U ranijem ispitivanju, deformaciju zubnog tkiva smo proučavali dvoekspozicionom holografskom interferometrijom. To nam je dalo mogućnost da izmerimo ukupnu deformaciju, nakon završetka procesa polimerizacije. Ono što se odigrava u intervalu od uključenja do isključenja LED lampe, ostaje potpuno sakriveno.
Radi toga smo razvili uredjaj za holografsku interferometriju u realnom vremenu, koji nam omogućava da pratimo proces deformisanja zuba od početka polimerizacije, pa do kraja. Uredjaj je sada unekoliko izmenjen, jer se holografska ploča nalazi smeštena u staklenoj kiveti. To nam omogućava da kompletan proces hemijske obrade materijala obavimo bez pomeranja holografske ploče. Tehnički detalji istraživanja su prikazani u sledećem radu:
Dejan Pantelić, Larisa Blažić, Svetlana Savić-Šević, Branka Murić, Darko Vasiljević,
Bratimir Panić, Ilija Belić
Real-time measurement of internal stress of dental tissue using holography
koji će uskoro biti objavljen u časopisu Optics Express.
Zub sa kavitetom je ispunjen zubnim polimerom i postavljen u uredjaj. Foto ploča se ubacuje u kivetu ispunjenu vodom. Nakon toga se vrši snimanje holograma, koji se razvije i ispere (bez fiksiranja i izbeljivanja) prostom izmenom sadržaja kivete. Na kraju se kiveta ponovo puni vodom, tako da je, sada razvijeni, hologram opet u vodenom okruženju. Zub ostaje na svom mestu, a posmatranje zuba se vrši kroz holo ploču. Sada imamo dva talasna fromta: jedan koji dolazi od samog zuba, a drugi koji nastaje na holografskoj ploči. Ti talasi su u stanju da medjusobno interferiraju.
Sada se uključuje polimerizaciona lampa i zub počinje lagano da se deformiše. To dovodi do promenjenog oblika reflektovanog talasa, što se vidi kao pojava interferencionih linija. Njihov broj se povećava i one se zgušnjavaju tokom narednih 40 - 60 sekundi. Na kraju tog vremena, proces se zaustavlja, nema povaćanja boja interferencionih linija, jer je polimerizacija u potpunosti završena.
Sve ovo pratimo CCD kamerom, koja je povezana na računar, tako da se dobija film koji u potpunosti beleži proces deformacije zuba. Mi smo koristili dve različite tehnike polimerizacije. Jedna se sastoji u tome da se uključi polimerizaciona lampa, koja neprekidno osvetljava zub u trajanju od 60 s. Druga metoda (dvostepena) se realizuje tako da se zub osvetli tokom desetak sekundi, pa se napravi pauza od oko 2 min. Tek tada se ponovo uključuje lampa i završava se polimerizacija.
Naši rezultati pokazuju da je dvostepeni metod bolji, jer je deformacija manja. Pretpostavka je da se nakon inicijalnog osvetljavanja u zubnom polimeru odigrava početna (tamna) hemijska reakcija, koja izgleda utiče na smanjenje kontrakcije polimera. Eksperiment smo ponovili na uzorku od 10 zuba, radi bolje statistike. Naravno, rezultati se od zuba do zuba razlikuju, ali je ukupni efekat jasno vidljiv.
Još nismo završili analizu rezultata, jer to zahteva primenu metoda konačnih elemenata tokom čitavog procesa polimerizacije, što zahteva dosta vremena.. U svakom slučaju, primetili smo da polimerizaciona konstrakcija ne postoji tokom prvih desetak sekundi, tek tada se počinju pojavljivati interferencione linije. Proces se tokom izvesnog vremena ubrzava, da bi se ponovo usporio pri kraju polimerizacije.
Da bismo prikazali šta se zaista desava evo i linka na film (fajl je dosta dugačak, 32 Mb, pa ćemo se potruditi da stavimo i kraću verziju) snimljen tokom jednog od naših eksperimenata. N početku filma se vidi zub na kome se uočava slabo treperenje slike, koje je posledica pomeranja optičkog stola. Posle desetak sekundi slika se kratkotrajno zacrnjuje da bi se, nakon toga, ponovo video zub. To je trenutak kada je uključena LED lampa i kada polimerizacija započinje. Opet, prvih desetak sekundi se ništa ne uočava, da bi se nakon toga videl prva crna linija na vrhu krunice zuba. Ta linija se lagano spušta naniže, prema korenu zuba. Uskoro se pojavljuje još jedna linija, za kojom slede nove liniji koje se sve više zgušnjavaju. Proces počinje da usporava, da bi se na kraju filma videlo desetak linija na površini zuba.
Kao zanimljivost, navodimo da smo konstatovali da je zubno tkivo veoma transparentno za svetlost. Kao što se sa sledeće dve slike vidi svetlost prolazi čitavom debljinom zuba (oko 1 - 1,5 cm).
Na slici levo se vidi svetlost Nd YAG lasera na 532 nm kako kompletno prolazi kroz zub. Slično važi i za HeNe laser talasne dužine 633 nm. Zub je u donjem delu slike, dok svetla tačka u gornjem delu prtstavlja izlaznu aperturu lasera (mesto odakle laserski snop izlazi iz samog lasera).