Heat generation caused by ablation of restorative materials with an ultrashort pulse laser (USPL) system

Abstract

Heat generation during the removal of dental restorative materials may lead to a temperature increase and cause painful sensations or damage dental tissues. The aim of this study was to assess heat generation in dental restoration materials following laser ablation using an ultrashort pulse laser (USPL) system. A total of 225 specimens of phosphate cement (PC), ceramic (CE), and composite (C) were used, evaluating a thickness of 1 to 5 mm each. Ablation was performed with an Nd:YVO(4) laser at 1,064 nm, a pulse length of 8 ps, and a repetition rate of 500 kHz with a power of 6 W. Employing a scanner system, rectangular cavities of 1.5-mm edge length were generated. A temperature sensor was placed at the back of the specimens to record the temperature during the ablation process. All measurements were made employing a heat-conductive paste without any additional cooling or spray. Heat generation during laser ablation depended on the thickness of the restoration material (p < 0.05) with the highest values in the composite group (p < 0.05), showing an increase of up to 17 K. A time delay for temperature increase during the ablation process depending on the material thickness was observed in the PC and C group (p < 0.05) with highest values for cement (p < 0.05). Employing the USPL system for removal of restorative materials, heat generation has to be considered. Especially during laser ablation next to pulpal tissues, painful sensations might occur.

The Effect of Fluence Variations of Nd:YAG Laser Ablation and Sample Condition on Human Tooth

“…An alternative method by lasers for dental ablation characterize the risk involved such as thermal damage experience by patient compare to traditional cavity preparation methods. Moreover, heat generation is crucial as it may lead to painful sensations and potential thermal injury [8][9][10][11].…”

Estudo longitudinal da resistência e qualidade de união de diferentes sistemas adesivos à dentina irradiada com laser de femtossegundos

“…Existem poucos trabalhos na literatura avaliando o aumento de temperatura durante a irradiação dos tecidos dentais com os lasers de pulsos ultracurtos (LPUC) (Rode et al, 2003;Fahey et al, 2008;Bello-Silva M. S. et al, 2012;Braun et al, 2012 A temperatura é um fator primordial a ser considerado durante a irradiação dos tecidos dentais, pois um aumento excessivo da temperatura pode levar à denaturação das fibrilas colágenas (Ramos et al, 2010;Moretto et al, 2011 (Ramos et al, 2010;Moretto et al, 2011). Maiores densidades de energia podem promover uma alteração nas fibras colágenas em maior profundidade (Ramos et al, 2010), prejudicando a penetração dos monômeros resinosos na rede de fibrilas durante o processo de hibridização.…”

“…Diferentemente dos lasers de pulsos longo, no qual o comprimento de onda do laser desempenha um papel fundamental na ablação do tecido, para os LPUC este processo acontece independentemente da estrutura mecânica e composição molecular do tecido (Oraevsky et al, 1996). Assim, os LPUC são capazes de ablacionar seletivamente os materias restauradores dentais como cimento de fosfato de zinco, cerâmica, resina composta (Braun et al, 2012) e até amálgama (Freitas AZ et al, 2010). Como o limiar de ablação pra estes materiais é inferior ao observado para o esmalte dental (Freitas AZ et al, 2010), a ablação seletiva das resinas compostas é de grande valia na clínica diária, pois durante a remoção de uma restauração deficiente, pode haver a remoção desnecessária de tecido sadio devida à grande semelhança do material com o substrato dental (Freitas AZ et al, 2010).…”

“…Como o limiar de ablação pra estes materiais é inferior ao observado para o esmalte dental (Freitas AZ et al, 2010), a ablação seletiva das resinas compostas é de grande valia na clínica diária, pois durante a remoção de uma restauração deficiente, pode haver a remoção desnecessária de tecido sadio devida à grande semelhança do material com o substrato dental (Freitas AZ et al, 2010). Entretanto, atenção deve ser tomada com relação ao aumento de temperatura durante a remoção destes materiais (Braun et al, 2012).…”

“…Embora, durante o processo de ablação mediado por plasma, a maior parte da energia seja consumida pelo processo de ablação, diferenças significativas no aumento de temperatura do tecido irradiado, podem ser observadas dependendo da duração do pulso (ps ou fs) (Bello-Silva M. S. et al, 2012). Entretanto, os poucos resultados disponíveis na literatura (Kim et al, 2000;Rode et al, 2003;Fahey et al, 2008;Bello-Silva M. S. et al, 2012;Braun et al, 2012), associados às diferenças de metodologias, ainda não permitem uma afirmação precisa sobre o aumento de temperatura resultante da irradiação com os LPUC e mais estudos se fazem necessários.…”