Abstract
Obiettivo. Lo scopo di questo studio è valutare l’efficacia del laser Nd:YAP per sigillare i tubuli dentinali a diversi parametri. Materiali e metodi. sono stati utilizzati 24 molari affetti da saggezza umana privi di carie. Le corone sono state sezionate trasversalmente per esporre totalmente la dentina. Lo strato di striscio è stato rimosso con un’applicazione di 1 min di EDTA. Ogni superficie è stata divisa in quattro quadranti, ma solo tre quadranti sono stati irradiati con una diversa impostazione della potenza di uscita (velocità di irradiazione: 1 mm/sec; diametro della fibra ottica: 320 µm; incidenza tangenziale del fascio e in modalità senza contatto). I campioni sono stati spalmati con una pasta di grafite prima dell’irradiazione laser. Tutti i campioni sono stati inviati per l’analisi SEM. Gli aumenti della temperatura della polpa in ulteriori venti denti sono stati misurati da una termocoppia. Risultato. I cambiamenti morfologici nelle superfici della dentina dipendono dal valore della densità di energia utilizzata. Densità di energia più elevate (2 W-4 W; 200-400 mJ; durata dell’impulso: 100 m sec.; e 10 Hz) inducono una maggiore modificazione della dentina. I nostri risultati hanno confermato che le irradiazioni laser Nd: YAP possono portare all’occlusione totale o parziale dei tubuli di dentina senza provocare fessure o crepe. Le misurazioni degli aumenti della temperatura della polpa hanno mostrato che il raggio laser Nd: YAP può essere considerato innocuo per la vitalità della polpa per le seguenti condizioni di irradiazione: da 2 W (200 mJ) a 4 W (400 mJ) con una velocità di irradiazione di 1 mm/sec; diametro della fibra: 320 micrometri; 10 Hz; durata dell’impulso: 100 m sec; modalità senza contatto e L’incidenza perpendicolare del raggio laser sulla dentina esposta può danneggiare la vitalità della polpa anche a bassa potenza di uscita di 3 W. Conclusioni. Il raggio laser Nd: YAP è stato in grado di sigillare i tubuli di dentina senza danneggiare le superfici dentinali e senza danneggiare la vitalità della polpa. Nd: Il laser YAP è efficace e può essere tranquillamente utilizzato per futuri trattamenti in vivo di ipersensibilità dentinale in determinate condizioni.
1. Introduzione
L’ipersensibilità dentinale (DH) è descritta in letteratura come “dolore derivato dalla dentina esposta in risposta a stimoli chimici, termici tattili o osmotici che non possono essere spiegati come derivanti da qualsiasi altro difetto o malattia dentale” .
L’ipersensibilità dentinale è un problema abbastanza comune. Que et al. ha evidenziato una prevalenza di ipersensibilità dentinale variabile tra il 2-8% e il 74%. Molte soluzioni sono state proposte e testate per trattare il DH ma poche di esse hanno davvero successo . Il DH è una malattia molto fastidiosa che può avere un’influenza negativa sulla qualità della vita, sull’igiene orale e sui trattamenti come le pulizie con strumenti ad ultrasuoni.
L’eziologia di questa malattia rimane sconosciuta, ma la teoria più comune accettata è la teoria dei movimenti fluidi/idrodinamica proposta da Braennstrom e Astroem, che coinvolge i movimenti fluidi dei tubuli. Questi movimenti dei fluidi sono reazioni dirette di stimoli termici, chimici, osmotici e meccanici . I processi odontoblastici sono infatti arrotondati dal liquido dentinale proveniente dal complesso della polpa, che forma il 22% del volume dentinale , e alcuni studi hanno riportato che la dentina sensibile contiene 8 volte più tubuli, ma anche tubuli più larghi, rispetto ai denti non sensibili .
Si ritiene che un agente desensibilizzante ideale per l’ipersensibilità alla dentina non dovrebbe irritare o mettere in pericolo la polpa; dovrebbe essere relativamente indolore, facilmente applicato, rapido e permanentemente efficace e non dovrebbe scolorire i denti .
I metodi di desensibilizzazione in uso inibiscono il dolore cercando di evitare qualsiasi movimento fluido o di avere un’influenza sul nervo : sigillando i tubuli dentinali con un meccanismo di rivestimento che può alterare il contenuto del tubulo mediante coagulazione, precipitazione proteica o creazione di complessi di calcio insolubili.
Solo i sali di potassio (nitrato di potassio) e possibilmente i laser possono avere un’influenza diretta sull’eccitabilità nervosa disturbando la trasmissione nervosa .
Per quanto riguarda l’uso del laser per il trattamento dell’ipersensibilità laser, Sgolastra et al. riferito che i meccanismi di azione del laser permettendo il trattamento efficiente di DH sono(1)coagulazione delle proteine del liquido dentro i tubuli dentinali; questo diminuirà i movimenti dei liquidi;(2)occlusione dei tubuli con la sottomissione parziale della dentina denudata;(3)scarico del nervo tubulare interno.
Questi effetti interessanti possono essere accettabili per l’uso clinico del laser per il trattamento di DH se è usato sicuro senza danno della polpa .
Lo scopo del nostro studio è quello di valutare la capacità del Nd:Laser YAP (1340 nm) per indurre la fusione dentinale, per provocare l’occlusione dei tubuli dentinali e per determinare le condizioni di irradiazione sicure.
2. Materiali e metodi
2.1. Studio SEM
I denti utilizzati in questo studio in vitro sono stati estratti molari umani adulti privi di carie. La fascia di età del paziente è compresa tra 18 e 25 anni. Le ragioni delle estrazioni non erano correlate allo scopo di questo studio. 44 molari umani adulti privi di carie sono stati conservati in una soluzione salina bilanciata a 4°C. 24 denti sono stati utilizzati per lo studio SEM e 20 sono stati utilizzati per lo studio aumento della temperatura. Le superfici esterne sono state pulite utilizzando uno scaler, quindi le corone sono state immediatamente sezionate trasversalmente a bassa velocità (300 rpm) utilizzando una lama diamantata di precisione sezionatrice 20 LC (Isomet Low Speed Saw, Buehler Ltd., Lake Bluff, IL, USA) per esporre totalmente la dentina. La corona anatomica e la parte apicale di ciascuna radice erano separate. i dischi di dentina spessi 3 mm saranno ottenuti attraverso questa procedura. Le superfici dentinali esposte di questi dischi sono state lucidate con dischi Soft-Lex 3 M Espe (disco a grana grossa e grana media) utilizzando una velocità del manipolo di 12000 giri / min per 20 secondi. Quindi, i campioni sono stati risciacquati con acqua fredda e asciugati con un’esplosione d’aria di cinque secondi.
Ogni superficie era divisa in quattro quadranti con una fresa diamantata a grana standard (C 4, lunga 10 mm, grana standard, Crosstech Diamond Instruments Ltd., Thailandia) sotto l’acqua di raffreddamento.
Lo strato di striscio è stato rimosso con un’applicazione di un minuto di acido tetra-acetico al 18% di etilene diammina (EDTA) (Ultradent Products Inc., USA). I denti sono stati risciacquati con acqua distillata e immediatamente irradiati a diverse densità di energia.
Le dentine esposte sono state irradiate con laser Nd:YAP (LOKKI, Lobel Medical, Les Roches de Condrieu, Francia) come segue: modalità pulsata, diametro della fibra: 320 µm, incidenza tangenziale del fascio e in modalità senza contatto (la distanza tra la fibra ottica e la superficie irradiata era da 1 a 2 mm). La potenza di uscita erogata era compresa tra 0,9 W e 10 W. Le potenze di uscita disponibili sono predeterminati dal produttore, quindi non ci sono solo 9 diverse potenze di uscita disponibili sull’apparecchio (LOKKI laser modello): 0.9 W–5 Hz e 0,2 m sec per impulso; 1.4 W–5 Hz e 0,2 m sec; 1.8 W–5 Hz e 0,2 m sec; 2 W–10 Hz e 0,1 m sec; 3 W–10 Hz e 0,1 m sec; 4 W–10 Hz e 0,1 m sec; 5 W–30 Hz e 0,33 m sec; 7.5 W–30 Hz e 0,33 m sec; e 10 W–30 Hz e 0,33 m sec per impulso. Otto denti sono stati utilizzati per ogni densità di potenza. Abbiamo usato una vasta scelta di parametri di irradiazione per il Nd:Laser YAP a causa dell’assenza di informazioni in letteratura su questo tipo di lunghezza d’onda del laser. I provini sono stati posizionati su una superficie piana, la fibra ottica è stata mossa dall’operatore tangenzialmente a circa 1 mm / sec di velocità, e la velocità è stata controllata e apprezzata dall’operatore con possibile errore umano. Su ogni dente, abbiamo irradiato solo 3 quadranti diversi. Il quarto quadrante è stato mantenuto come controllo senza irradiazione laser; è stato trattato solo con EDTA 18% per un minuto.
Prima dell’irradiazione laser, la dentina esposta di tre quadranti è stata imbrattata con una pasta di grafite preparata mescolando acqua distillata e polvere di grafite a grana fine (dimensione delle particelle: 5-25 µm) (Pressol, Norimberga, Germania) come potenziatore. La dimensione delle particelle è maggiore della media del diametro dei tubuli dentinali. Al termine delle irradiazioni, i campioni sono stati accuratamente risciacquati con acqua distillata per eliminare la grafite residua.
È stato condotto uno studio SEM (JSM 7500F, JEOL, Tokyo Japan) per trovare i parametri ottimali di irradiazione del laser Nd:YAP. I criteri di selezione erano la sua capacità di indurre la fusione dentinale e / o la sigillatura dei tubuli senza indurre crepe o distruzione dentinale morfologica. Dopo la metallizzazione di tutti i campioni, abbiamo utilizzato un ingrandimento costante di ×3000 per tutti gli esami SEM.
2.2. Studio di aumento della temperatura
Abbiamo usato 20 denti per le misurazioni di aumento della temperatura della polpa. Per questa parte dello studio, abbiamo deciso di testare solo i parametri di irradiazione ottimali risultanti dalle analisi SEM che sono state in grado di occludere la maggior parte dei tubuli dentinali.
Le superfici cementizie dei denti sono state pulite utilizzando uno scaler, quindi lo strato di cemento è stato rimosso delicatamente con una fresa diamantata (circa 100 µm) (C 4, 10 mm di lunghezza, grana standard, Crosstech Diamond Instruments Ltd., Thailandia) per esporre totalmente i tubuli dentinali. Le corone sono state sezionate trasversalmente a bassa velocità (300 giri / min) utilizzando una lama diamantata a sezione di precisione 20 LC (Isomet Low Speed Saw, Buehler Ltd., Lake Bluff, IL, USA) al fine di esporre e aprire totalmente la camera pulpare camerale al di sotto del livello del margine di cemento smaltato. Il tessuto della polpa è stato rimosso e la cavità di accesso è stata pulita e riempita da una speciale pasta termoconduttrice avente la stessa conduttività termica del tessuto umano: 0,4 cal s−1 m−1 K−1. Questo è paragonabile alla conduttività termica dei tessuti molli (0,2−0,5 cal s−1 m−1 K-1), a seconda dell’idratazione . Ogni dente è stato posto in un bagno caldo a temperatura costante di 37°C. Un sensore della termocoppia di tipo K (termocoppie di tipo K HH806AWE Omega, Manchester, UK) è stato posizionato nella camera pulpare contro la parete dentinale per quanto riguarda la futura zona irradiata dall’accesso occlusale. Il secondo sensore di termocoppia è stato posto in un bagno caldo per il controllo della costanza della temperatura dell’acqua a 37°C. Abbiamo iniziato a ciascuna misura dopo la verifica che intrapulpal temperatura era stabile a 37°C.
La grafite colla è stata applicata esterni, superfici dentinali sotto il bordo cervicale (smalto/dentina di giunzione) per una superficie di : 2 mm : 5 mm.
Il trattamento di ogni area coperta dalla grafite è stata eseguita con il Nd:YAP fascio laser in tangenziale incidenza con una velocità approssimativa di 1 mm/sec. Tra due misurazioni successive della temperatura, abbiamo anche avuto cura di attendere abbastanza tempo per consentire alla dentina irradiata di avere un rilassamento termico e per consentire alla camera pulpare di stabilizzare nuovamente la sua temperatura a 37°C.
Abbiamo eseguito 6 misurazioni per parametro di irradiazione.
Secondo lo studio di Zach e Cohen , abbiamo considerato l’aumento della temperatura sicuro quando era al di sotto della temperatura di trigger di 3°C.
3. Risultati
3.1. Analisi SEM
La dentina non liberata dei gruppi di controllo che sono stati trattati solo con EDTA ha mostrato una superficie dentinale senza lo strato di striscio e tubuli spalancati (Figura 1).
Superfici dentinali irradiate mediante Nd:Il raggio laser YAP ha mostrato diversi cambiamenti strutturali a seconda della potenza erogata. Abbiamo osservato una correlazione diretta tra le impostazioni di potenza e l’occlusione dei tubuli della dentina esposta.
La potenza di uscita che variava da 0,9 W a 1,4 W non consentiva l’occlusione dei tubuli (Figura 2).
(a)
(b)
(a)
(b)
La potenza di uscita che variava da 1,8 W a 2 W ha indotto un restringimento dei tubuli e un’occlusione totale dei tubuli (Figura 3).
(a)
(b)
(a)
(b)
Solo una potenza di uscita compresa tra 3 W e 4 W può indurre un’occlusione totale dei tubuli (Figura 4).
(a)
(b)
(a)
(b)
Impostazioni di potenza più elevate comprese tra 5 W e 10 W con durata dell’impulso ridotta indotta da occlusione totale limitata o restringimento dei tubuli (Figura 5).
(a)
(b)
(c)
(a)
(b)
(c)
3.2. Aumento della temperatura
In questa parte dell’aumento della temperatura della polpa, abbiamo deciso di testare solo i parametri di irradiazione ottimali risultanti dallo studio SEM che sono stati in grado di occludere la maggior parte dei tubuli dentinali: 2 W, 3 W, 4 W e 5 W in modalità pulsata.
Le potenze di uscita comprese tra 2 W e 4 W utilizzate con un’incidenza tangenziale del raggio laser hanno indotto un aumento della temperatura pulpare inferiore al punto di trigger di 3°C, mentre le impostazioni di potenza più elevate hanno indotto aumenti di temperatura superiori a 3°C (Figura 6). È interessante notare che i parametri di uscita considerati innocui (3 W e 4 W) hanno generato un aumento della temperatura pulpare superiore a 3°C quando l’incidenza del raggio laser viene utilizzata perpendicolarmente alle superfici dentinali (Figura 6).
Tutti i valori hanno superato il test di normalità (test Kolmogorov-Smirnov con Dallal-Wilkinson-Lillie per valore). La tabella 1 mostra le medie e le deviazioni standard dell’aumento della temperatura pulpare per ogni condizione di irradiazione.
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4. Discussione
Abbiamo selezionato giovani denti del giudizio nel nostro studio con l’obiettivo di ottenere campioni il più omogenei possibile con gradi simili di calcificazione dentinale al fine di valutare l’efficacia del laser Nd:YAP per fondere la dentina e per chiudere tubuli spalancati.
Etilene diammina tetra acido acetico (EDTA) è un agente chelante di ioni calcio che induce la demineralizzazione della dentina e la rimozione dello strato di striscio . Abbiamo deciso di trattare tutte le superfici dentinali esposte dei campioni con EDTA in modo da avere tubuli completamente aperti . In questo modo, abbiamo voluto simulare la stessa situazione clinica dei tubuli aperti che causano l’ipersensibilità dentinale.
Le proprietà fisiche di ciascuna lunghezza d’onda laser influenzano il livello di assorbimento e interazione con ciascun tessuto. La lunghezza d’onda del laser Nd:YAP non è ben assorbita dal tessuto dentale duro per poter riscaldare sufficientemente la superficie della dentina senza indurre un surriscaldamento della polpa. Per questo motivo, abbiamo deciso di utilizzare la pasta di grafite applicata sulla superficie della dentina in modo da utilizzare una potenza di uscita del laser inferiore a quella necessaria senza la pasta di grafite . L’assorbimento del raggio laser Nd: YAP da parte della grafite genera un improvviso aumento della temperatura che sarebbe in grado di provocare una fusione dentinale superficiale immediata con conseguente occlusione parziale o restringimento dei tubuli dentinali. Abbiamo anche usato le modalità pulsate per consentire alla dentina di avere un rilassamento termico. Abbiamo selezionato la modalità senza contatto per evitare il danno della fibra ottica dal riscaldamento della pasta di grafite.
Il nostro raggio laser ha colpito la superficie dentinale con un angolo tangenziale, con l’obiettivo di evitare un’esposizione diretta della polpa da parte della parte non assorbita del raggio dalla dentina. Abbiamo selezionato le condizioni ottimali di irradiazione generando un aumento della temperatura pulpare inferiore a 3°C. La modalità tangenziale è indicata perché la riduzione dell’angolo incidente verso l’angolo di rifrazione della superficie del tessuto aumenta il potenziale di riflessione della luce reale con un’importante riduzione dell’assorbimento della polpa del fascio incidente. I nostri risultati hanno mostrato che questa precauzione era giustificata. Infatti, alcuni parametri innocui (3 W e 4 W usati con un’incidenza tangenziale) hanno mostrato un drammatico aumento della temperatura della polpa (superiore a 3°C) quando sono stati applicati in incidenze perpendicolari. Tuttavia, rimane un potenziale pregiudizio per la registrazione dell’elevazione della temperatura della polpa. Inoltre, in caso di utilizzo di un’incidenza perpendicolare, si può provocare un aumento della temperatura della polpa artificiale perché la lunghezza d’onda di 1430 nm è ben assorbita dal metallo e può indurre possibili interferenze elettromagnetiche con il sensore metallico della termocoppia.
In studi precedenti, gli autori hanno dimostrato la possibilità di occludere tubuli dentinali per mezzo di diverse lunghezze d’onda. Kim et al. dimostrato la fattibilità di occlusione tubuli utilizzando un laser CO2 e nanocarbonato apatite, mentre Han et al. anche riuscito a occludere tubuli dentinali sostituendo il laser CO2 con un laser Er:YAG.
Umana et al. riuscito a occludere tubuli dentinali utilizzando laser a diodi (810 nm e 980 nm) in combinazione con pasta di grafite. Farmakis et al. ha mostrato la possibilità di occludere tubuli utilizzando la combinazione di bioglass e Nd: YAG laser.
Ulteriori studi devono essere condotti al fine di valutare l’efficienza clinica del laser Nd:YAP per il trattamento dell’ipersensibilità dentinale. È inoltre necessario valutare la persistenza clinica di questo trattamento utilizzando Nd: YAP e pasta di grafite.
5. Conclusioni
Sotto le limitazioni di questo studio, la combinazione di un laser Nd:YAP e una pasta di grafite è in grado di indurre l’occlusione dei tubuli e può essere raccomandata per una futura applicazione clinica sicura. I nostri risultati hanno evidenziato che i seguenti parametri possono essere considerati efficienti per l’occlusione dei tubuli e innocui per la polpa dentale: da 2 W (200 mJ) a 4 W (400 mJ) con una velocità di irradiazione di 1 mm/sec; diametro della fibra: 320 micrometri; 10 Hz; durata dell’impulso: 100 m sec; modalità di contatto senza fibra e incidenza tangenziale alla dentina esposta. L’incidenza perpendicolare del raggio laser sulla dentina esposta può danneggiare la vitalità della polpa anche a bassa potenza di uscita di 3 W.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi per quanto riguarda la pubblicazione di questo articolo.