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

Emine Seda Savaşer; Mükerrem Hatipoğlu

doi:10.3791/70463

Research Article

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

DOI:

10.3791/70463

⸱

March 27th, 2026

Emine Seda Savaşer*¹ , Mükerrem Hatipoğlu*¹

¹Department of Periodontology, Akdeniz University

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 וטכנ....

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 בטמפ....

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
Name	Company	Catalog Number	Comments
מחזיק ייצוב מודפס בתלת-ממד	בהתאמה אישית	מותאם אישית / לא רלוונטי	יחידת ייצוב מודפסת בתלת-ממד שתוכננה לקביעת זווית הקרינה ומסלול הידיים.
מיקרוסקופ כוח אטומי (EzAFM-קומפקט)	Nanomagnetics Instruments, אוקספורד, בריטניה	כתובת: https://www.nanomagnetics-inst.com/product/scanning-probe-microscopy/ezafm	משמש לטופוגרפיה של פני שטח בקנה מידה ננומטרי ואפיון מחוספסות.
מולטימטר דיגיטלי (Keithley 2000, 6½ Digit)	קית'לי אינסטרומנטס	כתובת: https://www.tek.com/en/products/keithley/digital-multimeter/keithley-2000-series-6-digit-multimeter-scanning	משמש עם תרמוקופל מסוג K למדידת טמפרטורה.
לייזר דיודה אפי (940 ננומטר)	ביולאס, אירוויין, קליפורניה, ארה"ב	כתובת: 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"ב	כתובת: 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%25B0	ניקוי פני השטח של הדגימה
תוכנת בקרה וניתוח EzAFM	Nanomagnetics Instruments, אוקספורד, בריטניה	כתובת: https://www.nanomagnetics-inst.com/product/scanning-probe-microscopy/ezafm	משמש לשליטה ב-AFM, רכישת נתונים ועיבוד תמונה.
IBM SPSS סטטיסטיקה 25	IBM Corp., ארמונק, ניו יורק, ארה"ב	גרסה 25	משמש לניתוחים סטטיסטיים כולל בדיקות נורמליות, השוואות לא-פרמטריות ו-ANOVA דו-כיווני.
תרמוקופל מסוג K	לא צוין	לא רלוונטי	גלאי תרמוקופל מסוג K המשמש לרכישת טמפרטורה.
תוכנת בקרת מיקרוסקופ (Quanta FEG 250)	תרמו פישר סיינטיפיק (לשעבר FEI), הילסבורו, אורגון, ארה"ב	כתובת: https://www.thermofisher.com	משמש לרכישת תמונות SEM ושליטה במכשירים.
MZ-5 Ziptip (9 מ"מ)	ביולאז	כתובת: https://store.biolase.com/products/7200712-pkg-mz5-9mm-ziptips-20-pack-wl-md	טיפ שמשמש עם ידית Er,Cr:YSGG.
אוויר דחוס ללא שמן	לא צוין	לא רלוונטי	משמש להסרת פסולת ממשטחי טיטניום.
שעוות פרפין	MumveMum (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, יפן	כתובת: 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"ב	כתובת: https://www.thermofisher.com	הדמיית SEM ב-250 פעמים; – 5000 פעמים; הגדלות.
טיפים E4, 400 ומיקרו; מ, 4 מ"מ	ביולאז	כתובת: https://store.biolase.com/products/7400016-tips-e4-400-µm-4mm-surgical-30-qty	סיבים המשמשים להקרנת לייזר דיודה.
צילינדרים מטיטניום (דרגה 4, שטח SLA, 5× 10 מ"מ)	נקסיס, גרמניה	בהתאמה אישית	צילינדרים מותאמים אישית עם ערוץ פנימי בקוטר 5 מ"מ לתרמוקופל.

References

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

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).
El Kholey, K. E.

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

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

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles