Research Article

שיטת In-Vitro להערכת אינטראקציות לייזר עם טיטניום באמצעות לייזרי Er, Cr:YSGG ודיאודה

DOI:

10.3791/70463

⸱

March 27th, 2026

 , 
1Department of Periodontology, Akdeniz University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר שיטה סטנדרטית במבחנה להערכת השפעות תרמיות ושטחיות על טיטניום במהלך הקרנת לייזר Er,Cr:YSGG ודיאודה באמצעות הגדרות חיתוך רקמות רכות שהומלצו על ידי היצרן. תרמומטריית מגע ישיר וניתוח משטח רב-מודלי מספקים תהליך עבודה שניתן לשחזר לאפיון אינטראקציות לייזר טיטניום התלויות באורך גל.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה מציג פרוטוקול מאוזן במבחנה להערכת התגובה התרמית ושינויים על פני השטח של טיטניום במהלך הקרנת Er,Cr:YSGG והקרנת לייזר דיודה תחת הגדרות רקמות רכות שהומלצות על ידי היצרן. צילינדרים מותאמים אישית מסוג טיטניום דרגה 4 עם ערוץ פנימי אפשרו מדידת טמפרטורה ישירה באמצעות תרמוקופל מוטמע, מה שאפשר הערכה מבוקרת של שינויים תרמיים שנגרמו מלייזר. כדי להבטיח עקביות גיאומטרית ולמזער שונות תלויה במפעיל, נעשה שימוש במערכת ייצוב מודפסת בתלת-ממד כדי לתקן את זווית הקרינה, מסלול הסריטה ותנועת הקצה. שינויים במשטח לאחר חשיפה ללייזר אופו כמותית ואיכותית באמצעות טכניקות משלימות, כולל פרופילומטריה לניתוח חספוס, מיקרוסקופ אלקטרונים סורק להערכה מיקרומורפולוגית, ומיקרוסקופיית כוח אטומי להערכת טופוגרפיה בקנה מידה ננומטר. הקרנת דיאודה-לייזר יצרה עליות טמפרטורה התלויות בהספק ובזמן, כאשר שילובי הפרמטרים הגבוהים ביותר עברו את סף הבטיחות המקובל קלינית של 10 מעלות צלזיוס. לעומת זאת, כל תנאי Er,Cr:YSGG שנבדקו נותרו מתחת לגבול זה, מה שמעיד על התנהגות תרמית מובחנת התלויה באורך גל. שתי מערכות הלייזר גרמו לעליות משמעותיות בחספוס פני השטח ביחס למשטח הביקורת שלא טופל, בעוד שניתוחי הדמיה חשפו הבדלים תלויי אורך גל במורפולוגיה מיקרו וננומטרית. ביחד, פרוטוקול זה מספק מסגרת ניסיונית לחקירה שיטתית של אינטראקציות בין לייזר לטיטניום ועשוי לתמוך בבחירת פרמטרים בטוחה ומבוססת ראיות עבור פרוצדורות רקמות רכות בסיוע לייזר המתבצעות בקרבת רכיבי השתל.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הליכי רקמות רכות בסיוע לייזר משמשות באופן נרחב במהלך ניתוחי שתלים בשלב שני ובניהול רירית סביב השתל, שם מתבצעת הקרנה לעיתים קרובות בקרבה לרכיבי טיטניום 1,2. במצבים קליניים כאלה, הבנת ההתנהגות התרמית של הטיטניום והפוטנציאל לשינויים על פני השטח היא חיונית, שכן העלאת טמפרטורה מופרזת או הפרעה על פני השטח עלולים לסכן את שלמות העצם סביב השתל ואת יציבות השתל לטווח ארוך 3,4. הספרות הקיימת מספקת תובנות חשובות לגבי אינטראקציות לייזר טיטניום התלויות באורכי גל, אך שונות מתודולוגית, כגון הבדלים בגאומטריית הקרינה, מצב מגע, זווית וטכניקות הערכת משטח, מציבה אתגרים בקביעת ספי בטיחות שניתנים לשחזור ולשימוש קליני 5,6,7.

מחקרים עדכניים מתמקדים יותר ויותר בהשפעות התרמיות והשטחיות של אורכי גל לייזר שונים על טיטניום, במיוחד בהקשר של פרוצדורות רקמות רכות סביב השתלות. לייזרי דיודה הוכחו כגורמים לעליות טמפרטורה ותלויי זמן ושינויים על פני השטח על טיטניום, כאשר חלק מההגדרות חורגות מספי חום קליניים רלוונטיים, מה שמעלה חששות לגבי בטיחות תרמית בקרבת רכיבי השתל 8,9,10,11. לעומת זאת, לייזרים מבוססי ארביום, כולל מערכות Er,Cr:YSGG, מציגים אינטראקציות ספציפיות לאורך גל המאופיינות בספיגת מים חזקה ובמנגנוני אבלציה הידרוקינטיים, שעשויים להגביל העברת חום מופרזת ונזק מפני השטח בתנאים מתאימים 12,13,14. למרות ההתקדמות הזו, התוצאות המדווחות נותרות הטרוגניות בשל הבדלים בעיצוב הניסויים והיעדר מתודולוגיות סטנדרטיות.

מחקרים קודמים בחנו שינויי טמפרטורה 9,10,11,15, שינוי משטח מושרה בלייזר 14,16,17, או היבטים ספציפיים של ספיגת טיטניום אופטית 7, אך מודלים ניסיוניים רבים חסרו שליטה סטנדרטית על פרמטרים כמו זווית סיבים, מגע עם פני הקצה או אחידות הסוויפ. וריאציות אלו יכולות להשפיע על אספקת האנרגיה ולסבך את ההשוואות בין מחקרים. בנוסף, השימוש בהדמיה חד-מודלית במספר דוחות הגביל את היכולת לזהות שינויים מיקרו-ננומטריים התלויים לאורך גל על משטחי טיטניום16,18. מסגרת אנליטית משולבת יותר עשויה לכן לשפר את הפרשנות והרלוונטיות הקלינית של מחקר אינטראקציה בלייזר טיטניום12.

כדי להתמודד עם פערים מתודולוגיים אלו, המחקר הנוכחי מציג פרוטוקול מאוזן במבחנה להערכת אינטראקציות בין לייזרי Er, Cr:YSGG ודיאודה עם משטחי טיטניום תחת פרמטרים קליניים רלוונטיים לחיתוך רקמות רכות שהומלצו על ידי היצרן. הושערה כי לייזרי Er,Cr:YSGG ודיאודות, כאשר מופעלים תחת הגדרות רקמות רכות שהומלצו על ידי היצרן, ייצרו הבדלים ברורים ותלויי אורך גל בתגובה התרמית ובשינוי פני השטח של טיטניום. הפרוטוקול עושה שימוש בצילינדרים טיטניום דרגה 4 מותאמים אישית עם ערוץ תרמוקופל פנימי, המאפשר מדידת מגע ישיר של טמפרטורות בסיס ואחרי הקרינה ומפחית ארטיפקטים הנפוצים עם גשושים חיצוניים.

מערכת ייצוב קשיחה מודפסת בתלת-ממד שומרת על זווית הקרנה קבועה, מסלול יד מבוקר ומצב מגע עקבי, מה שמפחית שונות תלויה במפעיל ומבטיח אספקת אנרגיה שחזורית.

חוזקה מרכזית של פרוטוקול זה היא אסטרטגיית ההערכה הרב-מודלית שלו, המשלבת הערכה תרמית, ניתוח חספוס פרופילומטרי ודימות SEM ו-AFM ברזולוציה גבוהה. גישה משולבת זו מאפשרת אפיון סימולטני של התנהגות תרמית מקרוסקופית, שינויים מורפולוגיים בקנה מידה מיקרו ושינויים טופוגרפיים בקנה מידה ננומטר, ומציעה הערכה מקיפה יותר מאשר טכניקות חד-פרמטריות שהיו נפוצות במחקרים קודמים 9,10,15,18. על ידי מתן זרימת עבודה מוכחת ויזואלית ומבוקרת מתודולוגית, פרוטוקול זה יוצר פלטפורמה ניתנת לשחזור להשוואת אינטראקציות לייזר Er, Cr:YSGG ודיאודה עם משטחי טיטניום.

בסך הכול, המתודולוגיה המוצגת כאן שואפת לתמוך בפיתוח ספי בטיחות רלוונטיים קלינית, ספציפיים לאורך גל, לחשיפה לשלב שני של שתלים בסיוע לייזר ולפרוצדורות רקמות רכות נוספות סביב השתל 10,11,13.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הכנת דגימות טיטניום
צילינדרים מטיטניום דרגה 4 (5 מ"מ × 10 מ"מ, משטח חומצה  גדולה (SLA) עם חול בחול) נוקו עם 70% אתנול למשך 30 שניות. הדגימות הונחו על משטח נקי ויובשו באוויר למשך 10 דקות. פני השטח השטוחים של כל גליל נבדקו כדי לוודא היעדר פסולת נראית לעין. כל צילינדר הוצב במחזיק ייצוב מודפס בתלת-ממד, כאשר המשטח השטוח מכוון כלפי מעלה וחריץ התרמוקפל הצדדי נגיש. כל פסולת האתנול וכל הצרכנים המזוהמים שנוצרו במהלך הכנת הדגימות וניקויהן נאספו והושמרו בהתאם להנחיות ניהול הפסולת במעבדות המוסדיות.

הכנה סביבתית ובטיחותית
כל הניסויים נערכו בסביבה מבוקרת במעבדה בטמפרטורה של 27 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הסביבה נמדדה ברציפות לאורך כל הניסויים באמצעות מדחום דיגיטלי הממוקם סמוך למערכת הניסוי. במהלך השימוש בלייזר נעשה שימוש במשקפי מגן תואמים לאורך גל. עצמים מחזירי אור הוסרו ממקום העבודה, ומערכות הלייזר הופעלו ואפשרו לבצע שגרות בדיקה עצמית פנימיות לפני השימוש. (איור 1).

figure-protocol-1
איור 1: מערכות לייזר המשמשות לקרינה. (א) לייזר דיודה. (B) אה, Cr:YSGG לייזר. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

אקראיות והקצאת קבוצות
כל גלילי הטיטניום ממוספרו והוקצו באקראי ל-13 קבוצות מחקר באמצעות רשימת אקראיות שנוצרה על ידי מחשב, שכללה שש קבוצות Er, Cr:YSGG, שש קבוצות דיודות וקבוצת ביקורת אחת. הקצאות קבוצות ופרמטרי לייזר מסוכמים בטבלה 1. כל דגימה סומנה בקוד זיהוי ייחודי כדי להבטיח מעקב לאורך כל הניסוי, בהתאם לקבוצה שהוקצתה לה.

סימון קבוצהמערכת הלייזר בשימושמספר הדגימותהגדרת הספק יישומי (W)זמן חשיפה
D1דיודה81.2 W20
D281.2 W40
D381.7 W20
D481.7 W40
D582.2 W20
D682.2 W40
E1Er,Cr:YSGG82.75 W20
E282.75 W40
E383.75 W20
E483.75 W40
E584.75 W20
E684.75 W40
Cשליטה8

טבלה 1: סקירה של קבוצות המחקר הניסיוניות ופרמטרי הלייזר.

ייצוב דגימות במחזיק המודפס בתלת-ממד
לצורך הקרנה, מחזיק הייצוב המודפס בתלת-ממד הוחבר למגש קשיח כדי למנוע תנועה במהלך יישום הלייזר. כל גליל טיטניום הוכנס אנכית לחריץ המיועד לו, כאשר המשטח השטוח פונה למסלול הקרינה. המחזיק שמר על זווית קרינה קבועה של 15°, מה שסטנדרטי את גאומטריית האינטראקציה בין קצה הלייזר למשטח הטיטניום. הידית הונחה לאורך תעלת המחזיק כדי להבטיח מסלול הקרנה עקבי בין הדגימות.

מיקום תרמוקופל ומדידות טמפרטורה בסיסיות
תרמוקופל מסוג K הוכנס לתעלה המרכזית של כל גליל טיטניום עד שהושג מגע יציב בין מתכת למתכת (איור 2). התרמוקפל חובר למולטימטר דיגיטלי שמוגדר למצב טמפרטורה (°C). טמפרטורת הבסיס נרשמה לאחר הייצוב, שהוגדרה כתקופת תנודות טמפרטורה מתחת ל-0.1 מעלות צלזיוס במשך 30 שניות.

figure-protocol-2
איור 2: צילינדרים מטיטניום עם ערוץ תרמוקפל. (א) מבט צדדי. (ב) מבט צדדי הפוך. (C) תצוגה אפיקלית של ערוץ התרמוקופל. (ד) מבט קורונלי. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

הקרנת לייזר ב-Er,Cr:YSGG
הקרנת לייזר Er,Cr:YSGG בוצעה בתנאי ריסוס אוויר ומים רציפים. קצה הלייזר הוצב במגע ישיר עם פני הטיטניום בזווית קבועה של 15°. הקצה הועבר לאורך מסלול ליניארי של 5 מ"מ במהירות של 1 ס"מ/שנייה. מכיוון שהקרינה בוצעה בתנאי מגע ישיר, קוטר האינטראקציה האפקטיבית של הלייזר התאים בקירוב לקוטר הקצה שנקבע על ידי היצרן, 500 מיקרון. הדגימות הוקרן בשילובי הספק-זמן של 2.75 וואט, 3.75 וואט, או 4.75 וואט ל-20 שניות או 40 שניות.

הקרנת לייזר דיודה
הקרנת לייזר דיודה בוצעה במצב גל רציף באמצעות סיב של 400 מיקרון במגע ישיר עם פני הטיטניום בזווית קבועה של 15°. הסיב הועבר לאורך מסלול ליניארי של 5 מ"מ במהירות של 1 ס"מ/שנייה. טביעת המגע האפקטיבית על פני הטיטניום נקבעה לפי קוטר הסיבים במצב מגע ישיר. הדגימות הוקרנו בשילובי הספק-זמן של 1.2 וואט, 1.7 וואט או 2.2 וואט למשך 20 שניות או 40 שניות.

רישום טמפרטורה וחישוב ΔT
מיד לאחר קרינת הלייזר, הטמפרטורה לאחר הקרינה נרשמה באמצעות תרמוקופל שמחובר למולטימטר הדיגיטלי. שינוי טמפרטורה (ΔT) חושב כהפרש בין טמפרטורת הקרינה לאחר הקרינה לטמפרטורת הבסיס. כל דגימה הוקרן רק פעם אחת, ולא בוצעה יישום לייזר חוזר על אותו דגימה.

מדידות מחוספסות פני שטח פרופילומטרית
לאחר מדידות תרמיות, המשטחים המוקרנים נוקו באוויר דחוס ללא שמן. כל דגימה הותקנה על שלב הפרופילומטר, ואזור של 2 × 2 מ"מ נסרק באמצעות כוח סטיילוס של 4 מילי-ניוטון, מהירות סריקה של 0.5 מ"מ/שנייה, ואורך חיתוך של 0.8 מ"מ. בוצעו חמישה סריקות לכל דגימה, וערך ה-Ra הממוצע חושב (איור 3).

figure-protocol-3
איור 3: תהליך ניסוי. הכנת דגימה, מיקום תרמוקופל, הקרנת לייזר, מדידת טמפרטורה, פרופילומטריה, ניתוחי SEM ו-AFM. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ניתוח טמפרטורה
בכל קבוצות Er,Cr:YSGG, שינוי הטמפרטורה נותר מתחת לסף הבטיחות של 10°C, עם ערכים שנעו בין –2.65°C ל-+2.20°C. ההספק השפיע באופן משמעותי על שינוי הטמפרטורה (p < 0.001), בעוד שמשך ההקרנה לא הראה השפעה משמעותית (p = 0.898). הטמפרטורה הנמוכה ביותר נצפתה ב-E2 (2.75 W–40 שניות: –2.65 °C). לעומת זאת, הקרנת לייזר דיודה יצרה גובה טמפרטורה גבוה בהרבה (3.25–15.55 מעלות צלזיוס), כאשר גם ההספק וגם משך הזמן השפיעו באופן משמעותי (p < 0.001 לשניהם). העלייה הגבוהה ביותר ה...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה הראה כי אינטראקציות עם לייזר טיטניום מושפעות מאוד מאורך הגל, עוצמת הפלט, וההשפעות המשולבות של עוצמה ומשך החשיפה. הקרנת Er,Cr:YSGG יצרה בעקביות עליות טמפרטורה מתחת לסף המקובל קלינית של 10 מעלות צלזיוס הקשור לפציעת עצם תרמית 3,4, בעוד שהקרנת לייזר דיודה הראתה עומס תרמי מתקדם, שעבר את הגבול הזה ב-2.2 וואט הן ל-20 שניות והן ל-40 שניות. ממצאים אלו תואמים את מנגנון האבלציה ההידרוקינטית של לייזרי ארביום, שבו ספיגת מים חזקה מאפשר...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים כספיים או אישיים הקשורים לעבודה זו. מחקר זה נערך באופן עצמאי במוסדות האקדמיים של אוניברסיטת אקדניז. כל מערכות הלייזר והמכשירים האנליטיים שימשו אך ורק למטרות מדעיות וחינוכיות כחלק מפעילויות מחקר מוסדיות. אף ישות מסחרית לא השפיעה על עיצוב המחקר, רכישת הנתונים, הניתוח או הפרשנות. המחברים בלבד אחראים לתוכן ולכתיבה של כתב היד.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מודים למחלקה לפריודונטולוגיה באוניברסיטת אקדניז על מתן גישה למערכות הלייזר, תשתיות המעבדה ומתקני ההדמיה הנדרשים למחקר זה. המחברים גם מודים לצוות הטכני על סיועו בהכנת דגימות, מדידות תרמיות ותהליכי דימות SEM/AFM. לא תרמו מימון מסחרי חיצוני או חסות תעשייתית למחקר זה.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
מחזיק ייצוב מודפס בתלת-ממדבהתאמה אישיתמותאם אישית / לא רלוונטייחידת ייצוב מודפסת בתלת-ממד שתוכננה לקביעת זווית הקרינה ומסלול הידיים.
מיקרוסקופ כוח אטומי (EzAFM-קומפקט)Nanomagnetics Instruments, אוקספורד, בריטניהכתובת: https://www.nanomagnetics-inst.com/product/scanning-probe-microscopy/ezafmמשמש לטופוגרפיה של פני שטח בקנה מידה ננומטרי ואפיון מחוספסות.
מולטימטר דיגיטלי (Keithley 2000, 6½ Digit)קית'לי אינסטרומנטסכתובת: https://www.tek.com/en/products/keithley/digital-multimeter/keithley-2000-series-6-digit-multimeter-scanningמשמש עם תרמוקופל מסוג K למדידת טמפרטורה.
לייזר דיודה אפי (940 ננומטר)ביולאס, אירוויין, קליפורניה, ארה"בכתובת: https://www.biolase.com/products/dental-lasers-soft-tissue/epic-x/מערכת לייזר דיודה בגל רציף (940 ננומטר); 0.5 ו-ndash מתכווננים; הספק של 10 וואט; משמש להקרנה במצב רקמות רכות.
מערכת לייזר Er,Cr:YSGG (Waterlase iPlus, 2780 ננומטר)ביולאס, אירוויין, קליפורניה, ארה"בכתובת: https://www.biolase.com/products/dental-lasers-all-tissue/waterlase-iplus-intl/לייזר Er,Cr:YSGG (2780 ננומטר) בשימוש עם MZ-5 Ziptip, 9 מ"מ; הופעל במצב כריתת חניכים עם אוויר רציף ו-NDASH; רסס מים.
אתנול, 70% (v/v)Ulusoy Kozmetik כתובת: https://www.ulusoykozmetik.com/urun/tr/105_ulusoy-etil-alkol-70%25C2%25B0ניקוי פני השטח של הדגימה
תוכנת בקרה וניתוח EzAFMNanomagnetics Instruments, אוקספורד, בריטניהכתובת: https://www.nanomagnetics-inst.com/product/scanning-probe-microscopy/ezafmמשמש לשליטה ב-AFM, רכישת נתונים ועיבוד תמונה.
IBM SPSS סטטיסטיקה 25  IBM Corp., ארמונק, ניו יורק, ארה"בגרסה 25משמש לניתוחים סטטיסטיים כולל בדיקות נורמליות, השוואות לא-פרמטריות ו-ANOVA דו-כיווני.
  תרמוקופל מסוג Kלא צויןלא רלוונטיגלאי תרמוקופל מסוג K המשמש לרכישת טמפרטורה.
תוכנת בקרת מיקרוסקופ (Quanta FEG 250)תרמו פישר סיינטיפיק (לשעבר FEI), הילסבורו, אורגון, ארה"בכתובת: https://www.thermofisher.comמשמש לרכישת תמונות SEM ושליטה במכשירים.
MZ-5 Ziptip (9 מ"מ)ביולאזכתובת: https://store.biolase.com/products/7200712-pkg-mz5-9mm-ziptips-20-pack-wl-mdטיפ שמשמש עם ידית Er,Cr:YSGG.
אוויר דחוס ללא שמן  לא צויןלא רלוונטימשמש להסרת פסולת ממשטחי טיטניום.
שעוות פרפיןMumveMum (נמכר דרך Trendyol)  כתובת: https://www.trendyol.com/mumvemum/hazir-parafin-1-kg-p-31671380  משמש לציפוי חוטי תרמוקפל להפחתת הפרעות תרמיות.
פרופילומטר (Surftest SJ-201)מיטוטויו, טוקיו, יפןכתובת: https://www.bergeng.com/m
m5/downloads/mti/sj201.pdf?srsltid
=AfmBOoq2vJN7b4UPc2Yg-aO1
zhsL64p6vFDHSWJ54M_x5gdI8
KkIJgaV		משמש למדידות Ra על פני 2 & פעמים; אזור סריקה של 2 מ"מ.
מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (Quanta FEG 250)תרמו פישר סיינטיפיק (לשעבר FEI), הילסבורו, אורגון, ארה"בכתובת: https://www.thermofisher.comהדמיית SEM ב-250 פעמים; – 5000 פעמים; הגדלות.
טיפים E4, 400 ומיקרו; מ, 4 מ"מביולאזכתובת: https://store.biolase.com/products/7400016-tips-e4-400-µm-4mm-surgical-30-qtyסיבים המשמשים להקרנת לייזר דיודה.
צילינדרים מטיטניום (דרגה 4, שטח SLA, 5× 10 מ"מ)  נקסיס, גרמניהבהתאמה אישית  צילינדרים מותאמים אישית עם ערוץ פנימי בקוטר 5 מ"מ לתרמוקופל.

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Romanos, G., Nentwig, G. H. Diode laser (980 nm) in oral and maxillofacial surgical procedures: clinical observations based on clinical applications. J Clin Laser Med Surg. 17 (5), 193-197 (1999).
  2. El Kholey, K. E. Efficacy and safety of a diode laser in second stage implant surgery: A comparative study. Int J Oral Maxillofac Surg. 43 (5), 633-638 (2014).
  3. Eriksson, A. R., Albrektsson, T. Temperature threshold levels for heat induced bone tissue injury: a vital microscopic study in the rabbit. J Prosthet Dent. 50 (1), 101-107 (1983).
  4. Eriksson, A. R., Albrektsson, T., Albrektsson, B. Heat caused by drilling cortical bone: temperature measured in vivo in patients and animals. Acta Orthop Scand. 55 (6), 629-631 (1984).
  5. Kotsakis, G. A., Konstantinidis, I., Karoussis, I. K., Ma, X., Chu, H. Systematic review and meta analysis of the effect of various laser wavelengths in the treatment of peri implantitis. J Periodontol. 85 (9), 1203-1213 (2014).
  6. Stübinger, S., et al. Effect of Er:YAG, CO2, and diode laser irradiation on surface properties of zirconia endosseous dental implants. Lasers Surg Med. 40 (3), 223-228 (2008).
  7. Lütjering, G., Williams, J. C. Titanium. , Springer. Berlin Heidelberg. (2007).
  8. Malmqvist, S., et al. Using 445 nm and 970 nm lasers on dental implants: An in vitro study on change in temperature and surface alterations. Materials. 12 (23), 3934(2019).
  9. Deppe, H., et al. Thermal effect of a 445 nm diode laser on five dental implant systems: An in vitro study. Sci Rep. 11, 20174(2021).
  10. Hafeez, M., et al. Thermal effects of diode laser irradiation on titanium implants in different room temperatures: An in vitro study. Photobiomodul Photomed Laser Surg. 40 (8), 554-558 (2022).
  11. Ahrens, M., et al. Bacterial reduction and temperature increase of titanium dental implant models treated with a 445 nm diode laser: An in vitro study. Sci Rep. 14, 18053(2024).
  12. Walsh, L. J. The current status of laser applications in dentistry. Aust Dent J. 48 (3), 146-155 (2003).
  13. Fenelon, T., Bakr, M., Walsh, L. J., George, R. Effects of lasers on titanium dental implant surfaces: a narrative review. Laser Dent Sci. 6 (3), 153-167 (2022).
  14. Shiba, T., et al. Effect of Er,Cr:YSGG laser irradiation on the surface modification and cell adhesion on titanium discs: An in vitro study. Materials (Basel). 17 (19), 4899(2024).
  15. Pergolini, D., et al. SEM evaluation of thermal effects produced by a 445 nm diode laser on implant surfaces. Dent J. 11 (6), 148(2023).
  16. Khalil, M. I., Sakr, H. Implant surface topography following different laser treatments: An in vitro study. Cureus. 15 (5), e38731(2023).
  17. Ghadiri Zahrani, E., et al. Surface enhancement of titanium Ti 3Al 2.5V through laser remelting process: A material analysis. Micromachines. 15 (12), 1526(2024).
  18. Block, C. M., Mayo, J. A., Evans, G. H. Effects of the Nd:YAG dental laser on plasma sprayed and hydroxyapatite coated titanium dental implants: surface alteration and attempted sterilization. Int J Oral Maxillofac Implants. 7 (4), 441-449 (1992).
  19. Tosun, E., et al. Comparative evaluation of antimicrobial effects of Er:YAG, diode, and CO lasers on titanium discs: an experimental study. J Oral Maxillofac Surg. 70 (5), 1064-1069 (2012).
  20. Matys, J., et al. Thermodynamic effects after diode and Er:YAG laser irradiation of grade IV and V titanium implants placed in bone: An ex vivo study. Biomed Tech (Berl). 61 (5), 499-507 (2016).
  21. Buyuktarakci, M., Kayar, N. A., Hatipoglu, M. In vitro evaluation of the effects of Er,Cr:YSGG and diode lasers used on titanium cylinder. J Vis Exp. (220), e67955(2025).
  22. ASM Handbook, Volume 9: Metallography and Microstructures. , ASM International. Materials Park, OH. (2004).
  23. Kim, H. K., et al. Alterations in surface roughness and chemical characteristics of sandblasted and acid etched titanium implants after irradiation with different diode lasers. Appl Sci. 10 (12), 4167(2020).
  24. Valente, N. A., et al. Thermodynamic effects of three different diode lasers on an implant bone interface: An ex vivo study with review of the literature. J Oral Implantol. 43 (2), 94-99 (2017).
  25. Ozgu, I., Ustun, K. Effects of mechanical methods used in peri implantitis treatment on implant surface decontamination and roughness. J Vis Exp. (217), e67778(2025).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Laser Titanium InteractionsErCr YSGG LaserDiode LaserIn Vitro ProtocolThermal ResponseSurface AlterationsTitanium CylinderScanning Electron MicroscopyAtomic Force MicroscopySurface Roughness

Related Articles