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Abb. 1: Fallbeispiel zur Laser-unterstützten Endodontie. a: Klin. Ausgangssituation an Zahn 21, b: radiolog. Ausgangssituation an Zahn 21, c: radiolog. Befund von Zahn 21 nach 3 Monaten

 
Zahnheilkunde 1. Juni 2016

Mit der Kraft des Lichts

Eine Standortbestimmung der Laser-Technik in der Zahnheilkunde, speziell der Parodontologie.

Seit etwa 35 Jahren ist die Laser-Technik in der Zahnheilkunde etabliert. Durch eine Vielzahl technischer Neuerungen waren und sind deren Indikationen einem ständigen Wandel unterzogen. Vorliegender Beitrag gibt einen Überblick über den derzeitigen Stand gesicherter Indikationen für den Einsatz von Lasern in der Zahnheilkunde.

Laser-Licht wird im biologischen Gewebe absorbiert, reflektiert, gestreut oder transmittiert. Der Effekt der Laser-Strahlung beruht stets auf Wechselwirkungen mit den Molekülen oder Molekülverbänden im Zielgewebe. Der hauptsächliche und meist gewünschte Effekt beruht auf fotothermischer Wechselwirkung. Dies ist die Folge der Absorption im Gewebe. Nur bei der Absorption erfolgt eine Konversion der Strahlung in thermische Energie. Das kann über die Erwärmung bis zum schlagartigen Schmelzen und Verdampfen des Gewebes führen. Es findet ein Abtrag statt.

Chirurgie

Der Einsatz des Lasers in der Zahnheilkunde lässt sich grob in folgende vier Bereiche einteilen:

• Laser in der zahnärztlichen Chirurgie,

• Laser-unterstützte Endodontie,

• Laser-unterstützte Parodontologie

• Laser in der Kariologie und Kavitätenpräparation

Fast alle verfügbaren Laser-Wellenlängen werden im oralen Weichgewebe absorbiert, da das Gewebe neben dem hohen Wasseranteil gut durchblutet und pigmentiert ist. Folgende Ansprüche an die Laser-Anwendung in der Chirurgie stehen im Vordergrund: atraumatisches und komplikationsloses Schneiden, homogenes Abtragen von Gewebe, koagulieren der Wundflächen, geringe bis keine postoperative Schwellung, gute Wundheilung, keine Naht und Schmerzreduktion.

Laser-Typen

CO2-Laser (10,6µm): Unumstritten ist die Einsatzmöglichkeit des CO2-Lasers in der zahnärztlichen Chirurgie. Sein positiver Effekt beim Schneiden und Abtragen von Gewebe sowie die Möglichkeit der Koagulation von kleineren Gefäßen werden heute routinemäßig in der Chirurgie genutzt. Einsatzmöglichkeiten sind zum Beispiel die Tumorentfernung, die Entfernung von großflächigen Leukoplakien, die Gingivektomie und Gingivoplastik.

Nd:YAG-Laser (1064nm) und Dioden-Laser (810, 940 und 980nm): Diese beiden Laser-Typen können ebenfalls zum Schneiden von Gewebe eingesetzt werden. Die Absorption im Hämoglobin erlaubt die Koagulation auch von größeren Gefäßen. Sie werden in der zahnärztlichen Chirurgie hauptsächlich für Inzisionen und Exzisionen eingesetzt. Dazu zählen zum Beispiel Frenektomie und Gingivektomie oder Gingivoplastik.

Argon-Laser (488/514nm): Der Argon-Laser wird wegen seiner guten Absorption in Hämoglobin und der damit verbundenen guten koagulierenden Wirkung neben der Weichgewebschirurgie vor allem zum Entfernen vaskulärer Veränderungen genutzt.

Er,Cr:YSGG und Er:YAG-Laser (2940nm): Wegen ihrer ausgezeichneten Absorption in Wasser werden diese Laser ebenfalls in der Weichgewebschirurgie eingesetzt. Zu einer Koagulation von kleineren Gefäßen kommt es allerdings nur mit dem Er,Cr:YSGG-Laser. Durch das im Knochen enthaltene Wasser eignen sich der Er:YAG- und Er,Cr:YSGG-Laser zusätzlich zur Bearbeitung der Hartgewebe. Sie werden in der zahnärztlichen Chirurgie daher auch zu Osteotomie, Exostosen- und Wurzelspitzenresektion verwendet.

Endodontie

Pathophysiologie: Die Problematik der Endodontie lässt sich auf den bakteriell infizierten Wurzelkanal reduzieren. Im morphologisch kompliziert gestalteten Wurzelkanalsystem mit häufig vorkommenden akzessorischen Kanälen, Seitenkanälen, Isthmen und lateralen Dentintubuli finden Bakterien das optimale Refugium. Diese Bereiche sind mit den klassischen Möglichkeiten der Endodontie, wie mechanische Aufbereitung und Spülung mit chemischen Desinfizienzien, nur schwierig oder gar nicht zugänglich. Die unvollständige Entfernung von organischem Material und Bakterien stellt den Hauptgrund für einen Behandlungsmisserfolg dar. Als Folge sind apikale Knochenresorptionen, apikale Granulome oder apikale Zystenbildung möglich.

Bakterizide Laser-Wirkung: An dieser Stelle kann der Laser als unterstützende Maßnahme Anwendung finden. Nach konventioneller Aufbereitung des Wurzelkanals mit mechanischen Instrumenten kann die nachgewiesene bakterizide Wirkung des Lasers im Wurzelkanal ausgenutzt werden. Diese beruht auf der direkten zerstörenden Wirkung des Lichts bei Absorption durch die Bakterien oder einer thermisch denaturierenden Wirkung. Der Vorteil des Lasers gegenüber klassischen Spüllösungen beruht auf einer Durchdringungsmöglichkeit des energiereichen Lichts bis in tiefere Schichten des Wurzelkanaldentins. Auch in 1000-µm-Tiefe konnte noch eine sehr hohe bakterizide Wirkung nachgewiesen werden. Chemische Spüllösungen wirken nur bis circa 100-µm-Tiefe (siehe Abb. 1).

In In-vitro-Versuchen konnte für die meisten Laser-Wellenlängen eine bakterizide Wirkung nachgewiesen werden. In vivo haben sich aber vor allem Laser-Systeme durchgesetzt, die eine einfache Applikation der Laser-Strahlung über dünne Fasersysteme in den Wurzelkanal erlauben. Hier sind an erster Stelle der 940-nm-Dioden-Laser und der Nd:YAG-Laser zu nennen, mit dem die meiste Erfahrung auf diesem Gebiet vorliegt. Aber auch mit dem 810-nm-Dioden-Laser konnten gute Erfolge verzeichnet werden.

Seit Neuestem werden der Er,Cr:YSGG- und der Er:YAG-Laser auf dem Gebiet der Endodontie genutzt. Über dünne Saphirfasern ist die Applikation im Wurzelkanal möglich. Erste Untersuchungen zeigen die erfolgreiche Entfernung von im Wurzelkanal verbliebenem organischen und nekrotischen Gewebe sowie „smear layer“ nach instrumenteller Aufbereitung.

Parodontologie

Pathophysiologie: Ähnlich wie in der Endodontie sind auch in der Parodontologie der Biofilm und eine große Vielzahl unterschiedlicher Bakterien Ursachen für pathologische Veränderungen. Hier sind vor allem die Bakterien Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia und Aggregatibacter actinomycetemcomitans zu nennen. Diese und andere führen bei Anwesenheit im gingivalen Sulkus zu einer entzündlichen Reaktion. Beim Anhalten dieser Entzündung kommt es durch komplizierte Vorgänge im Immunsystem letztendlich zum Knochenabbau und, damit verbunden, zu einer Taschenbildung. In diesen Taschen finden die oben genannten Bakterien und andere ein Refugium, das durch konventionelle Mundhygienemaßnahmen kaum zu erreichen ist. Die konventionelle Therapie sieht hier die Reinigung mit Handinstrumenten oder Ultraschallsystemen der Taschen vor. In schwierigen Fällen ist die Tasche nur noch durch Antibiotikabehandlung oder chirurgische Maßnahmen zugänglich. Eine Rekolonialisierung der Taschen mit Bakterien ist sehr häufig. Oft kommt es dann zum erneuten Einsatz von lokalen oder systemisch wirkenden Antibiotika verbunden mit der Problematik der Unverträglichkeit und Resistenzbildung. Die Anwendung von Antibiotika über einen langen Zeitraum ist somit nicht indiziert.

Vorteile der Laser-Technik: Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen konnten vor allem für die Dioden-Laser und die Nd:YAG-Laser positive Effekte bei einer unterstützenden Therapie der geschlossenen Kürettage nachweisen:

• Vaporisation erkrankten Gewebes, das heißt wirksame Entfernung von Granulationsgewebe und ulzeriertem Taschenepithel;

• Reduktion der subgingivalen Bakterienflora;

• selektierte Zerstörung melaninproduzierender Bakterien wie zum Beispiel Porphyromonas gingivalis und Prevotella intermedia;

• verzögerte Rekolonisation und höhere Effektivität in der Reduktion der subgingivalen Flora im Vergleich zu konventionellen mechanischen Therapien über ein Beobachtungsintervall von einem Jahr;

• größere Reduktion der Taschentiefe durch Laser-Therapie im Vergleich zur mechanischen Behandlung. Analog verhält es sich mit dem Blutungsindex;

• Entfernung von Biofilm und verbliebenen subgingivalen Konkrementen mit dem Er,Cr:YSGG-Laser mit einer radialen Faserspitze vervollständigt die mechanische Wurzelglättung und erleichtert das „reattachment“.

Speziell mit dem Er,Cr:YSGG- und dem Er:YAG-Laser konnten auf dem der Parodontologie verwandten Gebiet der Periimplantitis Erfolge erzielt werden.

Kariologie und Kavitätenpräparation

Klassische Präparation: Hauptgebiet der konservierenden Zahnmedizin ist die invasive Therapie. Wird eine behandlungsbedürftige Karies diagnostiziert, muss nach wie vor die kariöse Zahnhartsubstanz entfernt werden. Dabei werden folgende Kriterien an die Präparation gestellt: Zahnhartsubstanzschonung, selektive Kariesentfernung, Pulpaverträglichkeit, Patientenverträglichkeit und Vorbeugung der Entstehung einer neuen Karies.

Bei kritischer Betrachtung treten aber genau im Zusammenhang mit diesen Aspekten die Nachteile der klassischen Präparation durch hochtourig rotierende Instrumenten hervor:

• für den Patienten schmerzhafte Präparation,

• unselektive Kariesentfernung mit Rosenbohrern und damit verbundene Entfernung gesunder Zahnhartsubstanz,

• Pulpairritationen bei unvorsichtiger Arbeitsweise,

• mögliche iatrogene Schädigung der Nachbarzähne, verbunden mit einer Kariesprogression,

• Instrumentenwechsel und Drehzahlregulierung notwendig.

Laser-Technik

Prinzip: In Kenntnis der genannten Informationen ist man in der Zahnheilkunde schon seit Langem bemüht, den herkömmlichen Bohrer durch ein schmerzarmes Verfahren zu ersetzen. Daher lag es nahe, die Wirkungsweise der verschiedenen Laser in diesem Gebiet der Zahnheilkunde zu untersuchen. Bis heute gelten die gepulsten Erbium-Laser für diesen Indikationsbereich als am besten geeignet. Hier stehen der Er,Cr:YSGG- (2790nm) und der Er:YAG-Laser (2940nm) im Vordergrund.

Aufgrund der hohen Affinität zu Wasser und zu Hydroxylapatit wird beim Auftreffen des Laser-Strahls dessen Energiegehalt bereits an der Oberfläche thermomechanisch umgewandelt. Es resultiert das schlagartige Verdampfen des Wasseranteils auf und im Gewebe. Die plötzliche Volumenausdehnung des Wassers trägt Gewebepartikel aus ihrem Verbund ab. Es kommt zur Ablation von Zahnhartsubstanz.

Vorteile: Die Vorteile einer derartigen Präparation liegen in der Schmerzarmut für den Patienten, der guten Pulpaverträglichkeit und der Möglichkeit einer gewissen selektiven Kariesentfernung.

Nachteile: Nachteile bestehen bei der Präparationsgeschwindigkeit. Allerdings konnten hier deutliche Fortschritte erzielt werden, sodass heute zwei Drittel der Präparationsgeschwindigkeit einer Turbine zu erreichen sind.

Literatur beim Autor

Korrespondenz: Prof. Dr. Norbert Gutknecht Department of Operative Dentistry, Aachen Dental-Laser Center, Postgraduate Education and Research, Aachen

Der Originalartikel „Standortbestimmung der Laser-Technik in der Zahnheilkunde“ ist erschienen in Der Freie Zahnarzt 6/2015, DOI: 10.1007/s12614-015-5447-8 © Springer Verlag

Vorteile des Laser-Einsatzes

Vorteile des Laser-Einsatzes in der zahnärztlichen Chirurgie

Allgemein:

• Einfaches Handling

• Hohe Patientenakzeptanz

• Teilweiser Verzicht auf Anästhesie möglich

• Einsatz bei Patienten mit hämorrhagischen Diathesen unter Umständen ohne Substitution und stationäre Aufnahme möglich

Intraoperativ:

• Gewebsschonender Eingriff

• Blutarmes Operationsgebiet

• Naht häufig nicht erforderlich

• Reduktion des Lokalanästhetikums möglich

Postoperativ:

• Reduzierte postoperative Wundschmerzen

• Keine Nachblutung

• Keine Schwellung

• Keine Narbenbildung

• Schutz vor Infektionen

Fazit für die Praxis

• In der Endodontie besteht langjährige Erfahrung mit dem Einsatz des Nd:YAG- und des Dioden-Lasers als unterstützende Maßnahme neben der klassischen Aufbereitung. Hier werden durchweg positive Effekte erzielt. Der Er-,Cr:SGG- und der Er:YAG-Laser zeigen in ersten Untersuchungen ebenfalls antibakterielle Wirksamkeit. In Zukunft ist aber vielleicht nicht nur die Unterstützung der klassischen Behandlung, sondern auch die Aufbereitung der Wurzelkanäle mit diesen Wellenlängen denkbar.

• In der Parodontologie lassen sich vor allem Dioden- und Nd:YAG-Laser zur Unterstützung einer geschlossenen Kürettage verwenden. Der keimreduzierende Effekt wurde vielfach nachgewiesen. Seit neuester Zeit wird in diesem Zusammenhang der Laser-Einsatz auch als präventive Maßnahme diskutiert, da immer öfter die orale Mundgesundheit mit systemischen Erkrankungen (beispielsweise Endokarditis, Diabetes, Frühgeburten) in Verbindung gebracht wird.

• Bei der Bearbeitung von Zahnhartsubstanzen kann der Laser derzeit den „Bohrer“ noch nicht in allen Bereichen ersetzen. Seine spezifische Arbeitsweise erlaubt zum Beispiel nicht die Kronenpräparation. Für die Versorgung von Primärläsionen mit plastischen Füllungsmaterialien und zur Präparation von Inlay-Versorgungen können Er-,Cr:YSGG- und Er:YAG-Laser aber als alternative Präparationssysteme angesehen werden.

Norbert Gutknecht, Zahnarzt 6/2016

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