Name: In vitro Valutazione degli effetti dei laser a diodi Er, Cr: YSGG e utilizzati sul cilindro in titanio (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-06T13:55:00.000+00:00
Duration: 7 min 5 s
Description: Scopri l'efficacia dei laser Er,Cr:YSGG e a diodi su superfici di titanio per il trattamento della periimplantite. Questo metodo valuta le variazioni di temperatura e la rugosità superficiale in vitro.

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NOTA: I cilindri in titanio, realizzati con lo stesso materiale degli impianti convenzionali e progettati per replicare la superficie dell'impianto con la tecnologia SLA, presentano un'altezza di 10 mm e un diametro di 5 mm. Al centro dei cilindri si trova una cavità di 7 mm di profondità e 3 mm di larghezza (Fig. 2). La larghezza di 3 mm si riduce a 1 mm nel punto più profondo. Non è possibile misurare la rugosità superficiale degli impianti standard con un profilometro. È stato possibile valutare l'efficacia del laser applicato su una superficie piana di 5 mm di diametro nella parte superiore del cilindro in titanio progettato dal produttore, utilizzando lo stesso materiale che simula la superficie dell'impianto. Inoltre, per misurare le variazioni di temperatura dal centro del cilindro, è stata creata una scanalatura profonda 7 mm e larga 3 mm dal centro della superficie inferiore del cilindro in titanio verso la profondità del cilindro, dove verrà posizionata la punta della termocoppia. Questa scanalatura consente di valutare la variazione di temperatura della superficie trattata dall'interno del cilindro, piuttosto che in base alla superficie esterna. Le immagini tridimensionali sono state ottenute analizzando le superfici piane di cilindri di titanio appositamente prodotti utilizzando un microscopio a forza atomica (AFM). Sono stati utilizzati laser a diodo da 940 nm (0,8 W28, 1,3 W29, 1,8 W30) e 2,780 nm Er,Cr:YSGG (1,5 W31, 2,5 W31, 3,5 W32) a tre diversi wattaggi secondo le raccomandazioni dell'azienda e sono stati formati 12 gruppi con un tempo di applicazione di 20 s e 40 s ciascuno. Dopo l'applicazione, è stato aggiunto un gruppo di controllo per la valutazione della rugosità. Un supporto con un supporto per le dita è stato stampato da una stampante tridimensionale per mantenere stabile il cilindro di Ti durante l'applicazione (Tabella dei materiali).
1. Dimensione del campione
<ol>
	<li>Calcolare la dimensione del campione utilizzando l'analisi della potenza del programma G*Power. Il numero minimo di campioni per ciascun gruppo è stato determinato come n=8 campioni per la variazione di temperatura con dimensione dell'effetto d: 0,6906, deviazione standard 16,8, potenza: 0,80 e α: 0,05. NOTA: In questo studio, come sistema laser è stato utilizzato un laser Er,Cr:YSGG dotato di un laser a diodi da 940 nm con una punta di 300 μm di diametro (punta e3) e una punta elastica RFPT5-14 a 360° (580 μm di diametro e 14 mm di lunghezza) (Figura 1).</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67955/67955fig01.jpg"> 
Figura 1: Strumenti e attrezzature utilizzate. (A) Laser a diodi, (B) Laser Er,Cr:YSGG, (C) Punta E3, (D) Punta RPTF5-14. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67955/67955fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
2. Determinazione dei gruppi di lavoro
<ol>
	<li>Prendi il Watt raccomandato di laser per l'applicazione in tasca nella mucosite perimplantare come condizione ideale di utilizzo. Inoltre, includere un valore più basso e un valore più alto nei gruppi di studio rispetto al Watt raccomandato. I valori utilizzati qui sono 1,5 W e 3,5 W per Er,Cr:YSGG e 0,8 W e 1,8 W per il laser a diodi.</li>
	<li>Determinare il tempo di applicazione come 20 s e 40 s per valutare l'effetto del tempo di funzionamento sulla variazione di temperatura. I gruppi di studio sono illustrati nella Tabella 1.</li>
</ol>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Nome gruppo</td>
			<td>Tipo di laser</td>
			<td>Numero di campioni (n)</td>
			<td>Watt (W)</td>
			<td>Tempo (i)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E1</td>
			<td>Er,Cr:YSGG</td>
			<td>8</td>
			<td>1,5 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E2</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>2,5 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E3</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>3,5 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E4</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,5 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E5</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>2,5 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E6</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>3,5 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D1</td>
			<td>Diodo</td>
			<td>8</td>
			<td>0,8 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D2</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,3 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D3</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,8 W</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D4</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>0,8 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D5</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,3 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D6</td>
			<td></td>
			<td>8</td>
			<td>1,8 W</td>
			<td>40</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C</td>
			<td>Controllo</td>
			<td>8</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabella 1: Informazioni sui gruppi di studio.
3. Preparazione del setup sperimentale
<ol>
	<li>Con il programma Rhinoceros (grafica e progettazione 3D), è possibile progettare un supporto cilindrico in 3D con una cavità leggermente con un diametro di 10 mm e uno spessore di 5 mm.<ol>
		<li>Apri l'app. Disegna un cerchio di 10 mm di diametro. Ridurre il cerchio del 50% da un asse per creare un'ellisse. Premi Estrattore e solleva l'ellisse nella terza dimensione.</li>
		<li>Disegna di nuovo un cerchio per il supporto delle dita. Solleva il secondo cerchio nella terza dimensione con la chiave dell'estrusore. Rendi l'altezza inferiore al primo cerchio.</li>
		<li>Praticare un foro di 10 mm nel disegno ellittico con il comando booleano. Per il supporto della termocoppia, creare una linea a forma di L con il comando Sweep 1 e creare la 3a dimensione.</li>
		<li>Disegna un quadrato, ingrandiscilo nella 3a dimensione con il comando estrusore e crea la base. Dopo aver stampato il disegno, applicare del silicone attorno al foro in cui arriverà il cilindro di Ti e asciugarlo. Ciò manterrà il cilindro in posizione durante l'applicazione del laser.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Portare una stanza chiusa con aria condizionata a una temperatura di 27 °C. Fissare il supporto su cui verranno fissati i cilindri al centro di una vasca di plastica con del nastro biadesivo. NOTA: Inserire il cilindro Ti, spremere l'aria sulla superficie.</li>
	<li>Posizionare la termocoppia del termometro nella parte cava del cilindro Ti posta nella sua fessura sul supporto.</li>
	<li>Prepara un cronometro per tenere traccia del tempo di applicazione. Registra i gradi dal 3° osservatore e tieni traccia del tempo con il cronometro.</li>
</ol>
4. Procedura sperimentale
<ol>
	<li>Durante l'applicazione del laser, indossare occhiali protettivi per la sicurezza del professionista. Inserire la punta RPTF5-14 per laser Er,Cr:YSGG. Inserire la punta E3 per il laser a diodi.</li>
	<li>Accendi il laser Er,Cr:YSGG. Selezionare la modalità chiusa Perio. Applicare laser da 1,5 W, 2,5 W e 3,5 W per 20 s e 40 s ciascuno. Ci sono 96 cilindri di Ti con laser applicato. Irradia un cilindro di Ti con un solo tipo di laser, un watt e una volta.</li>
	<li>Accendi il laser a diodi. Seleziona la modalità Perio Pocket. Applicare laser da 0,8 W, 1,3 W e 1,8 W per 20 s e 40 s ciascuno.</li>
	<li>Chiedi al 3° osservatore di avviare il timer quando il laser si avvia. Avvisalo quando il tempo è scaduto.</li>
	<li>Applicare la punta del laser con un angolo di 15° rispetto alla superficie, a contatto, zigzagando su tutta la superficie per il tempo previsto.</li>
	<li>Annotare i valori di temperatura iniziale e finale durante l'applicazione. Sottrarre il valore della temperatura iniziale dal valore della temperatura finale. Calcola la variazione di temperatura. NOTA: Annotare i valori di variazione della temperatura per un totale di 12 gruppi, 6 gruppi laser Er, Cr:YSGG e 6 diodi.</li>
	<li>Conservare i campioni in sacchetti trasparenti con i numeri di gruppo scritti sopra.</li>
</ol>
5. Imaging bidimensionale e tridimensionale dei materiali
<ol>
	<li>Eseguire analisi al microscopio elettronico a scansione (SEM) e al microscopio a forza atomica (AFM) per valutare e dimostrare i cambiamenti nella morfologia della superficie del cilindro di Ti. NOTA: È stato utilizzato lo strumento FEI Quanta FEG 250.</li>
	<li>Non rivestire i campioni prima di essere inseriti nel SEM. Ci sono 13 gruppi, tra cui 1 gruppo di controllo, 6 gruppi laser a diodi e 6 gruppi laser Er,Cr: YSGG. Per il gruppo di controllo, non eseguire alcun trattamento, ma solo acquisire immagini di superficie tramite AFM e SEM.</li>
	<li>Seleziona casualmente un cilindro da ciascuno dei 13 gruppi di studio. Inserirli nel dispositivo SEM. Prendere nota della posizione sulla piattaforma e del codice di esempio per evitare di mescolare i campioni.</li>
	<li>Posizionare il cilindro Ti nel dispositivo SEM con la superficie piana rivolta verso l'alto. Eseguire analisi utilizzando la modalità Basso vuoto. Impostare la pressione della camera a 60 Pa durante l'analisi.</li>
	<li>Una volta che il dispositivo è completamente pronto, registra le immagini con ingrandimento 250x, 1000x e 5000x da un punto casuale sulla superficie piana. Ripetere questa procedura per tutti i campioni. NOTA: Al termine dell'aspirazione, il dispositivo SEM è pronto per la raccolta delle immagini.</li>
	<li>Per la misurazione AFM, selezionare casualmente un cilindro di Ti da ciascun gruppo di studio. Eseguire la misurazione in modalità maschiatura.<ol>
		<li>Posizionare il cilindro Ti nello strumento AFM. Posizionare il coperchio superiore in modo che la punta dello strumento si trovi sopra il campione. Verificare che la luce rossa della finestra sullo strumento sia sulla superficie da riprendere.</li>
		<li>Impostare la tensione su 2. Avvicina la punta al campione con il pulsante Auto land. Avviare la scansione premendo il pulsante Avvia scansione .</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Acquisire un'immagine digitale di 5 μm x 5 μm per ciascun campione e registrarla a una velocità di scansione lenta (1 Hz). Registra le immagini scattate con lo strumento AFM dalle superfici piane dei cilindri in Ti. Lo strumento AFM visualizza un'area di 25 μm2 .</li>
</ol>
6. Misurazione della rugosità superficiale
NOTA: Il dispositivo Surftest SJ 201, Mitutoyo, Tokyo, Giappone, è stato utilizzato qui.
<ol>
	<li>Impostare la risoluzione del profilometro a 0,01 mm, la lunghezza trasversale a 3,0 mm e il diametro della punta del perno di registrazione a diamante a 5 μm. Impostare la velocità di misurazione su 0,5 mm/s per determinare il valore Ra.</li>
	<li>Fissare il cilindro Ti con un supporto, utilizzare il presel e fissare il cilindro Ti tenendolo dalla superficie laterale. Posizionare l'ago del profilometro a contatto con la superficie del Ti.</li>
	<li>Premere il pulsante Start. Salvare il valore Ra trovato. Ripetere la misurazione 5 volte in direzioni diverse sulla superficie piana di ciascun cilindro (Figura 2). Per ottenere le varie direzioni, muovi il cilindro Ti su se stesso con l'aiuto di un presell. Ripetere per l'intera lunghezza del cilindro Ti.</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67955/67955fig2v2.jpg"> 
Figura 2: Diagramma di flusso dei gruppi di studio. (1A) vista laterale del cilindro Ti, (1B) vista dall'alto, (1C) vista dal basso <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67955/67955fig2v2large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
7. Analisi statistica
<ol>
	<li>Eseguire analisi statistiche utilizzando il pacchetto statistico SPSS-Windows e applicare i test di Kruskal-Wallis e Mann-Whitney. Imposta il livello di confidenza statistica al 95% (α = 0,05).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Microscopia a forza atomica</td><td>ezAFM</td><td></td><td>Modello AFM compatto</td></tr><tr><td>Diodo</td><td>Biolasi</td><td></td><td>Epico 10, 940 nm Lunghezza d'onda</td></tr><tr><td>Suggerimento E3</td><td></td><td></td><td>Diametro della fibra: 300 & micro; m, Lunghezza fibra: 9 mm</td></tr><tr><td>Er, Cr: YSGG Laser</td><td>Iplus</td><td></td><td>2780 nm Lunghezza d'onda</td></tr><tr><td>Profilometro</td><td>Mitutoyo</td><td></td><td>Modello Surftest SJ-201</td></tr><tr><td>Punta RFPT-14</td><td></td><td></td><td>Diametro esterno della punta: 580 & micro; m, Lunghezza punta: 14 mm</td></tr><tr><td>Microscopio elettronico a scansione</td><td>FEI</td><td></td><td>Modello Quanta FEG 250</td></tr><tr><td>Alzarsi</td><td>Progettazione personalizzata</td><td></td><td>Applicazione Rhinoceros, filamento PLA Flamix, dispositivo Bambulab X1C</td></tr><tr><td>Termometro</td><td>Keithley</td><td></td><td>Modello serie 2000, termokulp con punta K</td></tr><tr><td>Cilindro in titanio</td><td>Asse</td><td></td><td>Altezza 10 mm, diametro 5 mm, superficie SLA, titanio</td></tr></tbody></table>

in vitro valutazione degli effetti dei laser a diodi er, cr: ysgg e utilizzati sul cilindro in titanio

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

Dopo una valutazione basata sui tempi di applicazione di 20 secondi e 40 secondi, è stata osservata una differenza statisticamente significativa. È stato osservato che la variazione di temperatura sulle superfici del cilindro di Ti applicato al laser a 40 s è maggiore di quella sul laser a 20 s applicato (p=0,037; Figura 3).
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67955/67955fig3v...

In vitro Valutazione degli effetti dei laser a diodi Er, Cr: YSGG e utilizzati sul cilindro in titanio

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

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