СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ КЛИНИКА СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ

Стоматологическая клиника северной Америки  48 (2004) 1017-1059

ЭРБИЕВЫЕ ЛАЗЕРЫ В СТОМАТОЛОГИИ

Glenn Van As, DMD

Canyon Dental Clinic, 3167 Mountain Highway, North Vancouver, BC V7K 2H4, Canada

Первые лазеры были разработаны в 1964 году, и почти сразу, эту новую технологию начали использовать в медицинских целях. Эволюция и рост использования лазеров в медицине в течение последних 2 десятилетий первоначально произошел в офтальмологии, дерматологии, и общей хирургии. Сегодня хирургические лазеры получили общее признание во многих медицинских специальностях. Возможности использования лазеров в медицине в качестве альтернативы традиционным методам создали в последнее десятилетие взрыв интереса к применению лазеров в стоматологии. В последнее десятилетие лазерные технологии стали методиками выбора для работы на мягких тканях в стоматологии. Лазеры с возможностью работы на твердых тканях были разработаны в 1990-х годах и появились на стоматологическом рынке в 1997 году. Эти эрбиевые лазеры  имеют возможность препарирования твердых тканей - эмали, дентина, цемента, тканей пораженных кариесом и костных тканей в дополнение к работе на мягких тканях. Лазеры работают не создавая вибраций, беззвучно, без образования микротрещин и устраняют дискомфорт, который многие пациенты связывают с высокоскоростными наконечниками.
Кроме того,  лазеры позволяют уменьшить количество используемого анестетика при проведении многих процедур, что является еще одной особенностью, которая делает эрбиевый лазер  применимым для пациентов с фобиями, связанными с анестезиями и  уколами.
На сегодняшний день применение эрбиевых лазеров в стоматологии расширено и их использование разрешено для полостей всех классов, для удаления мягких тканей, для обеззараживания внутри корневых каналов, в качестве альтернативы высокоскоростного наконечника для работы на кости в челюстно-лицевой хирургии. Кроме того, получены положительные результаты применения эрбиевого лазера при воздействии на периодонт, в том числе удалении отложений.

Роль лазеров, работающих по твердой ткани, в реставрационной стоматологии

В 1997 году FDA (Управление США по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств) одобрило использование лазера Er: YAG для препарирования кариозных полостей зуба и травления эмали. Благодаря клиническим, гистологическим, рентгенографическим исследованиям и испытаниям на проникновение красителя на 1700 зубах было установлено, что лазер Er: YAG (2,94 мкм) можно использовать для формирования полостей I, II III, IV и V класса по Блеку и была сформирована роль лазера Er: YAG (2,94 мкм)  в реставрационной стоматологии.

Исследования FDA установили:

Во время и после препарирования кариозной полости жизнеспособность пульпы не нарушается.

При сравнении структуры зубов лазерной и контрольной группы отличий не обнаружено кроме как на месте проведения лечения

Сруктура зубов аналогична как у лазерной, так и контрольной группы, и морфология поверхности не меняется, кроме как на месте проведения лечения.

При помощи лазера можно полностью и эффективно выполнить препарирование кариозной полости. Лазер эффективен в травлении тканей зуба. Качество препарирования кариозной полости не отличается от качества полости отпрепарированной при помощи стоматологического наконечника и бора: сканирование на растровом электронном микроскопе и визуальная оценка показывают четкие (гладкие) стенки; испытания на проникновение красителя показывают соединение (бондинг) между композитами и тканями зуба; тестирование прочности на срез на удаленных зубах показывает силу композитных реставраций. В литературе существует большое количество исследований, проведенных по каждой из вышеуказанных областей.

Некоторые исследования были опубликованы до, а некоторые после того, как лазер Er:YAG получил допуск FDA. Публикация научных статей продолжается, и они демонстрируют относительную безопасность эрбиевого лазера при удалении кариеса, препарировании кариозной полости и модификации эмали. Дискуссия о роли лазеров в реставрационной стоматологии в указанных областях раскрывается в нижеследующих параграфах.

При использовании всех видов эрбиевых лазеров для теплопоглощения и предотвращения термического повреждения окружающих тканей необходимо водное охлаждение. Многочисленные исследования показали, что при препарировнии кариозной полости при помощи эрбиевого лазера температура пульпы не повышается до уровня, который может вызвать необратимый пульпит.

Глокнер (Glockner) и соавторы  показали, что спустя несколько секунд использования лазера Er: YAG, температура пульпы снизилась с 37 ° С до 25 ° - 30 ° С. Это падение температуры пульпы произошло в результате распыления воды и воздуха, которыми сопровождается работа лазера. Лабораторные исследования продемонстрировали увеличение температуры пульпы только тогда, когда встроенный датчик в корневом канале был случайно и непосредственно нагрет лазерным лучом. Интересно, что исследование показало, что при препарировании кариозной полости при помощи бора, температура в пульпе может подняться до 60 ° С даже до вскрытия пульповой камеры.

Ольгиссер (Oelgiesser) и соавторы  рассматривали  препарирование полостей  от I до V классов на 175 только что удаленных зубов и изучили увеличение температуры пульпы. Они обнаружили, что самое высокое увеличение температуры до 3 °C-4 °C наблюдается в классе препарирования I, среднее увеличение температуры до 2 °C-4 °С было замечено в препарировании класса V, и самое низкое увеличение было 2 °C-3 ° C при препарировании цемента зуба. Удаление кариеса привело к увеличению температуры на 1 °C-3 °С. Все препарирования были выполнены ниже критического увеличения температуры пульпы для поддержания жизнеспособности пульпы, а именно не более чем на 5.5 ° C

Такамори (Takamori) показал, что после выполнения препарирования лазером Er: YAG, традиционный рост и соответствующее возвращение к норме связанных с геном кальцитонина пептид-иммунореактивных  волокон в пульпе произошли раньше, чем в контрольной группе препарирования полостей при помощи боров на высоких скоростях. Эти результаты показывают, что при использовании лазера Er: YAG начало и завершение восстановления (регенерации) пульпы происходит раньше, чем при обработке высокоскоростным бором.

Ризу (Rizoiu) и соавторы  обнаружили подобные показатели реакции пульпы при работе с лазерами системы Er,Cr:YSGG.

Джаявардена (Jayawardena) и соавторы увидели реакцию пульпы на случайное ее обнажение у крыс при использовании лазера Er: YAG. Сразу при обнажении и впоследствии наблюдалось отсутствие кровотечения и дентинных обломков, а затем дентинные мосты на участке воздействия были лучше видны, чем у контрольной группы. В группе Er: YAG также было больше репаративного дентина рядом с местом воздействия, чем в контрольной группе, где пульпа подвергалась воздействию низкоскоростного наконечника.

Гистологические слайды демонстрируют отсутствие моментальных, краткосрочных или долгосрочных негативных последствий при препарирование эрбиевыми лазерами по сравнению с использованием обычной бормашины. При препарировании в пределах от 1 до 1,5 мм пульпы наблюдается умеренная гиперемия в непосредственной близости от разреза дентинных канальцев. Там оставалась упорядочная организация одонтобластического  и субодонтобластического слоев и  гистологически лазерное препарирование аналогично препарированию традиционным высокоскоростным наконечником. Гиперемия как результат явилась переходным процессом, локализованным в пульпе, прилегающей к зоне препарирования кариозной полости, и ее следует рассматривать как нормальную физиологическую реакцию.

Реакция пульпы на препарирование полости в пределах эмали и дентина лазером длиной волны Er,Cr:YSGG также говорит об отсутствии какой-либо видимой воспалительной реакции через 30 дней после завершения препарирования.

Другие исследования показали, что длина волны Er,Cr:YSGG может быть использована на поверхности корней и при высоких значениях энергии, не вызывая неблагоприятных морфологических изменений, таких как плавление или карбонизации.

При препарировании эмали  лазерами Er:YAG и Er,Cr:YSGG на ее поверхности образуется характерная меловая поверхность. Изображения растрового электронного микроскопа показывают, что такая поверхность способствует фиксации  реставрационного материала и идеально подходит для использования композитных и компомерных пломбировочных материалов.

Было проведено много исследований на предмет того, как эрбиевые лазеры улучшают прочность сцепления  реставрационного материала с тканями зуба и его краевое прилегание. Большинство исследований были проведены в последние несколько лет. Методы и результаты этих научных статей значительно варьируются.

В 1996 году, Визури (Visuri) показал, что экспериментальные образцы дентина после препарирования и травления при помощи лазера, показали лучшую  прочность сцепления с реставрационными материалами по сравнению с контрольной группой, в которой образцы подвергались кислотному травлению и препарированию борами. Таким образом Визури (Visuri)  пришел к выводу, что препарирование дентина, выполненное лазером Er:YAG, образует поверхность, благоприятную для надежного сцепления с используемым композитным материалом.

Лин (Lin) и соавторы показали, что прочность сцепления непротравленной поверхности эмали намного выше если эмаль была препарирована лазером Er,Cr:YSGG по сравнению с поверхностью эмали препарированной бором. В отношении прочности сцепления с дентином, отпрепарированным лазером или бором никаких различий не наблюдалось.

Рамос (Ramos) и соавторы обнаружили, что во всех подгруппах зубов, обработанных лазером, наблюдалось уменьшение прочности сцепления по сравнению с контрольными группами, и это падение было самым явным при использовании однобутылочных адгезивов. Наилучшие результаты были в группе зубов обработанных лазером, где сцепление с дентином было выполнено при помощи самопротравливающих праймеров.

При рассмотрении качества фиксации ортодонтических брекетов с эмалью также наблюдаются разнообразные результаты. Ли (Lee) и соавторы обнаружили положительные результаты фиксации при лазерном травлении перед фиксацией брекетов, в то время как Мартинес-Инсуа (Martinez-Insua) и соавторы обнаружили совершенно противоположные результаты.

При рассмотрении длины волны Er,Cr:YSGG Усумез (Usumez) и коллеги недавно провели два исследования, в одном из которых оценивалось сцепление ортодонтических брекетов, а в другом сцепление фарфоровых  виниров с поверхностью эмали, обработанной лазером. Они заявили, что прочность сцепления эмали, подверженной воздействию лазера (Er,Cr: YSGG при мощности 2 Вт (20 Гц, 100 мДж), такая же как и эмали подверженной протравке кислотой. При уменьшении мощности в два раза (20 Гц, 50 мДж) прочность сцепления поверхности, подверженной лазерному облучению значительно снижается по сравнению с травлением кислотой. Но так как есть большие различия в индивидуальных результатах, исследователи заявили, что применение только лазера не может считаться успешной альтернативой обычных методов повышения прочности сцепления с эмалью.

В своем последнем исследовании Усумез (Usumez) и Айкент (Aykent) обнаружили, что прочность сцепления фарфоровых виниров с поверхностью зубов, которые были протравлены лазером, аналогична их прочности сцепления с поверхностью зубов, протравленной ортофосфорной или малеиновой кислотой.

Ю (Yu) и соавторы подтвердили, что использование лазера Er,Cr:YSGG может способствовать повышению прочности сцепления реставрационных материалов и твердых тканей зуба.

Фрайед (Fried) и соавторы показали, что если перед каждым импульсом лазера Er:YAG постоянно наносить на поверхность дентинной эмали зрительно толстый слой (около 1мм) воды, то это значительно влияет на степень и эффективность абляции и полученную морфологию аблированной поверхности. Эти исследователи показывают, что композитные реставрационные материалы могут сцепляться с эмалью, препарированной лазером, без необходимости дальнейшей обработки поверхности или травления кислотой. Толстый слой воды предотвращает образование нежелательных кальциево-фосфатных субстратов, которые отрицательно влияют на прочность сцепления.

Разнообразие в результатах исследований может быть связано с параметрами лазера, материалом, используемым для пломбирования отпрепарированной полости, и комбинации поверхности, протравленной лазером с или без протравки кислотой. При использовании эрбиевого лазера для подготовки эмали к оптимальной адгезии, лучше установить самую малую мощность чуть ниже порога абляции. Данная техника помогает уменьшить количество хлопьев абляции, которые остаются в препарированной полости и препятствуют сцеплению.

Во время проведения процедуры обработки дентинной поверхности эрбиевым лазером канальцы одонтобластов открываются. Теперь многие врачи предпочитают использовать адгезивы с самопротравливающей основой или однобутылочную адгезивную систему. Однако следует помнить, однако, что, по крайней мере, одно из последних исследований показало, что при препарировании лазером Er:YAG эмали и дентина и при использовании несамопротравливающего адгезива, отдельное травление кислотой эмали и дентина, остается обязательным.

Были опубликованы исследования об оценке воздействия эрбиевых лазеров на микроподтекания вокруг реставраций класса I и класса V.

Исследования реставраций I класса показали, что нет никакой разницы в отношении между эмалью, препарированной лазером и препарированной бором, при условии, что в первую очередь произошло химическое травление эмали. При исследовании микроподтеканий выбранным пломбировочным материалом была композитная смола или стеклоиономер, поскольку амальгамная реставрация показала результат утечки от умеренной до обильной.

В исследованиях о микроподтеканиях также рассматривался эффект лазера Er:YAG на препарирование класса V. Исследования показывают, что все реставрации, подготовленные и выполненные на уровне шейки зуба имеют некоторую форму микроподтекания, независимо от того, были ли они препарированы лазерами или традиционными методами. Лазеры Er:YAG не устраняют микроподтекания, но выводы исследований варьируются относительно того, наблюдается ли микроподтекание также и в случае выполнения препарирования альтернативными методами, как например пескоструйная обработка или обработка наконечником [88-90], или может ли лазер Er: YAG на самом деле повысить уровень микроподтекания, который происходит при процедуре реставрации.

 Апель (Apel) и соавторы в своем лабораторном исследовании показали, что препарирование эмалевой полости лазерами Er:YAG и Er,Cr:YSGG не показали никаких преимуществ для препарирования кариозной полости по сравнению с традиционным препарированием в плане устойчивости к вторичному кариесу.

Клиническое значение этих исследований говорит о том, что использование эрбиевого лазера не следует рассматривать как способ повышения возможности реставрации к сопротивлению микроподтеканиям. Композитные и стеклоиономерные реставраци лучше чем амальгамы при использовании их на участках, препарированных лазером.

Скорость препарирования зубов с помощью эрбиевого лазера, в некоторой степени медленнее, чем скорость препарирования с помощью высокоскоростных наконечников. Shigetami  и др. установили, что время, требующееся для удаления кариеса с эмали при помощи лазерного излучения, немного больше по сравнению с контрольной группой, где использовались роторно-режущие приборы. Не наблюдалось никакой разницы между лазером и наконечником при работе с дентином. Это исследование не рассматривало общее время на процедуру в целом, с момента, когда пациент был посажен в кресло и до момента завершения процедуры, потому, что в большинстве случаев препарирование с использованием эрбиевого лазера производится без местной анестезии. Время, которое требуется для того, чтобы местный анестетик полностью подействовал, не учитывалось в данном исследовании, для того, чтобы можно было сравнивать время проведения процедуры в обоих случаях.

Всегда существовал интерес к тому, как варьируется режущая скорость у различных эрбиевых лазеров. Stock  и др.  произвели прямое сравнение режущих скоростей у Er:YAG лазера и у Er:YSGG лазера. Используя лазеры на идентичных параметрах, идентичном размере пятна излучения и идентичном волокне результаты удаления эмали были одинаковы. Небольшое преимущество в абляции эмали наблюдалось у  Er:YAG лазера.  Диаметр кратера и соответственно удаленная  масса была выше при использовании Er:YAG лазера, в то время, как повышение температуры во время абляционного процесса было ниже для длины волны Er:YAG. Эти исследователи пришли к заключению, что ''оба эффекта могут быть легко объяснены тем, что порог абляции ниже у  Er:YAG лазера по причине того, что у него более высокий уровень поглощения в дентине, как упоминалось ранее.''

Препарирование зубов с помощью традиционных методов, с использованием высоко скоростных и низко скоростных наконечников, широко ассоциируется с дискомфортом пациента, по причине наличия боли, шума и вибрации. Эрбиевый лазер в течение 10 лет продемонстрировал способность проводить препарирование эмали и дентина с радикально меньшим количеством местных анестетиков, или полностью без них.

Keller  и др. и Matsumoto  и др изучали длину волны Er:YAG и Er,Cr:YSGG лазеров соответственно, чтобы оценить восприятие пациента и готовность проводить процедуру с помощью лазера. Keller  и др. рассматривал 206 препарирований, проведенных на 194 зубах. Лазерное лечение было признано более комфортным, чем лечение с помощью механического оборудования с большим статистическим преимуществом. Необходимость в применении местных анестетиков была зарегистрирована в 11% препарирований зубов, проведенных с применением механического оборудования и в 6% случаев, где использовался лазер. Восемьдесят процентов пациентов посчитали, что в будущем, для удаления кариеса они бы не выбрали механическую обработку. Keller  и др. пришел к заключению, что лазерная система Er:YAG более комфортная дополнительная альтернатива для пациента по сравнению с традиционным препарированием кариозной полости с помощью механического оборудования.

Hadley  и др. изучали лазер Er,Cr:YSGG и обнаружил, что он очень эффективен при препарировании кариозных полостей класса I, III и V с последующей композитной реставрацией.

Роль лазеров для твердых тканей при удалении мягких тканей

По причине того, что излучение эрбиевого лазера хорошо поглощается гидроксиапатитами, изначально его основным целевым применением считалась работа с твердыми тканями.   Необходимо помнить, что основным хромофором эрбиевых лазеров является вода в обрабатываемых тканях, а основным компонентом мягких тканей является вода. Лазерная физика и кривая поглощения излучения различными тканями показали, что семейство эрбиевых лазеров может удалять мягкие ткани, используя тот же самый механизм, что и при удалении твердых тканей. Лазерная энергия инфракрасного луча на данном участке трансформируется в тепловую, что в результате приводит к массированному расширению в целевой хромофоре воды. Это, в свою очередь, начинает реакцию микровзрывов в тканях, что приводит  к удалению тонкого слоя тканей. Удаление тканей с помощью эрбиевого лазера выглядит, как процесс «снятие стружки», «сбривания» тканей и  клинически отличается от более глубокого проникновения при удалении тканей с помощью лазера, предназначенного для мягких тканей. Venugopalan  и др. пришли к выводу, что при срезании слизистой у человека Er:YAG лазер влияет скорее на молекулы воды, чем на коллагеновую матрицу. Энергия нагревает молекулы воды до парообразного состояния, и это, в свою очередь, растягивает и разламывает  коллагеновые матрицы во внеклеточной среде.

Глубина проникновения  Er:YAG лазера, с диапазоном пульсации от 200 до 400 микросекундн, составляет от 5 до 40 im. Остаточное термальное повреждение составляет не более 5 im. Глубина проникновения сильно отличается у лазеров для мягких тканей (диодных лазеров, Nd:YAG). Они могут воздействовать на ткани на глубине 500 im, или более того. Коллатеральные повреждения, возникающие при обработке Er:YAG лазером минимальны, по причине того, что энергия, поглощенная водой и термические повреждения незначительны (нет эффекта обугливания). Это может способствовать улучшению заживляющего процесса в обработанной зоне. Neev  и др. открыли, что при проведении операций на мягких тканях с помощью эрбиевого лазера, он вызывает меньше изменений в коллагенах и, как результат, ускоряет процесс заживления  и оставляет минимальное количество шрамов.

Излучение диодных лазеров (810-980 nm), в отличие от лазеров эрбиевой группы, очень хорошо поглощается меланином и гемоглобином. Волны данной длины проходят через воду и проникают гораздо глубже в мягкие ткани. Более того, волны этой длины гораздо лучше достигают эффект гемостаза чем эрбиевые лазеры, которые не очень хорошо поглощаются этими хромофорами. Таким образом, длина волны эрбиевой группы лазеров, не идеальна для проведения операций на мягких тканях, т.к. при проведении этих процедур желателен эффект гемостаза. Уровень сложности в достижении гемостаза наиболее высок в тех случаях, когда мягкие ткани изначально воспалены. Хотя эрбиевый лазер может использоваться для проведения: операций по иссечению десны, гингивопластики, фрэноктомии, вестибулопластики, процедуры по иссечению, удлинения коронки, рассечения и дренажа, раскрытия имплантата во время второй стадии операции, лечения афтозной язвы, и удаления меланиновой пигментации. Врач должен проявлять осторожность, чтобы избежать повреждений в близлежащих тканях, как например кость, зубной цемент, или дентин, при проведении процедур на мягких тканях с помощью эрбиевого лазера.

Использование эрбиевого лазера для уменьшения числа бактерий во время эндодонтического лечения.

82% процента пациентов хотели бы, чтобы процедура проводилась с помощью лазера.

Было опубликовано множество исследований, показывающих, что эрбиевый лазер, как и другие лазеры, обладает антибактериальным свойством, и может использоваться для антибактериальной терапии. Сверх того, эрбиевые лазеры используются целенаправленно для уменьшения числа бактерий в корневом канале во время эндодонтической терапии. Эти исследования показали, что все лазеры, включая эрбиевую группу, крайне эффективны для существенного уменьшения числа бактерий в корневом канале. В некоторых случаях бактерии удаляются лазером, но не реагируют на дезинфицирующий раствор (ie, Enterococcus faecalis). Использование эрбиевых лазеров в эндодонтии обсуждается более детально в другом разделе этого выпуска. 

Роль эрбиевых лазеров в периодонтальных заболеваниях

По причине того, что за последние 5 лет выросла популярность эрбиевой группы лазеров, многие исследователи наблюдали эрбиевые лазеры в лечении периодонтальных заболеваний. В публикациях было показано, что эрбиевые лазеры могут использоваться, как альтернативная терапия для удаления инородных частей из корневого канала. Лазер может удалять зубной камень, не производя сильный побочный термический эффект, на близлежащие ткани. Другие исследования показали, что не хирургическая периодонтальная терапия,  с помощью Er:YAG лазера приводит к значительному росту клинического прикрепления десны. Те же самые исследования изучали обработку лунок с помощью Er:YAG лазера и обнаружили минимальное количество удаленной массы зуба и отсутствие ухудшения рецессии десны. Упомянутый ранее антибактериальный эффект данной длины волны показал хорошие результаты в эндодонтальной и периодонтальной терапии. Данная длина волны очень эффективна против бактерий пародонта. Несмотря на то, что эти исследования выявили определенные перспективы для использования лазеров в периодонтальном лечении, существуют опасения, которые доктора должны учитывать, если хотят успешно применять данную длину волны для нехирургической периодонтальной терапии.

Er:YAG лазер удаляет не только зубной камень, но и находящийся под ним дентин, цементное вещество зубов, кость, и ткани. Эта длина волны не избирательна – только для зубного камня. Множественные исследования показали, что эрбиевые лазеры удаляют находящееся под поверхностью цементное вещество зубов. Во время чистки поверхности зараженного пародонтального кармана, определенное количество удаления цемента считается приемлемым, не зависимо от того, что использовалось: эрбиевый лазер, или ультразвуковой  инструмент для снятия зубного камня. Главный вопрос заключается в том, существует ли значительная разница в количестве цемента, удаленного при использовании эрбиевого лазера, ручных инструментов или традиционно используемого ультразвукового инструмента для снятия зубного камня. Другой проблемой является тот факт, что альтернативные длины волн, например Nd:YAG и диод, легко поглощаются пигментными бактериями парадонта, и способны существенно изменять флору в пародонтальном кармане. Длины волн эрбиевой группы не так легко поглощаются этими бактериями.  Сверх того, близкие к ультракрасным длины волн, гораздо более избирательны при удалении мягких тканей, и поэтому могут применяться при удалении хронически воспаленных мягких тканей на внутренней стенке периодонтального кармана, с минимальным повреждением близлежащих тканей (кость, цемент, дентин). По этой причине использование Nd:YAG и диодных длин волн может быть более предпочтительно, по сравнению с эрбиевыми длинами волн, если только дальнейшее исследование не установит, что положительные результаты преобладают над негативными.

Другой областью исследования использования эрбиевых лазеров в пародонтологии касается имплантатов и лечения периимплантита. Walsh  и Schlenk  и др. исследовали роль эрбиевых лазеров в имплантологии в начале 1990-х. El-Montaser и др. изучали остеоинтеграцию в лунках, подготовленных с помощью эрбиевого лазера. Они сравнили эрбиевые лазеры и буры для создания костного ложа имплантата для титанового винта в основании черепа крысы. Было установлено, что можно достигнуть остеоинтеграцию титанового винта при использовании Er:YAG лазера. В настоящее время исследователи сосредоточили свое внимание на том, какую роль играет эрбиевый лазер в облучении поверхности имплантата и возможной роли этих длин волн в обеззараживании поверхности имплантата в случаях переимплантита. Kreisler и др. открыл, что Er:YAG на низких режимах и углеродные лазеры могут применяться в прямой близости от имплантатов не повреждая их; однако, предпочтение в этом исследовании отдается диодным приборам для выполнения данной процедуры. Kreisler и др. пришел к заключению, что обеззараживание поверхности имплантата с помощью  Er:YAG лазера не перегревает периимплантатную кость при уровне энергии в диапазоне от 60 до 120 мДж и 10 пульсов в секунду в течение 120 секунд. Температура костной поверхности не превышает 47^°C – это предельное значение для жизнеспособности клеток кости. Kreisler и др  также исследовали возможность применения Er:YAG лазера для лечения периимплантита. Они пришли к выводу, что даже при настройках на низком уровне энергии Er:YAG лазер обладает высоким противо бактериальным потенциалом на стандартных имплантатных поверхностях. Они рекомендовали провести дальнейшие исследования для оценки эффективности этих длин волн при лечении периимплантита. Schwarz и др. в двух отдельно взятых исследования, рассматривали эффекты, которые оказывает Er:YAG лазер на поверхность структур титановых имплантатов. Они обнаружили, что использование эрбиевого лазера на имплантатах не приводило к термическим повреждениям и не повреждало титановые поверхности, а также не влияло на степень соединения между человеческими остеобластными клетками и имплантатами. Роль эрбиевой группы лазеров в пародонтологии находится в процессе исследования в настоящий момент. Через несколько лет будет более ясное представление о том, какой положительный эффект оказывает данная длина волны в пародонтологии.

Роль Эрбиевого лазера в удалении кости

Использование Er:YAG лазерного удаления в медицине широко исследовалось, особенно в отоларингологии. Caversaccio и др. показали, что Er:YAG длина волны идеально подходит для проведения отологических операций, по причине того, что характеристики поглощения водой данной длины волны делают возможным точное удаление кости без риска нанесения серьезных термических повреждений. Bornstein и др., цитирует исследование Walsh и др., показавшее, что термальное повреждение близлежащих тканей ограничивалось диапазоном от 5 до 10 |im.

Truong и др. в своей статье об удалении назальной кости описали два специфических критерия, необходимых для использования определенной длины волны на кости. Быстрое удаление костной ткани и отсутствие обугливания были приведены, как два главных фактора. Er:YAG длина волны способна выполнять идеальный разрез, и до тех пор, пока поверхность оставалась влажной во время удаления кости, и при использовании корректного режима, не происходит обугливания.

Romano исследовал способность Er:YAG лазера резать кость и обнаружил, что глубина среза прямо пропорционально зависит от количества пульсаций, а увлажнение  операционного поля водным спреем предотвращает обугливание. В дополнение, Romano рассчитал, что коэффициент повторения свыше 20 Hz не приводит к существенному увеличению риска термального повреждения.

Shori и др  в очень важном исследовании показали, что по мере того, как молекулы воды поглощают больше Er:YAG лазерной энергии, температура воды повышается и длина и сила кислородно-водородных связей в молекулах воды изменяется. Затем поглощающая способность молекул воды смещается в сторону более коротких длин волн, чем Er:YAG (2.94 im). Этот сдвиг в пиковом поглощении для воды уменьшает эффективность лазерного луча при выполнении операции по удалению тканей в контролируемых температурных условиях. Таким образом, данное исследование привело к заключению, что критически необходимо (1) постоянно подавать водный спрей на операционное поле для понижения температура и (2) поддерживать настройки энергии лазера как можно ниже, чтобы избежать возможных ятрогенных повреждений.

При исследовании публикаций по теме: «Роль эрбиевых лазеров в удалении кости с использованием стоматологических режимов». Walsh, в начале своего исследования, смотрел на то, какую роль играют лазеры в имплантологии, удалении костей и операциях на мягких тканях. Sasaki и др. рассматривали природу тканей после их обработки излучением Er:YAG длины волны по сравнению с углеводородным лазером и стоматологическим бором. Использовалась сканирующая электронная микроскопия и трансмиссионная электронная микроскопия, они показали, что лазерное облучение костей приводит к изменениям в слое толщиной 30-im, который состоял из 2 подслоев: поверхностный, существенно измененный слой и более глубокий, подвергшийся меньшему воздействию. Они обнаружили, что главные изменения в кости были в виде микротрещин, дезорганизации, небольшой рекристаллизации исходного апатита и небольшого уменьшения окружающих органических матриц. В последующем исследовании, Sasaki и др. рассматривали какой эффект произведет Er:YAG лазер при 100 мДж на 1 пульс и уровне пульсации 10 Hz (1 W) на кости свода черепа крысы. Наблюдение через сканирующий электронный микроскоп показало хорошо сформированные края,  характерную смазанную шершавую поверхность без слоя и зажатые похожие на фибрин ткани. Не происходит плавления или карбонизации, в отличие от образца при использовании углеводородного лазера. Был сделан вывод, что Er:YAG лазер может стать альтернативным методом для оральной и периодонтльной костной хирургии.

Kimura и коллеги  предоставили два исследования, которые рассматривали роль  Er,Cr:YSGG лазера в облучении костей собак и коров. В их первом исследовании, собачьи челюсти облучали 5 W и 8 Hz в течение 10 или 30 секунд. Были произведены правильные, хорошо очерченные бороздки и термография показала, что максимальное увеличение температуры в среднем составило 12.6^°C на 30 секунд. Они пришли к выводу, что лазер может эффективно резать кости собак без ожогов, оплавления, или изменения пропорции кальций/фосфор в облученной кости.

В исследовании коровьей кости, заданные параметры составляли 20 Hz с 4 W мощности. Ученые варьировали позицию (постоянный, переменный) и режим контакта (контакт, без контакта) и обнаружили, что термические повреждения были минимальными, а хирургические сечения кости и ее удаление отличались высокой точностью. Они также открыли, что термические повреждения и глубина удаления были сильнее в тех образцах, в которых лазерный луч был зафиксирован в контактном режиме. Эти результаты говорят о том, что необходимо проявлять осторожность, чтобы избежать постоянных повреждений при использовании эрбиевого лазера.

Более современные исследования подтвердили первоначальные открытия Eversole  и др. В своей статье 1995 года они пришли к заключению, что Er,Cr:YSGG лазер является эффективным инструментом для выполнения точных операций на костях и последующего заживления. Результаты, полученные с лазером,  были сравнимы с традиционным заживлением прооперированных костей. Исследователи пришли к заключению, что «раневая полость была гладкой, чистой и прямой»  и «после 24 часов, раневое поле в обоих случаях: при использовании бура и гидрокинетических систем, имело чистые линии сечений с тонкой зоной с базофильными характеристиками термического коагуляционного эффекта. Эта зона измерялась 40-60 im.'' Эти открытия очень схожи с результатами, полученными с Er:YAG лазером, в плане их базовой визуальной  гистологии и  модели заживления раны.

В заключение, вероятно лазер получит гораздо большее распространение в костной хирургии в будущем. В современной клинической практике лазер может применяться  повседневно для удаления кости, удаления апикальной части корня зуба, обработки костного контура, апикальной операции по раскрытию ретинированных зубов и другие процедуры. В будущем продолжится исследование роли эрбиевых лазеров для проведения лечения вокруг имплантатов и поиск идеального режима настроек для минимизации ятрогенных повреждений.