组织学评价骨使用量子平方脉冲Er:掺钕钇铝石榴石激光器:一项初步研究

文摘

最近在Er进步:掺钕钇铝石榴石激光器是量子平方脉冲技术的引入(QSP)。激光在QSP模式展示了几个优点在动物研究和人类腔准备在腐烂的牙齿。Er的优势:掺钕钇铝石榴石激光器在QSP模式包括减少激光散射和吸收的碎片云。最重要的是,最小的热损伤一直在观察空腔的准备。然而,使用这种新的激光技术等骨性手术尚未报道的收获monocortical块下颌骨骨重建上颌骨或专业的口腔颌面外科和牙科植入物。组织学上分析和本研究的目的是比较热的变化对骨表面monocortical后下颌骨的骨块收获两个病人使用量子平方脉冲Er:掺钕钇铝石榴石激光器(光沃克,Fotona,圣克莱门特,CA)在非接触模式和传统的外科手术在高速钻钻准备牙科植体手术。雷竞技网页版组织学结果显示没有热损伤骨切除在指定的激光参数在截骨术程序。使用QSP Er:掺钕钇铝石榴石激光器已经证明优于传统高速手术钻和应该考虑的外科器械选择monocortical收获的骨块,准备放置牙科植入物。

关键字

量子平方脉冲激光技术、激光截骨术、组织学、热损伤,骨细胞

介绍

收获自monocortical块骨重建萎缩性上颌或下颌常规外科手术在口腔颌面外科和牙科植入物。常规机械方法获得的骨块下颌骨升支和颊皮质板与外科钻头可以实现高速的手,摆锯,piezosurgery和手动工具,如凿子和骨凿1- - - - - -3]。然而,这些方法也有缺点,比如细菌污染,外国金属碎屑进入手术区域的沉积,增加热温度会导致骨坏死的骨头和风险损害重要的解剖结构2- - - - - -6]。病人完成手术全身麻醉,这些乐器的振动和声音可能很难容忍(7,8]。另一种外科手术技术,避免了所有的缺点是一个激光器,可以切除骨光滑干净,最重要的是,避免热损伤骨外科手术期间。

自从梅曼(9)开发了红宝石激光器在1960年,越来越多的高能激光在口腔颌面外科和牙科使用。最明显的是,红外掺铒钇铝石榴石(Er:掺钕钇铝石榴石)与发射波长2940 nm激光烧蚀的硬组织,如牙釉质、牙骨质和骨10- - - - - -12]。机械方法相比上面所提到的,少用激光导致的出血,组织创伤,水肿,热损伤(10- - - - - -12]。然而,有一个缺乏报告有关的日常临床使用激光在私人诊所骨性手术。包括以下提到的原因:截骨术时间长比传统手术的钻头和锯和无法控制的深度截骨术在非接触模式下使用时(雷竞技网页版2,8,13]。

激光能量是由导演各种光谱的光为媒介,放大光子,指导他们单色光在紫外,可见光或红外区域的电磁波谱(14,15]。激光光束指向组织目标与光纤传输系统连接到一块的手,然后发出连续或脉冲。光子放大通过媒体如发生异构晶体(neodynium、钇铝石榴石和铒),或气体如二氧化碳、氦、氖和氩。每个介质产生特定波长的光子的特点。各种能源利用水平降低、脱落和凝固组织。这种激光脉冲通常时间的形状与缓慢的上升和下降时间。结果是降低了激光烧蚀速度和碎片云的散射,导致失控和增加组织的热损伤14,15]。

Er的发射波长:掺钕钇铝石榴石激光器是高度吸收水和羟磷灰石,结果在一个热机的硬组织的消融14- - - - - -18]

然而,它不仅是特定的激光波长,可以切除硬组织,但短脉冲持续时间(高强度脉冲)和Er的伴生水喷雾:掺钕钇铝石榴石激光消融可以实现以最小的热坏死骨周围的面积(17- - - - - -20.]。因此,使用Er:掺钕钇铝石榴石激光器脉冲持续时间短、非接触模式演示了使用时最小的热损伤骨骼,而且也显示出加速骨的愈合和osteoindu雷竞技网页版ction [16- - - - - -20.]。这是由于激光能量的机制迅速存入热能的靶组织,避免分散组织消融。组织学上分析和本研究的目的是比较热的变化对骨表面monocortical骨块从使用量子平方脉冲Er后下颌骨:掺钕钇铝石榴石激光器(光沃克,Fotona,圣克莱门特,CA)在非接触模式和外科钻头高速钻。雷竞技网页版

激光设备

增加激光消融速度和减少热损伤硬组织,量子平方脉冲(QSP)技术开发(21,22]。QSP模式,方形功率脉冲产生他们的持续时间可以控制在一个广泛的脉冲持续时间。每个激光脉冲(量子化)分为几个短的低能量脉冲(脉冲量),(时间间隔)一个另一个速度快(图1)。每个短脉冲能量高于单一长脉冲的脉冲功率,可以切除硬组织以更大的速度和效率,但短期快速脉冲激光束的散射和吸收减少碎片云用最小的热损伤手术部位的面积。相比之下,长脉冲持续时间,消融效率降低和热能伤害增加。因此,为了避免激光散射的影响,所有脉冲的脉冲持续时间量子应该更短的碎片云可以开发。在这个前瞻性研究,LightWalker Er:掺钕钇铝石榴石(Fotona,圣克莱门特,CA)激光在QSP模式下使用。

导致交付的短脉冲激光脉冲持续时间长效率。这种技术可以降低激光散射和吸收碎片云在组织消融过程。

材料和方法

12个病人完成增植骨萎缩后的下颌骨增加水平维度为牙科植体手术做准备。没有规定术前抗生素。从每个病人获得知情同意参与这项研究。访问升支完成截骨术程序完成如米诗所述23]。在每个病人,monocortical块骨头从双边下颌骨升支和颊皮质板在局部麻醉的情况下。保护在激光手术,手术人员生物安全标准是根据激光制造商的建议。

激光设备

激光组,LightWalker Er:掺钕钇铝石榴石(Fotona,圣克莱门特,CA)激光在QSP模式下使用。机头(H14)提供激光能量在一个关节杆交付系统完成使用蓝宝石截骨凿小费。Er:掺钕钇铝石榴石激光器运行在非接触模式不断喷水。雷竞技网页版激光参数如下:波长固定在2.94嗯;力量:7.5 W;脉冲能量:750乔丹;频率:10赫兹;QSP模式。完成截骨术过程,蓝宝石是定位垂直和1到2毫米的颊皮质板和沐浴在一个空气喷雾雾,以免烧焦的骨组织。

在侧端,每个monocortical块骨头的收获与外科钻头直径1.0毫米在一块高速手操作在每分钟70000转(rpm)连接到一个电机下冷水灌溉。

结果

共有24支或颊monocortical板移植是从12个病人正确的萎缩性后下颌骨植入手术的准备。研究样本包括四个monocortical骨块从两个病人使用Er组织学分析比较热损伤:掺钕钇铝石榴石激光器在QSP模式和传统手术钻在一块高速手冷水灌溉操作在每分钟70000转。

标本处理

所有核心骨活检的硬组织研究实验室被送往明尼苏达大学牙科学院口腔颌面病理组织学分析。防止偏见在这项研究中,科学家在实验室(HP)被蒙蔽骨骼标本被标记为样品和试样b .活检样本缓冲福尔马林固定在10%,提交组织学检查。所有标本都是脱水乙醇分级系列的9天。脱水后,每个样品被渗透了20天,光固化树脂包埋(Technovit 7200 VLC、Kulzer Wehrheim,德国)。标本被嵌入在Technovit 7200 VLC和450纳米光聚合的标本的温度不超过40°C。每个标本是由Rohrer和舒伯特的切割和磨削方法24]。每个标本都减少到150毫米的厚度EXAKT切割和磨削系统(EXAKT技术,俄克拉荷马城)。每个标本下滑是抛光55微米的厚度与一系列抛光砂纸盘从800年到2400年勇气(EXAKT microgrinding系统)之后,最后一个波兰与0.3微米氧化铝抛光膏。最后抛光后,标本染色使用幻灯片Stevenel的蓝色和van Gieson picro洋红,光学显微镜进行组织学评价。标本进行评估使用两张幻灯片,以防止抽样偏差。故事获得、扫描、数字化和分析使用蔡司光学Axiolab显微镜(卡尔蔡司,耶拿,德国)和尼康Coolpix 4500数码相机(尼康公司(日本东京)。

组织学结果

激光组骨标本展示锋利,清洁的利润(图2)。没有热损伤的迹象,随着激光截骨术的利润率没有演示炭化,炭化和微裂隙。骨细胞在他们旁边的缺损是直接观察到的激光切割表面。观察手术钻组、不规则边界与骨骼碎片。切边的利润率表明碳化的无定形区域指示热损伤(图3)。空骨细胞缺损是观察附近的截骨术。空骨细胞缺损可能代表这些细胞的总热损伤。

讨论

最好的作者的知识,回顾世界的医疗和牙科临床使用的文学QSP Er:掺钕钇铝石榴石激光器在人类收获关于骨性手术骨还没有报道。这项前瞻性研究分析使用Er的组织学结果:掺钕钇铝石榴石激光器QSP模式传统手术钻在收获monocortical骨块为牙科植体手术做准备。使用自体骨移植在口腔颌面重建和牙科植体治疗的“金标准”(25]。自体骨成骨的,综合分析和论述23,25]。传统外科钻头和钻的缺点是最常用于骨切除术,尽管他们仍然使用喷水截骨术导致骨性热损伤,骨碎片和坏死的骨头2,10- - - - - -13,16- - - - - -18,20.]。这是开发和利用新的外科技术的驱动力。

研究Tokonabe et al。26]Nair [27)和Pourzarandian et al。28]证明了最小的热损伤用天然牙齿和骨骼,尤其是纸浆使用Er:掺钕钇铝石榴石激光器喷水。在人类腔类似的研究准备准备,作者报道大幅定义良好的利润率和最小热损伤使用Er:掺钕钇铝石榴石激光器在QSP模式(21,29日]。这项研究的结果使用后下颌骨骨收获了良好的平滑和清洁切割效率没有碎片与Er骨骼标本:掺钕钇铝石榴石激光器在QSP模式(图2)。最重要的是,骨标本展示没有不微裂隙热诱导骨坏死和char-free消融。这样的结果是由于QSP技术,使用较短的激光脉冲减少热负荷与长脉冲激光持续时间,导致更大的热损伤和伤口愈合增加。

相比之下,使用外科钻头完成收割骨截骨术可能增加焦温度会导致骨坏死。艾伦et al。30.)观察到温度和增加的坏死后重复使用手术钻在准备自攻螺丝的位置。骨细胞的热损伤可能延迟或防止伤口愈合。在这个前瞻性研究,非晶态材料中观察到的手术钻组沉积的区域使用手术钻骨切除术。佐佐木的超微结构研究等16所代表的无定形材料减少骨有机基质的微裂缝和表面再结晶的磷灰石。此外,在罗密欧的比较研究等。31日外科钻头生产骨头碎片和残骸,有可能引起感染。Stubinger et al。32)观察到类似的结果,传统的手术钻生产粗骨表面边缘和碎片相比,使用一个Er:掺钕钇铝石榴石激光器。没有观察到骨碎片与Er的使用:掺钕钇铝石榴石激光器减少术后感染的风险。

结论

在这个前瞻性研究中,Er:掺钕钇铝石榴石激光器在QSP模式有了优势,优于使用手术钻骨的手术。这些优势包括清洁削减利润,缺乏一个碎片,没有骨头的热损伤。使用Er:掺钕钇铝石榴石激光器在QSP模式应该被认为是一个额外的手术方式相比传统手术高速钻mono收获的皮质骨块在口腔颌面外科和牙科植入物。进一步的同行评议的临床研究需要使用更大的患者群建立数控QSP Er的全部潜力:掺钕钇铝石榴石激光器。

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