Dental Tribune Russian Edition

Russian EditionДостижения индустрии22 Сравнительный анализ поверхностей, протравленных при помощи лазера Erbium:YAG и кислоты Исследование in vitro с использованием средового сканирующего электронного микроскопа Рохит Хатавкар и Вивек Хедж, Индия Реферат Цель Цель настоящего исследования заключалась в сравнении влияния на изменение поверхности эмали обычного протравливания при по- мощи 37% фосфорной кислоты и протравливания с применением ла- зера Er:YAG (бесконтактным мето- дом). Материалы и методы Для исследования были взяты 50 интактных удаленных зубов. Зубы были распределены по 5 группам: в одной группе зубы были протравле- ны 37% фосфорной кислотой, в че- тырех других – подверглись лазер- ной аблации с применением лазера Er:YAG (длина волны 2940 нм) при выходной энергии 50, 75, 100 и 150 мДж соответственно. Воздействие лазера было бесконтактным. Влия- ние протравливания на микромор- фологию поверхности эмали иссле- довалось при помощи средового сканирующего электронного мик- роскопа (ССЭМ) Результаты Было проведено сравнение обра- ботанных разными способами зу- бов с точки зрения состояния по- верхности эмали и наличия смазан- ного слоя. Исследование при помощи ССЭМ показало, что увеличение энергии лазера приводит к различному из- менению морфологии поверхности эмали, от грубой шероховатости до микрошероховатости, свойствен- ной протравливанию. Микроретен- ция отдельных зубов, обработан- ных лазером, была лучше, чем у зу- бов, протравленных кислотой. Вывод Применение лазера для получе- ния микроретенционной поверх- ности более чем возможно. Были установлены уровни энергии лазе- ра Er:YAG, при которых достигается эффект, сопоставимый с эффектом протравливания кислотой. Введение Лазеры для работы с твердыми тканями появились в стоматологии почти 20 лет назад, и за это время для обработки твердых тканей, включая эмаль, дентин, цемент и кость, использовались волны раз- личной длины [1–4]. Современные лазерные устройства имеют функ- цию регулировки параметров, кото- рая может использоваться для до- стижения нужных результатов; к этим регулируемым параметрам от- носятся охлаждение (вода и воздух) и такие существенные характери- стики, как импульс, частота и вы- ходная энергия. Что касается продолжительности импульса, то существует 5 вариан- тов, а именно: очень длинный им- пульс (1000 мкс), длинный импульс (600 мкс), короткий импульс (300 мкс), очень короткий импульс (100 мкс) и сверхкороткий импульс (50 мкс). Также может быть изменена частота (т.е. количество импульсов в секунду). В зависимости от требова- ний может быть отрегулирована и выходная энергия. Мощность, яв- ляющаяся результатом умножения энергии на частоту, соответственно, тоже изменяется. В рамках целого ряда исследований было продемон- стрировано, что лазер Er:YAG яв- ляется эффективным инструмен- том протравливания препариро- ванных полостей и удаления карие- са эмали и дентина [5–9]. При использовании лазера для работы с твердыми тканями был от- мечен эффект протравливания по- верхности, сопоставимый с воздей- ствием традиционно применяемой для этого кислоты. Цель настоящего исследования заключалась в анали- зе изменений структуры эмали зу- бов человека в результате экспери- ментального препарирования по- лостей лазером Er:YAG, а также в определении оптимальных пара- метров лазера с точки зрения абла- ции эмали для ее протравливания при очень коротком импульсе (VSP), переменной выходной энер- гии (EO) и постоянной частоте по- вторения импульсов (RPR) и в сравнении результатов с характери- стиками поверхности, протравлен- ной кислотой. Материалы и методы Отбор образцов Для исследования были отобраны 50 интактных удаленных премоля- ров верхней челюсти. Зубы были обработаны сначала обычным фи- зиологическим раствором, а затем ультразвуковым инструментом для снятия зубных отложений. Вплоть до препарирования зубы хранились в обычном физрастворе при ком- натной температуре. Препарирование образцов Пришеечная треть щечной по- верхности каждого зуба была в тече- ние 15 с подвергнута обработке ла- зером Er:YAG (Fotona Fidelis III Plus, Fotona d.d., Slovenia, EU) с длиной волны 2940 нм. Круглый участок диаметром 2 мм (±0,25 мм) был пре- парирован бесконтактным спосо- бом, при помощи лазера, располо- женного на расстоянии примерно 7 мм от поверхности зуба, с разными настройками выходной энергии. При постоянной частоте 15 Гц вы- ходная энергия составляла 50, 75, 100 и 150 мДж. Мощность лазерного устройства увеличивалась соответ- ственно. Воздушное и водяное охлаждение были постоянными. В течение 15 с обычным способом протравливались 10 образцов, с ис- пользованием 37% фосфорной кис- лоты (3M ESPE, USA). После препари- рования в соответствии с указанны- ми в таблице параметрами все об- разцы были проанализированы при помощи средового сканирующего электронного микроскопа (ССЭМ). Оценка при помощи ССЭМ Воздействие на микроморфоло- гию эмали оценивалось при помо- щи ССЭМ с увеличением в 100 и в 2000 раз; при каждом из двух уве- личений отмечалось воздействие лазера на поверхность эмали и на- личие смазанного слоя. Сравнивалось протравливание при помощи лазера и 37% фосфор- ной кислоты, а также результаты об- работки лазером при идеальных па- раметрах и обычного протравлива- ния. Преимущество ССЭМ перед обычным сканирующим электрон- ным микроскопом (СЭМ) заключа- ется в отсутствии необходимости в какой-либо обработке образцов; последние можно сразу помещать в микроскоп, что позволяет избежать их высушивания. Результаты Результаты в отношении лазер- ной обработки эмали, полученные при помощи ССЭМ, были следую- щими: 50 мДж При малом увеличении (х100) было отмечено определенное изме- нение поверхности эмали по сравнению с соседним необрабо- танным участком. Однако при боль- шем увеличении обработанный ла- зером круглый участок оказался лишь поверхностно шероховатым, без признаков микроретенцион- ных характеристик (рис. 1). 75 мДж Круг, оставленный лазерным лу- чом, четко виден при увеличении в 100 раз. При увеличении в 2000 раз видны желобки на поверхности эмали, указывающие на селектив- ную аблацию эмалевых призм в об- работанной лазером области. Экс- периментальный участок обладает микроретенционной поверх- ностью с выпуклостями и углубле- ниями (рис. 2). 100 мДж При малом увеличении видно, что поверхностный слой эмали рас- плавился и стек в направлении ла- зерного луча. Большее увеличение выявило расплавление и частичную рекристаллизацию эмалевых призм (рис. 3). 150 мДж На поверхности эмали заметно кратерообразное углубление. При большем увеличении видна рас- плавленная и частично спекшаяся, а не призматическая структура эма- ли, а также несколько микротрещин (рис. 4). 37% фосфорная кислота При большом увеличении на по- верхности четко видны «скважины», соответствующие типу протравли- вания III. Весь обработанный кисло- той участок имеет единообразную микроретенционную поверхность (рис. 5). Обсуждение Оценка всех «лазерных» групп показала, что на обработанных по- верхностях отсутствовал смазан- ный слой, что указывает на их при- годность для бондинга [10]. Тем не Рис. 1a. Сделанный при малом (¥100) увеличении снимок поверхности эмали, обработанной лазером при 50 мДж и 15 Гц, демонстрирует явное измене- ние эмали. Рис. 1б. Снимок, сделанный при сильном (¥2000) уве- личении и демонстрирующий микрошерохова- тость поверхности. Рис. 2a. Сделанный при малом (¥100) увеличении снимок поверхности эмали, обработанной лазером при 75 мДж и 15 Гц, демонстрирует круг, остав- ленный лучом лазера. Рис. 2б. Снимок, сделанный при сильном (¥2000) уве- личении и демонстрирующий микроретенционную поверхность. Рис. 3a. Сделанный при малом (х100) увеличении снимок поверхности эмали, обработанной лазером при 100 мДж и 15 Гц, демонстрирует плавление по- верхности эмали. Рис. 3б. Снимок, сделанный при сильном (х2000) уве- личении и демонстрирующий плавление и частич- ную рекристаллизацию эмалевых призм. Рис. 4a. Сделанный при малом (¥100) увеличении снимок поверхности эмали, обработанной лазером при 150 мДж и 15 Гц, демонстрирует кратерооб- разное углубление. Рис. 4б. Снимок, сделанный при сильном (¥2000) уве- личении и демонстрирующий частично спекшуюся структуру и наличие микротрещин. Рис. 5. Снимок протравленной 37% фосфорной кис- лотой поверхности, сделанный при сильном (¥2000) увеличении, демонстрирует протравлива- ние типа III.