Holografija se već odavno primenjuje u biomedicinskim naukama. Mi smo razvili metod holografske interferometrije namenjen ispitivanju deformacije zubnog tkiva. Detalji tehnike opisani su u radu:

    Dejan Pantelić, Larisa Blažić, Svetlana Savić-Šević, Bratimr Panić
     Holographic detection of a tooth structure deformation after dental filling polymerization
     Journal of Biomedical Optics, Vol. 12, (2007) 024026

Radi se o istraživanju problema sa kojim se stomatolozi već odavno susreću. Naime, savremene plombe nisu više od amalgama, već se koriste fotopolimerizujući kompoziti. Oni se sastoje od tri komponente: polimera, fotoinicijatora i praškastog punila. Pre primene, kompozit je pastozan, što omogućava da se veoma leko ispuni zubna šubpljina (kavitet). Nakon toge, plomba se osvetljava svetlošću plave boje (halogena lampa sa plavim filterom ili, danas, lampa sa plavim LED diodama). Posle 20 - 40 s osvetljavanja plomba je u potpunosti polimerizovana i postaje veoma čvrsta, imitirajući time zubno tkivo.

          U tom trenutku se pojavljuje problem. Tokom polimerizacije, kompozitna plomba se skuplja (kontrahuje) i počinje da deluje odredjenim pritiskom na preostalo, zdravo, zubno tkivo. Dejstvo kontrakcione sile se ispoljava kroz deformaciju zuba, koja je sasvim mala (5 - 20 mikrometara, u zavisnosti od veličine zubne šupljine i preostalog tkiva). I pored ovako male deformacije, proračuni pokazuju da je rezultujući pritisak veliki (čak i preko 100 MPa). Radi lakše orijentacije koliki je to pritisak, recimo da zubno tkivo puca kada je opterećeno pritiscima izmedju 40 i 150 MPa. Dakle, kontrakcione sile mogu biti dovoljno velike da dovedu do oštećenja zuba ili odvajanja same plombe.

        Mi smo se pozabavili problemom merenja deformacije kompletnog zuba. Iskoristili smo, dobro poznati, metod dvoekspozicione holografije. U zubu  koji se ispituje (in vitro) je napravljen kavitet, koji je ispunjen plombom. a zatim je postavljen u holografski uredjaj. Snimljen je hologram zuba pre početka polimerizacije, zatim je uključena LED lampa i izvršena kompletna polimerizacija. Posle polimerizacije, kada je zub već deformisan, snimljen je, na istoj holografskoj ploči novi hologram. Na slici je prikazana i šema holografskog eksperimenta.

Na slici je prikazan zub koji je montiran u gips na aluminijumskom nosaču. Na sredini se nalazi kavitet (mezio-okluzo-distalnog tipa ili skraćeno MOD) ispunjen zubnim polimerom (beličasta masa). Sam zub je obojen srebrnom bojom, zbog specifičnih zahteva holografskog eksperimenta.

Šematski prikaz holografskog eksperimenta. LA - laser, BS - delitelj snopa, M - ogledala, L - rasipna sočiva, HP - holografska ploča, T - zub, LD - lampa sa LED diodama 

         Ovim je proces snimanja bio završen. Hologram je hemijski obradjen (razvijen, fiksiran, izbeljen i osušen), a potom vraćen na isto mesto gde je izvršeno snimanje. Osvetljen je laserskim snopom, koji je rekonstruisao dve trodimenzionalne slike zuba: jednu pre deformacije i drugu posle. Time su dobijena dva talasa, koji su medjusobno interferirali i dali sliku gde se vidi zub sa superponiranim svetlim i tamnim linijama.

 Slika zuba snimljena SLR CCD foto-aparatom. Na slici levo, vidi se zub sa linijama u crvenoj boji (boja svetlosti lasera) i plava pozadina koja odgovara svetlosti LED lampe. Na slici desno je samo fotografija holograma.

           Interferencione linije pokazuju kolika je ukupna deformacija. Na korenu zuba linija nema, jer je deformacija veoma mala. Ona se povećava idući prema zubnoj krunici i na vrhu iznosi oko 6 mikrometara.

          Odredjivanje unutrašnjih naprezanja (mehaničkih napona) zubnog tkiva je zahtevalo da se napravi kompjuterski model zuba. Mi smo zub aproksimirali kockom sa zaobljenim ivicama. Bili smo u stanju da (digitalno) realizujemo sve tipove šupljina (klasa I, klasa II i klasa II MOD).

Model zuba sa tri različita tipa kaviteta: klasa I, klasa II i klasa II MOD (sa leva na desno). Zelena boja označava dentin, a žuta gledj.

Ovakav model je sada služio da se metodom konačnih elemenata odrede naprezanja koja daju deformacije identične onima iz eksperimenta. Evo nekoliko slika koje su rezultat proračuna.

Proračunate deformacije za različite kavitete. Toplija boja odgovara većeoj deformaciji.

Proračunata opterećenja za različite kavitete. Toplije boje odgovaraju većim naprezanjima. Obratiti pažnju da su opterećenja najveća u uglovima zubne šupljine.