوری مسیر را به سمت دندانپزشکی پیشگیرانه شخصی‌سازی‌شده هموار می‌سازد، جایی که تصمیمات درمانی نه بر حدس و گمان، بلکه بر اساس داده‌های کمی و تصویری فلورسانس اتخاذ می‌شوند.

آنچه گفته شد

تصویربرداری بایوفلوروسنس و دستگاه‌های وابسته به فلورسانس، ابزارهای تشخیصی نوآورانه و تأثیرگذاری محسوب می‌شوند که مسیر دندانپزشکی را به سوی دقت و حداقل تهاجم هدایت می‌کنند. کاربردهای حیاتی این فناوری در تشخیص جرم دندانی، با تمرکز بر فلورسانس قرمز ناشی از پورفیرین‌های باکتری‌های بیماری‌زا و همچنین در تشخیص پوسیدگی دندان، مورد تایید قرار گرفته است. توانایی این فناوری در تبدیل فلورسانس پاتوژنیک به یک سیگنال بصری و کمی قابل سنجش، پتانسیل بالایی در ارتقاء دقت تشخیصی، افزایش بهره‌وری درمانی و فراهم نمودن ابزاری موثر برای آموزش و تقویت انگیزه بیمار دارد. از این رو، بایوفلورسانس این قابلیت را دارد تا به عنوان یک بخش کلیدی و ضروری در استراتژی‌های دندان‌پزشکی پیشگیرانه برای ارتقاء سلامت عمومی دهان شناخته شود.

لینکدین نویسنده: https://www.linkedin.com/in/aliasghar-behzadi/

منابع:

1. Lee, S. Y., Lee, H. S., Lee, E. S., Jung, H. I., & Kim, B. I. Biofluorescence Imaging as a Valid Alternative for Dental Calculus Detection. Available at SSRN 5253304.
2. Cochrane Oral Health Group, Macey, R., Walsh, T., Riley, P., Glenny, A. M., Worthington, H. V., … & Ricketts, D. (1996). Fluorescence devices for the detection of dental caries. Cochrane Database of Systematic Reviews, 2021(12).
3. Walsh, L. J., & Shakibaie, F. (2007). Ultraviolet-induced fluorescence: shedding new light on dental biofilms and dental caries. Australasian dental practice, 18(6), 56-60.