Auswirkung einer externen Kühlung auf die Temperaturentwicklung bei Laserablation mit einem Ultrakurzpulslaser-System

Abstract

Die in der Theorie athermischen Eigenschaften und die hohe Präzision im Sinne von glatten Kavitätenrändern wären perfekte Voraussetzungen für die Nutzung und weitestgehende Verbreitung eines Ultrakurzpulslasers in der Zahnmedizin. In anderen Versuchen wurde allerdings nachgewiesen, dass es zu enormen Temperaturerhöhungen bei der Laserablation mit einem solchen Laser kommen kann. Diese Tatsache würde die Einführung des Lasers in der Zahnmedizin verhindern, weil es durch die Temperaturerhöhung in vivo zu irreversiblen Schädigungen der Pulpa kommen würde.<br /> Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, experimentelle Auswirkungen einer externen Kühlung bei der Bearbeitung von Zahnhartsubstanzen mit einem neuartigen Nd:YVO4 Ultrakurzpulslasers zu untersuchen. Als Kühlungsmittel wurden Wasser und Luft verwendet. Aus 90 Zähnen wurden je 45 Dentin-Probekörper und 45 Schmelz-Probekörper mit 0,5 mm Schichtdicke angefertigt. Diese wurden wiederum in Versuchsgruppen mit 15 Probekörpern ohne Kühlung, 15 Probekörpern mit Luftkühlung und 15 Probekörpern mit Wasserkühlung unterteilt. Alle Messungen wurden bei 500 kHz, 6 W Leistung, einer Pulsdauer von 8 ps und einer Ablationsdauer von 0,125 s durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass es mit Hilfe von Kühlungsarten Wasser und Luft zu signifikanten Temperatursenkungen kommt. Im Dentinbereich fand bei der Wasserkühlung eine größere Temperaturreduzierung statt als mit der Luftkühlung. Der Vergleich der verschiedenen Kühlungsarten im Schmelz ergab keinen signifikanten Unterschied (p> 0,05). Im Schmelzbereich betrug die Temperaturerhöhung ohne Kühlung 50- 75 K, im Dentin 40- 55 K. Bei der Verwendung der Kühlungsarten kommt es zwar zur Senkung der Temperatur, jedoch überschreitet die Temperaturerhöhung den kritischen Wert von 5,5 K. Im Schmelzbereich liegt die Temperaturerhöhung bei 10- 18 K, im Dentinbereich sogar 10 bis 25 K. Die Bearbeitung der Zahnhartsubstanz mit dem Nd:YVO4-Laser unter den gewählten Versuchsbedingungen dieser Studie könnte daher einen Pulpaschaden verursachen. Unter Berücksichtigung der pulpalen Blutzirkulation, der man eine temperatursenkende Eigenschaft nachsagt und der gewonnenen Ergebnisse aus vorherigen Versuchen im Rahmen des MiLaDi-Projektes, in dessen Rahmen diese Studie durchgeführt wurde, könnte man in näherer Zukunft einen Ultrakurzpulslaser entwickeln, der sich in der Zahnmedizin etabliert. Der Einsatz des Nd:YVO4-Lasers ist in der zahnmedizinischen Praxis momentan nicht möglich, die vorliegende Arbeit bildet jedoch den Grundbaustein weiterer Studien, um dieses Ziel zu erreichen. Ein weiteres Problem ist das Fehlen eines geeigneten Freihandapplikators, um in-vivo-Studien am Patienten zu ermöglichen und bisher gewonnene Ergebnisse der Ultrakurzpulslasertechnologie auf eine klinische Anwendbarkeit zu überprüfen.