ZZI 03/2008, 193-213
Thermische und ablative Schäden auf Titan-Implantaten durch einen Er,Cr:YSGG-Laser
Gobrecht Ch, Tetsch P
Zusammenfassung:
In einer In-vitro-Studie wurden ablative und thermische Schäden auf SLA-Oberflächen nach Laserexposition quantitativ und qualitativ untersucht. Das Ziel der Untersuchung war, eine optimierte Parametereinstellung für einen Er,Cr:YSGG-Laser für die Periimplantitisbehandlung und Freilegungsoperation zu ermitteln. Für die Untersuchung der ablativen Veränderungen konnten insgesamt 64 durch den Laser behandelte Titanoberflächen fotooptisch ausgewertet und vermessen werden, um den Einfluss des Arbeitsabstandes, der Leistungs- und der Luft-Wasser-Spray-Einstellung zu quantifizieren. Ergänzend hierzu wurden einzelne Proben mit dem REM nachuntersucht, um die Oberflächenstruktur der Defekte analysieren zu können. Nach der Laserbehandlung ergab sich bei ordnungsgemäßer Sprayeinstellung eine Abkühlung des periimplantären Gewebes. Thermische Schäden sind im Implantat-Knochen-Interface daher nicht zu erwarten. Der Er,Cr:YSGG-Laser hinterlässt jedoch auf dem Titan einstellungsabhängige ablative Veränderungen. Die Einstellung der Luft-Wasser-Spraymenge hat neben der Leistungseinstellung und dem Arbeitsabstand den entscheidenden Einfluss auf die Leistungsverdichtung des Lasers. Spraymenge und die daraus resultierende Leistungsverdichtung verhalten sich nicht proportional zueinander. Eine defektoptimierte flächeneffektive Leistungseinstellung bei der Periimplantitisbehandlung liegt bei 2 Watt, die ideale Sprayeinstellung bei 30 % Luft, 30 % Wasser und der optimale Arbeitsabstand bei 4 mm bis 5 mm. Die Laserleistung ist insgesamt zu niedrig, um die 30 µm Sandstrahlstruktur (SL) zu zerstören, wohl aber ausreichend, um die filigrane Ätzstruktur zu verschmelzen. Es wird kein Material herausgelöst oder weggeschleudert.
Er,Cr:YSGG laser-induced thermal and ablative damage on titanium implants
Summary:
In an in vitro study ablative and thermal damage on SLA surfaces were quantitatively and qualitatively examined after implant exposure using a laser. The aim of this study was to determine an optimal parameter setting for an Er,Cr:YSGG laser for peri-implantitis treatment and surgical implant exposure. A total of 64 titanium surfaces treated with the laser were analysed photo-optically and measured to examine changes due to ablation in order to quantify the influence of the operating distance, power setting and air-water-spray setting. Individual samples were also examined with the SEM to analyse surface structure defects. If the spray was set correctly, there was cooling of the peri-implant tissue following laser treatment. Thermal damage at the implant/bone interface is not therefore to be anticipated. The Er,Cr:YSGG laser does, however, leave changes due to ablation on the titanium depending on the setting. Apart from the power setting and operating distance, the air-water-spray output has a crucial influence on the power concentration of the laser. The spray output is not proportional to the power concentration. A laser setting of 2 watt, spray setting of 30 % air and 30 % water and an operating distance of 4 mm to 5 mm were established as optimal for ensuring minimal defects on the titanium surface. The laser power is too low to damage the 30 µm sandblasted structure (SL), though powerful enough to melt the delicate etch structure without causing any material to loosen or fly off.