In vitro Avaliação dos efeitos dos lasers de Er, Cr: YSGG e diodo usados no cilindro de titânio

Neste estudo, lasers de Er, Cr: YSGG e diodo aplicados separadamente na superfície plana de um total de 96 cilindros de titânio especialmente projetados. Um termopar colocado na outra superfície e a temperatura foi medida. Rugosidade superficial analisada por perfilômetro, MEV e AFM.

As doenças peri-implantares são problemas significativos associados aos implantes dentários. O objetivo deste estudo foi avaliar a rugosidade superficial e as mudanças de temperatura quando lasers de diodo e ítrio-escândio-escândio-gálio-granada dopados com cromo (Er,Cr:YSGG) são aplicados em cilindros de titânio no tratamento de doenças peri-implantares não cirúrgicas. Um total de 13 grupos, incluindo o grupo controle, foram formados com lasers de diodo de 940 nm (0,8 W-1,3 W-1,8 W) e Er,Cr:YSGG (1,5 W-2,5 W-3,5 W) em 6 diferentes modos de potência, 20s/W e 40 s/W, e oito cilindros de titânio foram tratados em cada grupo. Durante o processo, as temperaturas inicial e final foram registradas com um termopar colocado na ranhura apical do cilindro. Após a aplicação, a rugosidade (Ra) de todos os discos foi medida por um perfilômetro. As superfícies foram escaneadas por microscópio eletrônico de varredura (MEV) e microscópio de força atômica (AFM) para exame de superfície bidimensional e tridimensional. Quando avaliadas as mudanças de temperatura dos cilindros de titânio durante a irradiação, os cilindros irradiados com laser de diodo por 40 s foram significativamente maiores do que aqueles irradiados por 20 s. Nos cilindros tratados com Er,Cr:YSGG, a temperatura diminuiu em algumas amostras e aumentou minimamente em algumas amostras. Os valores do perfilômetro (Ra) não foram estatisticamente significativos em termos de rugosidade para todos os grupos. No entanto, as imagens de MEV mostraram derretimento e aumento do número de microporos nas superfícies tratadas. Com as limitações deste estudo in vitro , a aplicação do Er,Cr:YSGG e do diodo pode ser considerada uma abordagem segura para o manejo da peri-implantite, particularmente em termos de segurança térmica. Embora a rugosidade da superfície permaneça inalterada, o uso desses lasers resultou em mudanças de fusão e microporos na topografia do cilindro de Ti. Para determinar como essas configurações de laser afetam a diminuição bacteriana e a osseointegração, são necessárias pesquisas adicionais.

Os implantes dentários são uma opção de tratamento comumente aceita para a substituição de dentes perdidos ^1,2. A mucosite peri-implantar e a peri-implantite são classificadas como doenças peri-implantares. A mucosite peri-implantar é restrita aos tecidos moles, e não há evidência de perda óssea, com exceção da remodelação óssea fisiológica. A peri-implantite é uma condição patológica que está associada à placa bacteriana e afeta os tecidos ao redor dos implantes dentários. Distingue-se pela inflamação da mucosa peri-implantar e a conseqüente perda crescente do osso de suporte³. O principal fator etiológico para o início e progressão do distúrbio é a ruptura do biofilme da placa peri-implantar⁴. Numerosos estudos sobre doenças peri-implantares indicam que a prevalência de mucosite peri-implantar (MPI) varia de 9,7% a 64,6%, enquanto a prevalência de peri-implantite (P) varia entre 4,7% e 45%⁵.

Embora o acúmulo de placa seja o principal fator etiológico que causa a peri-implantite, seu tratamento é complicado pelas diversas características topográficas dos implantes. A base do tratamento não cirúrgico da peri-implantite é o manejo da infecção por meio do desbridamento da superfície do implante e da eliminação do biofilme aderente para diminuir a carga bacteriana abaixo do limiar causador da doença ^6,7. A complexa micro e macrotopografia das interfaces de titânio e a anatomia do defeito ósseo limitam a descontaminação da superfície. A eficácia de diferentes técnicas de descontaminação mecânica (curetas, dispositivos ultrassônicos, abrasão com pó de ar, escovas de titânio), química (ácido cítrico, clorexidina, antimicrobianos) e física (laser, terapia fotodinâmica) foi avaliada em combinação⁸. Pesquisas atuais sugerem que o uso combinado de técnicas de intervenção não cirúrgica para peri-implantite é mais eficaz do que o desbridamento sozinho⁹. A incorporação de agentes antimicrobianos químicos ou antibióticos locais/sistêmicos na terapia mecânica demonstrou eficácia significativa; no entanto, essas intervenções podem resultar em possíveis consequências adversas¹⁰. À medida que a tecnologia a laser avançou, os lasers odontológicos tornaram-se cada vez mais populares devido aos seus efeitos anti-infecciosos, desintoxicantes e fáceis de usar nas superfícies dos implantes^10,11.

O pico de absorção, o modo operacional do dispositivo e as propriedades do tecido afetam o aumento de calor durante a irradiação do laser. Uma investigação pré-clínica crucial revelou que uma elevação da temperatura para 50 °C por 1 min causou danos vasculares, enquanto um aumento para 60 °C levou à cessação do fluxo sanguíneo e subsequente necrose óssea¹². Uma investigação in vitro descobriu que, após apenas 10 s de irradiação com laser de diodo, as superfícies dos implantes podem atingir temperaturas superiores ao limite de segurança óssea (10 °C). A viabilidade óssea pode ser comprometida por um aumento de temperatura de apenas 10 °C¹³.

Numerosos estudos recentes se concentraram em examinar o impacto benéfico dos lasers neste domínio 14,15,16,17,18. Vários comprimentos de onda do laser demonstram um impacto antibacteriano significativo e segurança nas superfícies do implante quando os parâmetros apropriados são aplicados. Várias variáveis, incluindo intensidade, frequência e comprimento de onda, influenciam a eficácia dos tratamentos a laser. Vários estudos demonstraram o efeito bactericida de vários comprimentos de onda do laser, incluindo CO₂, Er:YAG, Er,Cr:YSGG e vários lasers de diodo, o que nos permite identificar os efeitos benéficos de diferentes lasers no tratamento da peri-implantite. Aoki et al 19,20,21. concluíram de sua revisão que a aplicação de laser facilita a limpeza da superfície em tratamentos peri-implantares não cirúrgicos e cirúrgicos, incluindo terapia regenerativa, e promove a cicatrização ativando as células do tecido circundante²².

Os lasers de diodo têm a capacidade de exercer um efeito bactericida nas superfícies do implante sem afetar o padrão de superfície do implante. Quando se trata de tratar a peri-implantite, o laser de diodo pode ser o caminho a percorrer, pois promove a cicatrização dos tecidos periodontais 23,24,25.

Érbio, dopado com cromo: os lasers de ítrio, escândio, gálio, granada (Er,Cr:YSGG) apresentam propriedades eficazes para a eliminação do biofilme e a descontaminação das superfícies dos implantes¹¹. Fortes efeitos bactericidas e propriedades de regeneração óssea foram demonstrados por lasers de érbio sem causar danos mecânicos graças às suas propriedades movidas a água^11,14.

Há escassez de dados sobre as alterações causadas pela irradiação a laser em implantes de titânio. Além disso, uma metodologia definitiva para a irradiação de superfícies de titânio ainda não foi definida, englobando parâmetros do laser, como potência e tempo de aplicação. Estudos anteriores mostraram que a aplicação do laser¹⁶ de Er,Cr:YSGG não teve efeito sobre a mudança de temperatura, no entanto, os estudos de laser de diodo excederam¹³ e não ultrapassaram^16,26 o valor crítico. Diferentes resultados do efeito do tratamento com laser no valor de Ra da superfície de titânio estão disponíveis na literatura^18,27. A hipótese nula do estudo é que não haverá diferença entre os lasers Er, Cr: YSGG e os lasers de diodo em termos de mudança de temperatura e rugosidade das superfícies de titânio usando. Este estudo teve como objetivo determinar parâmetros operacionais seguros monitorando a rugosidade da superfície e as variações de temperatura em material de titânio usando lasers de Er, Cr:YSGG e diodo em várias configurações de tempo e potência. A avaliação da mudança de temperatura foi realizada com um termopar, a rugosidade da superfície foi avaliada usando um perfilômetro e as alterações da superfície foram analisadas através das técnicas de MEV e AFM.

NOTA: Os cilindros de titânio, fabricados com o mesmo material dos implantes convencionais e projetados para replicar a superfície do implante com a tecnologia SLA, apresentam uma altura de 10 mm e um diâmetro de 5 mm. Uma cavidade medindo 7 mm de profundidade e 3 mm de largura está localizada no centro dos cilindros (Fig. 2). A largura de 3 mm reduz para 1 mm no ponto mais profundo. Medir a rugosidade da superfície de implantes padrão com um perfilômetro não é viável. Foi possível avaliar a eficácia do laser aplicado em uma superfície plana de 5 mm de diâmetro na parte superior do cilindro de titânio projetado pelo fabricante, utilizando o mesmo material que simula a superfície do implante. Além disso, para medir as mudanças de temperatura a partir do centro do cilindro, foi criada uma ranhura de 7 mm de profundidade e 3 mm de largura a partir do centro da superfície inferior do cilindro de titânio em direção às profundidades do cilindro, onde a ponta do termopar será colocada. Essa ranhura permite a avaliação da mudança de temperatura da superfície tratada de dentro do cilindro, em vez de depender da superfície externa. Imagens tridimensionais foram obtidas analisando as superfícies planas de cilindros de titânio especialmente produzidos usando um microscópio de força atômica (AFM). Foram utilizados lasers de diodo de 940 nm (0,8 W²⁸, 1,3 W²⁹, 1,8 W³⁰) e 2,780 nm Er,Cr:YSGG (1,5 W³¹, 2,5 W³¹, 3,5 W³²) em três potências diferentes de acordo com as recomendações da empresa, e 12 grupos foram formados com tempo de aplicação de 20 s e 40 s cada. Após a aplicação, um grupo controle foi adicionado para avaliação da rugosidade. Um suporte com suporte para o dedo foi impresso a partir de uma impressora tridimensional para manter o cilindro de Ti estável durante a aplicação (Tabela de Materiais).

1. tamanho Da Amostra

1. Calcule o tamanho da amostra usando a análise de poder do programa G*Power. O número mínimo de amostras para cada grupo foi determinado como n=8 amostras para mudança de temperatura com tamanho de efeito d: 0,6906, desvio padrão 16,8, potência: 0,80 e α: 0,05.
   NOTA: Neste estudo, um laser Er,Cr:YSGG equipado com um laser de diodo de 940 nm com uma ponta de 300 μm de diâmetro (ponta e3) e uma ponta elástica RFPT5-14 de disparo de 360° (580 μm de diâmetro e 14 mm de comprimento) foi usado como sistema de laser (Figura 1).

Figura 1: Instrumentos e equipamentos utilizados. (A) Laser de diodo, (B) Laser Er,Cr:YSGG, (C) Ponta E3, (D) Ponta RPTF5-14. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

2. Determinação dos grupos de trabalho

1. Tome o Watt recomendado de lasers para aplicação na bolsa na mucosite peri-implantar como condição ideal de uso. Além disso, inclua um valor mais baixo e um valor mais alto nos grupos de estudo em relação ao Watt recomendado. Os valores usados aqui são 1,5 W e 3,5 W para Er,Cr:YSGG e 0,8 W e 1,8 W para o laser de diodo.
2. Determine o tempo de aplicação como 20 s e 40 s para avaliar o efeito do tempo de operação na mudança de temperatura. Os grupos de estudo são mostrados na Tabela 1.

Tabela 1: Informações dos grupos de estudo.

3. Preparação da configuração experimental

1. Com o programa Rhinoceros (gráficos e design 3D), projete um suporte cilíndrico em 3D com uma cavidade ligeiramente com um diâmetro de 10 mm e uma espessura de 5 mm.
   1. Abra o aplicativo. Desenhe um círculo de 10 mm de diâmetro. Reduza o círculo em 50% de um eixo para criar uma elipse. Pressione Extuder e levante a elipse na terceira dimensão.
   2. Desenhe um círculo novamente para apoiar os dedos. Levante o segundo círculo na terceira dimensão com a chave da extrusora. Faça a altura menor que o primeiro círculo.
   3. Faça um furo de 10 mm no desenho elíptico com o comando booleano. Para suporte a termopares, faça uma linha em forma de L com o comando Sweep 1 e crie a 3ª dimensão.
   4. Desenhe um quadrado, amplie-o na 3ª dimensão com o comando extrusor e crie a base. Depois de imprimir o desenho, aplique silicone ao redor do orifício por onde virá o cilindro de Ti e seque-o. Isso manterá o cilindro no lugar enquanto o laser está sendo aplicado.
2. Leve uma sala fechada com ar condicionado a uma temperatura de 27 °C. Fixe o suporte no qual os cilindros serão fixados no meio de uma banheira de plástico com fita dupla-face.
   NOTA: Insira o cilindro de Ti, esprema o ar na superfície.
3. Coloque o termopar do termômetro na parte oca do cilindro de Ti colocado em sua ranhura no suporte.
4. Prepare um cronômetro para acompanhar o tempo de aplicação. Registre os graus pelo 3º observador e acompanhe o tempo com o cronômetro.

4. Procedimento experimental

1. Durante a aplicação do laser, use óculos de proteção para segurança do profissional. Insira a ponta RPTF5-14 para laser Er, Cr: YSGG. Insira a ponta E3 para laser de diodo.
2. Ligue o laser Er,Cr:YSGG. Selecione Modo Fechado Perio. Aplique lasers de 1,5 W, 2,5 W e 3,5 W por 20 s e 40 s cada. Existem 96 cilindros de Ti com laser aplicado. Irradie um cilindro de Ti com apenas um tipo de laser, um watt e uma vez.
3. Ligue o laser de diodo. Selecione o modo de bolso Perio. Aplique laser de 0,8 W, 1,3 W e 1,8 W por 20 s e 40 s cada.
4. Faça com que o 3º observador inicie o cronômetro quando o laser for iniciado. Avise-o quando o tempo acabar.
5. Aplique a ponta do laser em um ângulo de 15° em relação à superfície, em contato, ziguezagueando por toda a superfície pelo tempo planejado.
6. Observe os valores de temperatura inicial e final durante a aplicação. Subtraia o valor da temperatura inicial do valor da temperatura final. Calcule a mudança de temperatura.
   NOTA: Observe os valores de mudança de temperatura para um total de 12 grupos, 6 grupos de laser de Er, Cr:YSGG e 6 de diodo.
7. Manter as amostras em sacos transparentes com os números dos grupos escritos neles.

5. Imagem bidimensional e tridimensional de materiais

1. Realize análises de microscópio eletrônico de varredura (SEM) e microscópio de força atômica (AFM) para avaliar e demonstrar mudanças na morfologia da superfície do cilindro de Ti.
   NOTA: O instrumento FEI Quanta FEG 250 foi usado.
2. Não revestir as amostras antes de serem colocadas no MEV. Existem 13 grupos, incluindo 1 grupo de controle, 6 grupos de laser de diodo e 6 grupos de laser Er, Cr: YSGG. Para o grupo de controle, não execute nenhum tratamento, apenas tire imagens de superfície por AFM e SEM.
3. Selecione aleatoriamente um cilindro de cada um dos 13 grupos de estudo. Insira-os no dispositivo SEM. Observe o local na plataforma e o código de exemplo para evitar a mistura de exemplos.
4. Coloque o cilindro de Ti no dispositivo SEM com a superfície plana para cima. Realize análises usando o modo de baixo vácuo. Ajuste a pressão da câmara para 60 Pa durante a análise.
5. Quando o dispositivo estiver totalmente pronto, grave imagens com ampliação de 250x, 1000x e 5000x de um ponto aleatório na superfície plana. Repita este procedimento para todas as amostras.
   NOTA: Quando o dispositivo SEM terminar de aspirar, ele estará pronto para a coleta de imagens.
6. Para medição de AFM, selecione aleatoriamente um cilindro de Ti de cada grupo de estudo. Realize a medição no modo de rosqueamento.
   1. Coloque o cilindro de Ti no instrumento AFM. Coloque a tampa superior de forma que a ponta do instrumento fique sobre a amostra. Verifique se a luz vermelha da janela do instrumento está na superfície a ser fotografada.
   2. Defina a tensão para 2. Aproxime a ponta da amostra com o botão Aterrissar automaticamente. Inicie a digitalização pressionando o botão Iniciar digitalização .
7. Tire uma imagem digital de 5 μm x 5 μm para cada amostra e registre a uma taxa de varredura lenta (1 Hz). Registre imagens tiradas com o instrumento AFM das superfícies planas dos cilindros de Ti. O instrumento do AFM visualiza a área^{de 25} μm 2.

6. Medição da rugosidade da superfície

NOTA: O dispositivo Surftest SJ 201, Mitutoyo, Tóquio, Japão, foi usado aqui.

1. Defina a resolução do perfilômetro para 0,01 mm, o comprimento transversal para 3,0 mm e o diâmetro da ponta do pino de registro diamantado para 5 μm. Defina a velocidade de medição para 0.5 mm/s para determinar o valor Ra.
2. Fixe o cilindro de Ti com um suporte, use o presel e fixe o cilindro de Ti segurando-o pela superfície lateral. Coloque a agulha do perfilômetro em contato com a superfície de Ti.
3. Pressione o botão Iniciar. Salve o valor Ra encontrado. Repita a medição 5x em direções diferentes na superfície plana de cada cilindro (Figura 2). Para obter as várias direções, mova o cilindro de Ti em torno de si mesmo com a ajuda de uma pré-venda. Repita para todo o comprimento do cilindro de Ti.

Figura 2: Fluxograma dos grupos de estudo. (1A) Vista lateral do cilindro Ti, (1B) vista superior, (1C) vista inferior Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

7. Análise estatística

1. Realizar análise estatística utilizando o programa SPSS-Windows statistical package e aplicar os testes de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney. Defina o nível de confiança estatística em 95% (α = 0,05).

Na avaliação baseada nos tempos de aplicação de 20 segundos e 40 segundos, observou-se diferença estatisticamente significativa. Observou-se que a mudança de temperatura nas superfícies do cilindro de Ti aplicado a laser de 40 s foi maior do que na aplicação do laser de 20 s (p=0,037; Figura 3).

Figura 3: Mudança de temperatura de acordo com o tempo para todas as amostras. As linhas que sobem e descem da caixa mostram os valores mínimo e máximo dos dados. A linha horizontal dentro da caixa representa a mediana dos dados. Marcas redondas são discrepantes.
a=Diferença estatisticamente significativa em comparação com o grupo de 40 s. (pág<0,05)
 Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Analisamos a mudança de temperatura categorizando-os em dois grupos com base nos tipos de laser (Er, Cr: YSGG e diodo). Observou-se que a mudança de temperatura em cilindros de Ti usando um laser de diodo foi maior do que em cilindros que aplicam o laser de Er,Cr:YSGG. Os resultados são estatisticamente significativos (p=0,001; ver Figura 4). Na avaliação dos cilindros de Ti testados apenas para aplicação de laser de diodo, os resultados indicaram que a aplicação de laser de diodo de 40 s produziu resultados significativamente maiores em comparação com a aplicação de 20 s em todos os valores de Watt (p < 0,001; Figura 4). A linha vermelha dentro da caixa na figura indica o valor mediano. As barras na parte superior e inferior indicam os valores de temperatura máxima e mínima.

Figura 4: Variação de temperatura por tipos de laser e tempo para todas as amostras. As linhas que sobem e descem da caixa mostram os valores mínimo e máximo dos dados. A linha horizontal dentro da caixa representa a mediana dos dados. Marcas redondas são discrepantes.
a=Diferença estatisticamente significativa em comparação com o grupo de díodos. (pág<0,05)
b= Diferença estatisticamente significativa em comparação com o laser de diodo 40 s. (p<0,05)
Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

A última avaliação estatística da mudança de temperatura foi realizada com base no valor de Watt. Diferenças significativas foram observadas quando se investigaram apenas os valores de Watt (p < 0,001) e Watt-tempo (p < 0,001) nos grupos que utilizaram o laser Er,Cr:YSGG. Na aplicação do laser de Er,Cr:YSGG, observou-se que o tempo por si só não impactou significativamente na mudança de temperatura (p = 0,959). Ao avaliar a variação de temperatura em todos os cilindros de Ti expostos ao laser de diodo, levando-se em consideração as variáveis Watt, tempo e Watt-tempo, observou-se diferença estatisticamente significativa (p < 0,05). A faixa de temperatura dos grupos de laser de diodo com 1,8 Watt aplicado nas superfícies do cilindro de Ti foi marcadamente maior do que nos grupos de laser de diodo com 0,8 Watt aplicado (p = 0,006; Figura 5).

Figura 5: Análise combinada de temperatura. A análise foi feita para os tipos de Er, Cr:YSGG e Laser de Diodo por Watt e Tempo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Análise de imagem

Nas imagens de MEV, uma estrutura porosa de tamanho mícron foi observada em todos os grupos, que é a aparência esperada de superfícies de implantes jateadas e ácidas e ásperas. Com ampliação de 5000x, as superfícies de titânio tratadas com laser mostraram aumento visível dos poros do tamanho de mícrons em comparação com o grupo controle (círculos vermelhos). Com aumento de 250x e 1000x, as superfícies de titânio tratadas com lasers de Er, Cr:YSGG e diodo por 40 s apresentaram mais fusão do que aquelas tratadas por 20 s (Figura 6). Nas imagens AFM, a distribuição das reentrâncias superficiais no grupo controle foi mais homogênea do que nos grupos tratados com laser (Figura 7, Figura 8). Desde que as imagens do AFM visualizaram somente uma área muito pequena de 25μm² da superfície plana do cilindro titanium, nós não poderíamos obter um resultado detalhado sobre a superfície inteira.

Figura 6: Imagens de MEV de todos os grupos de estudo. Os 6 grupos de laser de diodo são rotulados como D1-D6, enquanto os 6 grupos de laser Er,Cr: YSGG são rotulados como E1-E6. As imagens são tiradas com ampliação de 250x, 1000x, 5000x. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 7: Imagem AFM do grupo de controle. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 8: Imagens AFM de todos os grupos de estudo. Os 6 grupos de laser de diodo são rotulados como D1-D6, enquanto os 6 grupos de laser Er,Cr: YSGG são rotulados como E1-E6. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Resultados de rugosidade da superfície

O parâmetro rugosidade não apresentou diferença estatisticamente significativa nas variáveis tipo de laser (p = 0,841), Watt (p = 0,900), tempo (p = 0,399) e na avaliação das variáveis tipo de laser, Watt e tempo em conjunto (p = 0,924; Figura 9).

Figura 9: Análise de rugosidade por tipo de laser, watt e tempo. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Considerando esses resultados, podemos concluir que os lasers de Er,Cr:YSGG e diodo são seguros para descontaminar a superfície de titânio na doença peri-implantar. A variação de temperatura foi inferior a 10 °C, indicando que os parâmetros estavam dentro da faixa segura. Ao mesmo tempo, o valor do perfilômetro não mudou significativamente, indicando que não há desvantagens em termos de rugosidade da superfície. Alterações faciais foram detectadas na análise de imagem, mas isso não pôde ser apoiado pela análise de rugosidade. Os resultados do estudo sustentam que os parâmetros do laser usados estão dentro da faixa segura.

a=Diferença estatisticamente significativa em comparação com o grupo de díodos. (pág<0,05)

b= Diferença estatisticamente significativa em comparação com o laser de diodo 40 s. (p<0,05)

Uma discussão significativa está em andamento sobre o método ideal para descontaminar superfícies de implantes no tratamento da peri-implantite. Publicações anteriores propuseram a utilização de medicamentos locais ou sistêmicos, aplicação de laser, limpeza mecânica e/ou química e implantoplastia. Os resultados do nosso estudo revelaram que todas as temperaturas medidas aumentam abaixo do limite crítico de segurança de 10 °C¹³. No entanto, tendo em mente que este é um estudo in vitro e nem sempre pode replicar condições clínicas, observou-se que o uso do laser de Er,Cr:YSGG e do laser de diodo causou alterações de fusão e microporos na topografia do implante, enquanto a rugosidade da superfície não se alterou.

O uso dos lasers Ho:YAG e Nd:YAG³³ para descontaminação foi relatado como inadequado devido aos efeitos de superfície; no entanto, os lasers Er,Cr:YSGG³⁴ e os lasers de diodo¹⁸ foram considerados eficazes para esse fim. O laser de diodo aumenta a cicatrização nos tecidos circundantes por meio da expressão de HBD-2 estimulada pela sinalização TGF-β1. O estudo revelou uma redução na rugosidade superficial e na colonização por P. gingivalis, juntamente com um aumento na viabilidade dos fibroblastos e na diferenciação dos osteoblastos, após a aplicação do laser Er,Cr:YSGG em zigue-zague na superfície do titânio³⁵. Os resultados deste estudo mostraram que o laser Er,Cr:YSGG não causou nenhum dano térmico às superfícies de titânio em configurações de energia de até 3,5 W até 40 s. Esse achado se correlaciona com uma revisão da literatura publicada por Smeo et ^al.36, que determinou que os lasers de érbio podem exercer um impacto antibacteriano sem exceder o limite crítico de temperatura quando utilizados com os parâmetros corretos do laser.

Os parâmetros do laser de diodo de 940 nm nesta investigação foram 0,8 W, 1,3W e 1,8 W, que incluíram diferentes potências e tempos de irradiação de 20 s e 40 s¹³. Em dois estudos diferentes que avaliaram o uso de lasers de diodo em superfícies de titânio, 20 s³⁷ e 40 s³⁸ foram utilizados como tempo de aplicação. Da mesma forma, lasers de Er,Cr:YSGG aplicados em superfícies de titânio e dente foram utilizados com tempos de aplicação de 20 s³⁹ e 40 s⁴⁰. Em um estudo, um laser de diodo excedeu a temperatura crítica em 18 segundos¹³. Em aplicações de laser de diodo, tem sido recomendado evitar a exposição prolongada à superfície radicular para evitar danos térmicos à polpa (limiar crítico de 5,6 °C)^28,41. Um estudo avaliando o efeito do uso de vários lasers na mudança de temperatura das superfícies de titânio relatou que os lasers de Er:YAG, CO2, Nd:YAG e diodo não excederam a mudança crítica de temperatura de 10°C em um tanque de água⁴². Da mesma forma, neste estudo, os grupos de lasers de diodo de 940 nm geraram um aumento de temperatura significativamente mais rápido; no entanto, os valores finais de temperatura estavam abaixo do limite crítico. Na aplicação de um laser de diodo de 940 nm, o aumento da temperatura pode ser diminuído selecionando uma potência reduzida e minimizando o tempo de irradiação. Esses resultados indicam uma relação positiva entre o aumento da densidade de potência/energia ^13,43,44 e a temperatura elevada na ausência de resfriamento a água, enfatizando a importância do resfriamento a água durante a irradiação como o laser Er,Cr:YSGG ^16,45.

A perfilometria mecânica e óptica 3D (contato e sem contato) são os métodos in vitro mais populares para medição quantitativa da nanotopografia do material odontológico e rugosidade da superfície do implante, enquanto as imagens de MEV são o padrão-ouro para avaliação qualitativa³¹. A medição da rugosidade com um perfilômetro de contato pode causar danos à superfície e levar a medições imprecisas⁴⁶. Embora a imagem SEM não tenha sido capaz de facilitar a análise quantitativa e qualitativa das amostras, as imagens AFM podem fornecer informações quantitativas em termos de rugosidade da superfície e profundidade 3D⁴⁷. Alterações morfológicas foram observadas nas superfícies dos implantes após o tratamento com laser, caracterizadas por um aumento no diâmetro dos microporos, uma morfologia derretida e um aumento da prevalência de microporos sem caroço em comparação com o grupo controle. Nessas condições experimentais, a superfície do cilindro de Ti durante a análise de MEV revelou alterações na superfície. Além disso, essas alterações foram afetadas pelo tipo de laser, potência utilizada e tempo gasto na irradiação do laser. Os autores concordaram com a conclusão de que os níveis de dano superficial e o tempo nos lasers de diodo¹⁸ e Er,Cr:YSGG ^21,48 se correlacionam com o aumento da potência. Pesquisas futuras devem examinar se essas modificações têm implicações terapêuticas.

A rugosidade da superfície do implante dentário, também conhecida como microtopografia, é um fator crucial que influencia a osseointegração. Em um estudo recente, as superfícies de titânio foram tratadas com quatro protocolos diferentes. As células-tronco mesenquimais e de superfície de titânio foram preservadas na superfície tratada com laser e os resultados de adesão das células-tronco foram melhores do que outras técnicas (escova Ti-Ni, fluxo de ar e broca dentária)⁴⁹. Todos os valores de Ra do cilindro de Ti examinado foram reduzidos durante a irradiação do laser; no entanto, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas antes e depois da irradiação. A irradiação do laser de diodo reduziu a rugosidade da superfície ao derreter a superfície de Ti quando níveis de potência maiores foram usados. Esses achados são consistentes com um estudo anterior de Stübinger et ^al.50, no qual um laser de diodo de 810 nm foi usado para descontaminar a superfície do implante e não mostrou efeito significativo na superfície, embora seja contraditório com os resultados do estudo realizado por Kim et ^al.51 e Rezeka et ^al.17, usando comprimento de onda de 940 nm quando tratado com potências de 2 e 3 W e observou aumento da rugosidade da superfície com a aplicação do laser.

Este estudo é limitado pela falta de testes celulares e microbiológicos. O presente estudo tem como objetivo avaliar as mudanças topográficas no cilindro de Ti após irradiação de diodo e laser de Er,Cr:YSGG; No entanto, as implicações biológicas dos vários tratamentos requerem mais investigações in vitro e in vivo . Outra limitação é que a análise estatística da rugosidade superficial realizada neste estudo envolve apenas dados do perfilômetro. A abordagem AFM mostrou-se eficaz na avaliação da eficácia de dois tipos de laser frequentemente utilizados em odontologia.

Conclusões

Em nossa investigação, nenhum dos aumentos de temperatura excedeu o limite fisiológico de 10 °C. Consequentemente, diferenças de temperatura estatisticamente significativas foram consideradas clinicamente irrelevantes. O tipo e a potência do laser não afetaram significativamente a AR; portanto, a irradiação de um laser de diodo de 0,8, 1,3 e 1,8 W e um laser Er,Cr:YSGG com 1,5 W, 2,5 W e 3,5 W por 20 s e 40 s pode limpar a superfície do Ti sem danos. No entanto, esses achados foram conduzidos in vitro, e ensaios clínicos serão necessários para verificar os resultados deste estudo. O presente estudo investigou várias técnicas que simulam um cenário clínico de desbridamento de implantes.

Os autores não têm conflitos de interesse a divulgar.

Os cilindros de titânio utilizados no estudo foram produzidos pela Naxis Implant.