Bu çalışma, Tongji Üniversitesi Tıp Fakültesi, Şanghay Dördüncü Halk Hastanesi'nin etik standartlarına uygun olarak yürütülmüş ve Kurumsal Gözden Geçirme Kurulu tarafından onaylanmıştır (Onay No. 2026013-001). Bu çalışmada kullanılan çekilmiş insan dişleri, ortodontik veya periodontal nedenlerle diş çekimi yapılan hastalardan toplanmıştır. Örnek toplama işlemi öncesinde tüm katılımcılardan yazılı bilgilendirilmiş onam alınmıştır. Bu çalışma amacıyla herhangi bir ek klinik müdahale yapılmamıştır. Çalışma, çekilmiş insan dişlerinin kullanımına ilişkin kurumsal gerekliliklere uygun olarak yürütülmüştür.
Numune Hazırlama ve Seçim Kriterleri
Toplam 141 adet yeni çekilmiş tek köklü kalıcı diş (mandibular kesiciler ve premolarlar), Tongji Üniversitesi'ne bağlı Şanghay Dördüncü Halk Hastanesi Stomatoloji Bölümü'nden temin edilmiştir. Tüm dişler ortodontik veya periodontal nedenlerle çekilmiştir. Her hastadan bilgilendirilmiş onam alınmıştır. Bu çalışmaya, periodontal sond ile belirlendiğinde kök uzunluğu en az on milimetre olan, çürük lezyonu veya çatlağı bulunmayan sağlam dişler, tam kök oluşumuna sahip dişler ve Schneider yöntemine göre on dereceden az kök eğriliği olan dişler dahil edilmiştir. Çok kanallı dişler, kanal kalsifikasyonu, iç rezorpsiyon veya daha önce endodontik tedavi görmüş dişler çalışma dışı bırakılmıştır. Çekim sonrası, tüm görünür diş taşları ve yumuşak doku kalıntıları periodontal bir küret kullanılarak temizlenmiştir. Dehidrasyonu önlemek amacıyla dişler, kullanıma kadar 4°C'de %0.9'luk salin solüsyonunda saklanmış ve tüm deneyler çekimden sonraki üç ay içinde gerçekleştirilmiştir. Numuneler, önceden tanımlanmış bir ardışık tahsis sırası kullanılarak deney gruplarına atanmıştır. Spesifik olarak, numuneler, her grup için gerekli örneklem boyutuna ulaşılana kadar her gruba sırayla ve dönüşümlü olarak tahsis edilmiştir. Herhangi bir resmi a priori güç hesaplaması yapılmamıştır. Örneklem büyüklüğü, önceki benzer ex vivo çalışmalar, değerlendirilen ışınlama parametre kombinasyonlarının sayısı ve uygun çekilmiş dişlerin mevcudiyeti temel alınarak seçilmiştir.
Kök Kanalı Hazırlama ve Sterilizasyon
Standartlaştırılmış 10 mm'lik bir kök segmenti elde etmek için her diş kronu, sürekli su soğutması altında düşük hızlı bir elmas testere kullanılarak semento-emaye birleşiminden çıkarıldı. Çalışma boyu, 10 numara K-file kullanılarak apikal foramenin 1 mm üzerinden belirlendi. Kök kanalları, üretici talimatlarına uygun olarak, apikal preparasyon boyutu F3 olana kadar S1, S2, F1, F2 ve F3 sıralamasını takip eden ProTaper Universal nikel-titanyum döner sistem ile hazırlandı. Enstrümantasyon sırasında, her döner eğe kullanımından sonra kanallar yaklaşık 2 mL %5,25 sodyum hipoklorit ile irige edildi ve böylece kanal başına toplamda yaklaşık 10 mL irigasyon hacmi sağlandı. 1 dakika boyunca 5 mL %17 EDTA ile son bir durulama yapıldı ve ardından 5 mL steril salin uygulandı. Kapalı bir kanal sistemi oluşturmak için apikal foramen akışkan rezin kompozit ile kapatıldı. Hazırlanan kökler, 121°C'de 20 dakika boyunca otoklavlanarak sterilize edildi, 4°C'de steril fosfat tamponlu salin (PBS) içinde saklandı ve sterilizasyondan sonraki 24 saat içinde bakterilerle inoküle edildi.
Bakteri Suşu ve Kültür Koşulları
Enfekte kök kanalı modelini oluşturmak için E. faecalis ATCC 29212 kullanılmıştır. Suş, beyin kalp infüzyon (BHI) agarında, aerobik koşullar altında 37°C'de 24 saat boyunca kültüre edilmiştir. Tek bir koloni BHI besiyerine aktarılmış ve 37°C'de 18–24 saat inkübe edilmiştir. Bakteri süspansiyonu, 600 nm'deki optik yoğunluk (OD600) değeri 0,08–0,10 olacak şekilde, 0,5 McFarland standardına eşdeğer yaklaşık 1,5 × 108 CFU/mL konsantrasyona ayarlanmıştır.
E. faecalis Enfekte Kök Kanal Modelinin Oluşturulması
Enfekte bir kök kanal biyofilm modeli oluşturmak için, bakterilerin sementum üzerinden sızmasını önlemek amacıyla sterilize edilmiş her bir kökün dış yüzeyi iki kat şeffaf oje ile kaplandı. Apikal bölge, apikal foramen akışkan rezin kompozit ile kapatıldıktan sonra kaplanırken, bakteriyel inokülasyona izin vermek için kanal ağzı kaplanmadan bırakıldı. Steril bir mikropipet kullanılarak, kanal boyunun tamamını taşırmadan dolduracak şekilde her bir kök kanalına 10 µL E. faecalis süspansiyonu aktarıldı. İnoküle edilen örnekler daha sonra, her bir kuyucuğa 1,5 mL BHI broth eklenerek steril 24 kuyucuklu kültür plakalarına tek tek yerleştirildi. Örnekler, aerobik koşullar altında 37°C'de 21 gün boyunca kültüre edildi. Sürekli bakteriyel büyüme için besin sağlamak ve birikmiş hücresel debrisleri uzaklaştırmak amacıyla büyüme ortamı her 2 günde bir uzaklaştırıldı ve taze steril BHI broth ile değiştirildi. Ortam değişimi sırasında herhangi bir ek E. faecalis inokülasyonu yapılmadı. İnkübasyon süresinin tamamlanmasının ardından, deneysel testlerden önce gevşekçe tutunmuş planktonik bakterileri uzaklaştırmak için tüm canlı örnekler bir kez PBS ile yıkandı. Olgun biyofilm oluşumunu ve dentin tübüllerine bakteriyel penetrasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile görüntülemek için rastgele seçilen iki örnek kullanıldı. Numuneler 2,5% glutaraldehit ile 4°C'de 24 saat boyunca fikse edildi, üç kez PBS ile durulandı, her adımı 10 dakika süren dereceli bir etanol serisiyle (%30, %50, %70, %80, %90 ve %100)yavaşça kurutuldu, ardından boylamasına bölündü, havada kurutuldu, alüminyum stublara monte edildi, altın ile sputter kaplandı ve SEM ile incelendi.
Deneysel Gruplar ve Lazer Işınlama Protokolleri
Enfekte olan 135 kök örneği, kullanılan lazer sistemine göre üç ana deneysel gruba ayrılmıştır: 808 nm Diyot Lazer Grubu, 1940 nm Thulium Lazer Grubu ve 2940 nm Erbiyum Lazer Grubu. Her bir lazer grubunda 45 örnek bulunmaktaydı ve bu örnekler ışınlama parametrelerine göre daha küçük alt gruplara ayrılmıştır. Diyot lazer 1,0, 1,5 veya 2,0 W ortalama güçlerde çalıştırılmış ve her bir güç ayarı 10, 20 veya 30 s boyunca uygulanarak, her birinde üç örneğin bulunduğu dokuz alt grup oluşturulmuştur. Thulium lazer 1,5, 2,5 veya 3,5 W ortalama güçlerde çalıştırılmış ve her bir güç ayarı 10, 20 veya 30 s boyunca uygulanarak, yine her birinde üç örneğin bulunduğu dokuz alt grup oluşturulmuştur. Erbiyum lazer, 15 Hz sabit frekansta süper-kısa darbeli modda çalıştırılmıştır. 10, 20 veya 30 mJ darbe enerjileri 10, 20 veya 30 s boyunca uygulanarak, her birinde üç örneğin bulunduğu dokuz alt grup oluşturulmuştur. Hem 808 nm diyot lazer hem de 1940 nm thulium lazer sürekli dalga modunda çalıştırılmıştır.
Toplamda altı ek örnek dahil edilmiş olup, negatif ve pozitif kontrol gruplarına üçer örnek atanmıştır. Negatif kontrol grubu steril salin ile tedavi edilirken, pozitif kontrol grubu 30 s boyunca %5.25 sodyum hipoklorit (NaOCl) ile tedavi edilmiştir.
Lazer grupları için standartlaştırılmış bir ışınlama protokolü izlenmiştir. Optik fiber, çalışma boyuna kadar kök kanalına yerleştirilmiş ve ışınlama süresi boyunca apikalden koronal yöne doğru yavaş ve sürekli bir spiral hareketle hareket ettirilmiştir. Tek bir değiştirilebilir fiber yerine lazere özgü iletim fiberleri veya uçlar kullanılmıştır. 808 nm diyot lazer 200 µm uçtan ateşlemeli fiberle, 1940 nm tulyum lazer 200 µm uçtan ateşlemeli fiberle ve 2940 nm erbiyum lazer 400 µm radyal ateşlemeli uçla uygulanmıştır. İletim fiberi veya ucu yaklaşık 1 mm/s hızla geri çekilmiştir. Kanal orifisine ulaşıldıktan sonra tekrar çalışma boyuna döndürülmüş ve belirlenen ışınlama süresi tamamlanana kadar apikalden koronale doğru spiral hareket tekrarlanmıştır.
Tulyum ve erbyum lazerler için, su destekli lazer aktivasyonunu simüle etmek amacıyla ışınlama sırasında kanallar steril salin ile dolu tutulmuştur. Işınlamadan önce, kanalı kanal orifisi seviyesine kadar doldurmak için her bir kanala yaklaşık 10 µL steril salin verilmiştir. Tedavi boyunca kanalın sıvıyla dolu kalmasını sağlamak için, gerektiğinde her ışınlama döngüsü öncesinde salin takviyesi yapılmıştır. Diyot lazer grubu için kanallar, 808 nm diyot lazerin suda absorbsiyonunun nispeten düşük olması ve kanal içinde doğrudan fototermal antibakteriyel etki oluşturmak amacıyla kullanılması nedeniyle ışınlama öncesinde steril kağıt uçlar ile kurutulmuştur. Buna karşılık, 1940 nm tulyum ve 2940 nm erbyum lazerlerin su absorbsiyonu önemli ölçüde daha yüksektir ve bu nedenle su aracılı fototermal ve fotomekanik etkileri kolaylaştırmak için salinle dolu kanallarda uygulanmışlardır. Lazer tedavisi, üç ardışık gün boyunca günde bir kez tekrarlanmıştır.
Harici Kök Yüzey Sıcaklığının Ölçümü
Lazer ışınlamasının ilk gününde, harici kök yüzeyindeki gerçek zamanlı sıcaklık değişimleri ölçülmüştür. Her bir kök örneği, oda sıcaklığında (22°C ± 1°C) bir destek ayağına dikey olarak sabitlenmiştir. Dijital bir termometreye bağlı olan K-tipi bir termokupl, kökün uzun eksenine dik olacak şekilde, harici kök yüzeyinin orta üçte birlik kısmına sıkıca temas edecek şekilde yerleştirilmiştir. Termokupl probu, ayarlanabilir bir klemp kullanılarak konumlandırılmış ve ölçüm boyunca sıkı ve tutarlı teması sürdürmek için ısıya dayanıklı yapışkan bantla kök yüzeyine sabitlenmiştir. Termokupl probu, her ölçüm oturumundan önce kaynayan su (100°C) ve buz-su karışımı (0°C) kullanılarak kalibre edilmiştir. Işınlama süresi boyunca (10, 20 veya 30 s), 50 ms aralıklarla sıcaklık okumaları kaydedilmiştir. Her bir örnek için hem bazal sıcaklık hem de lazer ışınlaması sırasında veya hemen sonrasında kaydedilen maksimum sıcaklık ölçülmüştür. Bazal sıcaklıktan zirve sıcaklığa olan artış ΔT olarak hesaplanmıştır. 10°C'yi aşan bir ΔT, periodontal dokularda potansiyel hasar eşiği olarak kabul edilmiştir.
Mikrobiyolojik Değerlendirme: Koloni Sayımı ve İnhibisyon Oranı
Lazer tedavilerinin antibakteriyel etkisini belirlemek amacıyla, her lazer uygulamasından sonra örnekler toplandı. Kanal, steril kağıt konilerle kurutuldu. Örnekler arasında çapraz kontaminasyonu önlemek için kanal duvarlarından dentin talaşları almak üzere her bir örnek için yeni, steril 40 numara Hedström eğesi kullanıldı. Her bir dentin talaşı, 1 mL steril PBS içeren ayrı bir mikrocentrifüj tüpüne aktarıldı. Bakterilerin dentin talaşlarından ayrılmasını sağlamak için tüpler 30 s boyunca güçlü bir şekilde vortekslendi. Her dilüsyon basamağında, bakteriyel süspansiyondan 100 µL'nin 900 µL steril PBS içine aktarılmasıyla 10−1 ile 10−6 arasında değişen seri 10 katlı dilüsyonlar hazırlandı. Her dilüsyondan alınan alikvotlar (30 µL), ayrı beyin kalp infüzyon agar plaklarına yayıldı ve 37°C'de 24 saat boyunca inkübe edildi. Koloniler sayıldı ve koloni oluşturan birim (CFU) olarak kaydedildi. Her dilüsyon üç paralel plak şeklinde ekildi ve üç plaktan elde edilen ortalama koloni sayısı analiz için kullanıldı. Plaklar sayım öncesinde kodlandı ve koloni sayımlarını gerçekleştiren araştırmacıya tedavi atamaları hakkında bilgi verilmedi.

Burada C, negatif kontrol (salin) grubunun ortalama CFU sayısını ve T ise deney grubunun ortalama CFU sayısını temsil eder.
Bakteriyel Büyüme Eğrisi Analizi
Çeşitli lazer uygulamalarının bakteriyel büyüme kinetiği üzerindeki etkisi, büyüme eğrileri çizilerek incelenmiştir. Son lazer uygulamasından sonraki 3. günde kanallar 5 mL steril salyalin solüsyon ile yıkanmıştır. Kanal içerikleri, steril kağıt konlar kullanılarak toplanmış ve ardından 5 mL BHI besiyeri içeren bir santrifüj tüpüne aktarılmıştır. Bakterilerin besiyeri içinde süspansiyon haline gelmesi için tüp vortekslenmiştir. Bakteriyel süspansiyon 1 × 106 CFU/mL değerine ayarlanmıştır. Bakteriyel konsantrasyon, E. faecalis ATCC 29212 için önceden oluşturulmuş bir kalibrasyon eğrisi kullanılarak OD600 ölçümlerine göre ayarlanmış ve ardından canlı koloni sayımı ile doğrulanmıştır. Süspansiyondan 200 µL'lik bir alikot, steril bir 96 kuyucuklu mikroplakanın her bir kuyucuğuna eklenmiştir. Ayrıca, buharlaşmayı minimize etmek için her kuyucuğa 20 µL steril mineral yağ eklenmiştir. Mikroplaka 37°C'de tutulan bir spektrofotometre/inküböre yerleştirilmiş ve OD600 değerleri 24 saat boyunca her saat başı ölçülmüştür. Her OD600 ölçümü öncesinde, homojen bir bakteriyel süspansiyon sağlamak için mikroplaka yaklaşık 300 rpm'de 10 saniye boyunca orbital çalkalamaya tabi tutulmuştur. Her örnek beş replika kuyucukta test edilmiştir.
İstatistiksel Analiz
Tüm sayısal veriler ortalama ± standart sapma (SD) olarak sunulmuştur. İstatistiksel analizler SPSS Versiyon 26.0 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Veri dağılımı Shapiro–Wilk testi ile değerlendirilmiştir. İkiden fazla grubu karşılaştırmak için varyans analizi (ANOVA) kullanılmış, ardından ikili karşılaştırmalar için Tukey'nin dürüst anlamlı fark (HSD) testi uygulanmıştır. İki grup arasındaki karşılaştırmalar bağımsız örneklemler t-testi kullanılarak yapılmıştır. Parametrik testler uygulanmadan önce varyans homojenliği Levene testi ile değerlendirilmiştir. Varyans homojenliği varsayımı ihlal edildiğinde, uygun olan yerlerde Welch düzeltmesi uygulanmıştır. İstatistiksel anlamlılık P < 0,05 olarak tanımlanmıştır. Grafikler GraphPad Prism Versiyon 9.0 kullanılarak oluşturulmuştur.