Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2021) – 132.50
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI (2021) – 0.5
Average rejection rate (2022) – 79.69%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2015, vol. 52, nr 2, April-June, p. 175–183

Publication type: original article

Language: Polish

Creative Commons BY-NC-ND 3.0 Open Access

Ocena struktury powierzchni zębiny opracowanej laserem Er:YAG i wytrzymałości jej połączenia z materiałem kompozytowym za pomocą samotrawiącego systemu wiążącego

Evaluation of Surface Structure and Self-Etch System Bonding After Er:YAG Laser Treated Dentine

Dorota Sokołowska1,A,B,C,D, Anna Janas2,A,C, Monika Domarecka2,B,C,D, Barbara Łapińska2,C,E, Jerzy Sokołowski2,A,E,F

1 Zakład Chirurgii Stomatologicznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, Łódź, Polska

2 Zakład Stomatologii Ogólnej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi, Łódź, Polska

Streszczenie

Wprowadzenie. Od kilku lat obserwuje się coraz szersze zainteresowanie nową generacją laserów erbowo-jagowych (Er:YAG), laserów dużej mocy, przeznaczonych głównie do opracowania twardych tkanek zęba. Po opracowaniu zębiny światłem lasera zmieniają się właściwości fizykochemiczne powierzchniowej warstwy zębiny, co może mieć wpływ na jakość jej połączenia z materiałami kompozytowymi za pośrednictwem systemów wiążących.
Cel pracy. Ocena wpływu opracowania powierzchni zębiny za pomocą lasera Er:YAG na strukturę powierzchni zębiny oraz wytrzymałość jej połączenia z materiałem kompozytowym z użyciem samotrawiącego systemu wiążącego.
Materiał i metody. Badania przeprowadzono na próbkach zębiny koronowej zębów ludzkich, z których wycięto odpowiednie próbki. Próbki do badania struktury szlifowano węglikowym papierem ściernym (1200C) na mokro, po czym połowę próbek opracowano laserem Er:YAG (Key 3 Laser/KaVo), stosując standardowe parametry ustawienia lasera. Strukturę powierzchni próbek opracowanych laserem w porównaniu do próbek szlifowanych oceniono w elektronowym mikroskopie skaningowym Hitachi S4700N/Japonia. Pozostałe próbki (20) zatopiono w PMMA w pierścieniach PCV, szlifowano na mokro papierem ściernym 500C i podzielono na dwie grupy. Powierzchnię zębiny, próbek grupy badawczej, opracowano laserem Er:YAG, aplikowano system wiążący Single Bond Uniwersal®/3M ESPE, suszono powietrzem z dmuchawki i polimeryzowano światłem lampy polimeryzacyjnej S10. Następnie aplikowano i polimeryzowano materiał kompozytowy Filtek Ultimate Flow®/3M ESPE. Próbki grupy porównawczej przygotowano, zachowując ww. procedury, pomijając jednak etap opracowania zębiny za pomocą lasera. Wytrzymałość połączenia kompozytów z zębiną oceniano w urządzeniu testującym Zwick-Roell Z020 testem ścinania po 24 godzinach przechowywania próbek w wodzie.
Wyniki. Powierzchnia zębiny opracowana za pomocą lasera wykazała większą chropowatość w porównaniu z zębiną szlifowaną. W badaniach wytrzymałościowych uzyskano istotnie większą wytrzymałość połączenia materiału kompozytowego z zębiną po opracowaniu jej powierzchni laserem Er:YAG w porównaniu z zębiną szlifowaną papierem ściernym 500C.
Wnioski. Zastosowanie lasera Er:YAG do opracowania zębiny powoduje uzyskanie rozwiniętej powierzchni i, w porównaniu ze szlifowaniem papierem ściernym, zwiększenie wytrzymałości połączenia z materiałem kompozytowym za pośrednictwem samotrawiącego systemu wiążącego.

Abstract

Background. There has been a growing interest in the new generation of Er:YAG lasers. These high power lasers are usually used for dental hard tissue preparation. Characteristics of superficial layer of dentine is modified after irradiation, which can affect bonding quality of resin composites with adhesive systems.
Objectives. The evaluation of laser Er:YAG dentine treatment influence the surface structure and bonding strenght to composite materials and self-etch bonding systems.
Material and Methods. Research was performed on suitable samples extracted from crown dentine human teeth. Specimens for structure evaluation were polished using 1200 grit abbrasive paper with water. The half of specimens were treated with Er:YAG laser (Kavo Key Laser 3/KaVo) using standard mode parameters. SEM (Hitachi S4700N/ /Japan) was used for surface structure evaluation of laser treated specimens compared to polished ones. Remaining specimens (20) were embedded in PMMA in PVC ring/tube, polished with 500 grit abbrasive paper with water and divided in two groups. Dentine surface of study group specimens had been treated with Er:YAG laser and after that an application of Single Bond Universal®/3M ESPE adhesive system was performed. Specimens were dried with air syringe and light-cured using Elipar S10 (3M). Next step was an application and the curing of composite material (Filtek Ultimate Flow®/3M ESPE). Specimens of the comparison group were prepared with previously described procedures without laser treatment step. Composite to dentine shear bond strenght was examined in testing mashine Zwick-Roell Z020, with shear test after 24 h of specimens water storage.
Results. Laser treated surface revealed more roughness in comparison to polished dentin. Significantly higher values of shear bond strenght composite material to dentin were obtained for laser Er:YAG treated surface than for polished with 500 grid abrasive paper.
Conclusion. Laser Er:YAG used for dentine treatment elicits more developed surface and higher bonding strenght to composite material with self-etch bonding system in comparison with polished dentine.

Słowa kluczowe

laser Er:YAG, samotrawiące systemy wiążące, zębina, wytrzymałość połączenia, test ścinania

Key words

Er:YAG laser, self-etching bonding systems, dentin, bond strenght, shear strenght test

References (30)

  1. Kulczyk T., Piotrowski P.: The use of a Yag:Er laser to remove hairs growing in the oral cavity – an unusual application. Dent. Med. Probl. 2006, 43, 463–465.
  2. Van As G.: Erbium lasers in dentistry. Dent. Clin. North Am. 2004, 48, 1017–1059.
  3. Hibst R., Keller U.: Experimental studies of the application of the Er:YAG laser on dental hard substances. I. Measurement of the ablation rate. Lasers Surg. Med. 1989, 9, 338–344.
  4. Glockner K., Pumpler J., Ebeleseder K., Stadtler P.: Intrapulpal temperature during preparation with the Er:YAG laser compared to the conventional burr: an in vitro study. J. Clin. Laser Med. Surg. 1998, 16, 153–157.
  5. Visuri S., Gilbert J., Wright D., Wigdor H., Walsh J.: Shear strength of composite bonded to Er:YAG laserprepared dentin. J. Dent. Res. 1996, 75, 599–605.
  6. De Souza A.E., Corona S.A., Dibb R.G., Borsatto M.C., Pecora J.D.: Influence of Er:YAG laser on tensile bond strength of a self-etching system and a flowable resin in different dentin depths. J. Dent. 2004, 32, 269–275.
  7. Ceballo L., Toledano M., Osorio R., Tay F.R., Marshall G.W.: Bonding to Er:YAG laser trated dentin. J. Dent. Res. 2002, 81, 119–122.
  8. Dunn W.J., Davis J.T., Bush A.C.: Shear bond strength and SEM evaluation of composite bonded to Er:YAG laserprepared dentin and enamel. Dent. Mater. 2005, 21, 616–624.
  9. Pashley D.H., Tay F.R., Breschi L., Tjäderhane L., Carvalho R.M., Carrilho M., Tezvergil-Mutluay A.: State of the art etch-and-rinse adhesives. Dent. Mater. 2011, 27, 1–16.
  10. De Moor R.J., Delmé K.I.: Erbium lasers and adhesion to tooth structure. J. Oral Laser Appl. 2006, 6, 7–21.
  11. Armengol V., Jean A., Rohanizadeh R., Hamel H.: Scanning electron microscopic analysis of diseased and healthy dental hard tissues after Er:YAG Laser irradiation: in vitro study. J. Endod. 1999, 25, 543–546.
  12. Celik E.U., Ergücü Z., Türkün L.S., Türkün M.: Shear bond strength of different adhesives to Er:YAG laserprepared dentin. J. Adhes. Dent. 2006, 8, 319–325.
  13. Jiang Q., Chen M., Ding J.: Comparison of tensile bond strengths of four one-bottle self-etching adhesive systems with Er:YAG laser-irradiated dentin. Mol. Biol. Rep. 2013, 40, 7053–7059.
  14. Kataumi M., Nakajima M., Yamada T., Tagami J.: Tensile bond strength and SEM evaluation of Er:YAG laser irradiated dentin using dentin adhesive. Dent. Mat. J. 1998, 17125–17138.
  15. Oznurhan F., Kapdan A., Buldur B., Ozturk C.: Influence of erbium: Yttrium-aluminum-garnet laser, potassium titanyl phosphate laser irradiation, and acid etch on microtensile bond strength of adhesives. J. Pediatr. Dent. 2015, 3, 46–51.
  16. Van Meerbeek B., Yoshihara K., Yoshida Y., Mine A., De Munck J., Van Landuyt K.L.: State of the art of self-etch adhesives. Dent. Mater. 2011, 27, 17–28.
  17. Bachmann L., Diebolder R., Hibst R., Zezell D.M.: Changes in chemical composition and collagen structure of dentine tissue after erbium laser irradiation. Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 2005, 61, 2634–2639.
  18. Delfino C.S., Souza-Zaroni W.C., Corona S.A., Palma-Dibb R.G.: Microtensile bond strength of composite resin to human enamel prepared using erbium: Yttrium aluminum garnet laser. J. Biomed. Mater. Res. A 2007, 80, 475–479.
  19. Esteves-Oliveira M., Apel C., Aranha A.C., Zezell, D.M., Turbino M.L., Eduardo Cde P., Gutknecht N.: Bond strength of self-etching primer to bur cut, Er,Cr:YSGG, and Er:YAG lased dental surfaces. Photomed. Laser Surg. 2007, 25, 373–380.
  20. Pahlavan A., Mehmanchi M., Ranjbar Omrani L., Chiniforush N.: Effect of air abrasion and Erbium-Doped Yttrium Aluminum Garnet (Er: YAG) laser preparation on shear bond strength of composite to dentin. J. Lasers Med. Sci. 2013, 4, 127–130.
  21. Ramos R.P., Chinelatti M.A., Chimello D.T., Borsatto M.C., Pecora J.D., Palma-Dibb R.G.: Bonding of self-etching and total-etch systems to Er:YAG laser-irradiated dentin. Tensile bond strength and scanning electron microscopy. Braz. Dent. J. 2004, 15, 9–20.
  22. Shirani F., Birang R., Malekipur M.R., Zeilabi A., Shahmoradi M., Kazemi S., Khazaei S.: Adhesion to Er:YAG laser and bur prepared root and crown dentine. Aust. Dent. J. 2012, 57, 138–143.
  23. Koliniotou-Koumpia E., Kouros P., Zafiriadis L., Koumpia E., Dionysopoulos P., Karagiannis V.: Bonding of adhesives to Er:YAG laser-treated dentin. Eur. J. Dent. 2012, 6, 16–23.
  24. Barceleiro Mde O., de Mello J.B., de Mello G.S., Dias K.R., de Miranda M.S., Sampaio Filho H.R.: Hybrid layer thickness and morphology: the influence of cavity preparation with Er:YAG laser. Oper. Dent. 2005, 30, 304–310.
  25. Benazzato P., Stefani A.: The effect of Er:YAG laser treatment on dentin collagen: An SEM investigation. J. Oral Laser Appl. 2003, 3, 79–81.
  26. Oho T., Morioka T.: A possible mechanism of acquired acid resistance of human dental enamel by laser irradiation. Caries Res. 1990, 24, 86–92.
  27. Rohanizadeh R., Le Geros R.Z., Fan D., Jean A., Dacalsi G.: Ultrastructural properties of laser irradiated and heat-treated dentine. J. Dent. Res. 1999, 78, 1829–1835.
  28. Ramos R.P., Chimello D.T., Chinelatti M.A., Nonaka T., Pécora J.D., Palma Dibb R.G.: Effect of Er:YAG laser on bond strength to dentin of a self-etching primer and two singlebottle adhesive systems. Lasers. Surg. Med. 2002, 31, 164–170.
  29. Aoki A., Ishikawa I., Yamada T., Otsuki M., Watanabe H., Tagami J., Ando Y., Yamamoto H.: Comparison between Er:YAG laser and conventional technique for root caries treatment in vitro. J. Dent. Res. 1998, 77, 1404–1414.
  30. Giachetti L., Scaminaci Russo D., Scarpelli F., Vitale M.: SEM analysis of dentin treated with the Er:YAG laser: a pilot study of the consequences resulting from laser use on adhesion mechanisms. J. Clin. Laser Med. Surg. 2004, 22, 35–41.
© Wroclaw Medical University