DE3911871A1 - Verfahren zum zerstoeren und abtragen von zahnmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerstören und Ab­ tragen von Zahnmaterial mittels gepulster Infrarot-Laser­ strahlen.

Es ist bekannt, daß mit gepulsten Er:YAG-Laserstrahlen Zahngewebe ähnlich wie mit mechanischen Bohrern abgetragen werden kann, wobei sich dabei sowohl im Schmelz als auch im Dentin Krater mit einer minimalen Schädigung der Umge­ bung ergeben. Die Abtragung von Dentin ist dabei effekti­ ver als die Abtragung von Schmelz, besonders effektiv läßt sich kariöses Gewebe entfernen (R. Hibst et al in "Laser in Medicine and Surgery" - MZV-Verlag 4: 163-165 (1988)).

Es hat sich aber bei licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchungen herausgestellt, daß zwar bei Verwendung der genannten gepulsten Infrarot-Laserstrahlung Risse und Verglasungen des an den Krater angrenzenden Materials ver­ mieden werden, daß aber trotzdem im Dentin eine leichte bräunliche Verfärbung des Kraterrandes auftritt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfah­ ren derart zu verbessern, daß eine noch größere Schonung des verbleibenden Gewebes gewährleistet ist, ohne daß die Effektivität der Materialabtragung bei der Laserbestrah­ lung herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs be­ schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Zahnmaterial vor oder während der Betrahlung mit den Laserstrahlen mit einer dünnen Schicht einer die Laser­ strahlung absorbierenden Flüssigkeit bedeckt.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß durch diese dünne, an sich die Laserstrahlung absorbierende Schicht nicht nur keine Schwächung der Wirkung der Laser­ strahlung bei der Erzeugung der Krater erfolgt, sondern gleichzeitig das umliegende Gewebe praktisch vollständig unversehrt bleibt. Eine bräunliche Verfärbung des Dentins im Bereich des Kraterrandes tritt nicht mehr auf, und trotzdem läßt sich das Material im unmittelbaren Bestrah­ lungsbereich mit derselben Effektivität abtragen wie ohne die Verwendung der Flüssigkeit. Der Wirkungsmechanismus ist noch nicht in vollem Umfange geklärt, jedoch führt möglicherweise die Expansion des bei der Bestrahlung ent­ stehenden Dampfes der absorbierenden Flüssigkeit zu einer besonders effektiven, lokalen Abkühlung des die Bohrstelle umgebenden Gewebes.

Als Flüssigkeit wird vorzugsweise Wasser verwendet, die Flüssigkeit kann Kochsalz und/oder Detergentien oder ande­ re Zusätze enthalten.

Die Schichtdicke der Flüssigkeit liegt vorzugsweise zwi­ schen 10 und 200 Mikrometern, insbesondere im Bereich zwi­ schen 30 und 60 Mikrometern.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn man die Flüssigkeit in­ termittierend vor jedem Laserpuls aufträgt. Es ist damit gewährleistet, daß vor den Laserpulsen, die etwa mit einer Repetitionsrate von 1 Hz erzeugt werden, wieder eine nicht erwärmte, neue Flüssigkeitsschicht aufgetragen wird.

Es ist aber natürlich auch möglich, daß man die Flüssig­ keit kontinuierlich aufträgt.

Eine besonders gleichmäßige Verteilung des Flüssigkeits­ filmes mit gleichmäßiger Schichtdicke erhält man, wenn man die Flüssigkeit in Form eines Sprühnebels auf das Zahnma­ terial aufbringt.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform eines zur Laserbehandlung geeigneten Handstückes dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläu­ terung.

Das in der Zeichnung dargestellte Handstück umfaßt einen Griff 1 und ein L-förmiges Gehäuse 2 mit zwei senkrecht zueinander stehenden Schenkeln 3 beziehungsweise 4. Der eine Schenkel 3 schließt sich unmittelbar an den Griff 1 an, der andere Schenkel 4 steht an dem dem Griff 1 abgewandten Ende des Schenkels 3 senkrecht von diesem nach unten ab.

Im Inneren des Griffs 1 befindet sich ein in der Zeichnung nicht dargestellter Lichtleiter, beispielsweise ein Glas­ faserleiter, der über einen Anschluß 5 an einen in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Lichtleiter an­ schließbar ist. Über diese Lichtleiter wird dem Handgriff die gepulste Infrarotstrahlung eines Er:YAG-Lasers mit ei­ ner Wellenlänge von 2,94 Mikrometern zugeleitet, bei­ spielsweise mit einer Impulsdauer von 200 Mikrosekunden, Strahlungsenergien von 10 bis 1000 mJ pro Puls und eine Repetitionsrate von 1/2 bis 5 Hz. Diese Behandlungs­ strahlung wird in einer am griffseitigen Ende des Gehäuses 2 angeordneten Konvexlinse 6 gebündelt und über einen im Übergangsbereich zwischen den beiden Schenkeln 3 und 4 an­ geordneten, unter 45° schräggestellten Umlenkspiegel 7 durch eine am freien Ende des Schenkels 4 angeordnete Aus­ trittsöffnung 8 aus dem Gehäuse 2 herausgeführt. In gerin­ gem Abstand von der Austrittsöffnung, beispielsweise im Abstand zwischen 5 und 20 mm, wird die Behandlungs­ strahlung fokussiert, so daß der Behandlungsstrahl 9 im fokussierten Bereich auf das zu behandelnde Material eines Zahnes 10 auffallen kann.

An der Unterseite des Gehäuses 2 befindet sich eine Zu­ fuhrleitung 11 für eine Flüssigkeit, die auf den für die Behandlung vorgesehenen Bereich des Zahnes 10 gerichtet ist und Flüssigkeit in Form eines Sprühnebels so auf den Zahn sprüht, daß der Auftreffbereich des Behandlungs­ strahles mit einem dünnen und zusammenhängenden Flüssig­ keitsfilm überzogen wird.

Diese Flüssigkeit kann Wasser oder eine andere Flüssigkeit sein, die im Wellenlängenbereich der Behandlungsstrahlung absorbiert, die also den Behandlungsstrahl absorbiert. Die Wirkung kann auch durch Zusätze zu der Flüssigkeit ver­ bessert werden, beispielsweise durch Zusätze von Detergen­ tien wie Natriumlaurylsulfat, die für eine gleichmäßige Ausbreitung des Flüssigkeitsfilms sorgen.

Das Aufbringen der Flüssigkeit erfolgt in Form eines Sprühnebels entweder kontinuierlich oder vorzugsweise in­ termittierend im Takt der Pulsation des Behandlungsstrah­ les, so daß jeweils vor einem Behandlungsstrahlungspuls ein Flüssigkeitspuls auf die zu behandelnde Fläche des Zahns gelangt.

Die Schichtdicke des vor jedem Strahlungspuls aufgebrach­ ten Wasserfilms sollte zwischen 10 und 200 Mikrometern liegen, vorzugsweise im Bereich zwischen 30 und 60 Mikro­ metern.

Es hat sich herausgestellt, daß dieser Flüssigkeitsfilm zwar die Behandlungsstrahlung absorbiert, daß jedoch der absorbierte Anteil so gering ist, daß die Materialabtra­ gung im gewünschten Bereich praktisch nicht herabgesetzt wird. Andererseits ergibt sich aber im angrenzenden Be­ reich eine geringere Erwärmung und geringere Beanspruchung des Materials, so daß dieses bereits unmittelbar am ent­ stehenden Kraterrand im wesentlichen unbeschädigt zurück­ bleibt. Gegenüber einem nicht mit einer absorbierenden Flüssigkeit beschichteten Zahnmaterial ergibt sich somit eine wesentlich höhere Qualität der Abtragung bei gleicher Abtragungsrate.

Claims (7)

1. Verfahren zum Zerstören und Abtragen von Zahnmate­ rial mittels gepulster Infrarot-Laserstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Zahnmaterial vor oder während der Bestrahlung mit den Laserstrahlen mit einer dünnen Schicht einer die Laserstrahlung absorbierenden Flüssigkeit bedeckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Flüssigkeit Wasser verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flüssigkeit Detergentien enthält.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Flüssigkeit zwischen 10 und 200 Mikrometern liegt.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit in­ termittierend vor jedem Laserpuls aufträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit kontinuier­ lich aufträgt.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flüssigkeit in Form eines Sprühnebels auf das Zahnmaterial auf­ bringt.