インビトロ チタンシリンダーに用いるEr,Cr:YSGGおよびダイオードレーザーの効果評価

この研究では、インプラント周囲炎を治療するためにチタン表面に 2 つの異なるタイプのレーザーを使用することを評価し、インプラントへの影響を調査します。実験の課題の1つは、口腔内環境を制御不能なin-vitroモデルに再現することでした。インプラント周囲炎の治療におけるレーザーの使用に関する研究は、広範な臨床試験として実施されるべきです。

まず、Rhinoceros 3D グラフィックスおよびデザイン プログラムを起動します。直径10ミリメートルの円を描き、1つの軸に沿って円を50%減らして楕円を作成します。エクストルーダー機能を使用して、楕円を 3 次元に上げます。

指をサポートするために別の円を描きます。エクストルーダー機能を使用して、2 番目の円を 3 次元に持ち上げ、最初の形状よりも短くします。次に、ブール値コマンドを使用して楕円図に 10 mm の穴を開けます。

熱電対のサポートについては、Sweep1コマンドを使用してL字型の線を作成し、3次元に押し出します。正方形を描き、それを3次元に押し出してベースを作成します。エアコン付きの密室を摂氏27度に設定します。

両面テープを使用してプラスチック製の浴槽の中央にスタンドを固定します。チタンシリンダーを固定スタンドに置きます。実験を開始する前に、チタンシリンダーに空気をスプレーします。

温度計の熱電対を、スタンドのスロットに配置されたチタンシリンダーの中空部分に挿入します。適用時間を監視するためのクロノメーターを準備します。温度変化を記録し、ストップウォッチを操作するために3人目のオブザーバーを割り当てます。

安全のため、レーザーの塗布を開始する前に保護メガネを着用してください。レーザーのチップを挿入します。Er、Cr:YSGGレーザーをオンにし、ペリオクローズドモードを選択します。

1.5、2.5、3.5ワットのレーザーエネルギーをそれぞれ20秒と40秒間適用します。次に、ダイオードレーザーをオンにして、ペリオポケットモードを選択します。0.8 ワット、1.3 ワット、1.8 ワットのレーザー エネルギーをそれぞれ 20 秒間と 40 秒間印加します。

レーザーの適用が始まったら、3人目のオブザーバーにタイマーを起動させます。時間切れになったらオブザーバーに通知します。次に、レーザーチップを表面に対して 15 度の角度で適用し、接触を維持し、計画された時間の間、表面全体をジグザグ パターンで移動します。

レーザー適用中の初期温度値と最終温度値を記録します。最終値から開始温度を減算して、温度変化を計算します。グループ番号が記載された透明な袋にサンプルを保管します。2次元および3次元イメージングの場合、走査型電子顕微鏡に入れる前にサンプルをコーティングしないでください。

13 の研究グループのそれぞれから 1 つのシリンダーをランダムに選択します。それらをSEMデバイスに挿入し、それらの位置とサンプルコードを記録して、取り違えを防ぎます。チタンシリンダーを平らな面を上に向けてSEM装置に置きます。

低真空モードで分析を行います。分析中にチャンバー圧力を60パスカルに設定します。原子間力顕微鏡測定では、各研究グループからチタンシリンダーをランダムに1つ選択します。

タッピングモードで測定を行います。シリンダーを機器に移します。各サンプルの5 x 5マイクロメートルのデジタル画像をキャプチャし、1ヘルツの低速スキャンレートで記録します。

表面粗さの測定は、まずチタンローラーをホルダーで固定します。プロフィロメーターの針をチタン表面に接触させます。分解能を0.01ミリメートル、横方向の長さを3.0ミリメートル、ダイヤモンド記録ピンの先端径を5マイクロメートルに設定します。

測定速度を毎秒0.5ミリメートルに調整して、平均粗さまたはRA値を決定します。開始を押して測定を開始します。測定が完了したら、記録されたRA値を保存します。

各円柱の平らな面で異なる方向に5回測定を繰り返します。42 回目のレーザー適用シリンダー表面の温度変化は、22 回目のレーザー適用の温度変化よりも大きかった。ダイオードレーザーを使用したチタンシリンダーの温度変化は、Er、Cr:YSGGレーザーを使用したものよりも有意に大きかった。

ダイオードレーザーグループ内では、42回目の適用では、すべての出力レベルにわたって22回目の適用と比較して大幅に高い温度変化が見られました。シリンダー表面に1.8ワットを印加したダイオードレーザー群の温度範囲は、0.8ワットを印加したダイオードレーザー群よりも著しく大きかった。SEM画像は、サンドブラストされた酸エッチングされたインプラント表面に特徴的なすべてのグループで多孔質構造を示しました。

5000倍の倍率で、レーザー処理されたチタン表面は、対照群と比較してミクロンサイズの細孔の目に見える拡大を示しました。250倍と1000倍の倍率では、Er、Cr:YSGG、およびダイオードレーザーに40秒間曝露された表面は、20秒間処理された表面よりも多くの表面溶融を示しました。AFM画像は、レーザー処理されたサンプルと比較して、対照群で表面のくぼみが均一に分布していることを明らかにしました。

粗さパラメータは、レーザーの種類、ワット、時間、または組み合わせた評価で有意差を示さなかった。