Zastosowanie laserów w leczeniu periimplantitis – przegląd piśmiennictwa

Periimplantitis jest głównym czynnikiem sprawczym niepowodzenia leczenia implantoprotetycznego. Do tej pory przedstawiono wiele różnych metod zapobiegania i leczenia tego stanu chorobowego. W postępowaniu klinicznym dzielimy je na metody chirurgiczne i niechirurgiczne. Do chirurgicznych metod leczenia periimplantitis należą resekcja zapalnie zmienionych tkanek, mechaniczne oczyszczanie i wygładzanie powierzchni wszczepu, stosowanie materiałów kościozastępczych i błon zaporowych. Coraz większym zainteresowaniem cieszą się również lasery, które można wykorzystać do scalingu, cięcia, usuwania zapalnie zmienionych tkanek i remodelowania kości.¹ Należy podkreślić, że preferowane są metody niewpływające na porowatość powierzchni. Wiąże się to z zachowaniem struktury warstw tlenku tytanu i wolnej energii powierzchni materiału.²

W przeciwieństwie do mechanicznie przygotowanych oraz gładkich powierzchni implantu, powierzchnie porowate wykazują lepsze połączenie z kością i osteointegrację.³ Właściwości powierzchni, zwłaszcza hydrofilność i szorstkość mają znaczący wpływ na adhezję, proliferację, zmiany morfologiczne i zmiany w funkcjonowaniu komórek.² Jednoczesna utrata przyczepu tkanek twardych i miękkich wokół implantu powoduje ekspozycję porowatej powierzchni implantu na kolonizację bakterii. Wysokie powinowactwo mikroorganizmów do obnażonej powierzchni wszczepu uniemożliwia niejednokrotnie efektywne fizjologiczne i mechaniczne oczyszczanie poprzez przepływ śliny i higienę. Wówczas rozwój zapalenia błony śluzowej i periimplantitis są często nieuniknione.⁴ 

Tkanki miękkie otaczające implant czynnościowo imitują tkanki przyzębia brzeżnego. Oba rodzaje tych struktur posiadają także podobieństwa anatomofizjologiczne. Pomiędzy wszczepem a dziąsłem stwierdza się obecność przyczepu nabłonkowego o długości oscylującej wokół wartości 1,5 mm, nabłonek łączący rozciąga się na długość 2 mm.⁵ Tkanki znajdujące się w bezpośrednim kontakcie z implantem są znacznie słabiej ukrwione ze względu na specyfikę ich budowy. Brak jest tutaj ozębnej, cementu, a tkanka łączna otaczająca wszczep charakteryzuje się odmiennym układem włókien i mniejszą zawartością fibroblastów.^6,21

Specyfika anatomofizjologiczna schorzenia definiuje metody leczenia. Ze względu na powszechne stosowanie laserów w terapii, w niniejszym artykule podjęto się analizy właściwości i parametrów wybranych systemów laserowych.

Zastosowanie systemów laserowych

Ze względu na swoje liczne zalety i możliwości zastosowania, wielką popularność w implantologii zdobyły lasery o technologii bezkontaktowej, dowodząc jednocześnie swojej skuteczności w leczeniu periimplantitis. Oddziaływanie promieniowania laserowego na laser jest zdeterminowane przez strumień energii, stopień absorpcji, przewodnictwo cieplne, pojemność oraz budowę powierzchni materiału. Bezkontaktowa ablacja tkanek w połączeniu ze zmniejszonymi: krwawieniem, obrzękiem, bólem i bliznowaceniem, a także unikalny potencjał eliminacji bakterii patogennych sprawia, że preferowane jest zastosowanie laseroterapii w celu dekontaminacji skażonych powierzchni wszczepu i okolicznych tkanek, zwłaszcza w wieloetapowym leczeniu. Należy jednak pamiętać, że promieniowanie laserów monochromatycznych przy odpowiednich parametrach i właściwościach powierzchni implantu może powodować zmiany w strukturze powierzchni wszczepu.⁷ Takie samo ryzyko niesie ze sobą praca w trybie pulsacyjnym, co może zaburzać proces gojenia zarówno tkanek miękkich, jak i twardych. Ponadto, wzrost temperatury o 10⁰ C utrzymany przez 60 s wystarczy, aby spowodować nieodwracalną destrukcję kości.

 Obecnie najczęściej używanymi laserami są diodowy, CO2 i Er:YAG ze względu na swoje właściwości hemostatyczne, selektywne usuwanie złogów kamienia oraz efekt bakteriobójczy, co zapewnia niemal całkowitą lub w niektórych przypadkach całkowitą eliminację bakterii patogennych z powierzchni tytanowych wszczepów, o ile zostały zastosowane przy odpowiednio dobranych do rodzaju powierzchni parametrach.⁸ Wykorzystują one długości fal odpowiadające wielkości komórek ludzkich i bakterii. Posiadają zdolność dezynfekcji powierzchni wszczepu nie tylko dzięki destrukcji komórek bakteryjnych, ale też wirusów i grzybów. Tkanki zmienione zapalnie w przebiegu periimplantitis zawierają wodę, pigment i hydroksyapatyty. W leczeniu periimplantitis wykorzystywane są takie długości fal, które mogą zostać przez nie zaabsorbowane. Obecnie wiadomo, że lasery CO2 i erbowe są najłatwiej absorbowane przez wodę, diodowe przez pigment, a erbowe także przez hydroksyapaptyty.⁹

Laser diodowy
Lasery diodowe, dzięki szerokiemu wachlarzowi zalet, tj. małe rozmiary, zadowalający przedział cenowy i uniwersalność w zastosowaniu cieszą się dużym zainteresowaniem również w implantologii.¹⁰ Laser diodowy to instrument nieablacyjny, który może kontaktować bezpośrednio z powierzchnią implantu, nie powodując przy tym jej stopienia, pęknięcia czy formowania szczelin. Jego efekt bakteriobójczy objawia się poprzez inaktywację bakteryjnych endotoksyn. Ponadto, ma właściwości hemostatyczne i nie wywołuje produkcji warstwy mazistej. Miejscowy efekt nieznacznego wzrostu temperatury powoduje obniżenie zdolności do chemicznej adhezji kamienia do implantu. Stymuluje także fibroblasty i osteoblasty, co pobudza produkcję przekaźników RNA, a co za tym idzie – także znacznie zwiększoną produkcję kolagenu podczas gojenia tkanek przyzębia.¹¹

Kreisler et al. dowiedli, że laser diodowy w trybie ciągłej fali może być zastosowany przy wiązce promieniowania 400 nm i mocy 2 W (czas 10 s), a laser CO2 może być użyty z mocą do 2,5 W. Zastosowanie takiego ograniczenia parametrów zapobiega niepożądanemu w laserotapii wzrostowi temperatury.¹² Możliwe jest to również poprzez zastosowanie chłodzenia wodnego.^10,13 Ponadto, laser diodowy jako jedyny, niezależnie od dobranych parametrów, nie wywołuje żadnych negatywnych zmian na powierzchni wszczepu.¹⁴ Badania Tosuna et al. udowodniły, że zastosowanie lasera diodowego (wiązka 320 µm) o mocy 1 W przez 10 s powoduje eliminację bakterii Staphylococcus aureus aż w 97%.⁸ Co więcej, zastosowanie lasera diodowego w leczeniu periimplantitis ułatwia samo przeprowadzenie zabiegu, gdyż dzięki zachowaniu hemostazy i wytwarzaniu ochronnego skrzepu sprzyja lepszemu gojeniu tkanek.¹³

Laser CO2
W periodontologii należy unikać użycia lasera CO2 w celu usunięcia kamienia poddziąsłowego, ponieważ powoduje rozpuszczanie i zwęglenie cementu korzeniowego. Wykryto również toksyczne produkty w zwęglonej warstwie (pochodne cyjanków). Nie zaobserwowano morfologicznych zmian na powierzchni implantu.

Kreisler i współpracownicy zaobserwowali, że przy zastosowaniu promieniowania o przepływie energii powyżej 30 J/cm² dochodzi do stopienia powierzchni wszczepów TPS (titanium plasma sprayed – tytanowe zanurzone uprzednio w osoczu) oraz SLA (sandblasted and acid-etched – wypiaskowane i wytrawione kwasem). Takie uszkodzenie powierzchni HA (hydroxyapatite coated – pokryte hydroksyapatytem) zaobserwowano już przy wartości przepływu energii 15 J/cm².¹⁵ Stubinger nie stwierdza żadnych widocznych nieprawidłowości na powierzchni wszczepu SLA przy zastosowaniu dawek rzędu 47 770 J/cm².¹⁶ Z kolei w badaniach Tosuna potwierdzono całkowitą dekontaminację powierzchni implantu SLA z bakterii S. aureus przy mocy 6 W, częstotliwości 20 Hz i po napromienianiu przez 10 s.⁸ Ponadto Kreisler podkreśla brak wpływu na osseointegrację i przyczep osteoblastów i uważa laser CO2 za skuteczny i bezpieczny w leczeniu periimplantitis, jednak zwraca uwagę na potencjalne niebezpieczeństwo zwęglenia okolicznych tkanek przy wzroście temperatury powierzchni implantu, która może towarzyszyć użyciu tego lasera.¹⁷

Lasery neodymowo-jagowy i Ho:YAG
Wg badan Kreislera i wielu innych badaczy, bez względu na wielkość użytej dawki promieniowania lasery te powodują uszkodzenia na powierzchni implantu, wiec nie znajdują zastosowania w leczeniu periimplantitis.¹²

Laser Er:YAG
Po raz pierwszy został zastosowany przez Zharikova i jest laserem wykorzystującym źródło promieniowania o stałym stanie skupienia i wykorzystującym długość fali równą 2940 nm, czyli bliską długości fali promieniowania podczerwonego. Zaletą tej długości fali jest zdolność do maksymalnej absorpcji wody – jest ona 15 razy większa niż w przypadku lasera CO2 i ok. 20 000 razy większa niż w przypadku lasera neodymowo-jagowego.¹⁸

Ze wszystkich zbadanych laserów laser Er:YAG ma najlepsze właściwości w zakresie zdolności do dekonatminacji powierzchni implantu. Co więcej, nie ma ryzyka uszkodzenia okolicznych tkanek. Przy odpowiednich ustawieniach parametrów nie powoduje również uszkodzenia powierzchni implantu i nie zaburza osseointegracji. Charakteryzuje się wysoką zdolnością do usuwania kamienia, płytki i biofilmu obecnego na powierzchni implantu, niezależnie od powierzchni wszczepu.^15,19

W badaniach in vitro pokazano, że laser Er:YAG usuwa bakterie P. gingivalis z powierzchni wypiaskowanych i wytrawionych kwasem implantów i pozwala na osseointegrację. W próbach kontrolnych (bez użycia laseru Er:YAG) nie zaobserwowano osteointegracji. ^[18].

Dekontaminacja powierzchni implantu z bakterii P. gingivalis przy użyciu lasera Er:YAG umożliwiła większy potencjał proliferacyjny fibroblastów niż w przypadku wszczepów skażonych P. gingivalis, a porównywalny ze sterylnymi wszczepami.20 Stubinger et al. zaobserwowali, że już przy wartościach 300 mJ i 10 Hz (dawka 3,821 J/cm²) dochodzi do nieodwracalnych uszkodzeń powierzchni implantu SLA (przygotowanie powierzchni: piaskowanie, abrazja gruboziarnista i wytrawienie kwasem), natomiast w przypadku powierzchni polerowanej zmiany te obserwuje się dopiero przy 500 mJ i 10Hz (dawka 6,369 J/cm²). Żadnych zmian nie zaobserwowano jednak dla wartości 100 J/10 Hz (dawka 1,273 J/cm²). Dowiedziono tym samym, że wzrost energii promieniowania lasera jest skorelowany z utratą porowatości powierzchni implantu, a jego zastosowanie zmniejsza porowatość co najmniej dwukrotnie.¹⁶ W przeciwieństwie do lasera CO2 i diodowego, laser Er:YAG posiada znacznie większą zdolność eliminacji bakterii z powierzchni wszczepu.¹⁹ Ponadto, do tej pory nie wykazano negatywnego wpływu na tkanki otaczające. Badania Tosuna et al. wskazują na całkowitą dekontaminację powierzchni implantu SLA z bakterii S. aureus przy zastosowaniu lasera Er:YAG o krótkiej pulsacji, energii 90 mJ, 10 Hz i napromienianiu przez 10 s, natomiast te same parametry lasera o bardzo krótkiej pulsacji powodują dekontaminację w 99%.⁸

Wnioski
Ze względu na swoje liczne zalety i możliwości zastosowania, wielką popularność w implantologii zdobyły lasery o technologii bezkontaktowej, dowodząc jednocześnie swojej skuteczności w leczeniu periimplantitis. Oddziaływanie promieniowania laserowego na wszczep jest zdeterminowane przez strumień energii, stopień absorpcji, przewodnictwo cieplne, pojemność oraz budowę powierzchni materiału.

Bezkontaktowa ablacja tkanek w połączeniu ze zmniejszonymi krwawieniem, obrzękiem, bólem i bliznowaceniem, a także unikalny potencjał eliminacji bakterii patogennych sprawia, że preferowane jest zastosowanie laseroterapii w celu dekontaminacji skażonych powierzchni wszczepu i okolicznych tkanek, zwłaszcza w leczeniu wieloetapowym. Należy jednak pamiętać, że promieniowanie laserów monochromatycznych przy odpowiednich parametrach i właściwościach powierzchni implantu może powodować zmiany w strukturze powierzchni wszczepu.⁷ Takie samo ryzyko niesie ze sobą praca w trybie pulsacyjnym, co może zaburzać proces gojenia zarówno tkanek miękkich, jak i twardych. Ponadto, wzrost temperatury o 10⁰ C utrzymany przez 60 s wystarczy, aby spowodować nieodwracalną destrukcję kości.

Lasery Er:YAG, CO2 i diodowy są najczęściej stosowane ze względu na wykorzystywane w nich długości fali, które charakteryzują się praktycznie zerową absorpcją promieniowania przez tlenek tytanu i w ten sposób przeciwdziałają transformacji energii w ciepło.¹⁶

Piśmiennictwo dostępne u wydawcy.

Autorzy:
Piotr Wesołowski, Paweł Nieckula, Andrzej Wojtowicz – Zakład Chirurgii Stomatologicznej WUM
Magdalena Płachta, Karolina Siuciak – Studenckie Koło Naukowe przy Zakładzie Chirurgii Stomatologicznej WUM

Kontakt: piotrwesolowski01@gmail.com