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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-93858
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2018/9385/


Untersuchung der Effekte und Schnittpräzision eines Picosecond Infrared Laser (PIRL) an humanen Zähnen

Investigation of the effects and cutting precision of a Picosecond Infrared Laser (PIRL) on human teeth

Quade, Maria

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Laser , Zahn , thermische Schäden , PIRL , Schnittpräzision
Freie Schlagwörter (Englisch): laser , tooth , thermal damage , PIRL , cutting precision
Basisklassifikation: 44.97 , 44.96 , 44.09 , 44.35
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Friedrich, Reinhard (Prof. Dr. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 18.09.2018
Erstellungsjahr: 2018
Publikationsdatum: 12.11.2018
Kurzfassung auf Deutsch: Die Bearbeitung dentaler Hartgewebe ist ein elementarer Bestandteil der Zahnmedizin. Mithilfe von verschiedensten Instrumentarien und Geräten können diese Hartgewebe geschnitten und von krankhaften Geweben, wie z.B. der Karies oder apikalen Zysten, befreit werden. Durch stete Weiterentwicklung der Gerätschaften und Maschinen zur Entfernung dieser Gewebe wurde auch der Behandlungsstandard weiterentwickelt, sodass damit zum ständig verbesserten Zahnerhalt beigetragen wird. Das Interesse der Forschung liegt hierbei in der Erhaltung der Zahnsubstanzen, der Verbesserung, Zeitersparnis und Vereinfachung der Behandlungen und der Erhöhung der Behandlungserfolge. In dieser Arbeit wird der neuartige Picosecond Infrared Laser (PIRL) im Hinblick auf den möglichen therapeutischen Einsatz im dentalen Bereich untersucht. Der Fokus liegt auf der Untersuchung möglicher thermischer Schäden im Dentin und deren Eindringtiefen bei unterschiedlichen Ablationstiefen, gemessen an der Anzahl der Scans des Lasers über die gewählte Zahnoberfläche (5, 10 und 20). Hierbei werden 10 extrahierte menschliche Zähne im Wurzelbereich durch mehrere Laserablationen unterschiedlicher Scananzahl bearbeitet und im Anschluss histologisch aufbereitet und ausgewertet. Die thermischen Eindringtiefen der Schäden werden im Lichtmikroskop vermessen, tabellarisch notiert und statistisch vergleichend ausgewertet. Dabei ist die Fragestellung, ob der Laser bei tieferen Schnitten größere thermische Schäden verursacht als bei weniger tiefen Schnitten und wie sich die Ablationsfläche optisch darstellt.
Die Ergebnisse der statistischen Auswertung zeigen, dass der PIRL bei allen Schnitttiefen gleich tiefe thermische Schäden verursacht, die Ablationsflächen stellen sich nach histologischer Auswertung geriffelt und mit sichtbarem Laufmuster des Lasers dar, präziser als mit anderen Lasersystemen [Lin T et al., 2016] bzw. vergleichbar mit dem Diamantbohrer [Ruckenstuhl M, 2014]. Auffällig ist die starke Hitzeentwicklung auf der Ablationsoberfläche von bis zu 189,9 °C während der Laserablation, die mit einer Wärmebildkamera gemessen wurde.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der PIRL ein geeignetes Ablationsinstrument zur Bearbeitung dentaler Hartgewebe darstellt. Für eine klinische Nutzung müssen allerdings weitere Verbesserungen, wie adäquate Wasserkühlung und einfachere Fokussierung, am PIRL vorgenommen werden.
Kurzfassung auf Englisch: The processing of dental hard tissue is an essential element in dentistry. By means of different instruments and tools this dental hard tissues can be cut and released of pathological structures, like caries or apical cysts. By constant further development of the instruments and machines it is possible to improve more and more the quality of dental therapies, so that the preservation of teeth can improve constantly. The interest of this research is to improve and simplify the therapy, the preservation of teeth and to increase the rate of therapy success. In this study, the new picosecond infrared laser (PIRL) will be analyzed in terms of a possible therapeutic use in dentistry. The focus is on the investigation of possible thermic injuries in dentine and the depth of those injuries particularly with regard to the different ablation depths, measured by the number of scans (5, 10 and 20). In this connection, there will be cut around 10 extracted teeth in the root area with several laser ablations of different depths. After that, the teeth will be prepared for histological analysis. The depth of the thermal injuries will be measured, noted in tables and comparatively analyzed in statistics. Therefore, the question is, if the laser causes bigger thermal injuries in deeper cuts than in less deeper cuts. Also, it is of note how the cuts look in terms of precision.
The results of the statistical evaluation demonstrate, that the PIRL causes the same depth of thermal damage at all cutting depths, the ablation surfaces appear corrugated after histological evaluation and with a visible running pattern of the laser, more precise than with other laser systems[Lin T et al., 2016] or comparable with the diamond drill [Ruckenstuhl M, 2014]. The strong heat development on the ablation surface of up to 189.9 °C during laser ablation, which was measured with a thermal imaging camera, is remarkable.
In summary, it can be said that the PIRL is a suitable ablation instrument for the treatment of dental hard materials. However, further improvements such as adequate water cooling and easier focusing must be done for a clinical use of the PIRL.

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