Thermische Auswirkung eines neuartigen Ultrakurzpulslasers bei der Ablation von Zahnhartgeweben

Abstract

Die Idee, einen Ultrakurzpulslaser zum Gewebeabtrag in der Zahnmedizin ein-zusetzen, begründet sich darauf, dass es sich theoretisch um ein athermisches Ver-fahren handelt, welches die dentalen Strukturen schonen würde. Bis jetzt wird dieses Verfahren hauptsächlich in der Industrie angewendet.<br /> Ziel der vorliegenden Untersuchungen ist es, experimentelle Grundlagenforschung bei der Bearbeitung von Zahnhartsubstanzen mit einem neuartigen Nd:YVO4 Ultra-kurzpulslasers zu betreiben. Der Schwerpunkt dabei liegt darauf, Parameter für einen späteren Einsatz am Patienten zu ermitteln.<br /> Aus 45 Zähnen wurden je 15 Dentin-Probekörper mit 1, 2 und 3 mm Dicke angefertigt. Auf jeden Probekörper wurden jeweils 2 bis 4 Versuche durchgeführt und diese zu einem Wert gemittelt. Alle Messungen wurden bei 500 kHz, 6 W Leistung und 5 J Gesamtenergie durchgeführt. Für 1, 2 und 3 mm ergeben sich daraus 45 Werte aus 130 Messungen, die die Abhängigkeit der Temperaturentwicklung von der Dentinschichtdicke darstellen. Für Schmelz wurden aus 30 Zähnen je 20 Schmelz-probekörper mit je 1 und 2 mm Schichtdicke hergestellt. Es wurden jeweils 3 Messungen auf einen Probekörper umgesetzt und zu je 20 Werten gemittelt. Die Anzahl der Einzelmessungen betrug 119 Messungen. Das Ergebnis stellt die Abhängigkeit der Temperaturentwicklung zur Schmelzdicke dar. Es konnte gezeigt werden, dass die Schichtdicke entscheidenden Einfluss auf die gemessene Tem-peraturentwicklung hat. Umso dicker der Probekörper, umso geringer die gemessene Temperatur. In den Schmelzproben wurden im Vergleich zum Dentin, bei gleicher Schichtdicke und gleichen Laserparametern, höhere Temperaturen ermittelt. Die Abhängigkeit der Temperaturentwicklung von der Schichtdicke wurde mit Auf-schlüsselung des Temperaturverlaufs weiter konkretisiert. Auch hier ist ein Zusammenhang zwischen Materialschichtdicke und dem Erreichen des Tempe-raturmaximums zu erkennen. Die 1 mm Dentinproben erreichen das Maximum eher als die 2 und 3 mm Proben. Bei den Schmelzproben ist im Median kein Unterschied zwischen 1 und 2 mm Schichtdicke zu beobachten (p>0,05).<br /> In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass beim Abtrag von Zahn-hartsubstanzen mit einem Ultrakurzpulslaser eine Temperaturentwicklung zu beobachten ist. Die Ergebnisse entsprechen also nicht dem athermischen Abtragsprozess, den man sich theoretisch erhofft hat und überschreiten den kritischen Wert von 5,5 K. Durch eine Optimierung der Parameter und weiterführende Versuchs-reihen sollte eine Reduzierung der Temperaturentwicklung angestrebt werden.