Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.5
Average rejection rate (2021) – 81.35%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2014, vol. 51, nr 3, July-September, p. 359–364

Publication type: original article

Language: English

Creative Commons BY-NC-ND 3.0 Open Access

Towards Optimum Er:YAG Laser Parameters for Orthodontic Composite Removal

Optymalizacja parametrów pracy lasera Er:YAG w usuwaniu ortodontycznego materiału złożonego

Mohammad Khare Zamzam1,A,B,C,D,E,F, Wesam Bachir1,A,B,C,D,E,F, Imad Asaad1,A,C,D,E,F

1 Higher Institute for Laser Research and Applications, Damascus University, Syria

Abstract

Background. Several studies have produced estimates of Er:YAG (Erbium-doped Yttrium Aluminium Garnet) laser parameters and specifications, but there is still insufficient data for a reliable selection of laser parameters. As a consequence, recent research has heightened the need for ideal specifications of the Er:YAG laser to reduce the amount of enamel ablation.
Objectives. The aim of this study was to investigate the influence of Er:YAG laser parameters, energy level and pulse duration on orthodontic composite removal after bracket debonding.
Material and Methods. The sample consisted of 45 cuboids of orthodontic composite made using plastic molds. The sample was divided into three groups, each was irradiated with an Er:YAG laser set at different energy levels and three values for pulse durations (50 μs, 100 μs, and 300 μs). The geometric parameters (depth and area) of the cavities formed by laser irradiation were determined.
Results. An ANCOVA test showed a statistically significant difference (p < 0.05) between the groups, indicating a potential effect of laser pulse duration on the geometric parameters after controlling for laser energy level. A post-hoc Bonferroni test ranked the 50 μs Er:YAG laser pulse as the most influential factor for all geometric parameters in removing remnant composite. Also, 300 mJ laser pulses caused the largest removal of the composite.
Conclusion. The results of the present study demonstrated the efficacy of 50 μs Er:YAG laser pulse duration and laser pulse intensity (333 J/Cm2 – 1000 J/Cm2) for removal of remnant orthodontic composite.

Streszczenie

Wprowadzenie. W wielu badaniach próbowano oszacować specyfikację oraz parametry pracy lasera jagowo-neodymowego (erb z granatem aluminiowo-itrowym), lecz w dalszym ciągu brakuje wystarczających danych do wyboru optymalnych parametrów pracy tego lasera. W związku z tym podnoszono potrzebę określenia idealnych parametrów tych impulsów laserowych, aby zmniejszyć ilość usuwanego szkliwa w wyniku fotoablacji.
Cel pracy. Ocena wpływu parametrów pracy lasera Er:YAG, poziomu energii oraz czasu trwania impulsu na usuwanie pozostałości materiału złożonego po odklejeniu zamków ortodontycznych.
Materiał i metody. Badane próbki to 45 prostopadłościanów z kompozytu ortodontycznego umieszczonych na plastikowych podstawach. Próbki podzielono na trzy grupy, każdą naświetlano laserem Er:YAG różną dawką oraz zastosowano 3 czasy impulsu (50 μs, 100 μs i 300 μs). Oceniano również wskaźniki geometryczne (głębokość i pole) ubytków powstałych w następstwie promieniowania laserowego.
Wyniki. Wykazano statystycznie istotną różnicę (p < 0,05) między grupami wskazującą na możliwość wpływu czasu impulsu laserowego na parametry geometryczne ubytku w warunkach kontroli dawki energii. Test analizy kontrastów Bonferroniego wykazał, że 50 μs impuls w najbardziej optymalny sposób wpływa na kształt ubytków w trakcie usuwania pozostałości kompozytu ortodontycznego. Impulsy laserowe o dawce energii 300 mJ powodowały największe usunięcie materiału złożonego.
Wnioski. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały skuteczność 50 μs impulsu lasera Er:YAG oraz gęstości energii od 333 do 1000 J/cm2 w usuwaniu pozostałości kompozytu ortodontycznego po zdjęciu zamków.

Key words

Er:YAG, geometric parameters, orthodontic composite, remnant composite

Słowa kluczowe

laser Er:YAG, parametry geometryczne, kompozyt ortodontyczny

References (15)

  1. Eliades T., Kakaboura A., Eliades G., Bradley T.G.: Comparison of enamel color changes associated with orthodontic bonding using two different adhesives. Eur. J. Orthod. 2001, 23, 85–90.
  2. Randlanski R.J.: A new carbide finishing bur for bracket debonding. J. Orofac. Orthop. 2001, 62, 296–304.
  3. Kim S.S., Park W.K., Son W.S., Ahn H.S., Ro J.H., Kim Y.D.: Enamel surface evaluation after removal of orthodontic composite remnants by intraoral sandblasting: A 3-dimensional surface profilometry study. Am. J. Orthod. Dentofacial Orthop. 2007, 32, 71–76.
  4. Krell K.V., Courey J.M., Bishara S.E.: Orthodontic bracket removal using conventional and ultrasonic techniques, enamel loss, and time requirements. Am. J. Orthod. Dentofacial Orthop. 1993, 103, 258–266.
  5. Heravi F., Rashed R., Raziee L.: The effects of bracket removal on enamel. Aust. Orthod. J. 2008, 24, 110–115.
  6. Chan K.H., Fried D.A.: Selective removal of dental composite using a rapidly scanned carbon dioxide laser. Proc. Soc. Photo Opt. Instrum. Eng. 2011, 7884, 78840R1–78840R5.
  7. Alexander R.O., Xie J.O., Fried D.A.: Selective removal of residual composite from dental enamel surfaces using the third harmonic of a Q-switched Nd:YAG laser. Lasers Surg. Med. 2002, 30, 240–245.
  8. Louie T.M., Sarma A.V., Fried D.A.: Selective removal of composite restorative materials using Q-switched 355-nm laser pulses. J. Biomed. Optics 2005, 10, 1–6.
  9. Baraba A.N., Miletic I.V., Krmek S.I., Perhavec T.A., Bozic Z.E., Anic I.V.: Ablative potential of the erbiumdoped yttrium aluminum garnet laser and conventional hand pieces: a comparative study. Photomed. Laser Surg. 2009, 27, 21–927.
  10. Almeida H.C., Vedovello Filho M., Vedovello S.A., Young A.A., Ramirez-Yañez G.O.: Er:YAG laser for composite removal after bracket debonding: A qualitative SEM analysis. Int. J. Orthod. Milwaukee. 2009, 20, 9–13.
  11. Dumore T.I., Fried D.A.: Selective ablation of orthodontic composite by using sub-microsecond IR laser pulses with optical feedback. Lasers Surg. Med. 2000, 27, 103–110.
  12. Sansui S.A., Seow W.A., Walsh L.A.: Effects of Er:YAG laser on surface morphology of dental restorative materials. J. Phys. Sci. 2012, 23, 55–71.
  13. Kulandaivelu T.A., Ebenezar A.V., Rajesh S.M., Dhandapani G.: Comparative evaluation of the effectiveness of Er:YAG laser and other in-house refurbishing methods for reconditioning stainless steel brackets. J. Oral Laser Applicat. 2009, 9, 121–127.
  14. Lisarelli R.F., Moriyama L.T., Bagnato V.S.: Ablation of composite resins using Er:YAG laser – comparison with enamel and dentin. Laser Surg. Med. 2003, 33, 132–139.
  15. Azzeh E.Z., Feldon P.A.: Laser debonding of ceramic brackets: a comprehensive review. Am. J. Orthod. Dentofacial Orthop. 2003, 123, 79–83.