Zusammenfassung
Ziel. Ziel dieser Studie ist es, die Wirksamkeit des Nd: YAP-Lasers zu bewerten Versiegeln Sie Dentintubuli bei verschiedenen Parametern. Material und Methoden. Es wurden 24 kariesfreie menschliche Weisheitszähne verwendet. Die Kronen wurden quer geschnitten, um das Dentin vollständig freizulegen. Die Abstrichschicht wurde durch eine 1 min Applikation von EDTA entfernt. Jede Oberfläche wurde in vier Quadranten unterteilt, aber nur drei Quadranten wurden mit einer anderen Ausgangsleistungseinstellung bestrahlt (Bestrahlungsgeschwindigkeit: 1 mm / s; Glasfaserdurchmesser: 320 µm; tangentialer Strahleinfall und im berührungslosen Modus). Die Proben wurden vor der Laserbestrahlung mit einer Graphitpaste bestrichen. Alle Proben wurden zur REM-Analyse geschickt. Pulpa Temperaturerhöhungen in zusätzlichen zwanzig Zähnen wurden durch ein Thermoelement gemessen. Suchergebnisse. Morphologische Veränderungen der Dentinoberflächen hängen vom Wert der verwendeten Energiedichte ab. Höhere Energiedichten (2 W-4 W; 200-400 mJ; Pulsdauer: 100 m sec.; und 10 Hz) höhere Dentinmodifikationen induzieren. Unsere Ergebnisse bestätigten, dass Nd: YAP-Laserbestrahlungen zu einem vollständigen oder teilweisen Verschluss der Dentintubuli führen können, ohne Risse oder Risse zu verursachen. Messungen der Pulpa-Temperaturerhöhungen zeigten, dass der Nd:YAP-Laserstrahl für folgende Bestrahlungsbedingungen als unbedenklich für die Pulpa-Vitalität angesehen werden kann: 2 W (200 mJ) bis 4 W (400 mJ) mit einer Bestrahlungsgeschwindigkeit von 1 mm / sec; Faserdurchmesser: 320 Mikrometer; 10 Hz; Pulsdauer: 100 m sec; berührungsloser Modus und in tangentialer Inzidenz zum exponierten Dentin. Das senkrechte Auftreffen des Laserstrahls auf freiliegendes Dentin kann die Pulpavitalität auch bei geringer Ausgangsleistung von 3 W verletzen. Der Nd: YAP-Laserstrahl konnte die Dentintubuli abdichten, ohne die Dentinoberflächen zu beschädigen und die Pulpavitalität zu beeinträchtigen. Nd: YAP-Laser ist effektiv und kann unter bestimmten Bedingungen sicher für zukünftige In-vivo-Behandlungen von Dentinüberempfindlichkeit verwendet werden.
1. Einleitung
Dentinale Hypersensitivität (DH) wird in der Literatur als „Schmerz, der von exponiertem Dentin als Reaktion auf chemische, thermische taktile oder osmotische Reize herrührt, die nicht als Folge eines anderen Zahndefekts oder einer anderen Zahnerkrankung erklärt werden können“ beschrieben .
Dentinüberempfindlichkeit ist ein recht häufiges Problem. In: Que et al. wies auf eine Prävalenz der dentinalen Überempfindlichkeit hin, die zwischen 2-8% und 74% variiert. Viele Lösungen wurden vorgeschlagen und getestet, um DH zu behandeln, aber nur wenige von ihnen sind wirklich erfolgreich . DH ist eine sehr lästige Krankheit, die die Lebensqualität, die Mundhygiene und Behandlungen wie die Reinigung mit Ultraschallinstrumenten negativ beeinflussen kann.
Die Ätiologie dieser Krankheit bleibt unbekannt, aber die am häufigsten akzeptierte Theorie ist die von Braennstrom und Astroem vorgeschlagene Flüssigkeitsbewegungen / hydrodynamische Theorie, die die Flüssigkeitsbewegungen der Tubuli beinhaltet. Diese Bewegungen der Flüssigkeiten sind direkte Reaktionen thermischer, chemischer, osmotischer und mechanischer Reize . Die odontoblastischen Prozesse werden in der Tat durch Dentinflüssigkeit abgerundet, die aus dem Pulpakomplex stammt, der 22% des Dentinvolumens ausmacht , und einige Studien berichteten, dass empfindliches Dentin 8-mal mehr Tubuli, aber auch breitere Tubuli enthält als nicht empfindliche Zähne .
Es wird angenommen, dass ein ideales Desensibilisierungsmittel bei Dentinüberempfindlichkeit die Pulpa nicht reizen oder gefährden sollte; Es sollte relativ schmerzfrei, leicht anzuwenden, schnell und dauerhaft wirksam sein und die Zähne nicht verfärben .
Die verwendeten Desensibilisierungsmethoden hemmen den Schmerz, indem sie versuchen, Flüssigkeitsbewegungen zu vermeiden oder den Nerv zu beeinflussen : Versiegeln der Dentintubuli mit einem Beschichtungsmechanismus, der den Tubulusinhalt durch Koagulation, durch Proteinfällung oder durch Bildung unlöslicher Calciumkomplexe verändern kann.
Nur Kaliumsalze (Kaliumnitrat) und ggf. Laser können die Nervenerregbarkeit direkt beeinflussen, indem sie die Nervenübertragung stören.
In Bezug auf die Verwendung von Laser zur Behandlung von Laserüberempfindlichkeit, Sgolastra et al. es wurde berichtet, dass die Wirkmechanismen des Lasers, die eine effiziente Behandlung von DH ermöglichen, (1) Koagulation von Proteinen der Flüssigkeit in den Dentintubuli sind; Dies verringert die Flüssigkeitsbewegungen; (2) Verschluss der Tubuli durch teilweises Subschmelzen des entblößten Dentins; (3) Entladung des inneren röhrenförmigen Nervs.
Diese interessanten Effekte können für die klinische Anwendung des Lasers zur DH-Behandlung akzeptabel sein, wenn er sicher ohne Pulpaschäden verwendet wird .
Ziel unserer Studie ist es, die Fähigkeit des Nd zu bewerten:YAP laser (1340 nm) zu induzieren dentin schmelzen, zu provozieren die okklusion der dentin tubuli, und zu bestimmen die sichere bestrahlung bedingungen.
2. Material und Methoden
2.1. SEM-Studie
Zähne, die in dieser In-vitro-Studie verwendet wurden, waren extrahierte kariesfreie erwachsene menschliche impaktierte Molaren Weisheitszähne. Die Altersgruppe der Patienten beträgt 18 bis 25 Jahre. Die Gründe für die Extraktionen standen nicht im Zusammenhang mit dem Zweck dieser Studie. 44 kariesfreie adulte menschliche Backenzähne wurden in einer ausgewogenen Salzlösung bei 4°C gehalten. Für die REM-Studie wurden 24 Zähne und für die Temperaturerhöhungsstudie 20 Zähne verwendet. Die Außenflächen wurden mit einem Scaler gereinigt, und dann wurden die Kronen sofort mit niedriger Geschwindigkeit (300 U / min) mit einer Präzisionsschnitt-Diamantklinge 20 LC (Isomet Low Speed Saw, Buehler Ltd., Lake Bluff, IL, USA), um das Dentin vollständig freizulegen. Die anatomische Krone und der apikale Teil jeder Wurzel wurden getrennt. Durch dieses Verfahren werden 3 mm dicke Dentinscheiben erhalten. Die freiliegenden Dentinflächen dieser Scheiben wurden mit Soft-Lex-Scheiben 3 M Espe (grobkörnige Scheibe und mittelkörnige Scheibe) mit einer Handstückdrehzahl von 12000 U / min für 20 Sekunden poliert. Anschließend wurden die Proben mit kaltem Wasser gespült und mit einem fünfsekündigen Luftstoß getrocknet.
Jede Oberfläche wurde in vier Quadranten mit einem Diamantbohrer mit Standardkorn (C 4, 10 mm lang, Standardkorn, Crosstech Diamond Instruments Ltd., Thailand) unter Kühlwasser.
Die Abstrichschicht wurde durch eine einminütige Applikation von 18%iger Ethylendiamin-Tetra-essigsäure (EDTA) (Ultradent Products Inc., USA). Die Zähne wurden mit destilliertem Wasser gespült und sofort mit unterschiedlichen Energiedichten bestrahlt.
Die belichteten Dentine wurden mit Nd: YAP-Laser (LOKKI, Lobel Medical, Les Roches de Condrieu, Frankreich) wie folgt bestrahlt: gepulster Modus, Faserdurchmesser: 320 µm, tangentialer Einfall des Strahls und im berührungslosen Modus (der Abstand zwischen der optischen Faser und der bestrahlten Oberfläche betrug 1 bis 2 mm). Die abgegebene Ausgangsleistung lag im Bereich von 0,9 W bis 10 W. Die verfügbaren Ausgangsleistungen sind vom Hersteller vorgegeben, sodass für das Gerät (LOKKI–Lasermodell) nur 9 verschiedene Ausgangsleistungen verfügbar sind: 0,9 W–5 Hz und 0,2 m Sek. pro Impuls; 1,4 W–5 Hz und 0,2 m Sek.; 1,8 W–5 Hz und 0,2 m Sek.; 2 W–10 Hz und 0,1 m Sek.; 3 W–10 Hz und 0,1 m Sek.; 4 W–10 Hz und 0,1 m Sek.; 5 W–30 Hz und 0,33 m Sek.; 7,5 W–30 Hz und 0,33 m sec; und 10 W-30 Hz und 0,33 m sec pro puls. Für jede Leistungsdichte wurden acht Zähne verwendet. Wir haben eine große Auswahl an Bestrahlungsparametern für das Nd verwendet:YAP-Laser wegen des Fehlens von Informationen in der Literatur über diese Art von Laserwellenlänge. Die Proben wurden auf eine ebene Fläche gelegt, die optische Faser wurde vom Bediener tangential mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 mm / s bewegt, und die Geschwindigkeit wurde vom Bediener mit möglichem menschlichem Fehler gesteuert und geschätzt. An jedem Zahn bestrahlten wir nur 3 verschiedene Quadranten. Der vierte Quadrant wurde als Kontrolle ohne Laserbestrahlung gehalten; er wurde nur eine Minute lang mit EDTA 18% behandelt.
Vor der Laserbestrahlung wurde freiliegendes Dentin von drei Quadranten mit einer Graphitpaste bestrichen, die durch Mischen von destilliertem Wasser und feinkörnigem (Partikelgröße: 5-25 µm) Graphitpulver (Pressol, Nürnberg, Deutschland) als Enhancer hergestellt wurde. Die Partikelgröße ist größer als der Durchmesserdurchschnitt der Dentintubuli. Am Ende der Bestrahlungen wurden die Proben sorgfältig mit destilliertem Wasser gespült, um den Restgraphit zu entfernen.
Eine SEM-Studie (JSM 7500F, JEOL, Tokyo Japan) wurde durchgeführt, um die optimalen Bestrahlungsparameter des Nd:YAP-Lasers zu finden. Die Auswahlkriterien waren seine Fähigkeit, Dentinschmelzen und / oder die Versiegelung von Tubuli zu induzieren, ohne Risse oder morphologische Dentinzerstörung zu induzieren. Nach der Metallisierung aller Proben verwendeten wir für alle REM-Untersuchungen eine konstante Vergrößerung von ×3000.
2.2. Temperaturerhöhungsstudie
Wir verwendeten 20 Zähne für die Pulpa-Temperaturerhöhungsmessungen. Für diesen Teil der Studie haben wir uns entschieden, nur die optimalen Bestrahlungsparameter zu testen, die sich aus den REM-Analysen ergeben und die einen Großteil der Dentintubuli verschließen konnten.
Die Zementoberflächen der Zähne wurden mit einem Scaler gereinigt und anschließend die Zementschicht mit einem Diamantbohrer (ca.100 µm) (C 4, 10 mm lang, Standardkorn, Crosstech Diamond Instruments Ltd., Thailand), um die Dentintubuli vollständig freizulegen. Kronen wurden mit niedriger Drehzahl (300 U / min) unter Verwendung einer Präzisionsschnitt-Diamantklinge 20 LC (Isomet Low Speed Saw, Buehler Ltd., Lake Bluff, IL, USA), um die Kammerzellstoffkammer unter dem Niveau des Schmelzzementrandes vollständig freizulegen und zu öffnen. Das Pulpagewebe wurde entfernt und der Zugangshohlraum wurde gereinigt und mit einer speziellen Wärmeleitpaste gefüllt, die die gleiche Wärmeleitfähigkeit wie menschliches Gewebe aufweist: 0,4 cal s−1 m−1 K−1. Dies ist vergleichbar mit der Wärmeleitfähigkeit von Weichteilen (0,2–0,5 cal s−1 m−1 K−1), abhängig von der Hydratation . Jeder Zahn wurde in ein warmes Bad mit konstanter Temperatur von 37 ° C gelegt. Ein Sensor des K-Thermoelements (K-Thermoelemente vom Typ HH806AWE Omega, Manchester, UK) wurde in die Pulpakammer gegen die Dentinwand in Bezug auf die zukünftige bestrahlte Zone durch okklusalen Zugang gelegt. Der zweite Sensor des Thermoelements wurde in das warme Bad gelegt, um die Konstanz der Wassertemperatur bei 37 ° C zu kontrollieren. Wir begannen jede Messung nach Überprüfung, dass die intrapulpale Temperatur bei 37 ° C stabil war.
Die Graphitpaste wurde auf äußere Dentinoberflächen unterhalb der zervikalen Grenze (Schmelz / Dentin-Übergang) auf einer Oberfläche von: 2 mm: 5 mm aufgetragen.
Die Behandlung jedes mit dem Graphit bedeckten Bereichs wurde mit dem Nd: YAP-Laserstrahl in tangentialer Einfall mit einer ungefähren Geschwindigkeit von 1 mm/sec. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Temperaturmessungen haben wir auch darauf geachtet, genügend Zeit zu warten, damit das bestrahlte Dentin eine thermische Entspannung erfährt und die Pulpakammer ihre Temperatur wieder bei 37 ° C stabilisieren kann.
Wir haben 6 Messungen pro Bestrahlungsparameter durchgeführt.
Laut der Studie von Zach und Cohen betrachteten wir den Temperaturanstieg als sicher, wenn er unter der Auslösetemperatur von 3 ° C lag.
3. Ergebnisse
3.1. REM-Analyse
Das unlackierte Dentin der Kontrollgruppen, die nur mit EDTA behandelt wurden, zeigte eine Dentinoberfläche ohne Abstrichschicht und weit geöffnete Tubuli (Abbildung 1).
Mit Nd bestrahlte Dentinflächen:YAP-Laserstrahl zeigte verschiedene strukturelle Änderungen abhängig von der gelieferten Energie. Wir beobachteten eine direkte Korrelation zwischen den Leistungseinstellungen und der Tubuliokklusion des exponierten Dentins.
Die Ausgangsleistung im Bereich von 0,9 W bis 1,4 W erlaubte keinen Verschluss der Tubuli (Abbildung 2).
(ein)
(b)
(a)
(b)
Die Ausgangsleistung im Bereich von 1,8 W bis 2 W führte zu einer Verengung der Tubuli und zu einem vollständigen Verschluss der Tubuli (Abbildung 3).
(ein)
(b)
(a)
(b)
Nur eine Ausgangsleistung von 3 W bis 4 W kann einen vollständigen Verschluss der Tubuli bewirken (Abbildung 4).
(ein)
(b)
(a)
(b)
Höhere Leistungseinstellungen zwischen 5 W und 10 W mit reduzierter Pulsdauer induzierten eine begrenzte Gesamtokklusion oder eine Verengung der Tubuli (Abbildung 5).
(ein)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
3.2. Temperaturerhöhung
In diesem Teil der Pulpa-Temperaturerhöhung haben wir uns entschieden, nur die optimalen Bestrahlungsparameter zu testen, die sich aus der REM-Studie ergeben und die die Mehrheit der Dentintubuli verschließen konnten: 2 W, 3 W, 4 W und 5 W im gepulsten Modus.
Die Ausgangsleistungen zwischen 2 W und 4 W induzierten bei einem tangentialen Einfall des Laserstrahls einen Pulpaltemperaturanstieg, der niedriger als der Triggerpunkt von 3 ° C war, während höhere Leistungseinstellungen einen Temperaturanstieg über 3 ° C induzierten (Abbildung 6). Es ist interessant festzustellen, dass Ausgangsparameter als harmlos betrachtet (3 W und 4 W) Pulpa Temperaturerhöhung erzeugt höher als 3° C, wenn der Einfall des Laserstrahls senkrecht zu den Dentinflächen verwendet wird (Abbildung 6).
Alle Werte bestanden den Normalitätstest (Kolmogorov-Smirnov-Test mit Dallal-Wilkinson-Lillie für Wert). Tabelle 1 zeigt die Mittelwerte und Standardabweichungen des Pulpa-Temperaturanstiegs für jede Bestrahlungsbedingung.
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4. Diskussion
Wir haben in unserer Studie junge Weisheitszähne mit dem Ziel ausgewählt, möglichst homogene Proben mit ähnlichem Grad an Dentinverkalkung zu erhalten, um die Wirksamkeit des Nd: YAP-Lasers zum Schmelzen von Dentin und zum Schließen weit geöffneter Tubuli zu bewerten.
Ethylendiamin-Tetra-Essigsäure (EDTA) ist ein Chelatbildner von Calciumionen, der die Demineralisierung des Dentins und die Entfernung der Schmierschicht induziert . Wir haben uns entschieden, alle exponierten Dentinflächen von Proben mit EDTA zu behandeln, um die Tubuli vollständig zu öffnen . Auf diese Weise wollten wir die gleiche klinische Situation von offenen Tubuli simulieren, die die dentinale Überempfindlichkeit verursachen.
Die physikalischen Eigenschaften jeder Laserwellenlänge beeinflussen den Absorptionsgrad und die Wechselwirkung mit jedem Gewebe. Die Nd: YAP laser wellenlänge ist nicht gut absorbiert durch harte dental tissue zu werden in der lage zu wärme ausreichend die oberfläche der dentin ohne induzieren eine zellstoff überhitzung. Aus diesem Grund haben wir uns entschieden, die auf die Oberfläche des Dentins aufgebrachte Graphitpaste zu verwenden, um eine geringere Ausgangsleistung des Lasers zu nutzen, als dies ohne die Graphitpaste erforderlich wäre . Die Absorption des Nd: YAP-Laserstrahls durch den Graphit erzeugt einen plötzlichen Temperaturanstieg, der ein sofortiges oberflächliches Dentinschmelzen hervorrufen kann, das zu einem teilweisen Verschluss oder einer Verengung der Dentintubuli führt. Wir haben auch gepulste Modi verwendet, um eine thermische Entspannung des Dentins zu ermöglichen. Wir wählten den berührungslosen Modus vor, um den Schaden der Glasfaser von der Heizung der Graphitpaste zu vermeiden.
Unser Laserstrahl traf in einem tangentialen Winkel auf die Dentinoberfläche mit dem Ziel, eine direkte Pulpaexposition durch den nicht absorbierten Teil des Strahls durch Dentin zu vermeiden. Wir wählten die optimalen Bestrahlungsbedingungen, die einen Pulpaltemperaturanstieg unter 3 ° C erzeugten. Der Tangentialmodus ist angezeigt, weil die Verringerung des Einfallswinkels in Richtung des Brechungswinkels der Gewebeoberfläche das Potenzial für echte Lichtreflexion mit einer wichtigen Verringerung der Absorption des einfallenden Strahls erhöht. Unsere Ergebnisse zeigten, dass diese Vorsichtsmaßnahme gerechtfertigt war. Tatsächlich zeigten einige harmlose Parameter (3 W und 4 W bei tangentialer Inzidenz) einen dramatischen Anstieg der Zellstofftemperatur (über 3 ° C), wenn sie in senkrechten Inzidenzen angewendet wurden. Es bleibt jedoch eine potenzielle Vorspannung für die Aufzeichnung der Erhöhung der Zellstofftemperatur. Darüber hinaus können wir bei Verwendung eines senkrechten Einfalls eine künstliche Pulpentemperaturerhöhung hervorrufen, da die Wellenlänge von 1430 nm vom Metall gut absorbiert wird und mögliche elektromagnetische Interferenzen mit dem metallischen Sensor des Thermoelements induzieren kann.
In früheren Studien haben die Autoren die Möglichkeit gezeigt, Dentintubuli mittels verschiedener Wellenlängen zu verschließen. In: Kim et al. demonstrierte die Machbarkeit der Tubuli-Okklusion unter Verwendung eines CO2-Lasers und Nanocarbonat-Apatits, während Han et al. es gelang auch, Dentintubuli zu verschließen, indem der CO2-Laser durch einen Er: YAG-Laser ersetzt wurde.
Umana et al. es gelang, Dentintubuli mit Diodenlasern (810 nm und 980 nm) in Kombination mit Graphitpaste zu verschließen. Farmakis et al. zeigte die Möglichkeit, Tubuli mit der Kombination von Bioglass und Nd: YAG-Laser zu verschließen.
Weitere Studien sollten durchgeführt werden, um die klinische Wirksamkeit von Nd: YAP-Lasern zur Behandlung von Dentinüberempfindlichkeit zu bewerten. Es ist auch notwendig, die klinische Persistenz dieser Behandlung mit Nd: YAP und Graphitpaste zu bewerten.
5. Schlussfolgerungen
Unter den Einschränkungen dieser Studie kann die Kombination eines Nd: YAP-Lasers und einer Graphitpaste einen Tubulusverschluss induzieren und kann für eine zukünftige sichere klinische Anwendung empfohlen werden. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die folgenden Parameter als effizient für die Tubuliokklusion und unschädlich für die Zahnpulpa angesehen werden können: 2 W (200 mJ) bis 4 W (400 mJ) mit einer Bestrahlungsgeschwindigkeit von 1 mm / s; Faserdurchmesser: 320 Mikrometer; 10 Hz; Pulsdauer: 100 m sec; faserloser Kontaktmodus und tangentialer Inzidenz zum exponierten Dentin. Der senkrechte Einfall des Laserstrahls auf freiliegendes Dentin kann bereits bei einer geringen Ausgangsleistung von 3 W die Pulpavitalität beeinträchtigen.
Interessenkonflikt
Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt bezüglich der Veröffentlichung dieser Arbeit besteht.