Modification of Dentine Surface Using a Pulsed Nd:YAG Laser

České info

Ovlivnění dentinového povrchu pulzním Nd:YAG laserem

Dentinová hypersenzitivita je běžnou stížností dospělých pacientů ve stomatologických ordinacích. Je zdrojem nepříjemných pocitů či bolesti, se kterými má zkušenost 10 až 15 % populace. Pečetění dentinových tubulů otevřených do vnějšího prostředí je jednou z metod léčby hypersenzitivního dentinu. Pokud dentin vystavíme účinkům záření o vhodné energii generovaného Neodymiovým Yttriovým Aluminiovým Garnetovým (Nd:YAG) laserem, dochází k roztavení povrchové vrstvy této tkáně. Roztavený dentin vytvoří po zchladnutí hladký, neporézní povrch, který může částečně nebo totálně obturovat dentinové tubuly. Pulzní laserový systém LASAG Nd:YAG KLS 246-102 jsme použili k ozařování dentinových vzorků získaných z extrahovaných lidských třetích molárů. 109 vzorků ve tvaru 2 až 3 mm vysokých dentinových disků jsme vystavili široké škále energií od 20 mJ do 250 mJ v pulzu. Pracovali jsme v pulzním režimu s opakovací frekvencí 15 Hz a dobou trvání pulzu 0,3 ms. Průměr svazku v ohnisku po výstupu z pracovní hlavy optického vlákna byl 0,3 mm a 0,6 mm. Naprogramován byl meandrovitý pohyb vzorku vůči ohnisku laserové hlavy zajišťující 50% překrytí sousedních stop laserového svazku na povrchu vzorku. Po sérii experimentů na relativně rovné koronární ploše dentinových disků jsme sledovali interakci Nd:YAG laserového záření s dentinem na obvodu disků. Pro zvýšení absorpce laserové energie jsme na povrch některých vzorků aplikovali barviva s absorpčním spektrem vhodným s ohledem na vlnovou délku laseru. Změny na dentinovém povrchu jsme studovali pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM).

Klíčová slova:
dentinová hypersenzitivita – dentinový tubulus – Nd:YAG laser – modifikace dentinového povrchu

Authors: Z. Zapletalová ¹; J. Peřina jr. ²; H. Chmelíčková ²; R. Novotný ³; M. Stranyánek ²
Authors place of work: Klinika zubního lékařství LF UP a FN, Olomouc přednosta prof. MUDr. M. Eber, CSc. ¹; Spojená laboratoř optiky, Fyzikální ústav AV ČR, Olomouc vedoucí prof. RNDr. M. Hrabovský, DrSc. ²; Pracoviště mikroskopických metod LF UP, Olomouc přednosta prof. MUDr. V. Lichnovský, DrSc. ³
Published in the journal: Česká stomatologie / Praktické zubní lékařství, ročník 105, 2005, 6, s. 159-164

Summary

Dentine hypersensitivity is a common complaint of adult patients in dental office. It is a source of uncomfortable feelings or pain and from 10 to 15 percent of population suffers from it. Sealing of dentinal tubules opened to the outside is one of the methods of treatment of dentine hypersensitivity. When dentine is irradiated by a radiation of Nd:YAG laser, the dentine surface can be melted. After cooling, the melted surface forms a glazed and non-porous surface that can partly or fully obturate orifices of dentinal tubules. Dentine samples prepared from extracted human third molars were irradiated by the light from Nd:YAG laser system LASAG KLS 246-102. One hundred and nine dentine samples in the form of 2 to 3 mm high discs were exposed by laser pulses with energies from 20 mJ to 250 mJ per pulse. A pulsed regime of operation with repetition rate of 15 Hz and pulse duration of 0.3 ms was used; beam diameter in the focus of an optical fiber was 0.3 and 0.6 mm. Samples moved with respect to the fixed head of an optical laser system along a serpentine path that assured the overlap of 50 percent of the adjacent beam spots on the surface. After a series of experiments on relatively flat artificially-prepared cross-section surfaces of dentine discs, we moved to the samples prepared from outer parts of roots and having convex surfaces. We have applied dye agents (tatrazine, carmine indigo, erythrosine and methylene blue) with suitable spectra (with respect the wavelength of laser radiation) on dentine surfaces in order to increase absorption of laser energy. Changes of dentine surfaces were observed using Scanning Electron Microscopy (SEM).

Sealing of dentinal tubules were observed already when a surface was exposed to a beam with diameter of 0.6 mm and energies of 30 mJ per pulse in several subsequent exposures. An upper bound for laser exposure is reached when pulses with energies of 90 mJ per pulse having beam diameter of 0.3 mm and four-fold exposure are applied. In both cases dentine surfaces were covered by erythrosin solution in water. Laser radiation generated from a standard pulsed Nd:YAG laser with a precise control of its parameters can be used for dentine surface modification and reaching tubules occlusion.

Key words:
dentine hypersensitivity – dentinal tubules – Nd:YAG laser – melting of dentine surface