Od každodenní stomatologie k pokročilým fotoakustickým endodontickým prostředkům (PIPS): laser s dvojí vlnovou délkou Er:YAG & Nd:YAG

Použití laserů k odstraňování kazu, při parodontologickém a endodontickém ošetření, k managementu kostí, řezání a tvarování, a zákrokům na měkkých tkáních může snížit pooperační obtíže a infekci, a poskytnout bezpečné a jednoduché ošetření přímo v zubní ordinaci. V důsledku toho můžeme zlepšit svoji efektivitu, rozšířit nabídku možností ošetření, dosahovat lepších výsledků a zvýšit produktivitu práce.

 

 

Lasery představují v ošetření našich pacientů, včetně dětských pacientů, skutečný kvantový skok kupředu. Americká FDA (Food and Drug Administration) dala souhlas k používání Er:YAG laseru v roce 1997, a to pro postupy na tvrdých i měkkých tkáních. Vývoj a úspěch erbiem dotovaného (částice erbia umístěné v YAG krystalu) krystalu yttria-hliníku-granátu (Er:YAG) učinil ošetření dětí bezpečnějším a rychlejším.

Jednoduše řečeno, laser je částí zařízení, které vytváří koncentrovaný monochromatický paprsek viditelného nebo infračerveného světla, které mohou absorbovat určité konkrétní cílové zóny. Od té doby stomatologická péče využívající laseru navždy změnila způsob, jakým mohou zubní lékaři preparovat poškozené zuby, odříznout kost a ošetřit abnormality a onemocnění měkkých tkání. Naprosto nový standard péče se stává skutečností.

Lasery a pedostomatologie se k sobě výborně hodí. Existuje široká škála zákroků na tvrdých a měkkých zubních tkáních, které lze provést s pomocí laserů, coby alternativy ke konvenční stomatologické péči u dospělých a zejména pak u dětí. Mnoho z těchto postupů může patřit mezi ošetření, na která zubní lékaři historicky odesílají k jiným odborníkům. Pokud ale budete svému laseru rozumět a používat jej efektivně, zjistíte, že mnoho z těchto postupů může snadno provést každý zubní lékař.

Otázka, která je často hlavním zájmem a překážkou v investování do laserů je, zda se tato investice vyplatí, v současné době popisovaná jako návratnost investice. Vyplatí se? Raději bychom o tomto chtěli mluvit až jako o druhotném vlivu. Pokud budete svému laseru rozumět, snadno vám splatí vaši investici i s úroky a otázka nákladů se stane nevýznamnou.

Zakoupení laserů je pro každou zubní ordinaci investicí, nikoli výdajem.

Lasery představují zásadní změnu v celé stomatologii, které jsme byli vyučováni. Můžeme nyní přehodnotit a často upravit G. V. Blackovy principy rozšíření za účelem prevence, a to díky koncepci minimálně invazivní mikrostomatologie. Musíme pochopit, že stomatologie s použitím laseru je jednou částí celého nového způsobu poskytování konzervativní, bezbolestné stomatologie.

Laser, který nazýváme „univerzálním“ laserem je laser Lightwalker Er:YAG & Nd:YAG, který vyrábí Fotona a v USA jej distribuuje společnost Technology4Medicine. Er:YAG laser působí při vlnové délce 2940 nm a jako primární cílové tkáně má vodu a hydroxyapatit. Je velice bezpečný, relativně tichý, eliminuje zápach a vibrace spojené se stomatologickým násadcem, a co je nejdůležitější, je mnohem pohodlnější pro pacienta a významně snižuje nutnost aplikace lokální anestezie.

Použití nové generace erbiových laserů k ošetření počínajícího onemocnění tvrdých tkání umožňuje zubnímu lékaři poskytovat pohodlné ošetření zubů minimálně invazivním způsobem, většinou bez zasažení a strnulosti rtu a bez nutnosti aplikace lokálního anestetika.

Erbiový laser je možné použít k ošetření dočasných i stálých zubů za eliminace nebo snížení množství lokálního anestetika. Ve většině případů nebude pacient požadovat znecitlivění u záchovných ošetření využívajících bondované výplňové materiály v případech kavit I., II. (někdy), III., IV., V. a VI. třídy. Při použití koncepce minimálně invazivních záchovných zákroků umožňuje Er:YAG laser lékaři odstranit pouze postiženou tkáň a tedy zachovat mnohem více zdravé, nepostižené tkáně zubu.

V případech, kdy je preferovaná slitina, může analgetický účinek laseru také lékaři umožnit provedení preparace, která není určená pro bondování, pomocí konvenčního násadce. Erbiový laser je účinný díky působení na cílové pole – vodu ve struktuře zubu. K tomuto účinku dochází, jakmile laser ohřeje vodu v cílové tkáni, v důsledku čehož se vytvoří malé mikroskopické exploze (fototermální účinky následované fotoakustickými účinky). Působí-li na měkké tkáně, kosti nebo zuby a kavity, pak exploze způsobí odpaření těchto oblastí.

 

Er:YAG laser 2940 nm: Zákroky na měkkých tkáních
Zákroků na měkkých tkáních, které je možné provést pomocí univerzálního laseru je celá řada: revize uzdiček v horní a dolní čelisti, revize linguální uzdičky, ošetření perikoronální bolesti nebo infekce, odstranění hyperplastických tkání vzniklých vlivem léků nebo špatné orální hygieny u ortodontických pacientů, biopsie, ošetření aftózních vředů a oparů rtů, pulpotomie, odstranění retinovaných zubů a v dospělosti pak apikoektomie a remodelace kostí.

 

Pulpotomie
Rodiče často vyjadřují obavy ohledně nutnosti rentgenování z důvodu povahy RTG záření a jeho možných nežádoucích účinků na celkové zdraví dítěte. Zpochybňují použití slitin z důvodu jejich chemického složení. Zda jsou tyto obavy v současné stomatologické péči reálné je předmětem diskuze a záleží na vašem individuálním přesvědčení. Mnozí mají také obavy, přestože je nevyjadřují tak hlasitě, z účinku různých léků používaných při pulpotomii, jako je například formokrezol.

Lasery poskytují bezpečné, nechemické, účinné a alternativní ošetření pulpotomie. Výsledky ošetření provedených za období osmi let u více než 4000 pulpotomií pomocí erbiového laseru (2940 nm) představují dostatečný důkaz, že je tato metoda u dětí účinná a bezpečná, bez nutnosti použití chemických prostředků nebo elektrochirurgických metod.

Vede-li konečný výsledek ortodontické úpravy pozice frontálních zubů ke gingivální hypertrofii, může být laser užitečným nástrojem k prodloužení korunek a dosažení estetičtějšího úsměvu pacienta. Je to často možné provést bez nutné aplikace lokální anestezie. U pacientů, kteří trpí hyperplastickými tkáněmi indukovanými léčivy, jako například pacienti užívající Dilantin, je také možné pomocí erbiového laseru tkáně zredukovat a remodelovat.

Kromě mnoha případů popsaných v tomto článku je lasery možné používat k dalším zákrokům, které nejsou v pedostomatologii obvykle vyžadovány, jako například k revizím abnormální uzdičky v dolní čelisti, a které zabrání nutnosti implantace měkkých tkání, k prodlužování korunek tam, kde je potřebná remodelace kosti, k apikoektomiím, odstranění kostních exostóz, odstranění retinovaných třetích molárů, zbytků kořenů, k naříznutí a drenáži měkkých tkání z důvodu infekcí, k pokročilým parodontologickým ošetřením a k nejmodernějším pokrokovým endodontickým ošetřením využívajícím světelně indukovaného fotoakustického proudění.

 

Fotoakustická endodoncie pomocí PIPS
Cílem endodontického ošetření je dosáhnout efektivního vyčištění a dekontaminace od smear layer, bakterií a jejich vedlejších produktů v systému kořenových kanálků. Klinicky využívají tradiční endodontické techniky ve snaze vytvarovat, vyčistit a zcela dekontaminovat endodontický systém mechanických nástrojů, spolu s ultrazvukem a chemickou irigací, ale v úspěšném odstranění všech infekčních mikroorganismů a detritu stále zaostávají. Je to dáno složitostí anatomie kořenových kanálků a neschopností běžných irigačních roztoků proniknout do laterálních kanálků a apikálních větvení. Zdá se tedy vhodné hledat nové materiály, techniky a technologie, které mohou zlepšit vyčištění a dekontaminaci těchto anatomických oblastí.

V rámci nových technologií byl laser v endodoncii studován od začátku 70. let 20. století [1–3] a od 90. let se začal používat více. [4–6]

Bylo prokázáno, že ve významné redukci bakterií v infikovaných kanálcích jsou účinné různé vlnové délky a tyto výsledky in vitro potvrdila i řada významných studií. [7] Studie uváděly, že v dezinfekci povrchu kořenových kanálků a dentinových stěn je značně účinné laserové záření blížící se infračervené vlnové délce (až 750 mikronů u diody 810 nm a až 1 mm u Nd:YAG 1064 nm). Na druhé straně ale tyto vlnové délky neprokázaly efektivní výsledky v debridementu a čištění povrchu kořenového kanálku a způsobovaly charakteristické morfologické změny dentinových stěn. Smear layer byla odstraněna pouze částečně a dentinové kanálky byly převážně uzavřené v důsledku roztavení anorganických dentinových struktur. [5, 8]

Další studie zaznamenaly schopnost debridementu a vyčištění stěn kořenových kanálků u laseru se středním infračerveným spektrem. [9, 10] Redukce osídlení bakteriemi po ozáření erbiovým laserem se prokázala vysoká na povrchu dentinu, ale nízká co do hloubky průniku, a to z důvodu velké absorpce laserové energie na povrchu dentinu. [7] Ve srovnání s tradičními technikami (CI) a použitím ultrazvuku (PUI), také vedla aktivace laserem u běžně používaných irigačních roztoků (LAI) ke statisticky účinnějšímu odstranění detritu a smear layer v kořenových kanálcích. [11, 12] Metoda aktivace laserem navíc ve srovnání s ultrazvukem vedla ke značné modulaci reakční rychlosti NaOCl, výrazně zvyšující produkci a spotřebu dostupného chlóru. [13]

Jedna nedávná studie zaznamenala, jak použití Er:YAG laseru, vybaveného nově navrženým radiálním a holým hrotem, v kombinaci se 17procentním roztokem EDTA, za použití velmi krátkého trvání pulzu (50 mikrosekund) a nízké energie (20 mJ), vedlo prostřednictvím fotoakustické techniky nazvané fotony indukované fotoakustické proudění nebo „PIPS“ k účinnému odstranění detritu a smear layer za minimálního nebo žádného tepelného poškození organických dentinových struktur. [14, 15] Byl rovněž zkoumán stejný fotoakustický postup v kombinaci s 5,25% roztokem chlornanu sodného a trojrozměrně se prokázalo, že snižuje bakteriální zátěž a s ní související výskyt biofilmu v systému kořenových kanálků. [16]

Další podobné studie jsou připravovány ke zveřejnění, jejich výsledky jsou slibné a naznačují trojrozměrně kladný vliv této laserem aktivované dekontaminační (LAD) metody.

Účelem tohoto článku je stručně prezentovat experimentální pozadí této laserové techniky a představit klinický postup.

 

Vědecké pozadí
Mikrofotografický záznam LAI studií naznačuje, že erbiové lasery používané v kořenových kanálcích naplněných irigačním roztokem vyvolávají proudění tekutin o vysoké rychlosti prostřednictvím efektu kavitace. [17] Laserový tepelný efekt vyvolává expanzní implozi molekul vody z irigačního roztoku a vytváří efekt sekundární kavitace u tekutin uvnitř kanálku. Za účelem dosažení tohoto proudění se doporučuje umístit vlákno do střední třetiny kanálku, 5 mm od apexu a podržet jej v klidu. [18] Tato koncepce značně zjednodušuje techniku použití laseru, aniž by bylo nutné dosáhnout apexu a proniknout přes zakřivení kanálku.

Videozáznam nové techniky PIPS také ukázal silné proudění tekutin uvnitř kanálků. To se od již zmíněné techniky LAI liší aktivací irigačních roztoků v endodontickém systému prostřednictvím hlubokého fotoakustického a fotomechanického jevu. Použití nízké energie (pulz o délce 50 mikrosekund, 20 mJ při 15 Hz, o průměrném výkonu 0,3 W nebo nižším) vyvolává pouze minimální tepelný účinek. Studie s termočlánky přiloženými k apikální třetině kořene odhalila zvýšení teploty pouze o 1,2 stupně C po 20 sekundách a o 1,5 stupně C po 40 sekundách nepřetržitého ozařování. [14]

Je-li energie erbiového laseru dodávána pouze formou pulzů o délce 50 mikrosekund přes speciálně navržený zkosený a holý 400 mikronový hrot (Fotona LightWalker, Technology4Medicine), vytváří ve srovnání s delšími pulzy velký nejvyšší výkon o 400 Wattech. Každý impuls absorbovaný molekulami vody vytváří silnou „šokovou vlnu“, která vede k aktivaci účinného proudění tekutin uvnitř kanálku, přičemž současně omezuje nežádoucí tepelné účinky pozorované u jiných metod. Umístění hrotu pouze do koronální části ošetřovaného zubu umožňuje menší rozšíření preparace kanálku za menšího tepelného poškození, než které lze vidět u technik vyžadujících umístění hrotu do systému kořenových kanálků.

Povrchy kořenových kanálků irigované 17procentním EDTA aktivovaným laserem po dobu 20 sekund vykazovaly obnaženou kolagenní matrix, otevřené dentinové kanálky a absenci smear layer a detritu (obr. 1–3). Vyplachování 5,25procentním chlornanem sodným za ozáření laserem po dobu 20 sekund způsobovalo silnou aktivaci roztoku, která jak uvádí Macedo, [13] zlepšuje dezinfekční účinek chlornanu sodného. [16] Dezinfekční účinek PIPS je velmi efektivní jak na povrchu kořene, tak i v laterálních kanálcích a dentinových kanálcích, což potvrdily i SEM a konfokální studie (obr. 4).

Hluboký a vzdálený účinek PIPS eliminuje nutnost zavádět hrot do systému kořenových kanálků. Na rozdíl od tradičních technik použití laseru vyžadujících umístění hrotu do hloubky 1 mm od apexu nebo dokonce 5 mm od apexu, jak je doporučeno pro LAI18, se hrot PIPS umisťuje pouze do koronární části dřeňové dutiny a podrží se v klidu, přičemž dochází k fotoakustickému účinku, který se rozšíří do otvorů všech kanálků. K této technice se používá nový design hrotu o průměru 400 mikronů, délce 12 mm, se zkoseným zakončením (obr. 5). Poslední 3 mm hrotu jsou bez potahu, což umožňuje větší emisi energie do stran.

Tento režim emise energie poskytuje lepší rozptyl do stran za použití nízké energie a posílení fotoakustického účinku.

 

Diskuze
Ozařování laserem je v endodoncii běžnou technikou používanou k lepšímu vyčištění, debridementu a dezinfekci systému kořenových kanálků. Používá se mnoho vlnových délek a různých postupů. Lasery se spektrem blízkým infračervenému záření se používají k trojrozměrné dekontaminaci endodontického systému. Nd:YAG a diodové lasery využívají tepelnou energii ke zničení bakterií. Pozorování však odhalují jistou míru tepelného poranění povrchu kořenového kanálku a vznik typických morfologických poškození. Kromě toho nejsou schopny důkladně odstranit smear layer.

Na rozdíl od nich, erbiové lasery se používají pro jejich schopnost odstranit smear layer, přičemž jejich baktericidní účinnost je omezena na povrch kořene. Umístění hrotu do blízkosti apexu a jeho pohyb zpět během procesu aktivace je spojeno s rizikem apikální perforace, ledgingu a tepelného poškození povrchu vlivem ablační schopnosti této vlnové délky. Byla navržena také kombinace laserů s vlnovou délkou blízkou a středního infračerveného spektra. Technika nazvaná „endodontické ošetření dvojím světlem“ (TET), využívá nejprve energie erbiového laseru k vyčištění povrchu kořenového kanálku a odstranění smear layer, a poté neodimiového Nd:YAG laseru v suchém režimu jako závěrečného dezinfekčního kroku. Všechny tyto techniky využívají tradičních hrotů a vláken umístěných do kanálku, v blízkosti apexu (1 mm) se všemi příslušnými tepelnými nevýhodami pozorovanými zvláště v dlouhých, úzkých a zakřivených kanálcích.

Jako prostředek k aktivaci běžně používaných irigačních roztoků (LAI) se používají také erbiové lasery, u nichž nehrozí riziko tepelného poškození a zvyšují čisticí a dezinfekční účinek tekutin. Zejména PIPS snižuje všechna tato rizika a nevýhody díky tomu, že se hrot umisťuje pouze do koronálního otvoru a používá se při minimálně ablační úrovni energie 20 mJ nebo méně.

Výsledky z našich studií prokázaly, že technika PIPS vedla k bezpečnému a účinnému debridementu a dekontaminaci systému kořenových kanálků. Naše klinické studie ukázaly, že technika PIPS značně zjednodušuje ošetření kořenových kanálků a současně usnadňuje hledání apikálního zakončení, debridement a zachování průchodnosti.

V důsledku účinnosti PIPS je možné značně zredukovat výslednou velikost kanálku potřebnou pro jeho vytvarování, často až na velikost 25/04, a je tak možná více minimálně invazivní a biomimetická preparace, kterou je následně možné trojrozměrně obturovat.

 

Závěr
Lasery jsou pro zubní ordinaci velice univerzálním doplňkem a v mnoha případech je lze použít místo konvenčních metod, které používá naprostá většina zubních lékařů. Začlenění laseru do instrumentária zubní ordinace by mělo být považováno za investici, nikoli za výdaj. Používají-li se lasery s odpovídající znalostí moderní fyziky na jejich pozadí, je-li lékař v práci s nimi proškolen a používá je bezpečně, poskytují našim pacientům nový standard stomatologické péče.

 

Použitou literaturu a informace o autorech naleznete na www.stomateam.cz