Effect of Pulse Energy and Pulse Repetition Rate at the Identical Total Power During Enamel Ablation Using an Er:YAG Laser

The objectives of this study was to investigate the amount of tooth ablation and the change of intrapulpal temperature by Er:YAG laser as it relates to pulse energy and pulse repetition rate at the identical power and, thereby, to reveal which of the two parameters strongly relates with ablation efficiency and intrapulpal temperature. Extracted healthy human molar teeth were sectioned into two pieces and each specimen was irradiated within the combination of pulse energy and pulse repetition time at the same power of 3W; $300mJy{\times}10Hz$ group, $200mJy{\times}15Hz$ group, and $150mJy{\times}20Hz$ group. Each specimen comprised ten tooth specimens. A laser beam with conjunction of a water flow rate of 1.6 ml/min was applied over enamel surfaces of the specimens during 3 seconds and the ablation amount was determined by difference in weight before and after irradiation. To investigate the temperature change in the pulp according to the above groups, another five extracted healthy human molar teeth were prepared. Each tooth was embedded into resin block and the temperature-measuring probes were kept on the irradiated and the opposite walls in the dental pulp during lasing. When the power was kept constant at 3W, ablation amount increased with pulse energy rather than pulse repetition rate (p=0.000). Although intrapulpal temperature increased with pulse repetition rate, there were no significant differences among the groups and between the irradiated and the opposite pulpal walls, except at a condition of $150y{\times}20Hz$ (p=0.033). Conclusively, it is suggested that ablation efficacy is influenced by pulse energy rather than pulse repetition rate.

Er:YAG 레이저를 이용한 치아 삭제시 동일출력에서 펄스에너지와 조사반복률의 영향

Er:YAG 레이저를 이용한 치아경조직 삭제의 효율과 안전도는 물분사량, 조사시간, 조사방법, 에너지, 조사반복율 등의 다양한 변수에 의해 좌우된다. 이 연구의 목적은 출력을 고정한 상태에서 에너지와 조사반복율을 달리하였을 때 삭제율과 치수내 온도변화가 어떤 요소에 의해 더 많이 좌우되는지를 평가하고자 하였다. 발거된 건전 대구치를 두 조각으로 나누어 치아표본을 준비하여 $300mJ{\times}10Hz$, $200mJ{\times}15Hz$, 및 $150mJ{\times}20Hz$의 조건에서 1.6 ml/min의 물을 분사하면서 법랑질표면에 3초간 Er:YAG 레이저를 조사하였다. 레이저 조사 전후의 치아 무게를 측정하여 그 차이로 삭제율을 평가하였다. 각 군당 표본은 10개로 하였다. 위의 조건에서 발생하는 치수내 온도변화를 평가하기 위하여 발거된 건전한 대구치를 이용하여 access cavity를 형성하고 치수조직을 제거한 다음, hard acrylic resin으로 만든 block에 치아를 매식하고 레이저를 조사되는 측 치수벽과 반대측 치수벽에 온도측정탐침을 위치시켜 레이저조사과정과 그 후에 발생하는 온도변화를 측정하였다. 조사조건은 삭제율 평가시와 동일하게 하였으며 각 군당 표본은 5개로 하였다. 실험의 결과, 3W의 출력에서 치아삭제량은 펄스에너지의 증가에 따라 함께 증가되었다.(p=0.000) 반면에 치수 내 온도는 조사반복율의 증가에 의해 상승되었으나 각 군별, 조사측간에 유의한 차이는 없었다. 다만, $150{\times}20Hz$의 조사조건에서만 조사측 치수벽이 반대측에 비해 유의한 온도증가를 보였다(p=0.033). 본 연구의 결과는 Er:YAG 레이저의 치아삭제율은 조사반복율보다 펄스에너지의 영향을 많이 받는다는 점을 시사하고 있다.