Intrapulpal Temperature Change during Cavity Preparation on the Enamel and Dentin with an Er:YAG Laser

The purpose of our study was to investigate whether the intrapulpal temperature during cavity preparation of enamel or dentin with Er:YAG laser still remained in range of safety for dental pulp protection when combined with appropriate water flow rate. The effect of different pulse repetition rates at the same pulse energy during ablation was evaluated as well. Caries-free, restoration-free extracted human molar teeth were prepared for the specimen and divided two experimental groups of enamel and dentin. Each group comprised 5 specimens and each of tooth specimens were embedded into a resin block each and measuring probe was placed on the irradiated pulpal walls. For experiments of dentin ablation, enamel layers were prepared to produce dentin specimen with a same dentin thickness of 2 mm. A pulse energy of Er:YAG laser was set to 300 mJ and three different pulse repetition rates of 20 Hz, 15 Hz and 10 Hz were employed. Laser beam was delivered with 3 seconds and less per application over enamel and dentin surfaces constant sized by $3\;mm{\times}2\;mm$ and water spray added during irradiation was a rate of 1.6 ml/min. Temperature change induced by Er:YAG laser irradiation was monitored and recorded While enamel was ablated, there was no significant difference of temperature related to pulse repetition rates(p=0.358) and temperature change at any pulse repetition rate was negligible. Significant statistical difference in temperature changes during cavity preparation in dentin existed among three different pulse groups(p=0.001). While temperature rise was noticeable when the dentinal wall was perforated, actual change of temperature due to Er:YAG laser irradiation was not enough to compromise safety of dental pulp when irradiation was conjugated with appropriate water spray. Conclusively, it can be said that cavity preparation on enamel or dentin with an Er:YAG laser is performed safely without pulp damage if appropriate volume of water is sprayed properly over the irradiated site.

Er:YAG 레이저를 이용한 법랑질 및 상아질 와동 형성시의 치수내 온도변화

본 연구의 목적은 법랑질과 상아질에서 와동을 형성하는 동안 치수벽에서 발생하는 온도변화를 관찰하여 치수 손상 가능성을 평가하고자 하였고 조사반복율의 차이에 따른 영향도 함께 조사하고자 하였다. 발거된 건전 대구치에 access cavity를 형성하고 레진 block에 식립한 다음, 온도측정센서를 레이저가 조사될 치수벽에 위치시켰다. 레이저를 조사하는 동안 분사되는 물이 온도변화에 영향을 주지 않도록 하기 위해 레진을 이용하여 occlusal cap을 만들고 가운데 작은 구멍을 내어 온도측정센서가 들어갈 수 있도록 하였으며 치아의 내부는 생리식염수로 채웠다. 치아표본은 법랑질실험군과 상아질 실험군으로 나누고 각 군당 치아표본수는 5개로 하였다. 상아질군에서는 모든 표본의 상아질 두께를 일정하게 하기 위하여, 고속핸드피스를 이용하여 상아질 두께가 2 mm가 되도록 삭제하여 사용하였다. $3\;mm{\times}2\;mm$의 일정한 면적을 치면에 표시한 다음 와동을 형성하였는데, 법랑질군에서는 상아질 이 노출되는 순간까지, 상아질군에서는 상아질벽이 천공되는 순간까지 온도변화를 조사하였다. 조사방식은 접촉식(contact mode)으로 하였으며 레이저가 한번 조사되는 시간을 3초 이하로 유지하면서 와동을 형성하였다. 300 mJ의 펄스 에너지, 10, 15, 20 Hz의 조사반복율, 1.6 ml/min의 물분사량이 가해지는 조건에서 레이저 조사측의 온도변화를 측정하였다. 본 연구의 결과에 따르면, Er:YAG 레이저 조사시 적절한 양의 물분사가 이루어질 때, 즉 1.6 ml/min의 물분사량과 300 mJ의 펄스에너지의 조건에서 법랑질에서 와동형성시 10, 15, 20 Hz 의 조사반복율 모두에서 온도상승이 미미하여 치수손상을 야기할 만한 온도상승이 이루어 지지 않았고 세 군 간의 유의한 차이도 존재하지 않았다(p=0.358). 상아질에서의 와동형성시에는 조사반복율이 증가할수록 온도상승이 컸지만(p=0.001), 실제 온도상승은 여전히 치수손상을 야기 하지 않는 안전한 범위에 있었다. 결론적으로 적절한 양의 물이 레이저 조사면에 적절하게 분사되기만 하면 법랑질이나 상아질에 서의 와동형성은 안전하게 시행할 수 있을 것으로 생각된다.