CO2 laser irradiation for debonding ceramic orthodontic brackets

Abstract This study evaluated shear bond strength (SBS), adhesive remnant index (ARI) and fracture mode of chemically and mechanically retained ceramic brackets bonded with different composite resins and irradiated with CO2 laser. The null hypothesis was that ceramic brackets bonded with different composite resins and irradiated with CO2 laser would have similar SBS values. Ninety human premolars were divided into four experimental groups according to the combination of type of composite resin (Transbond XT and Z 250) and type of ceramic bracket (Fascination and Mystique), and two control groups (n=15). In the four experimental groups, the brackets were irradiated with CO2 laser at 10 W for 3 seconds before SBS testing. Enamel surface ARI was calculated after debonding under electron microscopy scanning. ANOVA and the Mann-Whitney test were used for statistical analysis. The laser groups had lower SBS values than the non-irradiated groups (control) (p<0.05). The mechanically retained brackets (Mystique) had the higher (p<0.05) and Z250 had the lower SBS values after CO2 laser irradiation. The groups bonded with Z250 had the highest ARI. Adhesive fractures were the most prevalent. The null hypothesis was rejected. CO2 laser decreased SBS efficiently and facilitated debonding of mechanically and chemically retained ceramic brackets.

Resumo O objetivo do estudo foi avaliar a resistência de união ao cisalhamento da colagem (RCC), o índice de remanescente de adesivo (IRA) e o modo de fratura de bráquetes cerâmicos com retenção química e mecânica colados com diferentes compositos e irradiados com laser de CO2. A hipótese nula testada foi que bráquetes colados com diferentes compósitos e irradiados com laser de CO2 apresentam valores semelhantes de RCC. Noventa pré-molares humanos foram divididos em 6 grupos (n=15): 2 controles e 4 experimentais que se diferenciaram pelo tipo de bráquete ceramic (Fascination and Mystique) e pelo compósito de fixação (Transbond XT e Z 250). Nos quatro grupos experimentais, os bráquetes foram irradiados com laser de CO2 com 10W por 3 segundos anteriormente ao teste de RCC. O IRA das superficies de esmalte foram avaliados após a descolagem e submetidos a análise em microscopia electrônica de varredura (MEV). Para análise estatística foram utilizados ANOVA e o teste de mann-Whitney. Os grupos laser mostraram valores de RCC menores que os grupos não irradiados (controles) (p<0.05). Os bráquetes com retenção mecânica (Mystique) mostraram alta RCC (p<0.05) e o compósito Z 250 obteve os mais baixos valores de RCC após irradiação com laser. Os grupos colados com o compósito Z 250 apresentaram os mais altos escores do IRA. O modo de fratura mais prevalente foi a adesiva. A hipótese nula foi rejeitada. O laser de CO2 foi eficaz para diminuir os valores de RCC e facilitou a descolagem dos bráquetes cerâmicos de retenção química e mecânica

Estimation of the autoclave and different surface treatments on microleakage between soft liner and heat-cured acrylic / Estimativa da autoclavagem e diferentes tratamentos de superfície na microinfiltração entre o soft liner e o acrílico termopolimerizável

Objective: The present study was oriented to estimate the effect of different surface treatments on the microleakage between the soft liner and acrylic with and without the use of autoclave as disinfection method. Material and Methods: Sixty samples were split into two groups: the autoclaved groups and non-autoclaved groups. Each one subdivided into three groups: first one without any treatments as a control group; in the second group surface of the samples were treated with CO2 laser (10.6 nm wavelength for 15 seconds), and in the third group the surface was treated with sandblasting (250 µm Al2O3). All the samples exposed to thermocycling, then the microleakage test was evaluated by gauging dye penetration depth between the soft liner and acrylic disc using a digital microscope. Data analyzed statistically by One-way ANOVA and Tukey's post-hoc tests. In addition, t-test was used for comparison between two groups (P-value ≤ 0.05). Results: The maximum mean values for the microleakage were observed in the untreated group (control) followed by the group treated by CO2 laser and the lowest mean value of microleakage was related to the third group for both non-autoclaved and autoclaved groups with significant differences among them. In addition, depending on the use of autoclave, there was non-significant in all studied groups. Conclusions: There was a decrease in the microleakage when the surface treated with CO2laser and sandblast. The use of autoclave did not badly change the microleakage between the soft liner and denture base. (AU)

Objetivo: O presente estudo teve como objetivo estimar o efeito de diferentes tratamentos de superfície na microinfiltração entre o soft liner e o acrílico usando ou não a autoclve como método de desinfecção. Material e Métodos: Sessenta amostras foram divididas em dois grupos: grupo com uso da autoclave e grupo sem uso da autoclave. Cada um subdivide em três grupos: o primeiro sem nenhum tratamento como grupo controle; no segundo grupo, a superfície das amostras foi tratada com laser de CO2 (comprimento de onda de 10,6 nm por 15 segundos) e, no terceiro grupo, a superfície foi tratada com jateamento (250 µm Al2O3). Todas as amostras foram expostas à termociclagem, em seguida o teste de microinfiltração foi realizado medindo-se a profundidade de penetração do corante entre o soft liner e o disco de acrílico em microscópio digital. Os dados foram analisados estatisticamente por One-way ANOVA e testes post-hoc de Tukey. Além disso, o teste t foi usado para comparação entre dois grupos (P-valor ≤ 0,05). Resultados: Os valores médios máximos de microinfiltração foram observados no grupo não tratado (controle) seguido pelo grupo tratado com laser de CO2 e o valor médio mínimo de microinfiltração foi relacionado ao terceiro grupo para ambos os grupos não autoclavado e autoclavado com diferenças significativas entre eles. Além disso, dependendo do uso de autoclave, não houve significância em todos os grupos estudados. Conclusão: Houve diminuição da microinfiltração quando a superfície foi tratada com laser de CO2e jateamento. O uso de autoclave não alterou a microinfiltração entre o soft liner e a base da prótese (AU)

CO2 laser for dental alumina ceramic framework welding / O laser de CO2 para a soldagem de infraestruturas cerâmicas de alumina

Objective: Despite the increase of all-ceramic prosthesis in dental practice there is no evidence of the possibility of welding these structures if necessary. The objective of this study was to use CO2 laser (λ = 10.6 µm) as a welding agent to fuse dental polycrystalline alumina ceramic. Methods: Ceramic blocks of pre-sintered alumina were sectioned into 20 bars (10.0 x 1.5 x 1.5 mm) and sintered to the final cross section dimension of 1.2 x 1.2mm. The bars were adapted to an LHPG (Laser Heated Pedestal Growth) system device where the bars could be fixed in pairs and have their ends irradiated with CO2 laser to fusion. The ring-shaped laser beam (300 µm thickness) was directed with the aid of mirrors to reach samples' ends. The laser was continuously applied (40 W nominal power, 5 seconds). After welding, the samples were analyzed in stereomicroscope and SEM. A diffraction analysis was carried out with one sample. Results: CO2 laser was able to fuse the ceramic bars, but some of them showed some shape distortion in the fusion zone. The aspect of the fused alumina differed in color and translucency from the original sintered material. SEM evidenced the presence of porosity and voids in the center of the fusion zone. X-ray diffraction pointed to a reduction in crystallite size by two to four times in the welded region of samples. Conclusions: This study points to CO2 laser as a possible welding agent to polycrystalline alumina dental ceramic. Porosity observed in the molten zone gives cause for concern regarding weld resistance. (AU)

Objetivo: Apesar do aumento no número de próteses totalmente cerâmicas na prática clínica, não há evidência da possibilidade de se soldar essas estruturas se necessário. Este estudo testou o laser de CO2 (λ=10.6 µm) como um agente de solda para estruturas cerâmicas de alumina policristalina. Métodos: Blocos cerâmicos de alumina pré-sinterizada foram seccionados na forma de barras (10,0 x 1,5 x 1,5 mm) e sinterizados na dimensão final de 1,2 x 1,2 mm. As barras foram adaptadas a um sistema de crescimento de fibras cerâmicas (LHPG ­ Laser Heated Pedestal Growth) onde as barras foram fixadas em pares e tiveram suas extremidades irradiadas com laser de CO2 até a sua fusão. O feixe de laser foi direcionado com a ajuda de espelhos para atingir as extremidades das barras. O laser foi aplicado de forma contínua (40 W de potência nominal, 5 segundos). Depois da solda, os espécimes foram analisados em estereomicroscopia e MEV. Teste de difração foi conduzido com um espécime. Resutados: O laser de CO2 foi capaz de fundir as barras cerâmicas, mas algumas delas mostraram uma distorção da forma na zona de fusão. O aspecto da alumina soldada diferiu em cor e translucidez do material original. O MEV evidenciou a presença de porosidade no centro da zona de fusão. A difração por raio-x apontou para uma redução no tamanho dos cristalitos de duas a quatro vezes na região da solda. Conclusões: Esse estudo mostrou ser possível usar o laser de CO2 como um agente de solda para uma cerâmica policristalina de alumina. A porosidade observada na zona de fusão traz preocupação quanto à resistência da solda. (AU)

CO2 laser and/or fluoride enamel treatment against in situ/ex vivo erosive challenge

ABSTRACT Objective This in situ/ex vivo study investigated the effect of CO2 laser irradiation and acidulated phosphate fluoride gel (APF) application, separately and in combination, on enamel resistance to erosion. Material and Methods During 2 experimental 5-day crossover phases, 8 volunteers wore intraoral appliances containing bovine enamel blocks which were submitted to four groups: 1st phase - control, untreated and CO2 laser irradiation, 2nd phase - fluoride application and fluoride application before CO2 laser irradiation. Laser irradiation was performed at 10.6 µm wavelength, 5 µs pulse duration and 50 Hz frequency, with average power input and output of 2.3 W and 2.0 W, respectively (28.6 J/cm2). APF gel (1.23%F, pH 3.5) was applied on enamel surface with a microbrush and left on for 4 minutes. Then, the enamel blocks were fixed at the intraoral appliance level. The erosion was performed extraorally 4 times daily for 5 min in 150 mL of cola drink. Enamel loss was measured profilometrically after treatment and after the in situ phase. The data were tested using one-way Repeated Measures Anova and Tukey's test (p<0.05). Results CO2 laser alone (2.00±0.39 µm) did not show any significantly preventive effect against enamel erosion when compared with the control group (2.41±1.20 µm). Fluoride treated enamel, associated (1.50±0.30 µm) or not (1.47±0.63 µm) with laser irradiation, significantly differed from the control. Conclusion The APF application decreased enamel wear; however, CO2 laser irradiation did not enhance fluoride ability to reduce enamel wear.

Laser de CO2 no controle da desmineralização do esmalte: uma análise crítica / CO2 laser in the control of enamel demineralization: a critical analysis

Frente à dificuldade de controlar processos de desmineralização do esmalte, novas tecnologias vêm sendo estudadas como o emprego da irradiação com laser de CO2. Assim, o objetivo deste trabalho foi apresentar uma revisão de literatura crítica do laser de CO2 no controle da desmineralização do esmalte, abordando seu mecanismo de ação em esmalte, parâmetros de utilização para a estrutura dental e sua associação a agentes fluoretados. O laser de CO2 parece ser um método promissor no controle da desmineralização do esmalte, porém, mais estudos são necessários para empregabilidade clínica. O efeito sinérgico com flúor, mesmo com diferentes agentes fluoretados, revelou resultados positivos no controle da desmineralização do esmalte.

Efeito da irradiação do laser de CO2 e Nd:YAG sobre dentina e esmalte hígidos e erodidos quando submetidos a ciclagem erosiva in vitro / Effect of CO2 and Nd: YAG laser irradiation associated or not with fluoride on sound and eroded enamel and dentine when submitted to erosion in vitro

O presente trabalho teve como objetivo avaliar in vitro o efeito de diferentes densidades de energia da irradiação com lasers de CO2 e Nd:YAG sobre o esmalte e dentina quando submetidos a erosão (fase 1) e depois avaliar o efeito do melhor parâmetro associado ao fluoreto na diminuição da erosão dentária, quando aplicados sobre esmalte e dentina hígidos e previamente erodidos (fase 2). Além disso, na fase 1 foi avaliado o efeito do recobrimento das estruturas dentárias com pigmento (corante foto absorvente) no desempenho do laser de Nd:YAG. Na fase 1, 130 blocos de esmalte e 130 blocos de dentina (dente bovino), foram igualmente e aleatoriamente divididos em 13 grupos (n = 10): C- sem tratamento (controle), Nd1 e Nd5- irradiação com laser Nd:YAG (42,45 J/cm2), Nd2 e Nd6- irradiação com laser Nd:YAG (56,6 J/cm2), Nd3 e Nd7- irradiação com laser Nd:YAG (84,9 J/cm2), Nd4 e Nd8- irradiação com laser Nd:YAG (99,05 J/cm2), CO1 - irradiação com laser CO2 (esmalte: 7,2 J/cm2; dentina: 3,6 J/cm2), CO2 - irradiação com laser CO2 (esmalte: 14,4 J/cm2; dentina: 7,2 J/cm2), CO3 - irradiação com laser CO2 (esmalte: 21,4 J/cm2; dentina: 10,7 J/cm2) e CO4 - irradiação com laser CO2 (esmalte: 28,8 J/cm2, dentina: 14,4 J/cm2). Nos grupos Nd5-9 foi feita aplicação de corante a base de carvão antes da irradiação com laser Nd:YAG. Antes da irradiação os blocos tiveram 2/3 de suas superfícies protegidas com esmalte cosmético para realização da perfilometria. Após a irradiação, os blocos foram submetidos à ciclagem erosiva, composta por 4 imersões diárias em bebida ácida por 2 minutos, seguida pela imersão em saliva artificial por 2 h, durante 5 dias. A perda de esmalte e dentina foram avaliados por meio da perfilometria após a aplicação do laser e após o 1º e 5º dia de ciclagem erosiva. Na segunda fase foi utilizado o grupo que obteve o melhor resultado numérico ou estatístico quanto à diminuição do desgaste. Assim 120 blocos de cada tipo de substrato foram...

This study aimed to evaluate the in vitro effect of different irradiation power densities of CO2 and Nd:YAG lasers on enamel and dentine when eroded (phase 1). To evaluate the effect of fluoride associated with the best parameter of laser able to reduce dental erosion considering sound and previously eroded enamel and dentine (phase 2). Furthermore, in phase 1 the application of an absorbing photo dye was evaluated on the performance of Nd:YAG. In phase 1, 130 enamel blocks and 130 dentine blocks, were equally and randomly divided into 13 groups (n = 10): C -untreated (control), Nd1 and Nd5 - irradiation with Nd:YAG laser (42.45 J/cm2), Nd2 and Nd6 - irradiation with Nd:YAG laser (56.6 J/cm2), Nd3 and Nd7 - irradiation with Nd:YAG laser (84.9 J/cm2), Nd4 and Nd8 - irradiation with Nd:YAG laser (99.05 J/cm2), CO1 - CO2 laser irradiation (enamel: 7.2 J/cm2; dentine: 3.6 J/cm2), CO2 - CO2 laser irradiation (enamel: 14.4 J/cm2; dentine: 7.2 J/cm2), CO3 - CO2 laser irradiation (enamel: 21.4 J/cm2; dentine: 10.7 J/cm2) and CO4 - CO2 laser irradiation (enamel: 28.8 J/cm2, dentine: 14.4 J/cm2). In groups Nd5 to 9 coal-paste dye was applied before Nd:YAG laser irradiation. Before irradiation 2/3 of the blocks surfaces were protected with nail varnish for performing the profilometry. After irradiation, the blocks were submitted to four erosive 2-min cycles, followed by immersion in artificial saliva for 2 h for 5 days. Enamel and dentine losses were evaluated by profilometry after laser application and after 1 and 5 days of erosive cycling. In the second phase, the group that obtained the best numerical or statistical result was used. So 120 enamel and dentine blocks were divided into 12 groups (n = 10): C - control without prior erosion; C+EP - control with prior erosion; Nd:YAG - laser irradiation with Nd:YAG (enamel: 56.6 J/cm2 and dentin: 42.45 J/cm2); EP+Nd:YAG - prior erosion followed by Nd:YAG irradiation; F - AmF (1% F) application; F+EP - erosion prior...

Efeito in situ do laser de CO2 na cárie do esmalte dentário adjacente às restaurações de resina composta / In situ effect of the CO2 laser on enamel caries adjacent to composite restorations

Esta pesquisa investigou in situ o efeito do laser de CO2 pulsado (λ= 10,6 11m) na redução da desmineralização do esmalte humano ao redor de restaurações de resina composta. O estudo duplo-cego, boca dividida, foi realizado em uma fase de 14 dias, na qual 14 voluntários utilizaram aparelhos palatinos com quatro blocos de esmalte dentário restaurados com resina composta, aleatoriamente divididos em dois grupos: controle (sem irradiação) e irradiação com laser de CO2 no ângulo cavo-superficial da cavidade. Os voluntários usaram dentifrício fluoretado e gotejaram solução de sacarose a 20%, oito vezes ao dia, sobre os blocos dentários para aumentar o desafio cariogênico. A perda mineral foi quantificada pela análise de microdureza transversal nas distâncias de 25 e 50 11µm da margem da restauração e profundidades de 10, 20, 40, 60, 80, 100, 140 e 220 µm a partir da superfície do esmalte. Os resultados foram analisados estatisticamente pelo teste t e teste Tukey (p < 0,05). Na distância de 25 µm, houve diferença significativa na redução da desmineralização para as profundidades de 10, 20 e 40 µm e os valores de porcentagem de volume mineral foram 90,35:1:5,64; 89,24:1:3,66 e 90,87:1:4,31, respectivamente, para o grupo irradiado e 84,24±7,95; 85,75±7,60 e 88,69±5,44 para o grupo controle. Para a distância de 50 µm da margem da restauração, foi evidenciada diferença significativa entre o grupo irradiado com laser de CO2 na profundidade de 10 µm, com valor de porcentagem de volume mineral de 89,88±4,94 e de 87,54±5,53 para o grupo controle. Concluiu-se que a irradiação com laser de CO2 pulsado foi capaz de reduzir a desmineralização do esmalte ao redor de restaurações de resina composta.

This in situ study investigated the effect of a pulsed CO2 laser (1O.6µm) on the reduction of enamel demineralization around composite-resin restorations. During 14-day experimental period, 14 volunteers wore palatal appliances containing 4 human dental enamel slabs restored with a resin-based composite, which were assigned into 2 treatrnent groups: control (no irradiation) and CO2 laser irradiation on the cavosurface angle of cavity. A 20% sucrose solution was dripped onto the slabs 8x/day to increase the cariogenic challenge. Enamel mineral loss was assessed by cross-sectional microhardness analysis, at distances of 25 and 50 µm from the restoration margins and depths of 10, 20, 40, 60, 80, 100, 140 e 220 µm from the enamel surface, The results were statistically analyzed by ANOVA and Tukey's test (p < 0.05). At 25 µm from the restoration, a significant difference on demineralization reduction was observed on depths of 10, 20 and 40 µm and the volume percentage mineral values were of 90.35±5.64, 89.24±3.66; 90.87±4.31, respectively, for the CO2 laser irradiation group and 84.24±7.95; 85.75±7.60; 88.69±5.44 for the control group. At 50 µm from the restoration, a significant difference on the reduction of caries was observed between the CO2 laser irradiation group and the control group on depth of 10 µm, and the volume percentage mineral values were of 89.88±4.94 for the CO2 laser irradiation group, and 87.54±5.53 for the control group. In condusion, the irradiation of a pulsed CO2 laser was able to reduce the enamel demineralization on cavity margins around composite restorations.

O uso do laser de CO2 no tratamento de coristoma sebáceo na cavidade oral: relato de caso / Treatment of sebaceous choristoma of the oral cavity with CO2 laser: a case report

O objetivo deste estudo foi relatar nossa experiência com a aplicação oral de laser CO2 na excisão de lesão em tecido mole. O coristoma é o termo que define uma massa de células normais que se assemelham a um tumor ou um tecido que se desenvolve em local atípico. Os aspectos clínico e histológico do coristoma oral pode variar: há relatos de coristomas sebáceos, cartilaginosos, ósseos e gástricos. O coristoma sebáceo, também denominado grânulo de Fordyce, é uma característica comum da mucosa oral que normalmente não requer biópsia ou excisão e cujo diagnóstico é essencialmente clínico. Neste relato descrevemos um caso de coristoma sebáceo do arco palatal, removido devido ao desconforto causado ao paciente. Após obter a autorização do paciente, foi realizado o tratamento cirúrgico, que consistiu de uma sessão de laser CO2 (Opus 20, Lumenis, EUA). potência 2W e feixe de luz 2 mm, modo pulsado. O paciente relatou um mínimo edema pós-cirúrgico, ausência de dor e completa reepitelização após duas semanas. Concluímos que o laser CO2 ainda é um comprimento de onda útil, na prática da cirurgia oral, devido à alta absorção pela água e hemoglobina, bem como sua atuação favorável no processo de cicatrização.

The aim of this study was to report our experience on the oral application of CO2 laser for the excision of soft tissues lesions. Choristoma is the term indicating a tumor-like mass of normal cells or tissue that develops in an abnormal location. The clinical and histological aspect of the oral choristoma can vary: there are reported cases of sebaceous, cartilaginous, osseous and gastric choristoma. Sebaceous choristoma, also defined as Fordyce's spot or granule, is a common feature of oral mucosa for which biopsy or excision is normally not required and diagnosis is essentially clinical. In this report we describe a case of sebaceous choristoma of the palatal arch removed because of the patient discomfort. We used for the surgical treatment, after informed consent informed was obtained, a C02 laser (Opus 20, Lumenis - USA) using an output power of 2 Watts with a spot size of 2 mm in surgery pulsed mode in one session. The patient reported a minimal post-surgical oedema without pain and the complete reepithelization was obtained 2 weeks later. C02 laser is still a useful wavelength in the oral surgery practice due to its high absorption in water and haemoglobin (bloodless field) as well as its healing process ability.

Considerações atuais dos lasers no tratamento periodontal / Actual consideration of the effect of Lasers in periodontal treatment

Doenças periodontais são doenças inflamatórias crônicas dos tecidos de suporte dos dentes. Elas são causadas principalmente por bactérias periodontopatogênicas e seus efeitos clínicos são fortemente influenciados pela resposta do hospedeiro. A terapia com laser tem sido estudada em diferentes aplicações na Periodontia. O objetivo do presente estudo é apresentar uma revisão da literatura sobre os efeitos dos lasers em Periodontia, dando ênfase a sua ação sobre a superfície radicular e sobre os tecidos periodontais contaminados. Efeitos térmicos dos lasers de alta intensidade resultam em eliminação de bactérias periodontopatogênicas e devem ser benéficos para o tratamento periodontal. Tem sido dada atenção a aplicabilidade clinica do laser de Er:YAG com 2,94 µm de comprimento de onda. Este laser é bem absorvido na água, porque seu comprimento de onda é ressonante às moléculas de água. O Érbio também é capaz de remover cálculo e camadas superficiais de cemento sem promover efeitos térmicos indesejáveis. Mais recentemente outro método alternativo tem sido objeto de estudo em redução bacteriana como o uso dos lasers de baixa potência e corantes associados (Terapia fotodinâmica, PDT) que pode se tornar um método complementar do tratamento periodontal.

Periodontal diseases are chronic inflammatory diseases of the supporting structures of teeth. They are triggered by periodontopathogens, and the clinical outcome is influenced greatly by the local host immune response. Laser therapy has been studied in different applications in periodontics. The aim o this study is to introduce a literature revision of the effect of the principal lasers in periodontics, principally about these effects on the root surface and on the periodontal contaminated tissue. Thermal laser effects result in elimination of periodontopathogenic bacteria and might beneficial to the treatment of periodontics. Attention has been paid to the clinical applicability of the Er:YAG laser. This erbium lasr light is well absorbed by water because its wavelength is resonant to the water molecule. The Er:YAG laser also enables the removal of calculus and a superficial layer of infected cementum without promoting undesirable thermal damage. Nowadays alternative methods of bacterial reduction has been studied, such as the use of low intensity laser and associated dyes ( Photodynamic therapy, PDT), this could be a complementary method to conventional periodontal treatment.