Grundlegende Untersuchungen zur lasergestützten Ablösung keramischer Dentalrestaurationen und Brackets

Abstract

In der vorliegenden Dissertation wird ein innovativer Ansatz vorgestellt, Keramikkronen, Veneers und Keramikbrackets mittels Laserenergie unversehrt von der Zahnoberfläche zu entfernen, so dass diese nach erfolgreicher Behandlung wieder rezementiert werden können. Idealerweise würde in diesem Zuge lasergestützt auch der Befestigungszement minimalinvasiv entfernt werden können.

Zur Wahl einer geeigneten Laserwellenlänge werden verschiedene gängige Dentalkeramiken zur Herstellung vollkeramischer Kronen oder Veneers auf Basis von Gerüst- und Schichtwerkstoffen oder monolithischer Blöcke im Bereich von 200-3000 nm spektroskopisch hinsichtlich deren Transmission, Remission und Absorption untersucht. Anhand von Modellen werden Experimente durchgeführt, keramische Kronen und Veneers mit dem Erbium-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat-Laser (Er:YAG-Laser) vom Zahn abzulösen. Die Beurteilung der Wirksamkeit und Sicherheit der Ablösung wird licht- und rasterelektronenmikroskopisch sowie durch Farbeindringprüfung untersucht. Zur Entfernung von Befestigungszementresten auf Dentinflächen sowie Schmelzflächen von abgelösten Veneer- und Bracketversorgungen werden Laserverfahren überprüft und ebenso mikroskopisch untersucht.

Auf Basis dieser Erkenntnisse erweisen sich Laser im Wellenlängenbereich zwischen 2500 und 3000 nm als besonders geeignet, so dass für die weitere Untersuchung der Er:YAG-Laser gewählt wird. Für Schmelz wird eine Ablationsschwelle von 2,5 J/cm² und für Dentin von 1,6 J/cm² ermittelt, um Zahnschäden zu vermeiden.

Des Weiteren werden für das Laser-Debonding geeignete Laserparameter bestimmt, um Keramikrestaurationen, wie Kronen und Veneers, vom Zahn ablösen zu können. Beim Laser-Debondingprozess wird die Laserenergie von der Keramik transmittiert und vom Befestigungszement absorbiert. Der entstehende Verdampfungsdruck des Zements erzeugt einen Druckstoß, der die Keramik ablöst. Dieser Prozess benötigt zumeist nur wenige Pulse beziehungsweise Sekunden. Lichtmikroskopische Begutachtungen und Farbeindringprüfungen weisen nach, dass die Keramikrestaurationen durch die Lasereinwirkung nicht beschädigt werden und die Zahnsubstanz keine thermischen oder mechanischen Schäden erfährt.

Um nach dem Laser-Debonding auf Zähnen verbliebene Zementrückstände zu entfernen, wird die Laser-Oberflächenreinigung unterhalb der Schmelz- beziehungsweise Dentin-Abtragsschwelle vergeblich versucht, da die Ablationsschwelle der untersuchten Befestigungszemente über diesen Schwellen liegt. Bei Laseranwendung oberhalb der Dentin- und Schmelz-Ablationsschwellen und Kombinationsverfahren mit Schallscaler oder Handinstrumenten sind Zementreste zwar abtragbar, jedoch nicht ohne dabei auch Zahnsubstanz abzutragen. Ein selektiver oder gründlicher Abtrag der Zementreste ist nicht möglich.

Mittels des gepulsten Er:YAG-Lasers können Dentalkeramikrestaurationen für Kronen und Veneers zerstörungsfrei, schnell und ohne Beschädigung der Zahnsubstanz entfernt werden. Zur Entfernung von Zementresten erscheint die Laseranwendung neben der mangelnden Gründlichkeit und Selektivität insbesondere aus zeitlichen Gründen noch keine attraktive Alternative gegenüber der konventionellen Nutzung des Hartmetallfinierers zu sein, wobei auch bei Letzterem ein gelegentlicher Zahnhartsubstanzverlust stattfindet.