Name: In vitro Évaluation des effets des lasers Er,Cr :YSGG et à diode utilisés sur cylindre en titane (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-06T13:55:00.000+00:00
Duration: 7 min 5 s
Description: Découvrez l'évaluation des lasers Er,Cr:YSGG et diode sur cylindres en titane pour traiter la péri-implantite. Cette méthode mesure les variations de température et analyse la rugosité surfacique.

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REMARQUE : Les cylindres en titane, fabriqués à partir du même matériau que les implants conventionnels et conçus pour reproduire la surface de l’implant avec la technologie SLA, présentent une hauteur de 10 mm et un diamètre de 5 mm. Une cavité de 7 mm de profondeur et 3 mm de largeur est située au centre des cylindres (Fig. 2). La largeur de 3 mm se réduit à 1 mm au point le plus profond. Il n’est pas possible de mesurer la rugosité de surface d’implants standard à l’aide d’un profilomètre. Il a été possible d’évaluer l’efficacité du laser appliqué sur une surface plane de 5 mm de diamètre au sommet du cylindre en titane conçu par le fabricant, en utilisant le même matériau qui simule la surface de l’implant. De plus, afin de mesurer les changements de température à partir du centre du cylindre, une rainure de 7 mm de profondeur et 3 mm de large a été créée à partir du centre de la surface inférieure du cylindre en titane vers les profondeurs du cylindre, où la pointe du thermocouple sera placée. Cette rainure permet d’évaluer le changement de température de la surface traitée à partir de l’intérieur du cylindre, plutôt que de dépendre de la surface extérieure. Des images tridimensionnelles ont été obtenues en analysant les surfaces planes de cylindres en titane spécialement produits à l’aide d’un microscope à force atomique (AFM). Une diode de 940 nm (0,8 W28, 1,3 W29, 1,8 W30) et des lasers Er,Cr :YSGG de 2,780 nm (1,5 W31, 2,5 W31, 3,5 W32) ont été utilisés à trois puissances différentes selon les recommandations de l’entreprise, et 12 groupes ont été formés avec un temps d’application de 20 s et 40 s chacun. Après l’application, un groupe témoin a été ajouté pour l’évaluation de la rugosité. Un support avec un support de doigt a été imprimé à partir d’une imprimante tridimensionnelle pour maintenir la stabilité du cylindre de Ti pendant l’application (Table des matériaux).
1. Taille de l’échantillon
<ol>
	<li>Calculez la taille de l’échantillon à l’aide de l’analyse de puissance du programme G*Power. Le nombre minimal d’échantillons pour chaque groupe a été déterminé comme suit : n = 8 échantillons pour le changement de température avec une taille d’effet d : 0,6906, un écart-type de 16,8, une puissance : 0,80 et une α : 0,05. REMARQUE : Dans cette étude, un laser Er,Cr :YSGG équipé d’un laser à diode de 940 nm avec une pointe de 300 μm de diamètre (pointe e3) et d’une pointe RFPT5-14 élastique de tir à 360° (580 μm de diamètre et 14 mm de long) a été utilisé comme système laser (Figure 1).</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67955/67955fig01.jpg"> 
Figure 1 : Instruments et équipements utilisés. (A) Laser à diode, (B) Laser Er,Cr :YSGG, (C) Pointe E3, (D) Pointe RPTF5-14. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67955/67955fig01large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.</a>
2. Détermination des groupes de travail
<ol>
	<li>Prenez le watt recommandé des lasers pour une application dans la poche dans la mucite péri-implantaire comme condition idéale d’utilisation. De plus, incluez une valeur inférieure et une valeur supérieure dans les groupes d’étude par rapport au watt recommandé. Les valeurs utilisées ici sont de 1,5 W et 3,5 W pour Er,Cr :YSGG, et de 0,8 W et 1,8 W pour le laser à diode.</li>
	<li>Déterminer le temps d’application à 20 s et 40 s pour évaluer l’effet du temps de fonctionnement sur le changement de température. Les groupes d’étude sont présentés dans le tableau 1.</li>
</ol>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Nom du groupe</td>
			<td>Laser Type</td>
			<td>Nombre d’échantillons (n)</td>
			<td>Watt (W)</td>
			<td>Temps(s)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E1</td>
			<td>Er,Cr :YSGG</td>
			<td>8</td>
			<td>1,5 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E2</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>2,5 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E3</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>3,5 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E4</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,5 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E5</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>2,5 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E6</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>3,5 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>J1</td>
			<td>Diode</td>
			<td>8</td>
			<td>0,8 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>J2</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,3 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>J3</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,8 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D4</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>0,8 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>J5</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,3 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>J6</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,8 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C</td>
			<td>Contrôle</td>
			<td>8</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tableau 1 : Informations sur les commissions d’étude.
3. Préparation du dispositif expérimental
<ol>
	<li>Avec le programme Rhinoceros (graphisme 3D et design), concevez un support cylindrique en 3D avec une cavité légèrement d’un diamètre de 10 mm et d’une épaisseur de 5 mm.<ol>
		<li>Ouvrez l’application. Dessinez un cercle de 10 mm de diamètre. Réduisez le cercle de 50 % par rapport à un axe pour créer une ellipse. Appuyez sur Extuder et soulevez l’ellipse dans la troisième dimension.</li>
		<li>Dessinez à nouveau un cercle pour soutenir les doigts. Soulevez le deuxième cercle dans la troisième dimension avec la clé de l’extrudeuse. Faites en sorte que la hauteur soit inférieure au premier cercle.</li>
		<li>Percez un trou de 10 mm dans le dessin elliptique à l’aide de la commande booléenne. Pour le support du thermocouple, faites une ligne en forme de L avec la commande Sweep 1 et créez la 3ème dimension.</li>
		<li>Dessinez un carré, agrandissez-le dans la 3ème dimension avec la commande extrudeur et créez la base. Après avoir imprimé le motif, appliquez du silicone autour du trou où le cylindre de Ti viendra le sécher et séchez-le. Cela maintiendra le cylindre en place pendant l’application du laser.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Amenez une pièce fermée avec climatisation à une température de 27 °C. Fixez le support sur lequel les cylindres seront fixés au milieu d’une baignoire en plastique avec du ruban adhésif double face. REMARQUE : Insérez le cylindre Ti, pressez l’air sur la surface.</li>
	<li>Placez le thermocouple du thermomètre dans la partie creuse du cylindre Ti placé dans sa fente sur le support.</li>
	<li>Préparez un chronomètre pour suivre le temps d’application. Enregistrez les degrés par le 3ème observateur et suivez l’heure avec le chronomètre.</li>
</ol>
4. Procédure expérimentale
<ol>
	<li>Lors de l’application laser, portez des lunettes de protection pour la sécurité du praticien. Insérez la pointe RPTF5-14 pour laser Er,Cr :YSGG. Insérez l’embout E3 pour le laser à diode.</li>
	<li>Allumez le laser Er,Cr :YSGG. Sélectionnez le mode fermé Perio. Appliquez des lasers de 1,5 W, 2,5 W et 3,5 W pendant 20 s et 40 s chacun. Il y a 96 cylindres Ti avec application laser. Irradiez un cylindre de Ti avec un seul type de laser, un watt et une seule fois.</li>
	<li>Allumez le laser à diode. Sélectionnez le mode Perio Pocket. Appliquez un laser de 0,8 W, 1,3 W et 1,8 W pendant 20 s et 40 s chacun.</li>
	<li>Demandez au 3ème observateur de démarrer le chronomètre lorsque le laser démarre. Prévenez-le lorsque le temps est écoulé.</li>
	<li>Appliquez la pointe laser à un angle de 15° par rapport à la surface, en contact, en zigzaguant sur toute la surface pendant le temps prévu.</li>
	<li>Notez les valeurs de température initiales et finales lors de l’application. Soustrayez la valeur de température de début de la valeur de température de fin. Calculez le changement de température. REMARQUE : Notez les valeurs de changement de température pour un total de 12 groupes, 6 groupes Er, Cr :YSGG et 6 groupes laser à diode.</li>
	<li>Conservez les échantillons dans des sacs transparents sur lesquels sont inscrits les numéros de groupe.</li>
</ol>
5. Imagerie bidimensionnelle et tridimensionnelle des matériaux
<ol>
	<li>Effectuer des analyses au microscope électronique à balayage (MEB) et au microscope à force atomique (AFM) pour évaluer et démontrer les changements dans la morphologie de la surface du cylindre de Ti. REMARQUE : L’instrument FEI Quanta FEG 250 a été utilisé.</li>
	<li>Ne pas enduire les échantillons avant de les placer dans le MEB. Il y a 13 groupes, dont 1 groupe de contrôle, 6 groupes de laser à diode et 6 groupes de laser Er,Cr : YSGG. Pour le groupe témoin, n’effectuez aucun traitement, prenez uniquement des images de surface par AFM et MEB.</li>
	<li>Choisissez au hasard un cylindre dans chacun des 13 groupes d’étude. Insérez-les dans le dispositif MEB. Notez l’emplacement sur la plateforme et le code de l’échantillon pour éviter de mélanger les échantillons.</li>
	<li>Placez le cylindre de Ti dans le dispositif MEB avec la surface plane vers le haut. Effectuez des analyses en utilisant le mode Low Vacuum. Réglez la pression de la chambre à 60 Pa pendant l’analyse.</li>
	<li>Une fois que l’appareil est entièrement prêt, enregistrez des images à un grossissement de 250x, 1000x et 5000x à partir d’un point aléatoire sur la surface plane. Répétez cette procédure pour tous les échantillons. REMARQUE : Lorsque le périphérique SEM a fini d’aspirer, il est prêt pour la collecte d’images.</li>
	<li>Pour la mesure AFM, sélectionnez au hasard une bouteille de Ti dans chaque groupe d’étude. Effectuez la mesure en mode taraudage.<ol>
		<li>Placez la bouteille de Ti dans l’instrument AFM. Placez le capot supérieur de manière à ce que la pointe de l’instrument soit sur l’échantillon. Vérifiez que la lumière rouge de la fenêtre de l’instrument se trouve sur la surface à imager.</li>
		<li>Réglez la tension sur 2. Rapprochez la pointe de l’échantillon à l’aide du bouton d’atterrissage automatique. Démarrez l’analyse en appuyant sur le bouton Démarrer l’analyse.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Prenez une image numérique de 5 μm x 5 μm pour chaque échantillon et enregistrez à une fréquence de balayage lente (1 Hz). Enregistrez des images prises avec l’instrument AFM à partir des surfaces planes des cylindres de Ti. L’instrument AFM visualise une zone de 25 μm2 .</li>
</ol>
6. Mesure de la rugosité de surface
REMARQUE : L’appareil Surftest SJ 201, Mitutoyo, Tokyo, Japon, a été utilisé ici.
<ol>
	<li>Réglez la résolution du profilomètre sur 0,01 mm, la longueur transversale sur 3,0 mm et le diamètre de la pointe de la goupille d’enregistrement en diamant sur 5 μm. Réglez la vitesse de mesure sur 0,5 mm/s pour déterminer la valeur Ra.</li>
	<li>Fixez le cylindre de Ti à l’aide d’un support, utilisez le presel et fixez le cylindre de Ti en le tenant par la surface latérale. Placez l’aiguille du profilomètre en contact avec la surface Ti.</li>
	<li>Appuyez sur le bouton Démarrer. Enregistrez la valeur Ra trouvée. Répétez la mesure 5 fois dans différentes directions sur la surface plane de chaque cylindre (Figure 2). Pour obtenir les différentes directions, déplacez le cylindre Ti sur lui-même à l’aide d’une prévente. Répétez l’opération sur toute la longueur du cylindre de Ti.</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67955/67955fig2v2.jpg"> 
Figure 2 : Organigramme des groupes d’étude. (1A) Vue latérale du cylindre Ti, (1B) vue de dessus, (1C) vue de dessous <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67955/67955fig2v2large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>
7. Analyse statistique
<ol>
	<li>Effectuez des analyses statistiques à l’aide du progiciel statistique SPSS-Windows et appliquez les tests de Kruskal-Wallis et de Mann-Whitney. Définissez le niveau de confiance statistique à 95 % (α = 0,05).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Microscopie à force atomique</td><td>ezAFM</td><td></td><td>Modèle AFM compact</td></tr><tr><td>Diode</td><td>Biolase</td><td></td><td>Epic 10, 940 nm Longueur d’onde</td></tr><tr><td>Astuce E3</td><td></td><td></td><td>Diamètre de la fibre : 300 & micro ; m, Longueur de la fibre : 9 mm</td></tr><tr><td>Er,Cr :YSGG Laser</td><td>Iplus</td><td></td><td>Longueur d’onde de 2780 nm</td></tr><tr><td>Profilomètre</td><td>Mitutoyo</td><td></td><td>Modèle Surftest SJ-201</td></tr><tr><td>Pointe RFPT-14</td><td></td><td></td><td>Diamètre extérieur de l’embout : 580 & micro ; m, Longueur de la pointe : 14 mm</td></tr><tr><td>Microscope électronique à balayage</td><td>FEI</td><td></td><td>Modèle Quanta FEG 250</td></tr><tr><td>Debout</td><td>Conception personnalisée</td><td></td><td>Application rhinocéros, filament PLA Flamix, dispositif Bambulab X1C</td></tr><tr><td>Thermomètre</td><td>Keithley</td><td></td><td>Modèle de la série 2000, pointe K termokulp</td></tr><tr><td>Cylindre en titane</td><td>Naxis</td><td></td><td>10 mm de hauteur, 5 mm de diamètre, surface SLA, titane</td></tr></tbody></table>

in vitro Évaluation des effets des lasers er,cr :ysgg et à diode utilisés sur cylindre en titane

In Vitro Evaluation of The Effects Of Er,Cr:YSGG and Diode Lasers Used on Titanium Cylinder

Lors de l’évaluation basée sur les temps d’application de 20 secondes et 40 secondes, une différence statistiquement significative a été observée. On a observé que la variation de température sur les surfaces cylindriques de Ti appliquées au laser de 40 s était supérieure à celle des surfaces des cylindres de Ti appliquées au laser de 20 s (p = 0,037 ; Figure 3).
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" ...

In vitro Évaluation des effets des lasers Er,Cr :YSGG et à diode utilisés sur cylindre en titane

Peri-implant diseases are significant issues associated with dental implants. The aim of this study was to evaluate the surface roughness and temperature ...

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