Questo protocollo confronta i laser a diodo, al tulio e all'erbio per la disinfezione intracanale in un modello es vivo di canale radicolare con Enterococcus faecalis, valutando l'efficacia antibatterica e la temperatura sulla superficie esterna della radice al fine di identificare parametri di irradiazione sicuri ed efficaci.
Articolo di ricerca
Laser al Tulio, all'Erbbio e al Diodo per la Decontaminazione Intracanale: Attività Anti-Enterococcus faecalis e Sicurezza Termica in Esperimenti Ex Vivo
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11 settembre 2026
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'irrigazione assistita da laser si è affermata come un promettente approccio adiuvante per la disinfezione dei canali radicolari; tuttavia, le evidenze che confrontano direttamente diversi sistemi laser in condizioni sperimentali standardizzate rimangono limitate. Questo studio ex vivo ha confrontato l'efficacia antibatterica e la sicurezza termica di un laser a diodo a 808 nm, di un laser al tulio a 1940 nm e di un laser all'erbio a 2940 nm per la decontaminazione intracanalare contro Enterococcus faecalis. Campioni standardizzati di canali radicolari umani infetti sono stati trattati utilizzando parametri di irradiazione clinicamente rilevanti. L'efficacia antibatterica è stata valutata mediante analisi della riduzione delle unità formanti colonie (CFU) e delle curve di crescita batterica, mentre la sicurezza termica è stata valutata misurando le variazioni di temperatura sulla superficie esterna della radice durante l'irradiazione laser. Tutti e tre i sistemi laser hanno mostrato un'attività antibatterica maggiore rispetto ai controlli trattati con soluzione fisiologica. Il laser all'erbio ha ottenuto la percentuale media di inibizione più elevata (99,0%) a 30 mJ per 30 s, mantenendo l'aumento di temperatura sulla superficie esterna della radice al di sotto della soglia di sicurezza termica accettata di 10 °C. Il laser al tulio ha prodotto un'attività antibatterica comparabile, ma ha superato la soglia di sicurezza termica ai suoi parametri di irradiazione più elevati. Il laser a diodo ha mostrato un'efficacia antibatterica inferiore e aumenti di temperatura maggiori rispetto ai laser al tulio e all'erbio nelle condizioni testate. Entro i limiti di questo modello ex vivo, il laser all'erbio a 2940 nm ha dimostrato il rapporto più favorevole tra efficacia antibatterica e sicurezza termica, rappresentando un approccio adiuvante promettente per la disinfezione intracanalare.
Introduzione
La causa principale della pulpiti e della parodontite apicale è l'infezione batterica del sistema dei canali radicolari1. Secondo uno studio, Enterococcus faecalis è stato identificato come l'isolato batterico predominante nei pazienti con infezione cronica o ricorrente dopo un trattamento endodontico2,3. Questo batterio possiede numerosi fattori di virulenza, tra cui la formazione di biofilm; può penetrare nei tubuli dentinali fino a profondità di 800 µm e sopravvivere in condizioni di limitata disponibilità di nutrienti2,3. Queste proprietà contribuiscono alla sua resistenza ai comuni disinfettanti intracanalari utilizzati durante la terapia canalare, nonché ai meccanismi di difesa naturali dell'organismo. Pertanto, l'incapacità di eliminare completamente tutti i residui di E. faecalis dal sistema dei canali radicolari rappresenta una causa significativa di insuccesso del trattamento endodontico4.
L'attuale trattamento canalare combina il debridamento meccanico mediante strumentazione con un'irrigazione chimica che aiuta a eliminare i microrganismi dal sistema del canale radicolare5. Sebbene la strumentazione meccanica sia altamente efficace nel ridurre le popolazioni batteriche, molte aree all'interno della complessa anatomia del canale radicolare rimangono inaccessibili alla sola strumentazione5. Pertanto, gli irriganti chimici svolgono un ruolo importante nella disinfezione del sistema del canale radicolare. Studi hanno tuttavia dimostrato che anche gli agenti chimici più potenti non riescono a eliminare completamente i biofilm batterici6. Inoltre, alcuni agenti chimici utilizzati durante il trattamento endodontico possono compromettere l'integrità strutturale della dentina6,7. Per migliorare l'efficacia della disinfezione e ottenere una rimozione più completa dei biofilm batterici dal sistema del canale radicolare, sono stati esplorati diversi metodi di attivazione degli irriganti chimici. Tra questi, l'irrigazione attivata con laser si è rivelata una delle alternative più promettenti8. I laser a diodo, al tulio e all'erbio sono stati inoltre valutati per il loro potenziale nel produrre effetti fototermici e fotomeccanici in grado di alterare le pareti cellulari batteriche e i biofilm9.
L'interazione tra ciascuno di questi tipi di laser e i tessuti con cui entrano in contatto varia notevolmente in base alla lunghezza d'onda. I laser a diodo, che emettono tipicamente luce a lunghezze d'onda comprese tra 808 e 980 nm, vengono assorbiti dai cromofori nei tessuti biologici, provocando una reazione fototermica in cui le proteine vengono denaturate e i batteri uccisi10. I laser al tulio operano a 1940 nm e mostrano un elevato assorbimento da parte dell'acqua. Pertanto, si è dimostrato che i laser al tulio sono particolarmente adatti per ambienti umidi, inclusi i canali radicolari riempiti con soluzione irrigante11. A causa del loro elevato assorbimento dell'acqua, i laser al tulio possono riscaldare e vaporizzare rapidamente il liquido quando utilizzati in canali radicolari irrigati. La vaporizzazione genera onde d'urto che potrebbero contribuire a interrompere i biofilm batterici. I laser all'erbio, in particolare quelli che operano a 2940 nm, presentano il coefficiente di assorbimento per l'acqua più alto tra i laser odontoiatrici12. Nei canali irrigati, questa proprietà può generare una vaporizzazione esplosiva e onde d'urto che staccano meccanicamente e uccidono i batteri, limitando al contempo il trasferimento di calore alla dentina circostante13.
Sebbene l'interesse per la tecnologia laser nell'ambito dell'endodonzia continui a crescere, molto rimane ancora sconosciuto riguardo ai parametri clinici ottimali per diversi sistemi laser. I metodi attuali per l'uso clinico si basano tipicamente su esperienze empiriche o su linee guida raccomandate dai produttori, con un supporto limitato da evidenze scientifiche14. Inoltre, la maggior parte degli studi finora condotti ha valutato gli effetti antimicrobici dei laser; tuttavia, un aspetto importante della terapia laseristica ha ricevuto relativamente meno attenzione: il rischio di lesioni termiche ai tessuti parodontali. È generalmente accettato che un aumento della temperatura della superficie esterna della radice superiore a 10°C possa provocare danni permanenti al legamento parodontale e all'osso circostante15. Sembra non esistere alcun confronto diretto pubblicato tra diversi sistemi laser che valuti sistematicamente sia l'efficacia antimicrobica sia la sicurezza termica in condizioni sperimentali controllate.
Lo scopo principale di questo studio ex vivo era indagare e confrontare l'efficacia antimicrobica e la sicurezza termica di tre sistemi a laser — un laser a diodo a 808 nm, un laser al tulio a 1940 nm e un laser all'erbio a 2940 nm — per l'eliminazione del biofilm di E. faecalis dalle pareti dei canali radicolari. Per identificare combinazioni di parametri in grado di ottenere un'efficace eliminazione batterica mantenendo la sicurezza termica, lo studio ha valutato parametri di irradiazione clinicamente rilevanti. Si prevede che questi risultati aiuteranno i clinici a selezionare approcci sicuri ed efficaci assistiti da laser per la disinfezione endodontica.
Protocollo
Lo studio è stato condotto in conformità con i requisiti etici dell'Ospedale Popolare di Shanghai Quarto, Scuola di Medicina, Università di Tongji, ed è stato approvato dal Comitato per la Revisione Istituzionale (Numero di approvazione: 2026013-001). I denti umani estratti utilizzati nello studio sono stati raccolti da pazienti sottoposti a estrazione dentale per motivi ortodontici o parodontali. A tutti i partecipanti è stato richiesto un consenso informato scritto prima della raccolta dei campioni. Per la realizzazione dello studio non è stata effettuata alcuna ulteriore procedura clinica. Lo studio è stato condotto nel rispetto dei requisiti istituzionali per l'utilizzo di denti umani estratti.
Preparazione del campione e criteri di selezione
Un totale di 141 denti permanenti monoradicolati (incisivi mandibolari e premolari) recentemente estratti è stato ricevuto dal Dipartimento di Stomatologia, affiliato all'Università Tongji presso lo Shanghai Fourth People’s Hospital. Tutti i denti erano stati rimossi per motivi ortodontici o parodontali. Il consenso informato è stato ottenuto da ciascun paziente. Sono stati inclusi nello studio i denti con radici di almeno dieci millimetri, misurate mediante sonda parodontale, denti integri senza lesioni cariose o fratture, formazione radicolare completa e curvatura radicolare inferiore ai dieci gradi secondo il metodo di Schneider. Sono stati esclusi i denti con canali multipli, calcificazione canalare, riassorbimento interno o trattamento endodontico pregresso. Dopo l'estrazione, tutti i residui visibili di tartaro e tessuto molle sono stati rimossi mediante un curetto parodontale. I denti sono quindi stati conservati in soluzione salina allo 0,9% a 4°C fino all'uso, per prevenire la disidratazione, e tutti gli esperimenti sono stati eseguiti entro tre mesi dall'estrazione. I campioni sono stati assegnati ai gruppi sperimentali secondo una sequenza predeterminata di allocazione alternata. In particolare, i campioni sono stati assegnati sequenzialmente a ciascun gruppo in maniera alternata finché non è stata raggiunta la dimensione campionaria richiesta per ogni gruppo. Non è stata effettuata alcuna formale calcolazione statistica a priori della potenza. La dimensione campionaria è stata scelta sulla base di precedenti studi ex vivo comparabili, del numero di combinazioni di parametri di irradiazione valutate e della disponibilità di denti estratti idonei.
Preparazione e sterilizzazione del canale radicolare
La corona di ogni dente è stata rimossa a livello della giunzione amelo-cementizia utilizzando una sega diamantata a bassa velocità con raffreddamento continuo ad acqua, al fine di ottenere un segmento radicolare standardizzato di 10 mm. La lunghezza lavorativa è stata determinata posizionando un file K di dimensione 10 a 1 mm dal forame apicale. I canali radicolari sono stati preparati utilizzando il sistema rotante in nichel-titanio ProTaper Universal seguendo le istruzioni del produttore, con la sequenza S1, S2, F1, F2 e F3, fino al raggiungimento della dimensione apicale F3. Durante l'atto strumentale, i canali sono stati irrorati con circa 2 mL di ipoclorito di sodio al 5,25% dopo l'utilizzo di ogni file rotante, per un volume totale di irrigazione di circa 10 mL per canale. Un'irrigazione finale è stata eseguita con 5 mL di EDTA al 17% per 1 minuto, seguita da 5 mL di soluzione salina sterile. Il forame apicale è stato sigillato con un composito fluido in resina per creare un sistema canalare chiuso. Le radici preparate sono state sterilizzate mediante autoclave a 121°C per 20 minuti, conservate in soluzione salina tamponata al fosfato sterile (PBS) a 4°C ed inoculate con batteri entro 24 ore dalla sterilizzazione.
Stirpe batterica e condizioni di coltura
E. faecalis ATCC 29212 è stato utilizzato per stabilire il modello di canale radicolare infetto. La stirpe è stata coltivata su agar brain heart infusion (BHI) a 37°C per 24 h in condizioni aerobiche. Una singola colonia è stata trasferita nel brodo BHI e incubata a 37°C per 18–24 h. La sospensione batterica è stata aggiustata a circa 1,5 × 108 UFC/mL, equivalente a uno standard McFarland 0,5, utilizzando un valore di densità ottica a 600 nm (OD600) compreso tra 0,08 e 0,10.
Stabilimento di E. faecalis Modello di canale radicolare infetto
Per creare un modello di biofilm in canale radicolare infetto, la superficie esterna di ogni radice sterilizzata è stata ricoperta con due strati di smalto trasparente per unghie al fine di prevenire la penetrazione batterica attraverso il cemento. La regione apicale è stata ricoperta dopo aver sigillato il forame apicale con un composito resinoso fluido, mentre l'orifizio del canale è stato lasciato scoperto per consentire l'inoculazione batterica. Utilizzando una micropipetta sterile, 10 µL del E. faecalis la sospensione è stata trasferita in ciascun canale radicolare singolarmente per riempire l'intera lunghezza del canale senza fuoriuscire. I campioni inoculati sono stati quindi posizionati singolarmente in piastre da coltura sterili a 24 pozzetti, aggiungendo 1,5 mL di brodo BHI in ogni pozzetto. I campioni sono stati coltivati a 37°C in condizioni aerobiche per 21 giorni. Il terreno di coltura è stato rimosso e sostituito con brodo BHI sterile fresco ogni 2 giorni per fornire nutrienti necessari alla crescita batterica continuata e per rimuovere i detriti cellulari accumulati. Nessuna ulteriore inoculazione con E. faecalis è stata effettuata durante il cambio del terreno. Al termine del periodo di incubazione, tutti i campioni vitali sono stati lavati una volta con PBS per rimuovere i batteri planctonici debolmente aderenti prima dei test sperimentali. Due campioni selezionati casualmente sono stati utilizzati per visualizzare la formazione di biofilm maturo e la penetrazione batterica nei tubuli dentinali mediante microscopia elettronica a scansione (SEM). I campioni sono stati fissati in glutaraldeide al 2,5% a 4°C per 24 h, lavati tre volte con PBS, disidratati mediante una serie crescente di etanolo (30%, 50%, 70%, 80%, 90% e 100%), con ogni passaggio della durata di 10 minuti, quindi divisi longitudinalmente, essiccati all'aria, montati su supporti di alluminio, rivestiti con oro mediante sputtering e analizzati al microscopio elettronico a scansione (SEM).
Gruppi sperimentali e protocolli di irradiazione laser
I 135 campioni di radice infetti sono stati suddivisi in tre gruppi sperimentali principali in base al sistema laser utilizzato: il Gruppo Laser a Diodo a 808 nm, il Gruppo Laser al Tulio a 1940 nm e il Gruppo Laser all'Erbio a 2940 nm. Ogni gruppo laser comprendeva 45 campioni, ulteriormente suddivisi in base ai parametri di irradiazione. Il laser a diodo è stato utilizzato con potenze medie di 1,0, 1,5 o 2,0 W, e ciascun livello di potenza è stato applicato per 10, 20 o 30 s, ottenendo nove sottogruppi con tre campioni per ciascun sottogruppo. Il laser al tulio è stato utilizzato con potenze medie di 1,5, 2,5 o 3,5 W, e ciascun livello di potenza è stato applicato per 10, 20 o 30 s, ottenendo anch'esso nove sottogruppi con tre campioni per ciascun sottogruppo. Il laser all'erbio è stato utilizzato in modalità impulso superbreve a una frequenza fissa di 15 Hz. Sono state applicate energie d'impulso di 10, 20 o 30 mJ per 10, 20 o 30 s, generando nove sottogruppi con tre campioni per ciascun sottogruppo. Sia il laser a diodo a 808 nm sia il laser al tulio a 1940 nm sono stati utilizzati in modalità continua.
In totale, sono stati inclusi sei campioni aggiuntivi, con tre campioni assegnati ciascuno ai gruppi di controllo negativo e positivo. Il gruppo di controllo negativo è stato trattato con soluzione salina sterile, mentre il gruppo di controllo positivo è stato trattato con ipoclorito di sodio al 5,25% (NaOCl) per 30 s.
Per i gruppi trattati con laser, è stato seguito un protocollo di irradiazione standardizzato. La fibra ottica è stata inserita nel canale radicolare fino alla lunghezza di lavoro ed è stata spostata con un movimento lento e continuo a spirale dalla direzione apicale a quella coronale per tutta la durata dell'irradiazione. Sono state utilizzate fibre o punte specifiche per ciascun laser, anziché una singola fibra intercambiabile. Il laser a diodo a 808 nm è stato applicato tramite una fibra terminale da 200 µm, il laser al tulio a 1940 nm tramite una fibra terminale da 200 µm e il laser all'erbio a 2940 nm tramite una punta radiale da 400 µm. La fibra o la punta di consegna è stata ritirata a una velocità approssimativa di 1 mm/s. Dopo aver raggiunto l'orifizio del canale, è stata riportata alla lunghezza di lavoro e il movimento a spirale da apicale a coronale è stato ripetuto fino al completamento della durata di irradiazione assegnata.
Per i laser al tulio e all'iterbio, i canali sono stati mantenuti riempiti con soluzione salina sterile durante l'irradiazione, al fine di simulare un'attivazione laser assistita dall'acqua. Circa 10 µL di soluzione salina sterile sono stati introdotti in ciascun canale per riempirlo fino al livello dell'orifizio canicolare prima dell'irradiazione. La soluzione salina è stata reintegrata prima di ogni ciclo di irradiazione, se necessario, per mantenere il canale pieno di liquido per tutta la durata del trattamento. Per il gruppo trattato con il laser a diodo, i canali sono stati asciugati con puntine di carta sterile prima dell'irradiazione, poiché il laser a diodo a 808 nm ha un'assorbimento relativamente basso nell'acqua ed è stato utilizzato per produrre un effetto fototermico antibatterico diretto all'interno del canale. Al contrario, i laser al tulio a 1940 nm e all'iterbio a 2940 nm presentano un assorbimento nell'acqua notevolmente maggiore e sono stati pertanto applicati in canali riempiti di soluzione salina per facilitare effetti fototermici e fotomeccanici mediati dall'acqua. Il trattamento laser è stato ripetuto una volta al giorno per tre giorni consecutivi.
Misurazione della Temperatura della Superficie Radicolare Esterna
Le variazioni di temperatura in tempo reale sulla superficie radicolare esterna sono state misurate durante il primo giorno di irradiazione laser. Ogni campione radicolare è stato fissato verticalmente su un treppiede a temperatura ambiente (22°C ± 1°C). Una termocoppia di tipo K collegata a un termometro digitale è stata posizionata a stretto contatto con il terzo medio della superficie radicolare esterna, perpendicolarmente all’asse longitudinale della radice. La sonda della termocoppia è stata posizionata mediante una pinza regolabile ed è stata fissata alla superficie radicolare con nastro adesivo resistente al calore per mantenere un contatto costante e stabile durante tutta la misurazione. La sonda della termocoppia è stata tarata prima di ogni sessione di misurazione utilizzando acqua bollente (100°C) e una miscela di ghiaccio e acqua (0°C). Le letture della temperatura sono state registrate a intervalli di 50 ms per tutta la durata dell’irradiazione (10, 20 o 30 s). Per ogni campione sono state misurate sia la temperatura di base sia la temperatura massima registrata durante o immediatamente dopo l’irradiazione laser. L’aumento di temperatura dalla temperatura di base alla temperatura di picco è stato calcolato come ΔT. Un valore di ΔT superiore a 10°C è stato considerato la soglia per possibili danni ai tessuti parodontali.
Valutazione microbiologica: conteggio delle colonie e tasso di inibizione
Per determinare l'effetto antibatterico dei trattamenti laser, sono stati prelevati campioni dopo ciascun trattamento laser. Il canale è stato asciugato con puntine di carta sterili. Per ogni campione è stato utilizzato un nuovo file sterile Hedström di dimensione 40 per ottenere scaglie di dentina dalle pareti del canale, prevenendo così la contaminazione incrociata tra i campioni. Ogni scaglia di dentina è stata trasferita in una provetta microcentrifuga separata contenente 1 mL di PBS sterile. Le provette sono state sottoposte a vortex energeticamente per 30 s per liberare i batteri dalle scaglie di dentina. Sono state preparate diluizioni seriali decrescenti da 10−1 a 10−6 trasferendo 100 µL della sospensione batterica in 900 µL di PBS sterile a ogni passaggio di diluizione. Aliquote (30 µL) di ciascuna diluizione sono state distribuite su piastre separate di agar brain heart infusion, che sono state incubate a 37°C per 24 h. Le colonie sono state contate e registrate come unità formanti colonie (CFU). Ogni diluizione è stata seminata in triplice replicazione e il valore medio del conteggio delle colonie ottenuto dalle tre piastre è stato utilizzato per l'analisi. Le piastre sono state codificate prima del conteggio e l'investigatore che ha effettuato il conteggio delle colonie era in cieco rispetto all'assegnazione dei trattamenti.
In questo caso, C è il conteggio medio di UFC del gruppo di controllo negativo (soluzione fisiologica) e T è il conteggio medio di UFC del gruppo sperimentale.
Analisi della curva di crescita batterica
L'effetto di vari trattamenti laser sulla cinetica della crescita batterica è stato studiato tracciando curve di crescita. Al terzo giorno dopo l'ultimo trattamento laser, i canali sono stati lavati con 5 mL di soluzione salina sterile. Il contenuto dei canali è stato raccolto mediante puntine di carta sterili, che sono state successivamente trasferite in una provetta da centrifuga contenente 5 mL di brodo BHI. La provetta è stata vortexata per sospendere i batteri nel brodo. La sospensione batterica è stata aggiustata a 1 × 106 CFU/mL. La concentrazione batterica è stata aggiustata in base all'OD600 misurazioni utilizzando una curva di calibrazione precedentemente stabilita per E. faecalis ATCC 29212 e successivamente verificata mediante conteggio delle colonie vitali. Un'aliquote di 200 µL di sospensione è stato aggiunto a ogni pozzetto di una micropiattaforma sterile da 96 pozzetti. Inoltre, 20 µL è stato aggiunto olio minerale sterile in ogni pozzetto per ridurre al minimo l'evaporazione. La micropiattaforma è stata posta in un spettrofotometro/incubatrice mantenuto a 37°Ce OD600 è stata misurata ogni ora per 24 h. Prima di ogni lettura dell'OD600, la piastra micropiastre è stata sottoposta a agitazione orbitale a circa 300 giri/min per 10 s per garantire una sospensione batterica omogenea. Ogni campione è stato analizzato in cinque pozzetti replicati.
Analisi statistica
Tutti i dati numerici sono riportati come media ± deviazione standard (SD). Le analisi statistiche sono state eseguite utilizzando SPSS Versione 26.0. La distribuzione dei dati è stata valutata mediante il test di Shapiro–Wilk. L'analisi della varianza (ANOVA) è stata utilizzata per confrontare più di due gruppi, seguita dal test di Tukey per la differenza significativa onesta (HSD) per i confronti a coppie. I confronti tra due gruppi sono stati effettuati utilizzando un test t per campioni indipendenti. L'omogeneità della varianza è stata verificata mediante il test di Levene prima dell'applicazione dei test parametrici. Quando l'assunzione di omogeneità della varianza non era rispettata, è stata applicata la correzione di Welch, ove appropriato. L'importanza statistica è stata definita come P < 0,05. I grafici sono stati realizzati utilizzando GraphPad Prism Versione 9.0.
Risultati
Attività antibatterica di diversi trattamenti laser contro E. faecalis
L'efficacia antibatterica dei tre sistemi laser contro E. faecalis è stata valutata determinando il numero di UFC dopo tre trattamenti consecutivi. I risultati sono mostrati in Figura 1 e Figura supplementare 1. Il gruppo di controllo negativo con soluzione salina sterile ha mostrato una crescita batterica consistente, con un valore medio di intensità grigia delle colonie di 396618,7 ± 67787,5. Il gruppo di controllo positivo con NaOCl al 5,25% ha ottenuto una percentuale media complessiva di inibizione del 47,2% ± 3,0%, con valori individuali di inibizione pari a 46,8%, 43,1% e 51,7%.
Figura 1: Efficacia antibatterica dei trattamenti laser contro Enterococcus faecalis. Tassi di inibizione batterica dopo tre giorni consecutivi di trattamento con sistemi laser a diodo 808 nm, talio 1940 nm ed erbio 2940 nm, utilizzando diversi parametri di irradiazione. L'ipoclorito di sodio (NaOCl) al 5,25% è stato utilizzato come controllo positivo, mentre soluzione salina sterile ha funto da controllo negativo con inibizione dello 0%. I dati sono espressi come media ± deviazione standard (DS) di n = 3 campioni indipendenti per ogni gruppo di trattamento. Le barre di errore rappresentano la DS. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 e *** indica P < 0,001. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Tutti i gruppi trattati con laser hanno mostrato tassi di inibizione più elevati rispetto al gruppo controllo positivo con NaOCl al 5,25%. È stata osservata un'attività antibatterica maggiore all'aumentare della potenza del laser o dell'energia dell'impulso e con tempi di irradiazione più lunghi. Ad esempio, nel gruppo trattato con laser a diodo a 808 nm, il tasso medio di inibizione è aumentato dal 53,1% ± 6,5% a 1,0 W per 10 s all'80,2% ± 2,6% a 2,0 W per 30 s. È stata riscontrata una differenza statisticamente significativa tra i gruppi trattati con 1,0 W per 30 s e 2,0 W per 30 s (P < 0,01).
Il laser al tulio a 1940 nm ha dimostrato un'attività antibatterica maggiore rispetto al laser a diodo nella maggior parte delle condizioni testate. A 1,5 W per 10 s, la percentuale media di inibizione è stata del 78,8% ± 1,9%. A 2,5 W per 30 s, la percentuale di inibizione è aumentata al 91,6% ± 0,4%. La percentuale di inibizione più elevata all'interno del gruppo laser al tulio è stata osservata a 3,5 W per 30 s, raggiungendo il 97,4% ± 0,8%. Questo valore è risultato significativamente superiore rispetto a quello del gruppo di controllo positivo con NaOCl al 5,25% (P < 0,001) e al laser a diodo a 808 nm a 2,0 W per 30 s (P < 0,001).
Il laser all'erbio a 2940 nm ha dimostrato la maggiore attività antibatterica tra i tre sistemi laser. A 10 mJ per 10 s, la percentuale media di inibizione ha raggiunto l'84,3% ± 1,5%. A 20 mJ per 30 s, la percentuale di inibizione è stata del 96,5% ± 2,0%. La percentuale più alta di inibizione è stata osservata a 30 mJ per 30 s, raggiungendo il 99,0% ± 0,6%. Questo valore era significativamente superiore rispetto a quello del gruppo di controllo positivo con NaOCl al 5,25% (P < 0,001), al laser al tulio a 1940 nm a 2,5 W per 30 s (P < 0,01) e a tutti i gruppi trattati con laser a diodo a 808 nm (P < 0,001).
I risultati dimostrano che tutti e tre i sistemi laser hanno mostrato attività antibatterica contro E. faecalis, con parametri di irradiazione crescenti generalmente associati a tassi di inibizione più elevati. Tra le condizioni testate, il laser all'erbio a 2940 nm ha ottenuto l'inibizione antibatterica più alta, seguito dal laser al tulio a 1940 nm e dal laser a diodo a 808 nm, confermando l'ipotesi dello studio secondo cui la disinfezione intracanale assistita da laser può ridurre efficacemente il carico batterico nelle condizioni sperimentali testate.
Impatto dei Trattamenti Laser sulla Cinetica di Crescita Batterica
La ricrescita batterica dopo il trattamento è stata valutata misurando l'OD600 nell'arco di 24 ore. I risultati sono mostrati in Figura 2 e Figura Supplementare 2. Il gruppo di controllo con soluzione salina sterile ha mostrato un andamento tipico della crescita batterica, caratterizzato da una fase di latenza di circa 4 ore, seguita da una rapida crescita esponenziale tra le 4 e le 12 ore, e da una fase stazionaria con valori massimi di OD600 compresi tra 1,167 e 1,245.
Figura 2: Curve di crescita di Enterococcus faecalis dopo il trattamento laser. Chinetica di crescita di Enterococcus faecalis recuperato da canali radicolari trattati nell'arco di 24 h, misurata come densità ottica a 600 nm (OD600). Sono mostrate curve di crescita rappresentative per il controllo con soluzione salina sterile, il controllo con ipoclorito di sodio al 5,25% (NaOCl) e i gruppi selezionati trattati con laser a diodo a 808 nm, laser al tulio a 1940 nm e laser all'erbio a 2940 nm. I dati sono espressi come media ± deviazione standard (DS) di n = 3 campioni indipendenti, con cinque pozzetti replicati tecnici per campione. Le barre di errore rappresentano la DS. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 e *** indica P < 0,001. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
I gruppi trattati con laser a diodo a 808 nm hanno mostrato una soppressione della crescita batterica dipendente dai parametri. A 1,0 W per 10 s, la curva di crescita era simile a quella del gruppo con NaOCl al 5,25%, con la crescita esponenziale iniziata all'incirca dopo 8 h. A 2,0 W per 30 s, la fase di latenza si è protratta fino a circa 10 h e il valore di OD600 a 14 h era significativamente inferiore rispetto al gruppo con NaOCl al 5,25% (0,559 ± 0,042 contro 0,934 ± 0,042, P < 0,001).
I gruppi trattati con il laser al tulio a 1940 nm hanno mostrato una maggiore soppressione della crescita batterica rispetto ai gruppi trattati con il laser a diodo. A 1,5 W per 10 s, la crescita esponenziale è iniziata approssimativamente dopo 10 h. A 2,5 W per 30 s, la fase di latenza si è protratta fino a circa 11 h, con valori di OD600 significativamente più bassi rispetto a quelli del controllo con soluzione salina sterile e del laser a diodo a 808 nm a 2,0 W per 30 s nel corrispondente punto temporale (P < 0,001 per entrambi). A 3,5 W per 30 s, la crescita batterica è rimasta fortemente soppressa, con valori di OD600 che sono rimasti a o al di sotto di circa 0,15 a partire da 12 h, mantenendosi sostanzialmente invariati successivamente.
I gruppi trattati con il laser all'erbio a 2940 nm hanno mostrato la maggiore soppressione della ricrescita batterica. A 10 mJ per 10 s, nessun aumento esponenziale della crescita batterica è stato osservato fino a circa 10 ore dopo il trattamento. Aumentando ulteriormente l'energia dell'impulso, l'inizio della crescita esponenziale è stato ulteriormente ritardato. A 30 mJ per 30 s, la crescita esponenziale è stata ritardata fino a circa 12 ore, durante le quali l'OD600 medio è rimasto al di sotto di 0,20. A 12 ore, il valore di OD600 per il gruppo trattato con il laser all'erbio a 2940 nm a 30 mJ per 30 s era significativamente inferiore rispetto a quello del gruppo trattato con il laser a diodo a 808 nm a 2,0 W per 30 s (0,120 ± 0,001 contro 0,274 ± 0,044, P < 0,001).
Nel complesso, tutti e tre i sistemi laser hanno ritardato la ricrescita batterica rispetto ai gruppi di controllo, con una soppressione progressivamente maggiore osservata all'aumentare dei parametri di irradiazione. Nelle condizioni testate, il laser al neodimio a 2940 nm ha prodotto la maggiore inibizione della ricrescita batterica, seguito dal laser al tulio a 1940 nm e dal laser a diodo a 808 nm, confermando l'ipotesi dello studio.
Valutazione della Sicurezza Termica di Diversi Trattamenti Laser sulla Superficie Radicolare Esterna
Oltre all'attività antibatterica, è stata valutata la sicurezza termica dei tre sistemi laser misurando l'aumento di temperatura sulla superficie esterna della radice (ΔT). Un incremento di temperatura superiore a 10°C è stato considerato la soglia oltre la quale potrebbe verificarsi un danno ai tessuti parodontali. I risultati sono mostrati in Figura 3.
Figura 3: Variazioni della temperatura della superficie radicolare esterna durante l'irradiazione laser. Variazioni della temperatura della superficie radicolare esterna (ΔT) dopo l'irradiazione con sistemi laser a diodo 808 nm, a tulio 1940 nm e a erbio 2940 nm, utilizzando diversi parametri di irradiazione. La linea tratteggiata orizzontale indica la soglia di 10 °C comunemente associata al potenziale danno ai tessuti parodontali. I dati sono espressi come media ± deviazione standard (DS) ottenuta da n = 3 campioni indipendenti. Le barre di errore rappresentano la DS. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 e *** indica P < 0,001. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Il laser a diodo a 808 nm ha prodotto l'aumento maggiore della temperatura sulla superficie esterna della radice. A 1,0 W per 10 s, l'aumento medio di temperatura (ΔT) è stato di 6,0°C ± 0,7°C. Aumentando il tempo di irradiazione a 30 s mantenendo la stessa potenza, l'ΔT medio è salito a 10,4°C ± 0,9°C. A 2,0 W per 30 s, l'ΔT medio è ulteriormente aumentato a 14,8°C ± 3,8°C, superando la soglia di sicurezza di 10°C in tutti i campioni.
Il laser allo iodio di 1940 nm ha prodotto aumenti di temperatura moderati. A 1,5 W per 10 s, il ΔT medio era di 2,5°C ± 0,7°C. Aumentando la potenza a 2,5 W e il tempo di irradiazione a 30 s, il ΔT medio è salito a 8,8°C ± 0,9°C, con un campione che ha raggiunto 10,2°C. A 3,5 W per 30 s, il ΔT medio è aumentato a 12,7°C ± 1,9°C e tutti i campioni hanno superato la soglia di sicurezza di 10°C. L'aumento di temperatura a 3,5 W per 30 s è risultato significativamente maggiore rispetto a quello a 2,5 W per 30 s (P < 0,01).
Il laser al 2940 nm ad erbium ha prodotto l'aumento minore della temperatura della superficie radicolare esterna in tutti i parametri testati. A 10 mJ per 10 s, il ΔT medio era di 0,8 °C ± 0,1 °C. All'impostazione massima testata di 30 mJ per 30 s, il ΔT medio era di 3,6 °C ± 1,0 °C, con temperature misurate comprese tra 2,1 °C e 5,0 °C. Tutti gli aumenti di temperatura registrati sono rimasti al di sotto della soglia di sicurezza di 10 °C. L'aumento di temperatura osservato con il laser al 1940 nm al tulio a 3,5 W per 30 s è risultato significativamente maggiore rispetto a quello osservato con il laser al 2940 nm ad erbium a 30 mJ per 30 s (P < 0,01).
Complessivamente, il laser all'erbio a 2940 nm ha determinato l'aumento di temperatura più basso sulla superficie radicolare esterna in tutte le condizioni testate, mentre il laser a diodo a 808 nm e le impostazioni del laser al tulio a 1940 nm con potenza più elevata hanno prodotto aumenti termici maggiori, con alcune condizioni che superavano la soglia di sicurezza predefinita.
Disponibilità dei dati:
Tutti i dati grezzi a supporto dei risultati di questo studio sono forniti come file supplementari. Le immagini rappresentative delle unità formanti colonie (CFU) e le curve complete di crescita batterica sono disponibili, rispettivamente, nelle Figure supplementari 1 e 2. Le misurazioni delle temperature alla superficie radicolare esterna a livello di singolo campione sono riportate nella Tabella supplementare 1, mentre i dati grezzi sull'attività antibatterica, inclusi i valori di intensità grigia delle colonie e i tassi di inibizione calcolati per tutti i gruppi di trattamento, sono forniti nella Tabella supplementare 2. Questi file supplementari contengono i dati primari alla base dei risultati presentati nel manoscritto principale.
File supplementari
Figura supplementare 1. Piastre rappresentative di unità formanti colonie (UFC) dopo il trattamento laser di Enterococcus faecalis. Piastre di agar al brodo encefalo-cardonico (BHI) rappresentative che mostrano le unità formanti colonie (UFC) isolate da campioni del canale radicolare dopo tre trattamenti consecutivi. I campioni sono stati diluiti in serie (10−3) prima della semina e incubati per 24 h. Sono mostrate immagini rappresentative per il controllo negativo con soluzione fisiologica sterile, il controllo positivo con ipoclorito di sodio al 5,25% (NaOCl), e i gruppi sottoposti ai trattamenti con laser a diodo 808 nm (2,0 W, 30 s), laser al tulio 1940 nm (3,5 W, 30 s) e laser all'erbio 2940 nm (30 mJ, 30 s). Cliccare qui per scaricare questo file.
Figura supplementare 2. Curve di crescita complete di 24 h di Enterococcus faecalis dopo il trattamento laser. Chinetica di crescita di Enterococcus faecalis recuperato dai canali radicolari trattati per 24 h, misurata come densità ottica a 600 nm (OD600). Le sospensioni batteriche sono state aggiustate a 1 × 106 unità formanti colonie (CFU)/mL e incubate in brodo di infusione cerebrale e cardiaca (BHI) a 37°C. Le curve di crescita sono mostrate per il controllo negativo con soluzione salina sterile, il controllo positivo con ipoclorito di sodio al 5,25% (NaOCl) e tutti i gruppi sperimentali sottoposti a trattamento laser: laser a diodo a 808 nm (1,0, 1,5 e 2,0 W per 10, 20 e 30 s), laser al tulio a 1940 nm (1,5, 2,5 e 3,5 W per 10, 20 e 30 s) e laser all'erbio a 2940 nm (10, 20 e 30 mJ a 15 Hz per 10, 20 e 30 s). Cliccare qui per scaricare questo file.
Tabella supplementare 1. Misurazioni della temperatura sulla superficie esterna della radice durante l'irradiazione laser.
Vengono riportate le temperature sulla superficie esterna della radice prima e dopo l'irradiazione per ciascun campione trattato con il laser a diodo 808 nm, al tulio 1940 nm o all'erbio 2940 nm, nelle condizioni indicate di potenza o energia per impulso e di tempo di irradiazione. La differenza di temperatura è stata calcolata come ΔT = temperatura dopo l'irradiazione − temperatura prima dell'irradiazione. Per ogni combinazione di parametri sono stati valutati tre campioni indipendenti. Cliccare qui per scaricare il file.
Tabella supplementare 2. Dati grezzi dell'analisi delle unità formanti colonie (UFC) per l'attività antibatterica dopo il trattamento laser.
Vengono mostrati i valori di intensità di grigio dell'area delle colonie e i tassi di inibizione calcolati per ciascun campione dopo il trattamento con il laser a diodo 808 nm, al tulio 1940 nm o all'erbio 2940 nm, con i parametri di irradiazione indicati. Il fisiologico e l'ipoclorito di sodio al 5,25% (NaOCl) sono stati utilizzati rispettivamente come gruppi di controllo negativo e positivo. Il tasso di inibizione è stato calcolato in riferimento al gruppo di controllo con soluzione fisiologica. Per ciascuna condizione di trattamento sono stati analizzati tre campioni indipendenti. Cliccare qui per scaricare il file.
Discussione
Lo studio ex vivo attuale ha confrontato l'efficacia antibatterica e la sicurezza termica dei laser a diodo a 808 nm, allo thulio a 1940 nm e all'erbio a 2940 nm per l'eliminazione di E. faecalis biofilm provenienti da canali radicolari infetti. Tutti e tre i sistemi laser hanno dimostrato un'inibizione batterica maggiore rispetto al NaOCl al 5,25%; tuttavia, la loro efficacia antibatterica e i profili termici differivano sostanzialmente. Il laser all'erbio a 2940 nm ha ottenuto il bilancio complessivo più favorevole, combinando l'attività antibatterica più elevata con l'aumento minimo della temperatura della superficie esterna della radice. Anche il laser al tulio a 1940 nm ha mostrato una notevole efficacia antibatterica, sebbene i suoi parametri di irradiazione più elevati abbiano superato il 10°C soglia di sicurezza termica. Il laser a diodo a 808 nm ha mostrato un'attività antibatterica relativamente inferiore e una sicurezza termica meno favorevole. Questi risultati indicano che la lunghezza d'onda del laser e i parametri di irradiazione sono fattori importanti per bilanciare la disinfezione intracanale con la sicurezza dei tessuti parodontali16. Tuttavia, i confronti diretti tra i diversi sistemi laser devono essere interpretati con cautela poiché ogni lunghezza d'onda presenta indicazioni cliniche, sistemi di somministrazione e meccanismi d'azione distinti. Il presente studio ha confrontato l'efficacia antibatterica in condizioni standardizzate ex vivo condizioni, ma l'applicazione ottimale di ciascun laser può dipendere dallo specifico scenario clinico, dagli obiettivi terapeutici e dagli strumenti disponibili.
I diversi risultati ottenuti con i tre sistemi laser possono essere spiegati principalmente dalle loro interazioni dipendenti dalla lunghezza d'onda con l'acqua, la dentina e i biofilm batterici. Il laser a diodo a 808 nm viene scarsamente assorbito dall'acqua e agisce principalmente attraverso effetti fototermici diretti. I laser a diodo possono eliminare i batteri mediante denaturazione proteica indotta dal calore e alterazione delle membrane batteriche17. Tuttavia, la loro efficacia dipende dalla vicinanza del contatto o dell'avvicinamento della fibra laser ai batteri bersaglio, il che risulta difficoltoso nell’anatomia complessa del sistema dei canali radicolari. Questo potrebbe spiegare perché il laser a diodo ha prodotto solo un grado moderato di inibizione batterica, anche a 2,0 W per 30 s. L’analisi della curva di crescita ha mostrato che alcuni batteri sono sopravvissuti al trattamento con il laser a diodo e hanno mantenuto la capacità di riprodursi, suggerendo che il biofilm esistente non è stato completamente eradicato18. Il laser al tulio a 1940 nm presenta un assorbimento maggiore da parte dell'acqua rispetto al laser a diodo e può produrre effetti sia fototermici che fotomeccanici nei canali pieni di liquido19. Questo maggiore assorbimento dell'acqua potrebbe spiegare il suo effetto antibatterico più forte; tuttavia, comporta anche un aumento maggiore della temperatura a impostazioni di potenza più elevate. Ad esempio, l'irradiazione a 3,5 W per 30 s ha prodotto una marcata attività antibatterica ma ha superato la soglia raccomandata di 10°C per evitare danni ai tessuti parodontali11,20. Pertanto, sembra esserci un compromesso tra il raggiungimento di una disinfezione sufficiente dei canali radicolari infetti e l’evitare aumenti eccessivi di temperatura che potrebbero danneggiare i tessuti circostanti. Questi sistemi laser non devono essere considerati direttamente intercambiabili poiché le loro lunghezze d'onda presentano cromofori primari diversi e meccanismi distinti di trasferimento dell'energia. Il laser a diodo produce principalmente effetti fototermici diretti, mentre i laser al tulio e all'erbio interagiscono più intensamente con l'acqua intracanale e generano effetti aggiuntivi mediati dal fluido. Di conseguenza, le differenze osservate potrebbero riflettere sia i parametri di irradiazione sia i meccanismi d'azione distinti dei tre sistemi laser.
Il laser al neodimio a 2940 nm ha dimostrato il profilo complessivo più favorevole, principalmente a causa della sua forte assorbimento da parte dell'acqua21Quando viene attivato in un canale irrigato, l'energia laser viene rapidamente assorbita da uno strato sottile di acqua, producendo cavitazione, onde d'urto e movimento del fluido in grado di interrompere meccanicamente i biofilm limitando al contempo il trasferimento di calore alla superficie esterna della radice.21,22. Questo meccanismo potrebbe spiegare perché il laser all'erbio ha ottenuto la percentuale di inibizione più elevata pur mantenendo tutti gli aumenti di temperatura legati all'irraggiamento entro la soglia di sicurezza predefinita. Pertanto, nelle condizioni sperimentali valutate in questo studio ex vivo, il laser all'erbio ha dimostrato il rapporto più favorevole tra efficacia antibatterica e sicurezza termica rispetto ai sistemi laser testati. Tuttavia, questi risultati sono limitati ai sistemi testati ex vivo condizioni e non dimostrano la superiorità clinica del laser all'erbium. Ulteriori in vivo e sono necessari studi clinici prima che questi risultati possano essere tradotti in raccomandazioni terapeutiche cliniche. Degna di nota è anche la minore percentuale di inibizione osservata con NaOCl al 5,25%. L'NaOCl è da tempo utilizzato come irrigante standard per l'eliminazione batterica durante il trattamento endodontico; tuttavia, il suo effetto antibatterico può risultare limitato nei biofilm maturi e nei tubuli dentinali profondi a causa della ridotta penetrazione, della neutralizzazione chimica e della natura protettiva della matrice del biofilm23,24Questi risultati suggeriscono che gli effetti fisici prodotti dai laser, inclusi cavitazione, onde d'urto e flusso acustico, possono potenziare l'eliminazione batterica rispetto all'irrigazione con ipoclorito di sodio da sola.8,25Pertanto, i risultati di questo studio supportano l'uso dell'irrigazione assistita da laser come metodo adiuvante per la disinfezione dei canali radicolari, piuttosto che come sostituto dei protocolli convenzionali di irrigazione. Il fisiologico e l'NaOCl sono stati inclusi rispettivamente come controllo chimico negativo e controllo chimico convenzionale, poiché l'obiettivo primario dello studio era confrontare i tre sistemi laser in condizioni sperimentali standardizzate. Lo studio non è stato progettato per confrontare l'irradiazione laser con protocolli contemporanei di irrigazione attivata mediante sonicazione, ultrasuoni o altre tecniche. Di conseguenza, l'assenza di questi gruppi di confronto limita la rilevanza clinica dei risultati e dovrebbe essere affrontata in studi futuri.
La sicurezza termica rimane un aspetto importante da considerare per l'applicazione clinica. L'irradiazione con laser a diodo per 30 s ha superato o raggiunto la soglia di 10 °C in diverse condizioni di irradiazione, suggerendo un potenziale rischio di danno ai tessuti parodontali26. I laser al tulio hanno mostrato effetti antibatterici maggiori rispetto ai laser a diodo; tuttavia, il loro margine di sicurezza si è ridotto a impostazioni di potenza più elevate, in particolare a 3,5 W per 30 s. Al contrario, il laser all'erbio a 2940 nm ha mantenuto l'aumento di temperatura al di sotto di 5 °C anche alla massima potenza testata. Questi risultati indicano che è necessaria una selezione accurata dei parametri quando si utilizzano laser a diodo o al tulio, mentre il laser all'erbio ha dimostrato un margine di sicurezza termica più ampio nelle condizioni valutate in questo studio.
Questo studio presenta diverse limitazioni. In primo luogo, è stato utilizzato un modello ex vivo, che non riesce a riprodurre completamente l'ambiente biologico di un'infezione clinica. In particolare, l'assenza di perfusione ematica e di raffreddamento fisiologico dei tessuti può influenzare la dispersione del calore e le variazioni di temperatura sulla superficie esterna della radice. Inoltre, la mancanza di risposte immunitarie dell'ospite implica che i risultati sull'attività antibatterica riflettono soltanto gli effetti diretti dell'irradiazione laser, senza tenere conto dell'eliminazione batterica mediata dal sistema immunitario. In secondo luogo, è stata esaminata una sola specie batterica, E. faecalis, mentre la maggior parte dei canali radicolari infetti contiene biofilm polimicrobici.27. Un modello a singola specie non è in grado di riprodurre le interazioni interspecifiche, la struttura eterogenea del biofilm o la variabile suscettibilità agli antimicrobici caratteristica delle infezioni polimicrobiche cliniche. Pertanto, l'efficacia antibatterica osservata nei confronti di E. faecalis non dovrebbero essere esterpolate all'intera comunità microbica presente nei canali radicolari infetti. Terzo, tutti gli esperimenti sono stati condotti in condizioni statiche di laboratorio, mentre i denti in vivo sono influenzati dai tessuti circostanti e dalla perfusione ematica, fattori che possono influire sulla dissipazione del calore28. Infine, sono state valutate solo alcune selezionate combinazioni di lunghezze d'onda e parametri di irradiazione. Le lunghezze d'onda testate sono state scelte per rappresentare sistemi laser con diverse caratteristiche di assorbimento dell'acqua e meccanismi di azione antibatterica, mentre i parametri di irradiazione sono stati selezionati per rappresentare livelli di potenza o energia e durate di esposizione clinicamente praticabili. Tuttavia, il numero limitato di combinazioni di parametri limita la generalizzabilità dei risultati, e ulteriori impostazioni dovrebbero essere valutate in studi futuri. Sebbene E. faecalis è frequentemente utilizzato come organismo rappresentativo nella ricerca endodontica a causa della sua persistenza e resistenza alle sfide antimicrobiche, ma non dovrebbe essere considerato l'unico indicatore di infezione endodontica o di insuccesso del trattamento. Le infezioni cliniche sono tipicamente polimicrobiche e sono necessari studi futuri che utilizzino modelli di biofilm multispécie per rappresentare meglio la complessità della microbiota del canale radicolare.
In sintesi, ciascun sistema laser ha dimostrato un'attività antibatterica maggiore contro E. faecalis rispetto al NaOCl al 5,25% da solo. Nelle condizioni sperimentali valutate in questo studio ex vivo, il laser all'erbio a 2940 nm ha mostrato il rapporto più favorevole tra efficacia antibatterica e sicurezza termica. Il laser al tulio a 1940 nm ha anch'esso mostrato una forte attività antibatterica; tuttavia, l'impostazione di potenze più elevate ha aumentato il rischio di danno termico ai tessuti. Il laser a diodo a 808 nm ha mostrato un'efficacia antibatterica inferiore e una sicurezza termica meno favorevole rispetto ai laser al tulio e all'erbio. Questi risultati sostengono ulteriori indagini sull'uso del disinfectante assistito da laser all'erbio a 2940 nm come approccio promettente complementare al trattamento endodontico29.
Dichiarazioni
Conflitto di interessi:
Gli autori dichiarano di non avere interessi contrastanti relativi a questo studio. Non esistono conflitti di interessi di natura finanziaria o non finanziaria, inclusi impiego, consulenze, possesso di azioni, compensi o testimonianze esperte retribuite.
Ringraziamenti
Questo studio è stato sostenuto dal programma di ricerca medica della Commissione Sanitaria del Distretto di Hongkou.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Soluzione salina 0,9% | Beyotime | ST341-500ml | Conservazione, irrigazione e controllo negativo dei denti |
| Provette microcentrifuga da 1,5 mL | Axygen | MCT-150-C | Raccolta del campione e diluizione seriale |
| Piastra colturale a 24 pozzetti | Corning | 3524 | Incubazione del biofilm |
| Piastra microtitolazione a 96 pozzetti | Corning | 3599 | Saggio della curva di crescita batterica |
| Autoclave | Tuttnauer | 2540E | Sterilizzazione delle radici preparate |
| Agar Brain heart infusion (BHI) | BD Biosciences | 211065 | Coltura batterica e conteggio delle UFC |
| Brodo Brain heart infusion (BHI) | BD Biosciences | 237500 | Coltura batterica e analisi della curva di crescita |
| Smalto trasparente per unghie | Beyotime | C0187 | Sigillatura della superficie esterna della radice |
| Sega diamantata (bassa velocità) | Buehler | IsoMet Low Speed Saw | Sezionamento della corona |
| Termometro digitale (compatibile con termocoppia di tipo K) | OMEGA Engineering | HH802U | Misurazione della temperatura della superficie esterna della radice |
| Enterococcus faecalis ATCC 29212 | American Type Culture Collection (ATCC) | ATCC 29212 | Stirpe batterica |
| Acido etilendiamminotetracetico (EDTA), 17% | Sigma-Aldrich | E9884 | Risciacquo finale del canale |
| Composito resinoso fluido | 3M ESPE | 6031A2 | Sigillatura del forame apicale |
| GraphPad Prism | GraphPad Software | Version 9.0 • RRID: SCR_002798 | Generazione di grafici |
| File Hedström, misura 40 | Dentsply Maillefer | 80603010042 | Raccolta di frammenti di dentina |
| File K, misura 10 | Dentsply Maillefer | 800-0210 | Determinazione della lunghezza di lavoro |
| Sistema laser a fibra drogata al tulio, 1940 nm | Menovex Medical Technology (Shenzhen) Co., Ltd. (Arpadent) | TN20 | Irradiazione laser |
| Sistema laser Er:YAG, 2940 nm | PointNix Co., Ltd. | Modular-beam | Irradiazione laser |
| Sistema laser a diodo, 808 nm | elexxion AG | Claros Nano | Irradiazione laser |
| Micropipetta | Eppendorf | 3123000063 | Inoculazione del campione |
| Olio minerale (sterile) | Sigma-Aldrich | M5904 | Prevenzione dell'evaporazione durante il saggio della curva di crescita batterica |
| Sistema di file rotanti al nichel-titanio (preparazione F3) | Dentsply Sirona | ProTaper Gold | Preparazione del canale radicolare |
| Fibra ottica per laser a fibra drogata al tulio, 1940 nm | Menovex Medical Technology (Shenzhen) Co., Ltd. (Arpadent) | diametro 400 µm | Irradiazione laser |
| Fibra ottica per laser Er:YAG, 2940 nm | PointNix Co., Ltd. | diametro 600 µm | Irradiazione laser |
| Fibra ottica per laser a diodo, 808 nm | elexxion AG | elexxion longlife 200, 200 µm (Art. No. 10063) | Irradiazione laser |
| Proiettore parodontale | Hu-Friedy | PCPUNC156 | Misurazione della lunghezza della radice |
| Scaler parodontale | Hu-Friedy | SJ34-35 | Rimozione del tartaro e dei tessuti molli |
| Soluzione salina tamponata al fosfato (PBS) | Gibco / Thermo Fisher Scientific | 10010023 | Lavaggio e diluizione batterica |
| Punte per pipetta (10 µL, 200 µL, 1000 µL) | Axygen | T-300 / T-200-Y / T-1000-B | Maneggiamento dei liquidi |
| Stativo per provette | Biosharp | BS-IT-01 | Fissazione del campione radicolare |
| Microscopio elettronico a scansione (SEM) | Hitachi High-Technologies | TM4000Plus | Acquisizione di immagini del biofilm |
| Incubatore agitatore | Thermo Fisher Scientific | MaxQ 4000 | Incubazione delle colture in brodo |
| Ipooclorito di sodio (NaOCl), 5,25% | Sigma-Aldrich | 425044 | Irrigazione del canale e controllo positivo |
| Spettrofotometro/incubatore (lettore di micropiastre) | BioTek / Agilent Technologies | Epoch 2 | Misurazioni della densità ottica a 600 nm (OD600) |
| SPSS | IBM | Version 26.0 • RRID: SCR_002865 | Analisi statistica |
| Punte di carta sterili | Dentsply Maillefer | Absorbent Paper Points, ISO 20, conicità 0,02, 28 mm | Asciugatura del canale e campionamento batterico |
| Termocoppia (tipo K) | OMEGA Engineering | 88000 | Misurazione della temperatura |
| Mixer a vortice | Scientific Industries | Vortex-Genie 2 | Mescolamento delle sospensioni batteriche |
Riferimenti
- Stuart CH, Schwartz SA, Beeson TJ, Owatz CB. Enterococcus faecalis: its role in root canal treatment failure and current concepts in retreatment. J Endod. 2006;32(2):93-98.
- Love RM. Enterococcus faecalis: a mechanism for its role in endodontic failure. Int Endod J. 2001;34(5):399-405.
- Sedgley CM, Lennan SL, Appelbe OK. Survival of Enterococcus faecalis in root canals ex vivo. Int Endod J. 2005;38(10):735-742.
- Siqueira JF Jr, Rôças IN. Clinical implications and microbiology of bacterial persistence after treatment procedures. J Endod. 2008;34(11):1291-1301.
- Peters OA. Current challenges and concepts in the preparation of root canal systems: a review. J Endod. 2004;30(8):559-567.
- Zehnder M. Root canal irrigants. J Endod. 2006;32(5):389-398.
- Marending M, et al. Effect of sodium hypochlorite on human root dentine: mechanical, chemical and structural evaluation. Int Endod J. 2007;40(10):786-793.
- de Groot SD, et al. Laser-activated irrigation within root canals: cleaning efficacy and flow visualization. Lasers Med Sci. 2009;24(6):1017-1024.
- Schoop U, et al. Innovative wavelengths in endodontic therapy: a comparative study of Er:YAG and diode laser for bacterial reduction. Lasers Surg Med. 2006;38(5):432-437.
- Gutknecht N, et al. Bactericidal effect of a 980-nm diode laser in the root canal wall dentin of bovine teeth. J Clin Laser Med Surg. 2004;22(1):9-13.
- Hin R, Klinke T, Gutknecht N. Antibacterial effect of a 1940-nm thulium laser in root canal treatment. Lasers Med Sci. 2018;33(5):1051-1056.
- Hibst R, Keller U. Experimental studies of the application of the Er:YAG laser on dental hard substances: I. Measurement of the ablation rate. Lasers Surg Med. 1989;9(4):338-344.
- DiVito E, Peters OA, Olivi G. Effectiveness of the erbium:YAG laser and new design radial and stripped tips in removing the smear layer. J Endod. 2012;38(6):763-766.
- Meire MA, et al. Effectiveness of different laser systems to kill Enterococcus faecalis in aqueous suspension and in an infected tooth model. Int Endod J. 2009;42(4):351-359.
- Eriksson AR, Albrektsson T. Temperature threshold levels for heat-induced bone tissue injury: a vital microscopic study in the rabbit. J Prosthet Dent. 1983;50(1):101-107.
- Stabholz A, Sahar-Helft S, Moshonov J. Lasers in endodontics. Dent Clin North Am. 2004;48(4):809-832.
- Gutknecht N, et al. Temperature evolution on human teeth root surface after diode laser irradiation. J Oral Laser Appl. 2005;5(2):75-80.
- Schoop U, et al. Bactericidal effect of different laser systems in the deep layers of dentin. Lasers Surg Med. 2004;35(2):111-116.
- Fried NM, Murray KE. High-power thulium fiber laser ablation of urinary tissues at 1.94 µm. J Endourol. 2005;19(1):25-31.
- Hmud R, et al. Cavitational effects in aqueous endodontic irrigants generated by near-infrared lasers. J Endod. 2010;36(2):275-278.
- Matsumoto H, Yoshimine Y, Akamine A. Visualization of irrigant flow and cavitation induced by Er:YAG laser within a root canal model. J Endod. 2011;37(6):839-843.
- George R, Walsh LJ. Thermal effects of Er:YAG laser on dentin: an in vitro study. J Oral Laser Appl. 2007;7(3):155-159.
- Siqueira JF Jr, et al. Bacteriologic investigation of the effects of sodium hypochlorite and chlorhexidine during the endodontic treatment of teeth with apical periodontitis. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2007;104(1):122-130.
- Zou L, et al. Penetration of sodium hypochlorite into dentin. J Endod. 2010;36(5):793-796.
- Peters OA, et al. Disinfection of root canals with photon-induced photoacoustic streaming. J Endod. 2011;37(7):1008-1012.
- Attrill DC, et al. Thermal effects of the Er:YAG laser on a simulated dental pulp: a quantitative evaluation of the effects of a water spray. J Dent. 2004;32(1):35-40.
- Shen Y, Stojicic S, Haapasalo M. Antimicrobial efficacy of chlorhexidine against bacteria in biofilms at different stages of development. J Endod. 2011;37(5):657-661.
- Kimura Y, et al. Histopathological changes in dental pulp irradiated by Er:YAG laser: a preliminary report. J Clin Laser Med Surg. 2002;20(4):203-207.
- Olivi G, et al. Disinfection efficacy of photon-induced photoacoustic streaming on root canals infected with Enterococcus faecalis: an ex vivo study. J Am Dent Assoc. 2014;145(8):843-848.