HET GEBRUIK VAN DE Nd:YAP LASER IN DE TANDHEELKUNDE.

Transcriptie

1 FACULTEIT GENEESKUNDE EN GEZONDHEIDSWETENSCHAPPEN Academiejaar HET GEBRUIK VAN DE Nd:YAP LASER IN DE TANDHEELKUNDE. Thomas Vanhecke Promotor: Prof. dr. Roeland De Moor Co-promotor: Dr. Maarten Meire Masterproef voorgedragen in de Tweede Master in het kader van de opleiding tot TANDARTS

2

3 Academiejaar HET GEBRUIK VAN DE Nd:YAP LASER IN DE TANDHEELKUNDE. Thomas VANHECKE Promotor: Prof. dr. Roeland De Moor Co-promotor: Dr. Maarten Meire Masterproef voorgedragen in de Tweede Master in het kader van de opleiding tot TANDARTS

4 De auteur(s) en de promotor geven de toelating deze Masterproef voor consultatie beschikbaar te stellen en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting uitdrukkelijk de bron te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze Masterproef. 29/04/2014 Thomas Vanhecke Prof. Dr. Roeland De Moor

5 VOORWOORD Graag zou ik vooral mijn promoter willen bedanken om telkens voor mij klaar te staan, zelfs na enkele last-minute aanpassingen kon ik steeds op een snel antwoord rekenen. De laatste jaren aan de Universiteit Gent zijn veel te snel voorbij gevlogen, hiervoor moet ik dan mijn vrienden bedanken om deze onvergetelijk te maken. En natuurlijk ook mijn ouders, zonder hun steun zou dit allemaal niet mogelijk zijn geweest.

6 Inhoudsopgave Abstract 1 1. Inleiding Geschiedenis en ontwikkeling Wat is (laser)licht? Weefselinteractie Laserparameters Classificatie van lasers Solid state lasers 9 A. De Nd:YAP laser 9 B. De Nd:YAG laser 10 C. De Erbium-lasers 11 D. De KTP laser Gas lasers 11 A. De CO 2 laser 11 B. De Argon laser Vloeistof lasers (dye lasers) Halfgeleider lasers 12 A. De diode laser Laser delivery systems Veiligheidsmaatregelen Classificatie Voorzorgsmaatregelen Methodologie Resultaten Het gebruik van de Nd:YAP laser in de endodontologie (Her)behandeling 18 A. Verwijdering van afgebroken instrumentarium in het wortelkanaal Antibacterieel effect Kanaalreiniging Dentinegevoeligheid Persisterende apicale laesies Temperatuurstijgingen tijdens wortelkanaalpreparatie 25

7 3.2 Het gebruik van de Nd:YAP laser in de parodontologie Het gebruik van de Nd:YAP laser in de conserverende tandheelkunde Effect op restauratieve vulmaterialen en metalen stiften Evaluatie van hechtsterkte en microlekkage na gebruik van de Nd:YAP laser Temperatuurstijging tijdens preparatie Indirecte pulpakapping Het gebruik van de Nd:YAP laser in de orale chirurgie Frenulectomie Verwijdering van traumatische fibromen Discussie Conclusie 6. Referenties

8 Abstract Doelstelling Geeft de introductie van de Nd:YAP laser in de praktijk (I) een meerwaarde (O) aan de tandheelkundige behandeling (P) ten opzichte van de huidige methodes en/of andere lasers zoals de Nd:YAG (C)? Benadering Vermits de beschikbare literatuur over de Nd:YAP zeer beperkt is met betrekking tot de tandheelkunde, was het overbodig om via keywords te zoeken. Er werd dus enkel via MeSH gewerkt voor het vinden van relevante artikels en reviews die het onderwerp laser in het algemeen behandelden Resultaten De toepassingen van de Nd:YAP laser beperken zich niet enkel tot één specifiek veld in de tandheelkunde, wat een interessant voordeel kan bieden tegen lasers die al veel langer op de markt zijn en reeds naam hebben gemaakt De literatuur is lovend over het gebruik in de endodontologie, voornamelijk de herbehandeling van het kanaal. Daarnaast blijkt er ook een potentieel te zijn in de behandeling van dentinegevoeligheid en orale chirurgie. Het is al snel duidelijk dat er nog veel te weinig onderbouwd wetenschappelijk onderzoek beschikbaar is voor klinische toepassingen van deze relatief nieuwe laser. Besluit De voordelen die de algemene tandarts uit de Nd:YAP laser kan halen zijn miniem. De conventionele methodes blijven nog steeds de beste resultaten boeken. Echter, in een endodontologische praktijk kan de Nd:YAP laser zich bewijzen als een instrument voor dagelijks gebruik. 1

9 1. Inleiding 1.1 Geschiedenis en ontwikkeling De technologie in de tandheelkunde staat niet stil. We leven in een zeer boeiende periode waar er continu verschillende nieuwe producten en materialen op de markt komen die de behandelingen efficiënter en betrouwbaarder maken. De intrede van de lasers tijdens de jaren 90 in de tandheelkunde is hier een goed voorbeeld van. Alhoewel nog niet veel tandartsen hiermee vertrouwd zijn, zien de vele toepassingen ervan in de praktijk er veelbelovend uit. Door zijn verscheidenheid en toepasbaarheid in de vele vakgebieden, gaande van desinfectie van pockets en wortelkanalen tot caviteitspreparatie, ziet het er naar uit dat lasers in de toekomst een plaats zullen innemen binnen de tandheelkundige behandelmodaliteiten. Er is al een lange weg afgelegd van zijn ontstaan in 1960 toen Theodore Maiman voor het eerst experimenteerde met de ruby laser 1. Toen al werd duidelijk dat er veel kan worden bereikt met laserlicht vanwege zijn unieke eigenschappen in tegenstelling tot andere lichtbronnen. De periode dat deze nieuwe uitvinding in zijn kinderschoenen stond is al voorbij, maar uit de literatuur is het toch duidelijk geworden dat er nog uitvoerig onderzoek moet gebeuren. In het bijzonder geldt dit voor de Nd:YAP laser. Deze werd rond de eeuwwisseling vooral bestudeerd door slechts een select groepje franse onderzoekers zoals Blum JY en Farge P 2, Wat is (laser)licht? LASER is een acroniem voor Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Zoals de naam het al zegt, is gestimuleerde emissie het centrale begrip dat laserlicht onderscheidt van andere stralingsbronnen binnen het elektromagnetisch spectrum. Dit principe werd reeds in 1917 door Albert Einstein beschreven en pas in 1954 gedemonstreerd door middel van een MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 4. Door energie, onder de vorm van een foton, toe te voegen aan een atoom zal een elektron in staat zijn naar een hoger energieniveau te gaan. Het elektron zal hierbij de energie absorberen waarbij het foton verdwijnt. Het atoom bevindt zich nu in een geëxciteerde toestand. Spontane emissie ontstaat wanneer dit elektron naar zijn normale energietoestand terugkeert waarbij er opnieuw een foton vrijkomt met een golflengte, dat afhankelijk is van het hogere energieniveau. Voor het ontstaan van laserlicht echter, is gestimuleerde emissie essentieel. Daarbij botst een foton met een geëxciteerd elektron vooraleer het kan terugkeren naar zijn stabiele toestand. Essentiële voorwaarde is wel dat beide dezelfde energie hebben. 2

10 Als resultaat worden er twee fotonen geproduceerd met dezelfde frequentie en energie, die in dezelfde richting bewegen (fig1) 5. Fig 1. Het proces van gestimuleerde emissie Deze deeltjes kunnen dan opnieuw andere atomen gaan exciteren zodat op deze manier een kettingreactie ontstaat. Uiteindelijk kan er een populatie inversie optreden, waarbij er in de bestraalde materie meer atomen zich in een aangeslagen toestand bevinden dan in de grondtoestand. Aan de hand van twee parallelle spiegels die een optische caviteit begrenzen, met daarin het lasermedium, zullen de fotonen door de spiegels worden gereflecteerd. Op deze manier kan het uitgezonden licht steeds opnieuw het medium passeren en versterkt worden. Door één van de spiegels deels doorlatend te maken, kunnen fotonen ontsnappen om zo een laserstraal te vormen. Het lasermedium kan een gas, kristal of vloeistof zijn waarvan de atomen energie kunnen opslaan en vrijgeven. Voor het emitteren van laserlicht is er daarnaast ook een energiebron nodig die voldoende energie kan leveren voor het exciteren van de atomen uit het lasermedium. Deze is meestal een gewone lichtbundel, maar ook een diodelaser kan worden toegepast voor een grotere efficiëntie (fig 2) 5. Fig 2. Optische caviteit of resonantiecaviteit van een laser 3

11 Licht is een verzameling van fotonen gegroepeerd in golven. Deze worden voorgesteld als een sinusoidale curve waarbij elke oscillerende golf zijn eigen golflengte en amplitude heeft. De golflengte λ is de afstand tussen twee corresponderende punten op eenzelfde golf, bijvoorbeeld tussen de twee maximale waarden (+1 en -1) van de curve en worden uitgedrukt in nanometer. De amplitude A stelt de golfhoogte voor en wordt uitgedrukt in joule (J) dat de energie van de golf voorsteld. De frequentie f drukt het aantal oscillaties per seconde uit (fig 3). Fig 3. Een sinusoïdale curve met golflengte λ en amplutide A. De lichtbundel heeft drie typische eigenschappen waardoor laserlicht verschilt van ander licht, namelijk monochromatisme (het licht bestaat uit slechts één golflengte), collimatie (parallelliteit van de golven) en coherentie (het in fase zijn van de golven). Laserlicht maakt deel uit van het elektromagnetisch spectrum gaande van lange golflengtes die fotonen met lage energie bevatten (TV en radiogolven) tot korte golflengtes met hoge energie fotonen (Xstralen). Medische lasers kunnen in het gebied vallen van infraroodstraling, zichtbare licht of ultraviolet licht (fig 4) 5. Fig 4. Het elektromagnetisch spectrum en de golflengtes voor tandheelkundige doeleinden. 4

12 1.2 Weefselinteractie De golflengte van elke laser bepaalt welk effect er zal worden veroorzaakt op de weefsels. Vanwege de monochromatische laserstraal kan een specifieke golflengte worden gebruikt om selectief het weefseltype te kiezen. Wanneer het laserlicht invalt op biologisch weefsel kunnen er vier interacties ontstaan: transmissie doorheen het weefsel zonder hierbij enig effect te veroorzaken. Het licht passeert de materie zonder enig verlies van energie. Ten tweede kunnen de lichtstralen worden verstrooid in het weefsel, deze interactie zorgt voor een wijziging in de richting van het invallend licht. Daarnaast kan het licht ook worden gereflecteerd. Afhankelijk van de topografie van het oppervlakte kan de reflectie diffuus (onregelmatig oppervlak) of speculair (glad oppervlak) zijn. Bij intra-oraal gebruik van de laserstraal moet men dus bedacht zijn op de terugkaatsende straling, zoals bij het hoogreflectieve oppervlak van implantaten. Ten slotte kan het licht ook worden geabsorbeerd door het weefsel. Door een omzetting van lichtenergie in warmte zal de intensiteit van de golf verzwakken (fig 5) 5. Fig 5. De verschillende laser-weefselinteracties Vooral de absorptie van energie is belangrijk voor tandheelkundige behandelingen. Het effect op het weefsel zal worden bepaald door de mate van absorptie van een bepaalde golflengte. De hoeveelheid geabsorbeerde energie hangt, naast de golflengte, ook af van enkele 5

13 weefseleigenschappen zoals pigmentatie en watergehalte, en emission mode (zie verder). Tandweefsels hebben een verschillend gewichtspercentage aan water. Hydroxyapatiet is de voornaamste component in hard tandweefsel, met een grote absorptierange afhankelijk vd golflengte. In het algemeen worden kleinere golflengtes ( nm) meer geabsorbeerd in gepigmenteerd weefsel zoals bijvoorbeeld bloedelementen. Hoe langer de golflengte, hoe meer interactie met water en hydroxyapatiet. De grootste absorptiepiek voor water ligt net onder 3000nm (Er:YAG golflengte gebied). Ook de Nd:YAP golflengte wordt goed in water geabsorbeerd, zo n twee keer beter dan de Nd:YAG golflengte (fig 6) 6. Fig 6. Absorptiespectra van Nd:YAP in oxyhemoglobine (rood) en water (blauw). De rode verticale lijn duidt de golflengte van de Nd:YAP laser aan. (Clarement-medical.com) De selectieve absorptie van een golflengte door een bepaald weefsel zorgt ervoor dat er geen schade wordt berokkend aan de naburige weefsels. Het interactiegebied van de straling zal proportioneel zijn met de absorptie. Afhankelijk van de interactietijd en de vermogensdensiteit kunnen vier types van laser weefselinteractie worden onderscheiden: fotochemisch, fotothermisch, fotomechanisch en foto-elektrische effecten. Bij een fotochemische interactie zal het laserlicht een chemische reactie in het doelweefsel teweegbrengen (biostimulatie en fotodynamische therapie). Een fotothermische reactie zal voor een verhoogde temperatuur van het weefsel zorgen doordat het licht wordt omgezet in warmte. De mate van temperatuurstijging speelt hierin een belangrijke rol, deze is afhankelijk van een aantal factoren waaronder: koeling van de chirurgische site en de capaciteit van omgevende weefsels om de warmte af te voeren. De verschillende laserparameters gebruikt 6

14 tijdens de procedure zijn ook belangrijk. (stralingsmodus, vermogensdensiteit, belichtingstijd). Naargelang de graad en tijd van verwarming kunnen verschillende fenomenen worden waargenomen. (1) Hyperthermie wordt beschreven als een lichte temperatuurstijging van slechts enkele graden Celsius resulterend in wijzigingen van de enzymatische processen van de cel zonder hierbij structuren te vernielen. Denaturatie van eiwitten begint bij temperaturen van 60 C, zonder enige vaporisatie van onderliggend weefsel. (2) Bij coagulatie wordt het weefsel zodanig verwarmd tot een temperatuur van maximum 100 C, met necrose als gevolg zonder hierbij weefsel te verwijderen. Een hemostatisch effect wordt bereikt vanwege de afsluiting van bloedvaten. (3) Wanneer het waterbevattende weefsel wordt verwarmd tot boven de 100 C, zal het water in het weefsel onmiddellijk verdampen. Vanwege de weefselnecrose zal het verwijderen van weefsel op deze manier geen bloeding geven. Als men de temperatuur doet stijgen tot 200 C, zal het weefsel verbranden in de aanwezigheid van zuurstof. Koolstof, het eindproduct, absorbeert alle golflengtes. Indien laserenergie blijft toegediend worden, zal het gecarboniseerde oppervlak de inkomende straling absorberen en verdere verwijdering van weefsel verhinderen. Dentine en glazuur bestaan, naast apatietkristallen, ook uit een grote hoeveelheid water. Bij een temperatuursverhoging tot boven 100 C zal het water in het tandweefsel beginnen verdampen. De resulterende stoom zal expanderen, waarna het omringende materiaal in kleine stukjes explodeert. Dit proces wordt ablatie genoemd, waarbij het materiaal wordt verwijderd door verdamping of plasmavorming (plasma decoupling effect), afhankelijk van de gebruikte energie-instellingen Ten derde kan er een fotomechanische reactie optreden waarbij structuren aan de hand van schokgolven, explosieve vaporisatie of cavitatie kunnen worden vernield. Deze schokgolven zijn het gevolg van laser-induced plasma formation (ionisation of atoms). Als laatste kan er ook een foto-elektrische interactie optreden waarbij het weefsel volledig wordt geabladeerd zonder thermische schade. Hierbij worden moleculaire bindingen gebroken en weefsel verdampt. De niet geabsorbeerde energie zal tot in de diepere delen van het doelweefsel doordringen. Dit kan gepaard gaan met ongewenste, eventueel schadelijke, thermische effecten op de naburige weefsels. Pulpa-irritatie, ontstaan van cracks en carbonisatie zijn hier voorbeelden van. Door het gebruik van adequate waterkoeling kunnen deze effecten worden beperkt. De clinicus 7

15 moet dus in staat zijn om de fundamentele begrippen te kunnen begrijpen over de fysica en weefselinteractie van de lasers zodat deze in staat is de juiste laser met specifieke golflengte te gebruiken voor een veilige en effectieve behandeling. 1.3 Laserparameters Het vermogen van de laserstraal wordt gegeven in Watt (W). De energie is dan het geleverde vermogen over een welbepaalde tijd en wordt gegeven in Joule (J). De weefselinteractie met de laserstraal hangt af van verschillende parameters. Ten eerste zal de golflengte een grote rol spelen vermits deze de absorptiewaarden bepaalt. Daarnaast zijn ook de energie van de straal, de stralingswijze, de grootte van de straaldiameter, stralingsduur en het al dan niet gebruiken van een koelingsmiddel van belang. Naargelang de aard van behandeling kunnen verschillende parameterinstellingen telkens een verschillende behandelingsoutput geven. Door deze te variëren kan de meest efficiënte instelling worden gekozen. Het lasertoestel kan de lichtstraal op twee verschillende manieren emitteren. Volgens de eerste wijze zal het weefsel continu worden belicht voor een gewenste tijd, waarbij de energie van de straal niet wordt gewijzigd. Met deze continue emissie moet worden opgepast dat men geen schade zal berokken aan het doelweefsel. Naast het weefsel continu te belichten, kan dit ook geïntermitteerd gebeuren. Het voordeel van de gepulseerde emissie is dat veel hogere peak powers kunnen worden bereikt, tot 10 keer hoger dan bij de continuous wave. Enorm grote energiepieken kunnen worden geproduceerd voor een zeer korte tijdspanne, meestel slechts enkele microseconden, gevolgd door een lange rustperiode. Bij zulke energiepieken kunnen grote waarden van enkele kilowatts worden geproduceerd, resulterend in sterkere effecten. Vermits de tijdsduur van de pulsen kort is, zal het gemiddelde vermogen klein blijven. Er moet natuurlijk ook rekening worden gehouden met de omzetting van de laserenergie in warmte, ongeacht de gebruikte emissiemode. Bij de gepulseerde emissie krijgt het weefsel de kans om af te koelen vooraleer het opnieuw wordt bestraald. Zo kunnen schadelijke thermische effecten van de naburige weefsels veel beter worden vermeden. De frequentie van de pulsen (per seconde) wordt gegeven in Hertz (Hz). 8

16 1.4 Classificatie van lasers Solid state lasers Het lasermedium wordt gemaakt door een vaste kristalstructuur te doperen met ionen. A. De Nd:YAP laser De Nd:YAP laser (Neodymium: Yttrium Aluminium Perovskiet) is een solid state laser die gebruik maakt van een orthorombisch Yttrium-Aluminium-Perovskiet kristal waarin trivalente neodymiumionen zijn gedopeerd (YAlO 3 :Nd 3+ ). Door middel van een lichtbron wordt energie overgebracht naar het kristal. De energie wordt dan aan de hand van een optische glasvezel met een diameter van 200 of 320 µm overgebracht naar de weefsels die de 1340nm golflengte goed kunnen absorberen, in het bijzonder door het water dat ze bevatten. Nd:YAP laser wordt op de markt gebracht door de firma Lokki (Vienne, Frankrijk) en wordt gepromoot als een multifunctionele laser. Vermeende tandheelkundige toepassingen zijn chirurgie van de weke weefsels, wortelkanaalsterilisatie en behandeling van tandhalsgevoeligheid. Naast water zou er volgens de fabrikant ook een goede absorptie zijn in hemoglobine, nikkel en titanium. Zo blijkt het fragmenteren van afgebroken instrumenten in een wortelkanaal een andere interessante mogelijkheid te zijn. Ten slotte wordt er ook beweerd dat er een bactericied effect is op parodontopathogenen en dat de laser een versnelde weefselregeneratie stimuleert. De laser werkt gepulseerd met frequenties van 5, 10 of 30 Hz waarbij men steeds gebruik maakt van een korte puls van 150µs met een maximale peak power van 2600W (fig 7) 6. Op deze manier kan er met grote energiehoeveelheden worden gewerkt zonder al te veel gevaar voor schade van naburige structuren. Fig 7. De Nd:YAP laser werkt enkel in gepulseerde emissie. De fabrikant raadt volgende instellingen aan: 5 Hz per seconde voor wortelkanaalbehandelingen, 10 Hz voor dentine bestraling en 30 Hz voor parodontale behandelingen. De gehele cirkel stelt 1 seconde voor, het blauwe deel stelt een pauze voor waarin het weefsel kan afkoelen, het witte gedeelte stelt de laserpuls voor. 9

17 De fabrikant beweert dat deze relatief nieuwe laser superieur zou zijn aan de Nd:YAG laser, die reeds enkele jaren een gevestigde waarde is. Vanwege zijn golflengte van 1340nm, gelegen binnen het infraroodgebied, vertoont de Nd:YAP laser een betere absorptie in water. Betere resultaten kunnen dus worden geboekt met betrekking tot antibacteriële effecten en verminderde temperatuurstijging 7. Fig 8. De Nd:YAP laser (Lokki, Vienne, Frankrijk) B. De Nd:YAG laser Heden is de Nd:YAG laser één van de belangrijkste lasers die wordt gebruikt in de tandheelkunde. De Nd 3+ ionen worden gedopeerd in een Yttrium-Aluminium-Garnet (YAG) kristal om zo een stralingsbron te bekomen. Naast de golflengtes van 940 nm, 1120 nm, 1320 nm en 1440 nm die kunnen worden geëmitteerd, is vooral de golflengte van 1064nm van grotere betekenis voor de tandarts. Deze bevindt zich in het onzichtbaar bijna infrarood gedeelte van het elektromagnetisch spectrum. De laserenergie wordt het beste geabsorbeerd door melanine, en in een mindere mate door hemoglobine. Er is een transmissie van ongeveer 90% doorheen water. Door een hoge peak power (vermogen) te combineren met een relatief lange koelingsperiode tussen twee pulsen kan de laser worden gebruikt om orale zachte weefsels te snijden en coaguleren. Evenzeer interessant is de mogelijkheid tot sulculaire debridering. Er kan veilig met de Nd:YAG laser worden gewerkt zonder dat hierbij schadelijke effecten worden aangebracht aan de omliggende structuren. Een gepigmenteerde carieuze laesie kan worden verdampt zonder hierbij het omringende gezonde glazuur te verwijderen. 10

18 C. De Erbium-lasers De Er, Cr:YSGG laser (Erbium, Chromium: Yttrium Scandium Gallium Garnet) en Er:YAG laser (Erbium: Yttrium Alluminium Garnet) hebben respectievelijk een golflengte van 2780nm en 2940nm, aan het begin van het mid-infrarood onzichtbaar niet-ioniserend spectrum. Zowel een holle golfgeleider als een optische vezel kan worden gebruikt als laser delivery system. Beide golflengtes worden zeer goed geabsorbeerd door water en hydroxyapatiet. Hierdoor zijn deze lasers uitstekend voor het gebruik bij de caviteitspreparatie. Via vaporisatie van water in het tandmateriaal zal er een grote volumeexpansie optreden die zorgt voor micro-explosies, gepaard gaande met de typische plof geluiden. Op deze manier wordt het materiaal geabladeerd en weggeslingerd. Dit is de laser die het meest wordt gebruikt voor cariësverwijderen en caviteitspreparatie. Door de verhoogde concentratie aan water in een carieuze laesie, zal de laserenergie hier gemakkelijker worden geabsorbeerd. D. De KTP laser Kaliumtitanylfosfaatkristallen worden gebruik om de golflengte van een laserstraal in een andere om te zetten. Zo kan de golflengte van de Nd:YAG laser met een golflengte van 1064 nm worden gehalveerd tot 532 nm. Het gebruik beperkt zich vooral tot het bleken van tanden, en net zoals met de Nd:YAG laser kunnen kleine chirurgische ingrepen worden uitgevoerd. Toepassingen zijn onder andere frenulectomie en gingivectomie Gas lasers De meest gekende gaslasers zijn de CO 2 en de excimer lasers. Reactieve gassen worden gemengd met inerte gassen zoals argon, krypton en xenon met vorming van ArF, KrF, XeCl,.. Wanneer deze gassen elektrisch worden gestimuleerd wordt een pseudomolecule (dimeer) geproduceerd. A. De CO 2 laser Met een golflengte van nm kan deze laser worden gebruikt voor het snijden en coaguleren van de zachte weefsels. De CO 2 moleculen vormen het actieve deel van een gasmengsel dat verder bestaat uit helium en stikstof. Gedurende stimulatie van dat mengsel wordt een coherente lichtbundel uitgezonden met een golflengte die tegen het einde van het mid-infrarood onzichtbaar niet-ioniserend spectrum aanleunt. De transmissie van CO 2 11

19 laserlicht gebeurt grotendeels door een holle golfgeleider, maar ook een articulatiearm kan worden gebruikt. De golflengte van nm wordt zeer goed geabsorbeerd door zachte weefsels, vanwege het grote watergehalte. Van al de beschikbare lasers met tandheelkundige doeleinden, heeft de CO 2 laser de hoogste absorptie in hydroxyapatiet, zelfs ongeveer 1000 maal groter dan de erbiumlaser. Bijgevolg moet tandsubstantie in de omgeving van het te behandelen oppervlak op een gepaste manier worden beschermd. B. De argon laser Deze laser maakt gebruik van een argongas als actief medium en kan twee golflengtes emitteren. Zowel de golflengte van 488 nm als deze van 514 nm bevinden zich in het spectrum van zichtbaar licht, waardoor respectievelijk een blauwe en een blauwgroene kleur wordt verkregen. Door zijn slechte absorptie in water zal de interactie met hard tandmateriaal beperkt blijven. Daarentegen zal de energie wel goed worden geabsorbeerd in gepigmenteerde weefsels zoals hemoglobine, melanine en gepigmenteerde bacteriën. Hoewel zijn gebruik in de parodontologie beperkt blijft, wordt de 488 nm golflengte wel nog gebruikt voor de polymerisatie van composieten en het bleken van tanden Vloeistof lasers (dye lasers) Het actief medium is een complexe organische kleurstofoplossing, met het wijzigen van de kleur, kan ook de golflengte worden gewijzigd Halfgeleider lasers A. De diode lasers Het actief medium bestaat uit halfgeleidende kristallen waarbij een combinatie wordt gebruikt van aluminium of indium, gallium en arsenide. De golflengte kan variëren tussen de 635 nm en 1064 nm, naargelang het gebruikte kristal. Afhankelijk van de golflengte spreekt men van high en low power diode laser. Respectievelijk een chirugische en een therapeutische laser. Laserlicht van een laser met een hoog vermogen wordt slecht geabsorbeerd door water, maar zeer goed door hemoglobine en andere pigmenten. De diodelaser zal geen interactie ondergaan met de harde tandweefsels, maar is wel ideaal voor zachte weefselchirurgie. Indien de laser is afgesteld op een laag vermogen, kan deze worden gebruikt voor onder andere het uitharden van composieten en photoactivated disinfection. Bij dit laatste wordt het doelweefsel met een kleurstof geïmpregneerd zodat deze de laserstraal beter kan absorberen. 12

20 Dit kan worden gebruik bij desinfectie door de een bepaald pigment toe te dienen aan microorganismen. Type Golflengte Toepassingen Argon nm Polymerisatie van composieten KTP 532 nm Tandbleking Chirurgie van rood gekleurde weke weefsels Diode nm nm Low level laser therapie, cariësdiagnostiek, photo activated disinfection Dentale chirurgie (t.t.z. actieve wegname materiaal) Nd:YAG 1064 nm Chirurgie van de weke weefsels Wortelkanaalsterilisatie Behandeling tandhalsgevoeligheid Nd:YAP 1340 nm Chirurgie van de weke weefsels Wortelkanaalsterilisatie Behandeling tandhalsgevoeligheid Er,Cr:YSGG 2790 nm Caviteitspreparatie Reiniging van de wortelkanaalwand CO of µm Chirurgie van de weke weefsels Tabel 1. Overzicht van de verschillende lasers gebruikt in de tandheelkunde met hun toepassingen. 1.5 Laser delivery systems De eigenschappen van het laserlicht maken de overdracht van de lichtbundel doorheen verschillende transportopties mogelijk. In de tandheelkunde wordt een articulatiearm, holle golfgeleider of een optische vezel gebruikt. Indien de golflengte klein (<2500 nm) is, zoals bij onder andere de Nd:YAP, Nd:YAG en diodelasers, wordt een flexibele optische vezel gebruikt. Kwartsglas of silica zijn uiterst geschikt als materiaal om er een vezel uit op te bouwen. Het licht kan naar het distale uiteinde van de vezel worden geleid met een minimaal verlies van energie. Daarenboven kunnen de vezels op verschillende manieren worden gebogen. Dit zorgt voor nieuwe behandelperspectieven: laserlicht kan zo bepaalde plaatsen bereiken die voordien onmogelijk bleken te zijn voor conventioneel licht. Vanwege de parallelliteit en de compactheid van laserlicht kan het doelweefsel zeer accuraat worden bestraald met voldoende grote energiehoeveelheden. De coherente, gecollimeerde bundel kan op verschillende manieren op een precieze en ergonomische manier zijn doelweefsel 13

21 bereiken. Optische glasvezels worden het vaakst gebruikt bij lasers vanwege hun flexibele eigenschappen, lichter gewicht en kleinere diameter. De glasvezels zitten ingebed in een beschermende schede die het instrument meer breekbaar maken, waarbij men moet opletten dat er niet in te scherpe hoeken wordt gewerkt. De practicus dient te beseffen dat na verloop van tijd de vezels beschadigd geraken door het gebruik. Om die reden zal de intensiteit van de uittredende straal verminderen. Zonder dat de tandarts zich ervan bewust is, zal de behandeling niet het desgewenste effect geven. Voor grotere golflengtes daarentegen, zal een veel te groot energieverlies optreden ingeval deze zouden worden gebruikt met een optische vezel. Dit betreft dan onder andere de CO 2 - en Er:YAG lasers. Een alternatief delivery system kan dan de oplossing zijn. De holle golfgeleiders maken gebruik van een flexibele buis met een interne spiegels en in een articulerende arm bevinden zich gerichte spiegels in de gewrichten van een vaste arm 8. Elk conventioneel tandheelkundig instrument geeft de clinicus feedback door rechtstreeks contact met het weefsel. Met de laser kan er worden gekozen tussen de contact en de noncontact mode. Bij dit laatste wordt de straal gericht op enkele millimeters van het doelweefsel. Door het verlies van tactiele gevoeligheid, wordt er meer aandacht van de tandarts verwacht voor de weefselinteractie met de laserenergie. Bij de non-contact mode wordt een HeNe laser parallel naast het uiteinde van de optische vezel geplaatst. Deze produceert een zichtbare rode laserstraal, met een golflengte van 594nm, dat dient als referentiepunt waar het focuspunt zich bevindt. Dit is een punt met een bepaalde diameter waar de straal in focus is. Doordat dit punt zo klein mogelijk is, zal dit gepaard gaan met de grootste intensiteit. Voor de efficiëntie van de behandeling is het belangrijk dat men de laserstraal in focus houdt. Naarmate het handstuk verder van het weefsel wordt verwijderd, zal de laserstraal divergeren, met een verlies van energie-intensiteit als gevolg. 1.6 Veiligheidsmaatregelen Zoals eerder aangehaald kan laserlicht vier verschillende interactiemogelijkheden aangaan met een doelmidden. In verband met de veiligheid, moet men vooral rekening houden met de reflectie en verstrooiing van het laserlicht. De reflectiehoek is afhankelijk van de invalshoek, die continu kan wijzigen. Zo kan gemakkelijk accidentele bestraling optreden van personen aanwezig in de ruimte. Kennis van de reflectiehoek is van cruciaal belang om onopzettelijke bestraling en letsels te voorkomen. Niet alleen de tandarts moet op een adequate manier beschermd worden tegen eventueel schadelijke straling, maar er moet ook rekening worden 14

22 gehouden met de patiënt en andere personeelsleden aanwezig in de praktijkruimte. De aandacht moet, naast de bestraling van het doelweefsel, vooral uitgaan naar de bescherming van de ogen en de huid. De veiligheid bij gebruik steunt volledig op het ontwerp van het lasertoestel en het in acht nemen van voorzorgsmaatregelen. De praktijk moet aan een veiligheidsstandaard voldoen, opgelegd door de International Electro-technical Commision IEC Classificatie Naargelang het verhoogd risico tijdens gebruik kunnen de lasers worden ingedeeld in vier klassen. Het gevaar is afhankelijk van de gekozen golflengte en het vermogen. Een overzicht van de classificatie volgens de IEC kan worden teruggevonden in tabel 2, deze houdt rekening met risico s tijdens lasergebruik en bij blootstelling aan het oog en andere lichaamsdelen. De lasers die in klasse IV thuishoren kunnen de meeste schade berokkenen, zowel aan personen als aan het doelweefsel, aan de hand van rechtstreekse, gereflecteerde of verstrooide straling. Naargelang de golflengte kan de cornea of de retina worden beschadigd door respectievelijk langere of kortere golflengtes. Ablatieve schade, verbrand oppervlak of mogelijk carcinogene ioniserende effecten zijn mogelijk ter hoogte van het huidoppervlak Voorzorgsmaatregelen Voor een klasse IV laser moet er met een perimeter van ongeveer 3 meter worden rekening gehouden, waarbuiten het risico op beschadiging minimaal is. De laser kan best in een gecontroleerde ruimte worden gepositioneerd waar enkel de clinicus, patiënt en eventueel assistent aanwezig horen te zijn. Deze ruimte wordt afgelijnd door waarschuwingborden, en kan tijdens lasergebruik niet worden betreden. Ramen en andere oppervlakten mogen niet reflectief zijn. Alle aanwezige personen moeten tijdens gebruik geschikte oogbescherming hebben, aangepast aan de golflengte die op dat moment operationeel is. Verder blijkt dat bij het gebruik van lasers tijdens de wortelkanaalbehandeling een risico bestaat op verspreiding van bacteriële contaminatie vanuit het kanaal naar de omgeving via de geproduceerde rook. Het wordt aangeraden om in de nodige aspiratie van de rookwolk te voorzien. 15

23 Klasse I CD-spelers en laser cariës detectoren Geen risico bij rechtstreekse blootstelling aan het oog Klasse IM Deze lasers produceren divergerende laserstralen Geen risico bij rechtstreekse blootstelling aan het oog indien er geen hulpmiddel aanwezig is voor optische vergroting Klasse II Laserpointers, zichtbare lasers Risico op schade bij rechtstreekse blootstelling aan het oog Wordt versterkt bij gebruik van optische vergroting Klasse IIM Laserpointers, zichtbare lasers Geen risico bij rechtstreekse blootstelling aan het oog indien er geen hulpmiddel aanwezig is voor optische magnificatie Klasse IIIB Low Level Laser therapie, lichtshow lasers Schadelijk bij rechtstreeks oogcontact Dragen van oogbescherming verplicht Werken in beschermde omgeving Klasse IIIR Lasers voor lichtshows, low level laser therapie Geen risico indien op correcte manier gebruikt Dragen van oogbescherming verplicht Werken in beschermde omgeving Klasse IV Chirurgische lasers Schadelijk bij zowel rechtstreeks als onrechtstreeks oog- en huidcontact Bijkomend risico voor brandgevaar Dragen van oogbescherming verplicht Tabel 2. Classificatie van de lasers volgens EIC 16

24 2. Methodologie De zoekstrategie is gelimiteerd vanwege het zeer beperkte aanbod aan wetenschappelijke artikels die beschikbaar zijn over de Nd:YAP laser. Het gebruik van MeSH termen op PubMed is bijna overbodig met betrekking tot dit onderwerp, vermits deze wetenschappelijke database slechts 46 hits geeft na het ingeven van Nd:YAP als enigste zoekterm. Als hierbij de MeSH term dentistry wordt bijgevoegd, kunnen slechts 14 artikels worden teruggevonden. Dezelfde artikels werden teruggevonden bij het meer gedetailleerd zoeken op MeSH termen. Het gebruik van limits was hierbij dan ook overbodig. Om een groter beeld te krijgen van de lasers in hun geheel zijn de MeSH termen wel toegepast om een meer nauwkeurig zoekresultaat te bekomen. Indien nodig werd de limit reviews ingeschakeld, zoals nodig was bij het zoeken naar meer ruime onderwerpen bij onder andere lasers in de endodontologie. Een overzicht kan worden teruggevonden in tabel 3. Andere interessante artikels werden ook gevonden via related citations in PubMed. Via mijn promoter werden tevens enkele basisartikels ter beschikking gesteld. Ten slotte werd ook google geraadpleegd, via deze zoekmachine kon algemene informatie over de Nd:YAP laser worden teruggevonden en enkele artikels van de Journal of Oral Laser Applications die niet beschikbaar zijn op PubMed. Uiteindelijk werden 54 artikels verzameld die relevant zijn voor gebruik in deze thesis. Keywords (limits) Aantal hits (gebruikte artikels) 1. Nd:YAP 46 (4) Nd:YAP AND dentistry 14 (14) 2. Dental pulp AND hot temperature 279 Dental pulp AND hot temperature AND pathology 3 (1) 3. Laser therapy AND endodontics (review) 14 (2) 4. Laser therapy AND periodontitis AND debridement (review) 6 (1) 5. Lasers AND dentin hypersensitivity (review) 11 (1) 6. Dental Instruments AND endodontics AND seperated 36 (1) Tabel 3. Overzicht van de gebruikte keywords en de gevonden artikels. De gebruikte MeSH termen zijn in het cursief weergegeven. 17

25 3. Resultaten 3.1 Het gebruik van de Nd:YAP laser in de endodontologie (Her)behandeling De ontwikkeling van optische vezels heeft het gebruik van lasers in nieuwe klinische gebieden mogelijk gemaakt. Dit is ook het geval voor de tandheelkunde, in het bijzonder de endodontologie. De kleine diameter staat een penetratie van de vezel tot aan het apicale foramen van de tandwortel toe. Zijn souplesse stelt deze optische vezel in staat om zonder problemen het kanaaltraject te volgen, ook in sterk gekromde kanalen. Indien de parameters juist worden afgesteld, kan de Nd:YAP laser op een veilige manier worden gebruikt voor de wortelkanaalbehandeling (200mJ, 150ms, 10Hz). Zo wordt er aan de dentinewand geen schade berokkend en kunnen temperatuurstijgingen worden vermeden 2. De golflengte van 1340 nm wordt goed geabsorbeerd door zacht weefsel, de verwijdering van de pulpa wordt bekomen door verdamping. Er kan een uniforme kanaalpreparatie worden bekomen zonder vorming van ledges of stops die verdere instrumentatie kunnen belemmeren 9. A. Verwijdering van afgebroken instrumentarium in het wortelkanaal Verschillende kanaalinstrumenten worden gebruikt voor cleaning and shaping van het wortelkanaal. Nickel-titanium (NiTi) instrumenten zijn hedendaags de meest logische keuze, vanwege hun verbeterde mechanische eigenschappen. Zeker nu de roterende NiTi instrumenten steeds vaker worden gebruikt, moet de practicus attent zijn op het eventueel afbreken van de vijl. De faling kan te wijten zijn aan onder andere metaalmoeheid, breuken in het metaal of een foutieve preparatietechniek 10. Dit gaat gepaard met veel ongemakken, langere en moeilijkere behandeling zijn hiervan het logische gevolg. De meest gebruikte methoden voor verwijdering van intrakanalaire metallische obstructies zijn onder andere de Masserann techniek, abrasie, ultrasonische verwijdering en tungstencarbide naaldhouders. Opoffering van gezond dentine is onvermijdelijk, wat nefast is voor de tandsterkte 11. Alhoewel deze technieken nog altijd interessant zijn voor het coronale deel van de wortel, blijken ze inefficiënt voor het apicale deel. De optische glasvezel met een diameter van 200 µm is hiervoor meer geschikt. De energie van de Nd:YAP laser kan worden geabsorbeerd door een afgebroken vijl of een zilverstift. Een volledige obliteratie van de metallische voorwerpen kan niet worden bekomen. Maar in combinatie met handinstrumenatie kan het 18

26 materiaal wel succesvol uit het kanaal worden verwijderd, zonder hierbij iatrogene schade te berokkenen. Perforaties en ledge-vorming kunnen hierbij worden vermeden Antibacterieel effect Laserlicht kan worden gebruikt tijdens de endodontische behandeling voor het steriliseren van het wortelkanaal. Het effect van lasers op bacteriën wijzigt naargelang de celmorfologie van de verschillende micro-organismen. Afhankelijk van de pigmentatie van de celmembraan wordt de straling beter geabsorbeerd 12. Door opname van deze energie zal opwarming van de bacteriële micro-omgeving meedragen aan de uiteindelijke celdood. Deze pigmentatiegraad is van cruciaal belang, vermits niet-gepigmenteerde bacteriën nagenoeg transparant zijn 13. In dit laatste geval kan men beroep doen op zwarte pigmenten zoals Indische inkt 14. Immers, golflengtes die in het bijna-infrarood spectrum vallen worden goed geabsorbeerd door deze substanties. Het mechanisme dat aan de basis ligt van het bactericied effect is nog niet geheel duidelijk. Ten eerste zou het laserlicht sterk kunnen worden geabsorbeerd door het substraat aan dewelke de bacteriën zich vasthechten, in dit geval dentine. De resulterende opwarming van dentine zou een kritieke temperatuurgrens moeten overschrijden om te resulteren in bacteriële celdood. De temperatuurstijging kan evenwel aanleiding geven tot ongewenste effecten. Verkoling of kratervorming van het dentine, tot zelfs schade aan het parodontaal ligament kunnen het gevolg zijn 15. Dit nadeel kan worden overwonnen door het toevoegen van een photosensitizer, waardoor met minder hoge vermogens kan worden gewerkt. Desinfectie kan dan worden bekomen door deze kleurstof te activeren met laserlicht uit het bijna-infrarood spectrum. Deze theorie is gebaseerd op het vrijstellen van vrije radicalen en zuurstof dat toxisch is voor verschillende weefsels. Een tweede mechanisme suggereert een rechtstreeks effect van het laserlicht, dat wordt geabsorbeerd door lichtgevoelige chromoforen in de bacteriën zelf en aanleiding geeft tot temperatuurstijgingen 13. Tenslotte kan het laserlicht ook mogelijks een invloed hebben op de enzymatische activiteit in de bacteriële cel 15. Dit in tegenstelling tot de Nd:YAG laser, waar het bactericied effect gevoelig lager ligt in vergelijking met NaOCl voor de meer resistente bacteriën zoals E. Faecalis 16. Een nadeel verbonden aan conventionele irrigatie, in combinatie met manuele instrumentatie, is de geringe penetratiediepte in het dentine. Micro-organismen kunnen zich namelijk gemakkelijk verspreiden via de dentinetubuli naar de dieper gelegen dentinelagen. Bijkomend zijn enkele hedendaagse bacteriën reeds resistent aan verschillende chemische desinfectantia. Zo kan de Enterococcus faecalis bacterie een biofilm vormen die meer resistent is aan extern toegediende bactericiede factoren 13. Aangezien een bacteriële cel voor ongeveer 64 19

27 volumeprocent uit water bestaat, kan een sterke desinfecterende reactie worden verwacht van waterabsorberende lasers. De golflengte van 1340nm wordt goed geabsorbeerd door water, gepaard gaande met een temperatuurstijging zorgt dit voor thermische effecten schadelijk voor de bacteriële groei. Hiermee heeft de Nd:YAP laser een aanzienlijke voorsprong op de Nd:YAG laser, die veel minder wordt geabsorbeerd in water. Daarnaast geeft het fotoacoustisch effect ook een belangrijke bijdrage aan de desinfectie van het kanaal (cavitatie). Wanneer gepulseerd licht wordt geabsorbeerd door een materiaal, ontstaan schokgolven die in de dentinetubuli kunnen penetreren. Naarmate de stralingsfrequentie stijgt, stijgt ook het aantal schokgolven. De bacteriën die zich in de tubuli bevinden, kunnen niet rechtstreeks worden bestraald. In samenwerking met de temperatuurstijging, zijn deze schokgolven die de tubuli indringen in staat de bacteriën te vernietigen. 5 Hz en 10 Hz pulsen hebben geen enkel effect op Streptococcus mitis, een bacterie die consistent voorkomt in geïnfecteerde kanalen. Enkel en alleen wanneer de stralingsfrequentie van de Nd:YAP laser voldoende hoog is, namelijk 30 Hz, kan de groei van S. mitis worden geïnhibeerd. Deze effecten zijn vergelijkbaar met spoel van het kanaal met NaOCl 17. Rochd et al. kunnen dit bevestingen, met een energie van 170 mj, 30 Hz en pulsen van 150 µs is een Nd:YAP laser in staat om een volledig bactericied effect te bekomen 18. In deze studie werden in vitro representatieve stalen gebruikt van veelvoorkomende bacteriën in een necrotische pulpa. Zo werden Prevotella nigrescens, Streptococcus sanguis, Actinomyces viscocus, Fusobacterium nucleatum, Actinobacillus actinomycetemcomitans en Peptostreptococcus micros bestraald met laserlicht. Na 28 seconden kan een volledige vernietiging van alle bacteriën worden bekomen, terwijl slechts 16 seconden reeds voldoende is om de meest gevoelige micro-organismen te vernielen. Door de aanwezigheid van een zwart gepigmenteerde celmembraan, kunnen P. Nigrescens en S. Sanguis sneller worden vernietigd. Gedurende deze stralingsperiode kan een temperatuurstijging van 55 C worden bekomen in vitro. De volledige eliminatie van microorganismen in het complexe wortelkanaalstelsel vergt nu eenmaal een grotere energie, resulterend in een korte temperatuurstijging van het parodontaal ligament Kanaalreiniging Tijdens de kanaalpreparatie is productie van debris onvermijdelijk. Alhoewel deze smeerlaag voordelig kan zijn door het afsluiten van de dentinetubuli, is het toch gewenst deze te verwijderen. Bacteriële producten, die op langere termijn mogelijks verantwoordelijk zijn voor residuele infecties, kunnen hierin achterblijven. Volledige verwijdering van de microorganismen blijkt echter bijna onmogelijk 19. Bovendien wordt een penetratie van 20

28 intracanalaire medicatie en vulmaterialen in de tubuli verhinderd 20. De smeerlaag dient verwijderd te worden om zo een goede afdichting te bekomen van de dentinelaag door applicatie van een steriel product in het kanaal om zo een mechanische verblokking te bekomen tussen dentine en vulmateriaal. Een andere manier om lekkage te voorkomen is door de binnenste dentinelaag te laten smelten en rekristalliseren, zodoende dat de tubuli worden afgedicht. Oguntebi stelde vast dat de meeste antibacteriële producten geappliceerd in het wortelkanaal geen volledige desinfectie kunnen garanderen 21. Een bijkomend nadeel is dat deze producten slechts gedeeltelijk in de dentinetubuli kunnen dringen waardoor er een nieuwere en betere methode zich opdringde. Verschillende studies hebben reeds aangetoond dat dit doel kan worden bereikt aan de hand van lasers. De Nd:YAP en Nd:YAG lasers zijn, vanwege de smalle optische glasvezeltip, een goede keuze bij de endodontische behandeling. Met een diameter van slechts 200µm kunnen de glasvezels tot aan het apicale derde van het kanaal reiken 22. Zoals reeds eerder aangehaald heeft de Nd:YAP laser een beter bactericied effect dan de Nd:YAG laser, met een lagere temperatuurstijging 17. Het effect is rechtevenredig met het gebruikte energieniveau en de blootstellingstijd 19. Dit kan worden gebruikt als bijkomende reiniging na mechanische instrumentatie waarbij de smeerlaag grotendeels wordt verwijderd en er slechts een geringe hoeveelheid kleine partikels kan worden teruggevonden. Indien enkel de Nd:YAP laser wordt gebruikt voor de kanaalpreparatie, zal de smeerlaag niet volledig kunnen worden verwijderd en zal er daarenboven geen enkele vorm van coniciteit terug te vinden zijn in de kanaalvorm. Tenslotte toonden onderzoekers aan dat het beste resultaat werd bekomen door conventionele mechanische preparatie van het wortelkanaal in combinatie met laserirradiatie. Na elke laserpuls dient er te worden gespoeld met een irrigatievloeistof (natriumhypochloriet 2.5%) 7,23. Heden wordt ethyleendiaminetetra-azijnzuur EDTA gebruikt als finaal spoelmiddel na het spoelen met NaOCl om de smeerlaag te verwijderen. Dit zal nog altijd resulteren in een betere reiniging van de kanaalwand dan bestraling met laser. Het belang van het al dan niet verwijderen van de smeerlaag met een Nd:YAG laser werd aangetoond door Michiels R et al 24. Het smelten en rekristalliseren van de dentinelaag na laserirradiatie komt enkel voor indien de smeerlaag niet is verwijderd. Dit resulteerd in een modificatie van de smeerlaag met gesloten dentinetubuli als gevolg. Een goede hechting tussen een vulmateriaal en de wortelkanaalwand kan worden bekomen doordat de oppervlaktemodificatie zorgt voor mechanische retentie van het vulmateriaal. Een optimale behandeling zou dus bestaan uit spoelen met NaOCl en vervolgens met EDTA om een goede verwijdering van de smeerlaag te bekomen in het coronale 2/3 e van het kanaal. Vermits is gebleken dat via deze techniek nog 21

29 restanten van de smeerlaag overblijven in het apicale 1/3 e van het kanaal, kan de laser aan de hand van deze restanten zorgen voor een modificatie van de oppervlaktestructuur van het dentine in het kanaal 25. Zo kan apicaal een goede afdichting worden bekomen via het smelten en rekristallisatieproces van het dentine 24. Radiatie van het intracanalair en externe dentine-oppervlak (200mJ, 10Hz) vertoont gelijkaardige resultaten, namelijk het ontstaan van een grote, circulaire krater. Via evaluatie van deze krater met een scanning electron microscope (SEM) worden verschillende kleine holtes op het gesmolten dentine-oppervlakt waargenomen. Vermoedelijk afkomstig van gasbellen die zijn ontstaan tijdens het smelten en rekristallisatieproces van het hydroxyapatiet. Hiernaast zijn er ook grotere, sferische structuren aanwezig op het oppervlak. Deze uit gesmolten dentine bestaande structuren nemen evenredig toe in aantal en grootte indien de energiewaarden ook groter worden. Debris dat de tubuli blokkeert kan worden waargenomen over het gehele bestraalde gebied. Een goede cleaning and shaping van het kanaal kan worden bekomen door combinatie van laserirradiatie, irrigatie en manuele instrumentatie 2. Een protocol voor kanaalreiniging met de Nd:YAP laser werd voorgesteld door Calas P en Rochd T 9. Een initiele exploratie met een vijl ISO 10 en 15 gaat laserbestraling in het coronale 2/3 vooraf. Nadien wordt met vijltjes ISO 20 tot 35 het apicale 1/3 geprepareerd om vervolgens het gehele kanaal met de laser te bestralen. De manuele instrumentatie met vijltjes dient enkel om het apicale deel van het kanaal breder te maken, vermits de 200 µm optische vezel soms te breed kan zijn. Het grootste deel van de verbreding wordt steeds bekomen door middel van laserbestraling. Gedurende heel de behandeling wordt er geïrrigeerd met een natriumhypochloriet 3.5% oplossing. Thermische en morfologische veranderingen in het apicale derde van het wortelkanaal zijn groter dan die in het coronale deel van het kanaal, hier moet men rekening mee houden tijdens de behandeling. Doorheen het apicale foramen kan het parodontale weefsel gemakkelijk worden bestraald. Dit kan leiden tot irreversibele schade en zelfs resorptie van de wortel. Hierbij moet zeker rekening worden gehouden bij preparatie van tanden dicht tegen het foramen mentale of nervus mandibularis 19,22. Dit nadeel is een gevolg van de parallelliteit waarmee de laserstraal wordt geëmitteerd uit de optische vezel. De delen lateraal aan de vezel worden zo minder bestraald, de gehele kanaalwand kan dus onmogelijk evenredig worden bestraald. Daarenboven bestaat de kans dat de apicale constrictie zal worden vernietigd. Evenzeer speelt de dikte van het worteldentine een voorname rol. Grotendeels in het gebied 22

30 rond de apex wordt de warmte gemakkelijker doorgegeven aan de rondliggende structuren, aangezien de dikte van het dentine hier het kleinst zal zijn. Om schadelijke effecten te vermijden wordt er een afstand van 1 tot 3 mm bewaard tot de apex 23, Dentinegevoeligheid Dentinegevoeligheid kan ontstaan door incorrecte poetstechniek, gingivale recessie, erosie en vele andere factoren 26. De pijn wordt veroorzaakt door blootliggende dentinetubuli aan het worteloppervlak, omdat de buisjes worden niet meer afgedicht door een smeerlaag. Hierdoor kunnen bepaalde stimuli (koude, warmte, tactiele, chemische en osmose) zorgen voor een pijnprikkel. Alhoewel er nog altijd in het duister wordt getast, kan het hydrodynamische mechanisme, voorgesteld door Brannstrom et al., hoogstwaarschijnlijk verklarend zijn 27. De dentinetubuli worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een vloeistof. Een stimulus kan een hydrodynamische beweging in gang zetten die de vrij-eindigende nociceptoren aan de pulpa-dentinegrens activeerd. Een behandeling kan zich richten op de vermindering van deze vloeistofbeweging in de tubuli (blokkeren van de buisjes), of op de vermindering van neuronactiviteit 19. Grossman stelde volgende eisen op waaraan de behandeling moet voldoen; (1) niet pulpa-irritatief, (2) pijnloos, (3) gemakkelijk uitvoerbaar, (4) snel appliceerbaar, (5) effectief voor een lange periode, (6) niet-verkleurbaar en tenslotte (7) effectief zijn 28. Tot op heden zijn weinig behandelingen erin geslaagd te voldoen aan alle criteria. Gegevens uit de literatuur laten blijken dat lasers hierin toch een verandering kunnen brengen, niettegenstaand het mechanisme niet geheel duidelijk is 22. Naargelang de gebruikte laser zou een verschillend mechanisme aan de basis liggen van het resultaat; ten eerste zou de laserbestraling een effect hebben op de elektrische activiteit van zenuwvezels, en ten tweede zou een wijziging van de tubulaire structuur door het smelten van dentine of smeerlaag als sealing kunnen dienen van de dentinetubuli 19. Naast onder andere lasers, blijkt ook bioglas effectief te zijn in de behandeling van dentinegevoeligheid. Dit biocompatibel materiaal bestaat uit siliciumdioxide, natriumoxide, calciumoxide en fosforoxide. Voor gebruik met de Nd:YAP laser, werd een commercieel product (Abmindent I, Abmin Technologies LTD, Turku, Finland) door Lee BS et al. aangepast, zodoende een lager smeltpunt en betere absorptie van de Nd:YAP laser te verkrijgen 29. In combinatie met deze laser (30Hz, 330mJ/puls) kan er voldoende energie toegevoegd worden om het bioglas te doen smelten. Zo werd een homogeen en glad oppervlakte bekomen waarbij alle tubuli waren afgesloten en het bioglas tot 10 µm diep in de 23