6 июня 2025 г.
В этом исследовании Er,Cr:YSGG и диодные лазеры применялись отдельно к плоской поверхности в общей сложности 96 специально разработанных титановых цилиндров. Термопара помещалась на другую поверхность, и измерялась температура. Шероховатость поверхности анализируется с помощью профилометра, СЭМ и АСМ.
В этом исследовании оценивается использование двух различных типов лазеров на титановых поверхностях для лечения периимплантита, изучается воздействие на имплантаты. Одной из задач эксперимента было воспроизведение интраоральной среды в неконтролируемых моделях in vitro. Исследования по использованию лазеров в лечении периимплантита должны проводиться в виде обширных клинических испытаний.
Для начала запустите программу 3D-графики и дизайна Rhinoceros. Нарисуйте круг диаметром 10 миллиметров, затем уменьшите круг на 50% по одной оси, чтобы получился эллипс. Используйте функцию экструдера, чтобы поднять эллипс в третьем измерении.
Нарисуйте еще один круг для поддержки пальцев. Используйте функцию экструдера, чтобы поднять второй круг в третьем измерении, убедившись, что он короче первой формы. Теперь просверлите 10-миллиметровое отверстие на эллиптическом чертеже с помощью логической команды.
Для поддержки термопары создайте L-образную линию с помощью команды Sweep1 и выдавите ее в третье измерение. Нарисуйте квадрат и выдавите его в третье измерение, чтобы создать основу. Установите закрытое помещение с кондиционером на температуру 27 градусов по Цельсию.
Закрепите подставку в центре пластиковой ванны с помощью двустороннего скотча. Установите титановый цилиндр на фиксирующую подставку. Перед началом эксперимента распылите воздух в титановый цилиндр.
Вставьте термопару термометра в полую часть титанового цилиндра, расположенную в его пазе на подставке. Подготовьте хронометр для контроля времени нанесения. Назначьте третьего наблюдателя для записи изменений температуры и работы с секундомером.
Надевайте защитные очки перед началом применения лазера в целях безопасности. Вставьте наконечники для лазеров. Включите лазер Er, Cr:YSGG и выберите закрытый режим perio.
Подайте 1,5, 2,5 и 3,5 Вт лазерной энергии на 20 секунд и 40 секунд каждый. Затем включите диодный лазер и выберите режим perio pocket. Подайте лазерную энергию мощностью 0,8 Вт, 1,3 Вт и 1,8 Вт на 20 секунд и 40 секунд каждое.
Пусть третий наблюдатель запустит таймер, когда начнется применение лазера. Оповестите наблюдателя об истечении времени. Теперь приложите лазерный наконечник под углом 15 градусов к поверхности, сохраняя контакт и двигаясь зигзагообразно по всей поверхности в течение запланированного времени.
Записывайте начальные и конечные значения температуры во время применения лазера. Вычтите начальную температуру из конечного значения, чтобы рассчитать изменение температуры. Храните образцы в прозрачных пакетах с маркировкой номеров групп Для двух- и трехмерной визуализации не покрывайте образцы перед помещением их в сканирующий электронный микроскоп.
Случайным образом выберите по одному баллону из каждой из 13 исследуемых групп. Вставьте их в устройство SEM, записывая их местоположение и образец кода, чтобы избежать путаницы. Поместите титановый цилиндр в устройство SEM плоской поверхностью вверх.
Выполнение анализа в режиме низкого вакуума. Установите давление в камере на 60 Паскалей во время анализа. Для измерения в области атомно-силовой микроскопии случайным образом выберите по одному титановому цилиндру из каждой исследуемой группы.
Выполняйте измерения в режиме нарезания резьбы. Перенесите цилиндр в прибор. Захватите цифровое изображение размером 5 x 5 микрометров для каждого образца и записывайте с медленной скоростью сканирования в один герц.
Для измерения шероховатости поверхности сначала зафиксируйте титановый валик с помощью держателя. Поместите иглу профилометра в соприкосновение с титановой поверхностью. Установите разрешение на 0,01 миллиметра, поперечную длину на 3,0 миллиметра, а диаметр алмазного записывающего кончика штифта на пять микрометров.
Отрегулируйте скорость измерения с точностью до 0,5 миллиметра в секунду, чтобы определить среднюю шероховатость или значение RA. Нажмите кнопку «Старт», чтобы начать измерение. После завершения измерения сохраните записанное значение RA.
Повторите измерения пять раз в разных направлениях на плоской поверхности каждого цилиндра. Изменение температуры на поверхностях цилиндров 42-го лазера было больше, чем на 22-м лазере. Изменение температуры в титановых цилиндрах с использованием диодного лазера было значительно больше, чем в цилиндрах с использованием лазера Er, Cr:YSGG.
В группах диодных лазеров 42-е применение привело к значительно более высоким изменениям температуры по сравнению с 22-м применением на всех уровнях мощности. Температурный диапазон диодных лазерных групп с подачей 1,8 Вт на поверхности цилиндров был заметно больше, чем в диодных лазерных группах с подачей 0,8 Вт. На снимках СЭМ во всех группах была обнаружена пористая структура, характерная для поверхностей имплантатов, подвергнутых пескоструйной обработке и травлению кислотой.
При 5000-кратном увеличении обработанные лазером титановые поверхности показали видимое расширение пор микронного размера по сравнению с контрольной группой. При 250-кратном и 1000-кратном увеличениях поверхности, подвергшиеся воздействию Er, Cr:YSGG и диодного лазера в течение 40 секунд, показали большее поверхностное плавление, чем поверхности, обработанные в течение 20 секунд. Изображения АСМ показали, что поверхностные углубления были равномерно распределены в контрольной группе по сравнению с образцами, обработанными лазером.
Параметр шероховатости не показал существенной разницы в типе лазера, мощности, времени или комбинированных оценках.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном исследовании оценивается применение лазеров Er,Cr:YSGG и диодных лазеров на поверхностях из титана для лечения периимплантита. Влияние на имплантаты изучалось с помощью измерения температуры и анализа шероховатости поверхности.
Лазерная модификация поверхности титановых имплантатов является критически важной областью для снижения рисков при лечении периимплантитных заболеваний в рамках исследований и разработок стоматологических устройств. Количественная оценка термических и топографических изменений позволяет прогнозировать безопасность и функциональные характеристики, обеспечивая трансляционную преемственность от лабораторных испытаний до клинической валидации. Эти данные позволяют командам по управлению портфелем продуктов оценивать механическое воздействие модификаций на поверхности имплантатов, что помогает принимать обоснованные решения о дальнейшем развитии проекта с учетом рисков.
Данный метод позволяет проводить оценку устройств на основе лазерного излучения на стыке этапов фундаментальных исследований и доклинической разработки устройств, обеспечивая возможность итеративной оптимизации и подготовку к трансляционному внедрению.