Componenti laser per odontotecnica: funzionamento e tipologie

Il laser odontoiatrico è uno strumento medico che genera un raggio molto preciso di luce concentrata. Il funzionamento dei sistemi laser si basa sul processo fisico di emissione forzata di raggi luminosi con lunghezze d'onda che vanno dall'ultravioletto all'infrarosso submillimetrico. Il meccanismo semplificato di funzionamento di un dispositivo laser dentale si basa sull'oscillazione di un raggio luminoso tra lenti e specchi ottici, che costantemente, ciclicamente, acquista forza. Al raggiungimento di un certo livello di potenza viene emesso un fascio luminoso.

Caratteristiche fondamentali della radiazione laser

La radiazione laser può essere caratterizzata dalle seguenti qualità: monocromatico, collimazione e coerenza. Monocromatico: tutta la radiazione emessa da un laser ha la stessa lunghezza d'onda e un solo colore. Collimazione: la radiazione laser non viene diffusa, si muove sotto forma di raggio in una direzione. Coerenza: un insieme di oscillazioni elettromagnetiche sono in fase tra loro, ecco come si forma un fronte d'onda.

Lunghezza d'onda, cromofori e assorbimento

L’efficienza del laser è basata sui tassi di picco di assorbimento dei materiali contenuti nei tessuti-bersaglio (duri o molli) e di altro materiale dentale (per esempio, emoglobina, acqua, idrossiapatite, e così via) di lunghezze d’onda uniche. La base della dissezione è la capacità di alcuni elementi strutturali del tessuto biologico di assorbire la radiazione luminosa. Cromoforo è il nome di una sostanza in grado di assorbire la luce. I cromatofori includono tutti i tipi di pigmenti (melanina), idrossiapatite, acqua, sangue. Un laser di un certo tipo è progettato per un cromoforo specifico e la sua energia è calibrata in base alle capacità di assorbimento del cromoforo, nonché all'ambito di applicazione.

Pertanto, il maggiore assorbimento di energia luminosa da parte dell'acqua avviene alla lunghezza d'onda di 2,94 micron. Il laser ad erbio è dotato di questa lunghezza d'onda. Il miglior assorbimento dell'energia luminosa da parte dell'idrossiapatite si osserva anche alla lunghezza d'onda di 2,94 micron. A questo proposito il laser ad erbio ha trovato applicazione nella pratica dei dentisti per la preparazione dei tessuti duri.

mappa lunghezze d'onda e cromofori in odontoiatria

Potenza, efficienza e modalità di emissione

Ogni sorgente luminosa, dalle lampadine ai laser medicali, emette una quantità di energia luminosa inferiore rispetto all’energia fornita. Il rapporto fra la potenza emessa e quella fornita in ingresso è chiamato efficienza. I diodi laser hanno un’efficienza che dipende fortemente dalla lunghezza d’onda. La potenza di un laser è espressa in Watt. I Watt sono unità di potenza, cioè di energia che viene emessa ogni secondo. Ogni secondo un laser che emette 1W di potenza rilascia un’energia di 1J (Joule). Per emettere un fascio laser da 1W, un diodo con efficienza del 50% richiede 2W elettrici.

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La potenza dei laser è indicata con due parametri: la potenza in modo continuo e quella in modo pulsato. La prima indica a quale potenza il laser può operare emettendo una luce continua. Il tempo di applicazione coinvolge sia il tipo di impulso applicato sia il tempo totale di trattamento. Un parametro importante nella valutazione della radiazione luminosa emessa è la fluenza. Si tratta dell’energia emessa durante il trattamento su ogni unità di superficie.

Tipologie di laser utilizzati in odontotecnica e odontoiatria

Esistono diversi tipi di laser utilizzati in odontoiatria, ognuno con caratteristiche specifiche legate alla lunghezza d’onda del raggio di luce emesso. I laser odontoiatrici vengono classificati in base alla potenza e al tipo di substrato attivo: gas, liquido (coloranti), vapori metallici, laser a stato solido (YAG, YLF, zaffiro) e basati su diodi semiconduttori.

  • Laser ad Erbio (Er:YAG, 2,94 μm): particolarmente indicato per tessuti duri; l'ablazione si basa su "micro-esplosioni" di molecole d'acqua (effetto idrofotonico) che vaporizzano lo smalto e la dentina senza riscaldare eccessivamente gli strati sottostanti.
  • Laser a diodo (es. 808nm o 980nm): la maggioranza dei laser disponibili in commercio emette luce a 808 o 980nm. A parità di energia consumata, un tipico laser a 980nm emette circa il doppio della luce di un laser a 808nm. Tuttavia, l’assorbimento della luce dei tessuti contenenti emoglobina è di circa 5 volte maggiore per l’808nm rispetto al 980nm.
  • Laser CO2: particolarmente efficace in chirurgia e nelle operazioni che richiedono un controllo preciso del sanguinamento.
  • Laser KTP: utilizzato per trattamenti che coinvolgono i tessuti molli.
  • Laser a basso livello (LLLT): impiegati per terapia non chirurgica come riduzione della sensibilità, accelerazione della guarigione e controllo del dolore.
tipologie di laser odontoiatrici (Er:YAG, Diodo, CO2, KTP)

Componenti di un sistema laser odontoiatrico

Un'installazione standard per la preparazione dei denti è rappresentata da un'unità base, che è in grado di generare un flusso luminoso di frequenza e potenza specifiche, una guida luminosa e una punta laser. Il dispositivo viene avviato e arrestato premendo il pedale. Il comfort di lavoro è dovuto anche al rilascio di punte laser di vari modelli. Inoltre, tutti i modelli sono dotati di un sistema di raffreddamento, che consente di monitorare costantemente il riscaldamento e la qualità dell'escissione del tessuto necrotico.

La luce dei laser per odontoiatria è normalmente non collimata. Questo significa che a pochi millimetri dalla sorgente di emissione il fascio si apre con un angolo attorno ai 30°. Quando usato per chirurgia, è importante che lo spot sia il più piccolo possibile (applicazione a contatto o a distanza minima con la superficie). L’angolo di incidenza determina la quantità di luce assorbita e quella riflessa dal tessuto: se l’emissione è perpendicolare alla superficie vi è il massimo assorbimento.

Anche il tipo di manipolo e di fibra sono essenziali ai fini del risultato. Manipolo TIP chirurgico: il manipolo più usato per chirurgia endorale e per altre applicazioni chirurgiche. La terminazione è un tip fibra intercambiabile con la testa riposizionabile. Esistono inoltre manipoli defocalizzanti e manipoli collimati. La dimensione ridotta delle fibre ottiche assicura un accesso semplice e ottimale alle tasche parodontali.

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schema manipolo e fibra ottica per laser odontoiatrico

Meccanismi di azione e applicazioni cliniche

Quattro sono le possibili interazioni quando il laser entra in contatto con il tessuto dentale: la riflessione, l’assorbimento, la trasmissione e la dispersione (scatter). Un tessuto che assorbe la luce emessa si scalda fino a vaporizzarsi, producendo un taglio netto e sterile nel punto in cui è avvenuto il taglio. Il raggio sterilizza la zona-bersaglio e allo stesso tempo coagula i vasi sanguigni riducendo di conseguenza il rischio di infezione e il sanguinamento.

L’ablazione con laser ad erbio si basa su “micro-esplosioni” di molecole d'acqua presenti nella struttura dello smalto e della dentina quando riscaldate da un raggio laser. Il riscaldamento istantaneo e l'evaporazione dell'acqua, presente nella struttura dello smalto, della dentina, dei tessuti molli e dell'osso, è chiamato “effetto idrofotonico”, grazie al quale il tessuto danneggiato viene rimosso.

Principali applicazioni cliniche

  • Rimozione della carie e preparazione della cavità: il laser all'erbium è molto efficace nella eliminazione della carie e permette di vaporizzare la parte cariata selettivamente, preservando il tessuto sano.
  • Trattamento delle gengive e parodontite: il laser viene utilizzato per decontaminare le tasche gengivali, rimuovere i tessuti infiammati e stimolare la guarigione; in alcuni casi si ottengono riduzioni di batteri e miglioramenti del parodonto.
  • Chirurgia orale minore: rimodellamento gengivale, rimozione di frenuli, trattamento di lesioni orali con minore sanguinamento e spesso senza punti di sutura.
  • Implantologia: decontaminazione degli alveoli vuoti e dei siti implantari, utile negli impianti post-estrattivi con immediato carico protesico.
  • Pedodonzia: eliminazione del tessuto cariato senza trapano e spesso senza anestesia, riducendo ansia e trauma nei bambini.
  • Sbiancamento dentale: attivazione dei gel sbiancanti per ottenere risultati più rapidi.
  • Terapia a basso livello (LLLT): accelerazione della guarigione post-estrazione, desensibilizzazione, trattamento dei disturbi temporo-mandibolari e controllo del dolore.
  • Endodonzia: uso del laser in canali radicolari per ridurre batteri e stimolare la guarigione.
dimostrazione clinica: uso del laser Er:YAG per rimozione carie

Vantaggi e limiti dell'impiego laser

L’utilizzo del laser in odontoiatria offre numerosi vantaggi: sedute più brevi e meno stressanti, minor utilizzo di bisturi, anestesia e trapano, effetto emostatico, coagulante e cicatrizzante, effetto antibatterico che riduce il rischio di infezioni recidive, migliore esperienza per il paziente e guarigione più rapida. In molte procedure il laser minimizza la presenza di batteri nella cavità orale e riduce o elimina il sanguinamento perché cauterizza mentre seziona.

Tuttavia, la preparazione laser presenta anche svantaggi: la visione d'insieme limitata, l'assenza di feedback tattile che rende difficile la differenziazione dei tessuti, la necessità di ulteriore formazione e competenze specifiche, la necessità di attrezzature aggiuntive e l'alto costo del dispositivo laser. In alcuni casi è impossibile limitarsi esclusivamente alla punta del laser, poiché sono necessari strumenti tradizionali per alcune manipolazioni.

Tecniche di saldatura laser in laboratorio odontotecnico

La tecnica di unione per saldatura è una componente irrinunciabile nella prassi quotidiana di un laboratorio odontotecnico. Sono più di 100 anni che la tecnica della saldatura viene quotidianamente impiegata nel settore odontotecnico. La saldatura tradizionale o saldo-brasatura è un metodo per unire due manufatti metallici mediante l’ausilio di un metallo d’apporto, definito saldame. In tal modo, la saldatura liquefatta bagna le leghe, senza che queste ultime si fondano durante la saldatura.

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Per garantire la stabilità in bocca, in odontotecnica si utilizzano solo leghe per saldatura dure. Oltre alle saldature primarie, sono disponibili anche saldature secondarie con una temperatura di lavorazione più bassa. Saldare una lega comporta un riscaldamento che può causare ossidazione; per evitare la formazione di ossidi è consigliabile utilizzare un flux (disossidante). Il flux rompe il legame di ossigeno sulla superficie della lega, assorbe gli ossidi e previene ulteriori ossidazioni.

I fattori chiave per il successo a lungo termine della saldatura odontotecnica includono la resistenza del legame e la stabilità alla corrosione. Per garantire la resistenza dei legami di saldatura è fondamentale che la saldatura e la lega abbiano una similitudine metallurgica e un coefficiente di espansione termica simile. Noi di Dental Point adottiamo questa tecnica di saldatura laser da anni, effettuando saldature laser di qualità e precisione ineguagliabili.

saldatura laser in laboratorio odontotecnico

Sicurezza, formazione e limiti d'uso

L’uso del laser in odontoiatria deve essere effettuato solo da professionisti qualificati e adeguatamente formati. È importante ricordare che non tutti i casi sono adatti all'uso del laser: in presenza di carie molto profonde o situazioni cliniche complesse, potrebbe essere necessario ricorrere agli strumenti tradizionali. L’uso del laser richiede inoltre condizioni ambientali che escludano pericoli di natura elettrica e termica e dispositivi di protezione per operatori e pazienti.

Le informazioni provvedute in questa guida sono puramente indicative e possono contenere imprecisioni. Prima di sottoporti a un trattamento con il laser dentale è fondamentale rivolgersi a uno studio dentistico qualificato per valutare se questa tecnologia rappresenta la soluzione migliore per il singolo caso.

Quando considerare il laser per il paziente

Sì, nelle mani di un dentista qualificato e addestrato, il laser può ridurre o minimizzare il rischio di danno ai tessuti circostanti grazie alla sua precisione, al controllo specifico delle potenze e alla durata dell’esposizione. Sì, nella maggior parte delle applicazioni il dolore è completamente eliminato oppure significativamente ridotto; il ricorso all’anestesia è quindi più raro. Il laser è molto adatto per i bambini, per le donne in gravidanza, per i cardiopatici o per chi è particolarmente ansioso. Il paziente spesso non sente praticamente nulla e la seduta risulta più confortevole.

Il laser viene impiegato in molti trattamenti odontoiatrici; in alcuni casi per sostituire del tutto i trattamenti convenzionali, in altri casi come utile complemento. In campo odontoiatrico esistono molte tipologie di laser per una varietà di applicazioni: eliminazione della carie, sbiancamento, decontaminazione degli alveoli in implantologia, indurimento dei materiali, cura delle malattie gengivali, e molto altro.

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