안형준
연세치대 교수

1960년 Theodore H. Maiman이 인공 핑크 루비 결정체를 이용해 최초의 레이저인 루비레이저를 개발한 이후 현재까지 헬륨, 네온 또는 이산화탄소와 같은 기체, 여러 가지 다른 종류의 결정체를 지닌 고체, 액체, 염료 및 반도체 등 다양한 물질들을 이용한 여러 종류의 레이저 기기가 개발돼, 오늘날 일상생활 및 일반 산업분야에서 뿐만 아니라 기초과학, 응용과학, 통신, 군사, 의료 등의 여러 분야에서 광범위하게 이용되고 있으며, 특히 의학 분야에서는 없어서는 안 될 필수적인 장비로서 활용되고 있다.
치의학 분야에서도 1964년 Goldman 등이 최초로 치과용 레이저를 소개한 이래, 경조직 및 연조직, 통증 치료 분야 등에서 다양한 파장(wavelength)의 레이저를 이용해 임상적 적용을 위한 시도와 많은 연구가 계속되고 있으며, 특히 레이저가 가지고 있는 여러 장점으로 인해 매우 유용한 도구로 각광을 받고 있다.
레이저 광은 조직에 조사됐을 때, 조직을 투과(transmission)하거나 조직에 반사(reflection)되거나 조직 내에서 산란(scatter) 혹은 흡수(absorption)되는 네 가지의 상호작용을 일으킨다. 이 중 조직에 흡수된 빛에너지가 열에너지로 전환돼 조직에 변화를 일으키게 되는데, 이 때 빛에너지의 흡수 정도는 사용하는 레이저의 파장, 조직의 조성, 조직 내 물의 함량, 색소의 존재 등에 의해 관여되고, 조직의 변화는 발생하는 열에 의해 결정된다. 모든 파장의 레이저광은 생체조직에 입사돼 흡수된 경우, 매우 낮은 출력에서는 세포의 파괴 없이 특정한 화학적 반응과 신진대사 반응을 일으키는 광화학적(photochemical) 상호작용을 일으키며, 높은 출력에서는 조직의 온도를 높여 열파괴 작용을 일으키는 광열적(photothermal) 상호작용을 일으킨다. 또한 지극히 높은 출력에서는 열파괴 작용이 발생하기 전에 충격파 발생으로 조직을 제거하는 비열적, 기계적 상호작용 형태인 광음성적(photoacoustic) 상호작용이 나타난다.
이 중 광열적 상호작용은 다소 높은 에너지 밀도(1∼10,000J/㎠)와 짧은 노출시간(1∼10-6초)에 의해 발생되며, 방사광에너지가 조직성분과 분자에 흡수돼 열에너지로 전환되고 이것이 조직에 영향을 미치는 상호작용 형태로 수술용 레이저 적용의 기본이 된다. 광열적 상호작용에 의해 임상적으로 나타나는 현상에는 조직액의 기화 및 과열에 의해 조직이 제거되는 광제거(photoablation), 응고(coagulation), 지혈(hemostasis), 조직을 태워 없애는 광열분해(photopyrosis) 등이 있다.
구강연조직 수술 시, 레이저는 이러한 광열적 상호작용에 의해 특히 우수한 지혈효과와 개선된 응고 작용, 이로 인한 시술 시 양호한 시야 확보, 인접 조직에 대한 손상의 최소화, 술 후 종창 및 동통 감소, 술 후 감염 예방, 반흔 형성과 창상 수축의 감소, 봉합의 불필요 등과 같은 뛰