במחקר זה, לייזרי Er,Cr:YSGG ודיודות יושמו בנפרד על המשטח השטוח של סך של 96 גלילי טיטניום שתוכננו במיוחד. צמד תרמי הונח על המשטח השני והטמפרטורה נמדדה. חספוס פני השטח מנותח על ידי פרופילומטר, SEM ו- AFM.
מאמר שיטה
במחקר זה, לייזרי Er,Cr:YSGG ודיודות יושמו בנפרד על המשטח השטוח של סך של 96 גלילי טיטניום שתוכננו במיוחד. צמד תרמי הונח על המשטח השני והטמפרטורה נמדדה. חספוס פני השטח מנותח על ידי פרופילומטר, SEM ו- AFM.
מחלות פרי-שתל הן בעיות משמעותיות הקשורות להשתלות שיניים. מטרת מחקר זה הייתה להעריך את חספוס פני השטח ושינויי הטמפרטורה כאשר לייזרי דיודה וארביום, איטריום-סקנדיום-גליום-גארנט (Er,Cr:YSGG) מסוממים בכרום מיושמים על גלילי טיטניום בטיפול במחלות פרי-שתלים לא כירורגיות. בסך הכל נוצרו 13 קבוצות, כולל קבוצת הביקורת, עם דיודות 940 ננומטר (0.8 W-1.3 W-1.8 W) ולייזרים Er,Cr:YSGG (1.5 W-2.5 W-3.5 W) ב-6 מצבי הספק שונים, 20s/W ו-40 s/W, ושמונה גלילי טיטניום טופלו בכל קבוצה. במהלך התהליך, הטמפרטורות הראשוניות והסופיות נרשמו עם צמד תרמי שהונח בחריץ האפיקלי של הגליל. לאחר היישום, החספוס (Ra) של כל הדיסקים נמדד על ידי פרופילומטר. המשטחים נסרקו על ידי מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) ומיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) לבדיקת פני שטח דו-ותלת מימדיים. כאשר הוערכו שינויי הטמפרטורה של גלילי הטיטניום במהלך ההקרנה, הצילינדרים שהוקרנו בלייזר דיודה במשך 40 שניות היו גבוהים משמעותית מאלה שהוקרנו במשך 20 שניות. בצילינדרים שטופלו ב-Er,Cr:YSGG, הטמפרטורה ירדה בחלק מהדגימות ועלתה באופן מינימלי בחלק מהדגימות. ערכי פרופילומטר (Ra) לא היו מובהקים סטטיסטית מבחינת חספוס עבור כל הקבוצות. עם זאת, תמונות SEM הראו התכה ועלייה במספר המיקרופוריות על המשטחים המטופלים. עם המגבלות של מחקר מבחנה זה, ניתן לראות ביישום ה-Er, Cr:YSGG והדיודה גישה בטוחה לניהול פרי-אימפלנטיטיס, במיוחד במונחים של בטיחות תרמית. בעוד שחספוס פני השטח נותר ללא שינוי, השימוש בלייזרים אלה הביא לשינויים נמסים ומיקרו-נקבוביות בטופוגרפיה של גליל Ti. כדי לקבוע כיצד הגדרות לייזר אלו משפיעות על ירידה חיידקית ואוסאואינטגרציה, יש צורך במחקר נוסף.
השתלות שיניים הן אפשרות טיפול מקובלת להחלפת שיניים אבודות 1,2. דלקת רירית פרי-שתל ופרי-אימפלנטיטיס מסווגות כמחלות פרי-שתל. דלקת רירית סביב השתל מוגבלת לרקמות רכות, ואין עדות לאובדן עצם, למעט שיפוץ עצם פיזיולוגי. פרי-אימפלנטיטיס הוא מצב פתולוגי הקשור לרובד ומשפיע על הרקמות המקיפות שתלים דנטליים. זה נבדל על ידי דלקת ברירית סביב השתל וכתוצאה מכך אובדן הולך וגובר של עצם תומכת3. הגורם האטיולוגי העיקרי להתחלה והתקדמות ההפרעה הוא שיבוש שלביופילם 4 של רובד הפלאק סביב השתל. מחקרים רבים על מחלות פרי-שתל מצביעים על כך שהשכיחות של דלקת רירית סביב השתל (PIM) נעה בין 9.7% ל-64.6%, בעוד שהשכיחות של דלקת פרי-שתל (P) נעה בין 4.7% ל-45%5.
בעוד שהצטברות רובד היא הגורם האטיולוגי העיקרי הגורם לפרי-אימפלנטיטיס, הטיפול בה מסובך על ידי המאפיינים הטופוגרפיים המגוונים של השתלים. הבסיס לטיפול פרי-אימפלנטיטיס ללא ניתוח הוא ניהול זיהום באמצעות פירוק משטח השתל וביטול ביופילם נצמד להפחתת העומס החיידקי מתחת לסף הגורם למחלה 6,7. המיקרו והמקרו-טופוגרפיה המורכבת של ממשקי טיטניום ואנטומיה של פגמים בעצם מגבילה את טיהור פני השטח. היעילות של טכניקות טיהור מכניות שונות (קורטים, מכשירים קוליים, שחיקת אבקת אוויר, מברשות טיטניום), כימיות (חומצת לימון, כלורהקסידין, אנטי-מיקרוביאליות) ופיזיקליות (לייזר, טיפול פוטודינמי) הוערכו בשילוב8. מחקרים עדכניים מצביעים על כך שהשימוש המשולב בטכניקות התערבות לא כירורגיות לפרי-אימפלנטיטיס יעיל יותר מאשר דברידמנט בלבד9. שילוב של חומרים אנטי-מיקרוביאליים כימיים או אנטיביוטיקה מקומית/מערכתית בטיפול מכני הוכיח יעילות משמעותית; עם זאת, התערבויות אלה עלולות לגרום לתוצאות שליליות אפשריות10. ככל שטכנולוגיית הלייזר התקדמה, לייזרים דנטליים הפכו פופולריים יותר ויותר בגלל השפעותיהם האנטי זיהומיות, ניקוי רעלים וידידותיות למשתמש על משטחי השתל10,11.
שיא הספיגה, מצב הפעולה של המכשיר ותכונות הרקמה משפיעים על עליית החום במהלך הקרנת לייזר. חקירה פרה-קלינית מכרעת גילתה כי עלייה בטמפרטורה ל-50 מעלות צלזיוס למשך דקה אחת גרמה לנזק לכלי הדם, בעוד שעלייה ל-60 מעלות צלזיוס הובילה להפסקת זרימת הדם ולנמק עצםלאחר מכן 12. חקירה חוץ גופית מצאה כי לאחר 10 שניות בלבד של הקרנת לייזר דיודה, משטחי השתל יכולים להגיע לטמפרטורות גבוהות מסף בטיחות העצם (10 מעלות צלזיוס). כדאיות העצם עלולה להיפגע על ידי עליית טמפרטורה של 10 מעלות צלזיוס בלבד13.
מחקרים רבים שנערכו לאחרונה התרכזו בבחינת ההשפעה המיטיבה של לייזרים בתחום זה 14,15,16,17,18. אורכי גל לייזר שונים מדגימים השפעה אנטיבקטריאלית משמעותית ובטיחות על משטחי השתל כאשר מיושמים פרמטרים מתאימים. מספר משתנים, כולל עוצמה, תדר ואורך גל, משפיעים על יעילות טיפולי הלייזר. מספר מחקרים הדגימו את ההשפעה החיידקית של אורכי גל לייזר שונים, כולל CO2, Er:YAG, Er,Cr:YSGG ולייזרי דיודות שונים, המאפשרים לנו לזהות את ההשפעות המועילות של לייזרים שונים בטיפול בפרי-אימפלנטיטיס. Aoki et al 19,20,21. המסקנה מסקירתם כי יישום לייזר מקל על ניקוי פני השטח בטיפולים לא כירורגיים וכירורגיים כאחד, כולל טיפול רגנרטיבי, ומקדם ריפוי על ידי הפעלת תאי רקמה מסביב22.
ללייזרי דיודה יש את היכולת להפעיל השפעה חיידקית על משטחי השתל מבלי להשפיע על דפוס פני השטח של השתל. כשמדובר בטיפול בפרי-אימפלנטיטיס, לייזר הדיודה עשוי להיות הדרך ללכת מכיוון שהוא מקדם ריפוי של רקמות חניכיים 23,24,25.
ארביום, מסומם כרום: לייזרים איטריום, סקנדיום, גליום, נופך (Er,Cr:YSGG) מציגים תכונות יעילות לסילוק ביופילם וטיהור משטחי השתל11. השפעות חיידקיות חזקות ותכונות התחדשות עצם הודגמו על ידי לייזרי ארביום מבלי לגרום לנזק מכני הודות לתכונותיהם המופעלות על ידי מים11,14.
קיים מחסור בנתונים לגבי השינויים הנגרמים על ידי הקרנת לייזר על שתלי טיטניום. יתרה מכך, טרם הוגדרה מתודולוגיה סופית להקרנת משטחי טיטניום, הכוללת פרמטרי לייזר כגון הספק וזמן היישום. מחקרים קודמים הראו כי ליישום לייזר Er,Cr:YSGG16 לא הייתה השפעה על שינוי הטמפרטורה, עם זאת, מחקרי לייזר דיודות חרגומ-13 ולא חרגומ-16,26 הערך הקריטי. תוצאות שונות של השפעת הטיפול בלייזר על ערך ה-Ra של משטח הטיטניום זמינות בספרות18,27. השערת האפס של המחקר היא שלא יהיה הבדל בין לייזרי Er,Cr:YSGG ולייזרי דיודה מבחינת שינוי טמפרטורה וחספוס של משטחי טיטניום על ידי שימוש. מחקר זה נועד לקבוע פרמטרי הפעלה בטוחים על ידי ניטור חספוס פני השטח ושינויי טמפרטורה על חומר טיטניום באמצעות לייזרים Er, Cr:YSGG ודיודות בהגדרות זמן והספק שונות. הערכת שינוי הטמפרטורה בוצעה באמצעות צמד תרמי, חספוס פני השטח הוערך באמצעות פרופילומטר, ושינויים במשטח נותחו באמצעות טכניקות SEM ו-AFM.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: גלילי טיטניום, העשויים מאותו חומר כמו שתלים קונבנציונליים ומיועדים לשכפל את משטח השתל בטכנולוגיית SLA, כוללים גובה של 10 מ"מ וקוטר של 5 מ"מ. במרכז הגלילים נמצא חלל בעומק 7 מ"מ וברוחב 3 מ"מ (איור 2). רוחב 3 מ"מ מצטמצם ל-1 מ"מ בנקודה העמוקה ביותר. מדידת חספוס פני השטח של שתלים סטנדרטיים באמצעות פרופילומטר אינה אפשרית. ניתן היה להעריך את יעילות הלייזר המופעל על משטח שטוח בקוטר 5 מ"מ בחלק העליון של גליל הטיטניום שתוכנן על ידי היצרן, תוך שימוש באותו חומר המדמה את משטח השתל. בנוסף, על מנת למדוד שינויי טמפרטורה ממרכז הגליל, נוצר חריץ בעומק 7 מ"מ ורוחב 3 מ"מ ממרכז המשטח התחתון של גליל הטיטניום לכיוון עומק הגליל, שם יוצב קצה הצמד התרמי. חריץ זה מאפשר להעריך את שינוי הטמפרטורה של המשטח המטופל מתוך הגליל, ולא תלוי במשטח החיצוני. תמונות תלת מימדיות הושגו על ידי ניתוח המשטחים השטוחים של גלילי טיטניום שיוצרו במיוחד באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM). דיודה של 940 ננומטר (0.8 W28, 1.3 W29, 1.8 W30) ו-2.780 ננומטר Er,Cr:YSGG (1.5 W31, 2.5 W31, 3.5 W32) שימשו בשלושה הספקים שונים על פי המלצות החברה, ו-12 קבוצות נוצרו עם זמן יישום של 20 שניות ו-40 שניות כל אחת. לאחר היישום, נוספה קבוצת ביקורת להערכת חספוס. מעמד עם תמיכת אצבע הודפס ממדפסת תלת מימד כדי לשמור על יציבות גליל Ti במהלך היישום (טבלת חומרים).
1. גודל מדגם

איור 1: מכשירים וציוד בשימוש. (A) לייזר דיודה, (B) לייזר Er,Cr:YSGG, (C) קצה E3, (D) קצה RPTF5-14. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
2. קביעת קבוצות עבודה
| שם הקבוצה | סוג לייזר | מספר דוגמאות (n) | וואט (W) | זמנים (ים) |
| ה1 | Er,Cr:YSGG | 8 | 1.5 וואט | 20 |
| ה2 | 8 | 2.5 וואט | 20 | |
| ה3 | 8 | 3.5 וואט | 20 | |
| ה4 | 8 | 1.5 וואט | 40 | |
| ה5 | 8 | 2.5 וואט | 40 | |
| ה6 | 8 | 3.5 וואט | 40 | |
| ד1 | דיודה | 8 | 0.8 וואט | 20 |
| ד2 | 8 | 1.3 וואט | 20 | |
| ד3 | 8 | 1.8 וואט | 20 | |
| ד4 | 8 | 0.8 וואט | 40 | |
| ד5 | 8 | 1.3 וואט | 40 | |
| ד6 | 8 | 1.8 וואט | 40 | |
| C | לשלוט | 8 |
טבלה 1: מידע על קבוצות לימוד.
3. הכנת מערך ניסוי
4. הליך ניסוי
5. הדמיה דו ותלת מימדית של חומרים
6. מדידת חספוס פני השטח
הערה: נעשה שימוש במכשיר Surftest SJ 201, Mitutoyo, Tokyo, Japan, כאן.

איור 2: תרשים זרימה של קבוצות לימוד. (1A) צילינדר Ti מבט מהצד, (1B) מבט למעלה, (1C) מבט למטה אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
7. ניתוח סטטיסטי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לאחר הערכה המבוססת על זמני היישום של 20 שניות ו-40 שניות, נצפה הבדל מובהק סטטיסטית. שינוי הטמפרטורה על משטחי גליל Ti המופעלים בלייזר 40 שניות נצפה גדול יותר מזה בלייזר 20 שניות המופעל (p=0.037; איור 3).

איור 3: שינוי טמפרטורה בהתאם לזמן עבור כל הדגימות. הקווים העוברים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מתנהל דיון משמעותי על השיטה האופטימלית לטיהור משטחי השתל בטיפול בפרי-אימפלנטיטיס. פרסומים קודמים הציעו שימוש בתרופות מקומיות או סיסטמיות, יישום לייזר, ניקוי מכני ו/או כימי והשתלה. ממצאי המחקר שלנו חשפו כי כל הטמפרטורות שנמדדו עולות מתחת לסף הבטיחות הקריטי של 10 מעלות צלזיוס13. עם זאת, בהתחשב בכך שמדובר במחקר חוץ גופי ולא תמיד יכול לשכפל מצבים קליניים, נצפה כי השימוש בלייזר Er,Cr:YSGG ובלייזר דיודה גרם לשינויי התכה ומיקרופוריות בטופוגרפיה של השתל, בעוד שחס...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.
גלילי הטיטניום ששימשו במחקר יוצרו על ידי Naxis Implant.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מיקרוסקופ כוח אטומי | ezAFM | דגם AFM קומפקטי | |
| דיודה | ביולאז | Epic 10, אורך גל 940 ננומטר | |
| טיפ E3 | קוטר סיבים: 300 ומיקרו; מ ', אורך סיבים: 9 מ"מ | ||
| Er, Cr: YSGG לייזר | אייפלוס | אורך גל 2780 ננומטר | |
| פרופילומטר | מיטוטויו | דגם Surftest SJ-201 | |
| טיפ RFPT-14 | קוטר קצה חיצוני: 580 ומיקרו; m, אורך קצה: 14 מ"מ | ||
| מיקרוסקופ אלקטרונים סורק | פיי | דגם Quanta FEG 250 | |
| דוכן | עיצוב מותאם אישית | יישום קרנף, נימה Flamix PLA, מכשיר Bambulab X1C | |
| המדחום | אנונימי | דגם סדרת 2000, קצה K termokulp | |
| צילינדר טיטניום | נקסיס | גובה 10 מ"מ, קוטר 5 מ"מ, משטח SLA, טיטניום |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה