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Parodontologie et chirurgie des tissus mous avec le laser Er:YAG

le 20-08-2024

Traitement parodontal non chirurgical

Le laser ablatif Er:YAG a été décrit pour ses effets bactéricides et de détoxification des surfaces. En effet, son efficacité a été démontrée sur le retrait des dépôts bactériens et des dépôts minéralisés sous-gingivaux, tout en induisant un stress mécanique et en préservant l’intégrité de la surface radiculaire(1). Le principe d’action est l’absorption de l’énergie par l’eau et les composés organiques des tissus afin d’induire une élévation de la température conduisant à une évaporation d’eau et in fine à l’expansion du tartre jusqu’à son détachement de la surface dentaire.

 

Radio patiente
laser ErYAG patienteFig. 01 : dans ce cas clinique, la patiente souffrait d’une parodontite avancée. Lors de l’assainissement, des sécrétions purulentes étaient présentes. Nous avons donc utilisé le laser Er:YAG, dont l’action antibactérienne a permis de compléter l’assainissement par ultrasons. La cicatrisation a été très rapide, et aucun liquide séreux n’était présent lors du contrôle à 3 mois.

 

Comme dans toute technique médicale, la balance coût-bénéfice doit être scrupuleusement évaluée par le praticien. La littérature ne montre pas d’effet bénéfique du laser Er:YAG par rapport au traitement non chirurgical classique mécanique ou ultrasonique en termes de retrait du tissu inflammatoire et clinique(2).
La méta-analyse de Salvi et al. de 2020 montre aussi que le laser Er:YAG utilisé en adjonction du traitement mécanique classique n’offre pas non plus de bénéfice clinique comparé au traitement mécanique seul : léger bénéfice en termes de réduction de profondeur de poche et gain d’attache, mais non significatifs.

 

D’autres types de laser ont aussi été évalués lors du traitement parodontal non chirurgical (laser Nd:YAG, laser dioxyde). Ces derniers ne sont pas efficaces pour le retrait de tartre sous-gingival, ils ont donc été étudiés pour leurs effets antimicrobiens en adjonction à l’instrumentation classique, mais les résultats sont controversés.

 

laser Er:YAGFig. 02 : dans les poches parodontales, nous allons préféré utiliser un tips avec un champs d’action initialement focalisé, puis qui se diffuse. Le Tips P600T de Morita,est particulièrement adapté pour les poches parodontales de taille moyenne. Un paramètre de 20 Hz – 50 mJ, sous spray d’eau stérile est recommandé avec ce tips, et un temps d’action assez court pour n’avoir qu’une action d’assainissement et non chirurgicale.

 

La littérature actuelle ne montrant pas de bénéfice clinique évident lors de l’utilisation du laser, son utilisation et le coût additionnel associé à cette technique n’est alors pas justifié. C’est pour cette raison que dans les recommandations de l’European Federation of Periodontology (EFP) de 2020, il est suggéré de ne pas utiliser le laser en adjonction à l’instrumentation sous gingivale classique(3).

De la même manière, l’utilisation du laser lors du traitement parodontal chirurgical résectif ou régénératif n’est pas recommandé non plus en raison de son bénéfice clinique négligeable et du manque de preuves scientifiques(4).

 

Traitement des maladies péri-implantaires

Dans le traitement non chirurgical des mucosites et péri-implantites, la décontamination de la surface implantaire exposée est l’étape clé à la résolution de l’inflammation et à la guérison des lésions. L’utilisation du laser a alors été testée en monothérapie et en adjonction au traitement mécanique seul, mais ne montre aucun bénéfice clinique supplémentaire.

 

Une étude conduite sur 220 patients(5) montre une guérison des mucosites de 31% avec le traitement mécanique seul et de 34% avec le laser utilisé en adjonction.
De la même façon, le laser Er:YAG ne montre pas de bénéfice histologique et clinique dans le traitement des péri-implantites(6, 7, 8) comparé au traitement mécanique seul.
Environ 50% des péri-implantites traitées de manière non chirurgicale nécessitent secondairement une prise en charge chirurgicale, quelle que soit la technique non chirurgicale utilisée, le laser ne faisant pas exception.

 

Lors du traitement chirurgical des péri-implantites, le laser permet de décontaminer efficacement la surface implantaire tout en préservant son intégrité. Le laser Er:YAG n’interagit pas avec le métal et le laisse intègre. Cependant, le laser ne montre pas de bénéfice clinique comparé aux autres méthodes de décontamination(9).

 

 

Chirurgie muco-gingivale ablative

En chirurgie muco-gingivale, différents lasers ont été testés pour diverses applications cliniques, comme le prélèvement ou la désépithélialisation de greffon autologue palatin, mais son innocuité et leur supériorité clinique par rapport aux autres techniques n’ont jamais été démontrées.

Néanmoins, l’utilisation du laser Er:YAG lors des chirurgies muco-gingivales résectives (frénectomie, élongation coronaire, gingivectomie) a été largement évaluée dans la littérature. En comparaison à l’utilisation de la lame froide ou du bistouri électrique, le laser permet de réduire le saignement per-opératoire et les douleurs post-opératoires, tout en offrant une efficacité clinique similaire(10).
La stimulation de la coagulation permet également un gain de temps opératoire et de cicatrisation pour le patient.

 

Chirurgie des tissus durs

La micro-ablation osseuse sans effet thermique, caractérisée par une faible diffusion et une irrigation efficace, offre une approche novatrice. Cette technique se distingue par l’absence de débris de fraisage, permettant ainsi une élimination des substances toxiques et des matières organiques à la surface de l’os irradié, assurant ainsi une intervention sur un os propre.

 

Un avantage notable réside dans la stimulation de la cicatrisation, comme démontré par l’étude de Kesler et ses collaborateurs en 2011(11). Cette méthode favorise la sécrétion de facteurs de croissance dérivés des plaquettes, induisant ainsi une cicatrisation stimulée. L’explication de ce phénomène repose sur la création de micro-irrégularités qui facilitent l’attraction du caillot sanguin, favorisant ainsi la concentration des facteurs de cicatrisation. Cette approche se présente comme un puissant biostimulant.

Les applications de cette technique sont diverses, notamment dans la sculpture tissulaire. Elle peut être employée pour des procédures telles que l’allongement coronaire ou la régulation de la crête. De plus, elle trouve une utilité précieuse dans la sculpture des greffons cortico-spongieux, démontrant ainsi sa polyvalence dans la chirurgie des tissus durs.

 

Conclusion

Le laser Er:YAG séduit souvent le praticien pour les chirurgies. Il a la capacité de réaliser un curetage sélectif des tissus mous. De plus, il permet une cautérisation en superficie, permettant une meilleure visibilité pour l’opérateur et un gain de temps opératoire. Pour les tissus osseux, en plus de ne pas apporter de débit de fraisage, l’irradiation stimule la cicatrisation.

 

Mais l’utilisation du laser ne se traduit pas toujours par un avantage significatif par rapport à d’autres techniques, et ses bénéfices sont souvent tempérés par le coût élevé de l’appareil. Également, en raison de sa taille imposante, l’appareil nécessite d’être positionné à proximité du fauteuil plutôt que d’être directement intégré à celui-ci. Cette contrainte logistique peut constituer un inconvénient pratique.

 

 

Pour conclure, le laser est un outil très polyvalent, efficace et ergonomique, qui trouvera sa place dans les cabinets d’omnipratique ou d’endodontie exclusive.
Pour d’autres spécialités, le bénéfice du laser par rapport à d’autres techniques est encore à évaluer et à mettre en relation avec le coût important de l’appareillage.
En parodontologie notamment, bien que le laser Er:YAG ait prouvé son efficacité dans le traitement initial non chirurgical, le bénéfice clinique attendu reste équivalent aux autres techniques conventionnelles qui sont moins onéreuses. L’intérêt pour le patient doit toujours rester au centre de nos choix thérapeutiques, le laser n’échappant pas à cette règle.

 

Cet article est le troisième de la série sur le laser Er:YAG des Drs Cléa Wagner, Romain Gabriel et Alexia Larderet. Retrouvez les deux premières publications en intégralité sur Dentalespace : L’introduction sur l’utilisation du laser en odontologie et Les principes et applications du laser Erbium YAG en odontologie.

 

Références bibliographiques

(1) Ishakawa et al.Long-term histologic analysis of bone tissue alteration and healing following Er:YAG laser irradiation compared to electrosurgery.
Journal of Periodontology, 2009.

(2) Schwarz et al.Laser application in non-surgical periodontal therapy: a systematic review.
J Clin Periodontol. 2008;35(8 Suppl):29-44.

(3) Sanz et al. Traitement de la parodontite de stade I-III –Les recommandations S3 de l’EFP en pratique clinique.
J Clin Periodontol. 2020;47:4–60.

(4) Behdin et al.Effectiveness of Laser Application for Periodontal Surgical Therapy: Systematic Review and Meta-Analysis.
Clinical Science, 2015.

(5) Aimetti et al.Adjunctive efficacy of diode laser in the treatment of peri-implant mucositis with mechanical therapy: A randomized clinical trial.
Clinical oral implants research, 2019.

(6) Schwarz et al.Clinical evaluation of an Er:YAG laser for nonsurgical treatment of peri-implantitis: a pilot study.
Clinical oral implants research, 2004.

(7) Schwarz et al.Influence of fluorescence-controlled Er:YAG laser radiation, the Vector™ system and hand instruments on periodontally diseased root surfaces in vivo.
J Clin Periodontol. 2006.

(8) Schwarz et al.Laser wavelengths and oral implantology.
Lasers Med Sci, 2009.

(9) Ting et al.Laser decontamination microscopic process study on radioactive contaminations with Cs+ ion of 304 stainless steel surface.
Applied radiation and isotopes, volume 182, 2022.

(10) Silva et al.
2022.

(11) Kesler et al.Platelet Derived Growth Factor Secretion and Bone Healing After Er:YAG Laser Bone Irradiation.
Journal of Oral Implantology 37 Spec No(sp1):195-204, 2011.

Les principes et applications du laser Erbium YAG en endodontie

le 22-07-2024

La spécificité du laser Erbium YAG par rapport à d’autres lasers utilisés en dentisterie, est sa longueur d’onde appartenant à la famille de l’infrarouge (moyen), mesurée à 2 940 nm. Sa forte absorption dans l’eau (98%) et les composants aqueux des tissus mous lui confère une place importante lors des thérapies de conservation de la vitalité pulpaire, de traitements endodontiques ou lors de la reprise de traitement par voies orthogrades et a rétro.

Les thérapies assistées au laser s’acquittent de contact direct entre la fibre optique du laser sur les tissus ciblés. Les impulsions émises à l’extrémité de la pièce à la main du laser libèrent une onde lumineuse, qui en traversant le substrat irradié induira des effets photochimiques, photomécaniques et bactéricides.

(Re)découvrez dès maintenant l’introduction sur l’utilisation du laser en odontologie des Drs Cléa Wagner, Romain Gabriel et Alexia Larderet.

 

Conservation de la vitalité pulpaire : du coiffage direct à la pulpotomie assistée au laser

Lors du traitement des caries profondes, le laser Erbium YAG permet un curetage ciblé des tissus infectés. L’Erbium YAG, le laser Er,Cr:YSGG et le CO2 à émission pulsée sont les laser à privilégier sur les tissus durs tels que l’os et la dentine, dont le poids est composé de 70% de phase minérale (d’hydroxyapatite), de 20% de phase organique protéique et de 10% d’eau.
Grâce à son absorption dans l’eau et l’hydroxyapatite, l’Erbium YAG agit de manière sélective sur les tissus dentinaires, réduisant le risque de diffusion thermique vers les tissus sous-jacent : la pulpe.

 

Lorsque l’effraction pulpaire a eu lieu, la pulpotomie assistée au laser présente également plusieurs avantages(1). La composition du plasma du sang est majoritairement aqueuse, composée à 90% d’eau. L’absorption de l’onde lumineuse et sa conversion en chaleur au sein même du plasma est presque totale.
Dès lors que le laser atteint la surface du conjonctif pulpaire ciblé, la température atteint entre 50°C à 100°C, pendant une durée de l’ordre de la seconde, et produit une dessiccation, un blanchissement, et une rétraction des tissus par dénaturation des protéines et du collagène.
Afin d’éviter les dommages causés sur le parenchyme pulpaire immédiatement à proximité de la pulpe inflammée, le laser s’utilise en mode « sub-ablatif » et délivre une onde lumineuse à basse puissance (≤ 0,5W). La forte absorption de l’onde lumineuse dans l’eau, dès les premiers micromètres de tissu pulpaire irradié, prévient des risques iatrogènes de diffusion en profondeur sur la pulpe saine et sur les tissus adjacents.

 

Au sein de la pulpe inflammée et irradiée au laser, la contraction des vaisseaux sanguins initie l’hémostase primaire. Lorsque l’intégralité de la pulpe inflammée est éliminée, la coagulation et le processus de cicatrisation peuvent avoir lieu. Dans d’autres cas, la compression d’une boulette de coton stérile est nécessaire pour évaluer le statut inflammatoire du tissu pulpaire résiduel et du parenchyme pulpaire sous-jacent.

 

L’utilisation du laser à distance des tissus organiques, sous un spray d’eau stérile en continu, augmente la visibilité et le confort de l’opérateur. De plus, la fine pellicule d’eau délivrée à la surface des tissus irradiés réduit l’élévation de la température in situ. L’absence de contact direct entre la fibre et les tissus organiques garantit le respect et le maintien des règles d’asepsie per-opératoires.

 

Secondairement à la dénaturation et la rétractation des tissus irradiés, une couche superficielle de coagulation apparaît et s’en su

it la nécrose et la détersion des tissus. Cette étape de destruction tissulaire marque le début de la phase de cicatrisation(2).

 

Cas clinique

 

Patient adressé pour des symptômes de pulpite réversible associés à une résorption inflammatoire externe cervicale envahissante. Une inflammation gingivale localisée sur la gencive marginale, modérée à sévère, est visible à l’examen clinique.
Le patient a auparavant consulté son dentiste qui a réalisé le curetage de la zone résorbée et mise en place un ciment verre ionomère. Aucun traitement endodontique n’a été initié. Le patient se plaint de douleurs provoquées par les sensations thermiques.
Une adjonction de composite fluide (sans mordançage) en proximal de la dent 22 a été réalisée par le Dr Romain Gabriel en prévision de la future intervention chirurgicale.

 

dent 22 - radiographie rétro alvéolaire et photo pré-opératoire
Fig. 01 : radiographie rétro alvéolaire et photo pré-opératoire de la 22.

 

photos per opératoires de la pulpotomie assistée au laser Erbium YAG
Fig. 02 : photos per opératoires de la pulpotomie assistée au laser Erbium YAG. Irradiation à distance des tissus pulpaires, sous un spray d’eau stérile en continu pour augmenter la visibilité et réduire l’échauffement du parenchyme pulpaire sous-jacent. La pulpotomie a été conduite jusqu’à un niveau situé apicalement par rapport à la limite radiculaire de la zone résorbée.
Photo de droite : hémostase primaire obtenue sans avoir recours à une compression manuelle.

 

photo per opératoire du coiffage direct de la pulpe à l'aide de ciments silicate di/tri calciques
Fig. 03 : photo per opératoire du coiffage direct de la pulpe à l’aide de ciments silicate di/tri calciques : Total Fill Fast Set Putty (FKG). Permet d’optimiser le scellement endodontique, avec des propriétés antibactériennes, une adhérence aux parois dentinaires et un pH de 12,4 avec la libération d’OH2Ca à distance.

 

Chirurgie endodontique

Lors de traitements chirurgicaux assistés au laser, l’effet photoablatif est conditionné par l’énergie transmise et la fréquence à laquelle les impulsions laser sont distribuées. Au-delà de 150 mJ, l’exérèse des tissus mous inflammatoires et granulomateux est observable avec des lasers émettant dans l’infrarouge comme le laser Erbium-YAG (2,9 µm).
En effet, 2.9 µm est situé au niveau du pic d’absorption de l’eau. A une fréquence faible, l’absorption de l’énergie par l’eau tissulaire est si intense que l’eau in situ s’évapore instantanément sous l’impulsion laser et provoque l’effet ablatif des tissus. En outre, la très brève durée du pulse (quelques centaines de micro secondes) évite les phénomènes de diffusion thermique.

 

En plus d’un curetage sélectif des tissus mous, un effet de cautérisation en superficie des tissus ciblés initie l’hémostase primaire et augmente la visibilité de l’opérateur. L’efficacité et la précision de coupe au sein des différentes couches tissulaires est observable sous aide optique.

 

hoto per opératoires de la phase chirurgicale du traitement de la résorption externe cervicale
Fig. 04 : photo per opératoires de la phase chirurgicale du traitement de la résorption externe cervicale. Élimination du tissu de granulation au laser. Dépose de la restauration existante et curetage des tissus dentinaires résorbés. Visibilité du ciment biocéramique mis en place lors de la phase endodontique. Adjonction de ciment silicate di/tricalciques en fond de cavité. Ajout d’un ciment verre ionomère chargé en surface « technique sandwich fermé ».

 


Fig. 05 : chanfrein réalisé par le Dr Romain Gabriel en périphérie de la cavité.

Puis réalisation du polissage et sutures en points suspendues aux les plots de composite proximaux.

 

radiographie rétro alvéolaire post opératoire à + 6 mois
Fig. 06 : radiographie rétro alvéolaire post opératoire à 6 mois. Les examens cliniques et radiographiques ne mettent pas de signe d’inflammation pulpaires ou péri apicaux en évidence. Un pont de tissu minéralisé est visible en regard du ciment biocéramique. Le patient ressent des sensations thermiques physiologiques légèrement diminuées, sans symptômes associés.

 

radiographie rétro alvéolaire post opératoire à + 12 mois
Fig. 07 : radiographie rétro alvéolaire post opératoire à + 12 mois. Les examens cliniques et radiographiques ne mettent pas de signe d’inflammation pulpaires ou péri apicaux en évidence. Un pont de tissu  minéralisé est visible en regard du ciment biocéramique.

 

Traitements endodontiques orthogrades : l’activation des solutions d’irrigation assistée au laser

En comparaison aux autres lasers classés dans la famille de l’infrarouge moyen, l’effet de cavitation produit par la fibre du laser Erbium YAG immergée dans la cavité d’accès remplie de solution d’irrigation est sans précédent.
Le laser Erbium YAG s’inscrit donc parfaitement dans nos principes actuels de traitements mini-invasifs, comme moyen d’activation de nos solutions d’irrigation.

 


Fig. 08 : spectre élétromagnétique.

 

La faible énergie (< 40mJ) transmise par l’onde lumineuse collimatée induit une élévation de température ponctuelle, de la solution aqueuse irradiée. Chaque pulsation laser produit alors une bulle de vapeur appendue à la fibre optique, qui s’expand dans les trois dimensions jusqu’à se rompre sous la pression du liquide environnant. Lors de son collapsus, la bulle de vapeur se détache de la fibre optique pour progresser axialement au sein de l’endodonte. L’implosion de la bulle de cavitation sera à l’origine d’autres phénomènes de cavitations secondaires, à distance de la cavité d’accès, c’est l’effet photoacoustique.

L’effet du laser sur l’hypochlorite a été étudié et la dynamique des fluides qui en résulte est comparable à l’effet photoacoustique sur les solutions aqueuses(3,4). Lors d’une activation d’hypochlorite au laser, les propriétés solvantes et antibactériennes de la solution garantissent la désinfection et le cathétérisme de système endo-canalaire(5).

 

Dent 45 – radiographies pre et post opératoires à +7 mois et à + 12 mois post opératoire
Fig. 08 : radiographies pre et post opératoires de la 45 à +7 mois et à + 12 mois post opératoire. Patient adressé pour des symptômes d’abcès apical aigu.
Traitement endodontique réalisé par le Dr Romain GABRIEL : activation des solutions d’hypochlorite et d’EDTA au laser Erbium YAG. Rinçage final activé au laser Erbium YAG et obturation intra canalaire au ciment biocéramique
.

 

Les ondes de choc pulsatiles et les phénomènes hydrodynamiques produisent des contraintes mécaniques de cisaillement sur les surfaces canalaires efficaces pour l’élimination de la boue dentinaire des parois canalaires(6,7).
L’effet bactéricide du laser repose sur ses effets photoacoustiques et  photochimiques au sein même de la solution d’irrigation(8).

Le phénomène de diffusion prédomine lors de la pénétration de la solution d’irrigation au sein de la dentine canalaire infectée. La propagation et les mouvements de fluides initiés par l’irradiation laser induisent un gradient de concentration de la solution d’hypochlorite dans le canal principal par rapport au tubulis dentinaires(9).

L’exposition prolongée et la meilleure pénétration de l’hypochlorite de sodium en profondeur au sein des tubulis dentinaires potentialisent l’effet bactéricide de la solution d’irrigation.
On observe une meilleure efficacité de l’hypochlorite sur les bactéries intra tubulaires par rapport à d’autres moyen d’activation des solutions d’irrigation. Cette pénétration s’étend de la chambre pulpaire au réseau canalaire, isthmes, deltas apicaux et tubulis dentinaires. Il a été démontré que l’effet de cavitation produit pourrait permettre la destruction des bactéries à des profondeurs dentinaires comprises entre 300 à 400 µm(10).

En parallèle, le laser est à l’origine d’effets chimiques extemporanés au sein de la solution d’hypochlorite, c’est l’effet photochimique. Il intervient tel un catalyseur du taux de réaction du NaClO en solution augmentant le taux de chlorine, acteur majeur de la dissolution des composants organiques(11). Il est important de souligner que grâce à cette approche, le risque d’extrusion est diminué(12).

 

Conclusion

En endodontie, le laser Er:YAG est un atout très complet pour les traitements endodontiques orthogrades, grâce à l’activation des solutions d’irrigation assistée au laser. Il permet également la désinfection à distance des tissus pulpaires dans le cadre d’un coiffage direct, tout en réduisant l’échauffement du parenchyme pulpaire sous-jacent.

 

Afin de compléter cette présentation, les Drs Cléa Wagner, Romain Gabriel et Alexia Larderet ont  publié un article sur la chirurgie des tissus mous au laser Er:YAG.

 

Références bibliographiques

(1) D. Ricucci, S. Loghin, and J-F. Siqueira Jr – Correlation between clinical and histologic pulp diagnoses.
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(2) T. Komabayashi, A. Ebihara, and A. Aoki – The use of lasers for direct pulp capping.
J Oral Sci, vol. 57, no. 4, pp. 277–286, 2015, doi: 10.2334/josnusd.57.277

(3) J. D. Pecora, A. Brugnera, A. L. Cussioli, F. Zanin, and R. Silva – Evaluation of dentin root canal permeability after instrumentation and Er:YAG laser application.
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(4) X. Cheng et al – Evaluation of the bactericidal effect of Nd:YAG, Er:YAG, Er,Cr:YSGG laser radiation, and antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) in experimentally infected root canals.
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(5) J. Blanken, R. De Moor, and M. Meire – Laser Induced Explosive Vapor and Cavitation Resulting in Effective Irrigation of the Root Canal . Part 1 : A Visualization Study.
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(6) C-E. Brennen – Cavitation and Bubble Dynamics.
1995. Accessed: Nov. 29, 2018.

(7) E. DiVito, O-A. Peters, and G. Olivi – Effectiveness of the erbium: YAG laser and new design radial and stripped tips in removing the smear layer after root canal instrumentation.
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(8) M-A. Meire, K. De Prijck, T. Coenye, H. J. Nelis, and R. De Moor – Effectiveness of different laser systems to kill Enterococcus faecalis in aqueous suspension and in an infected tooth model.
Int Endod J, vol. 42, no. 4, pp. 351–359, 2009, doi: 10.1111/j.1365-2591.2008.01532.x

(9) H. Matsumoto, Y. Yoshimine, and A. Akamine – Visualization of irrigant flow and cavitation induced by Er:YAG laser within a root canal model.
J Endod, vol. 37, no. 6, pp. 839–843, 2011, doi: 10.1016/j.joen.2011.02.035

(10) A-A. Azim, H. Aksel, T. Zhuang, T. Mashtare, J-P. Babu, and G-T-J. Huang – Efficacy of 4 irrigation protocols in killing bacteria colonized in dentinal tubules examined by a novel confocal laser scanning microscope analysis.
J Endod, vol. 42, no. 6, pp. 928–934, 2016, doi: 10.1016/j.joen.2016.03.009

(11) R-G. Macedo, P. Wesselink, F. Zaccheo, D. Fanali, and L. Van Der Sluis – Reaction rate of NaOCl in contact with bovine dentine: Effect of activation, exposure time, concentration and pH.
Int Endod J, vol. 43, no. 12, pp. 1108–1115, 2010, doi: 10.1111/j.1365-2591.2010.01785.x

(12) H-H. Peeters and L. Mooduto – Radiographic examination of apical extrusion of root canal irrigants during cavitation induced by Er,Cr:YSGG laser irradiation: An in vivo study.
Clinical Oral Investigations, vol. 17, no. 9, pp. 2105–2112, 2013, doi: 10.1007/s00784-012-0910-2

Le laser Er:YAG en odontologie

le 27-05-2024

Le monde médical dentaire a vu émerger depuis le milieu du siècle dernier une dizaine de lasers, dont les principaux sont le laser diode, laser CO2 et laser Er:YAG. Leurs applications dépendent de leur longueur d’onde, de laquelle en résulte l’absorption de l’énergie dans le tissu cible, et de leur capacité à pénétrer le tissu cible(1, 2, 3, 4).

 

Parmi ces lasers, le laser au grenat d’yttrium-aluminium dopé à l’erbium (laser Er:YAG) se distingue avec sa longueur d’onde de 2 940 nm, correspondant au pic d’absorption de l’eau et de l’hydroxyapatite. Ces éléments sont présents dans les tissus durs et mous de la cavité buccale, conférant à cet outil une grande polyvalence en dentisterie. À cet égard, le laser à CO2 présente un avantage similaire, mais avec une capacité de pénétration dans le tissu dix fois supérieure : 0,03 mm contre 0,003 mm pour le laser Er:YAG. La maîtrise de la profondeur de pénétration de l’énergie dans le tissu revêt une importance cruciale si l’objectif est de cibler avec précision un tissu(5).

 

Des précautions d’usage doivent cependant être employées lors de la manipulation de ce type de laser, notamment le port de lunettes de protection pour le patient et le praticien. Bien que rares, les risques associés à cette technique doivent être considérés. Une irradiation mal contrôlée ou réfléchissant au niveau des surfaces métalliques peut en particulier causer des dommages au niveau de la gorge ou des tissus oraux du patient, et des yeux du patient et de l’opérateur.

 

Principes de fonctionnement et caractéristiques du laser Er:YAG

Les lasers utilisent l’effet photoélectrique du milieu amplificateur pour créer une énergie. Dans le cas du laser Er:YAG, le milieu amplificateur est un solide cristallin constitué de grenat d’yttrium et d’aluminium (YAG), dans lequel les ions Y3+ sont remplacés par des ions erbium (Er3+). Il en résulte la libération de photons d’une longueur d’onde de 2 940 nm.

 

Schéma laser Er:YAG
Fig. 01 : ce schéma représente le principe de fonctionnement d’un laser. La création des photons dans le milieu amplificateur se fait par le biais de la source de pompage. Les miroirs permettent d’obtenir la quantité de photons désirée, puis les photons sont libérés et envoyés vers le système de transmission en passant par un miroir et une lentille focalisante qui permet de concentrer les photons. Pour le laser Er:YAG, le système de transmission est un système plein, avec un contre angle sur lequel s’ajoute un embout adapté.

 

Lorsque des photons interagissent avec le tissu cible, plusieurs effets se manifestent en fonction de la composition du milieu du tissu cible : effet photo-ablatif, effet photochimique, effet photoacoustique et effet bactéricide.

• Fonctionnement de l’effet micro-ablatif (ou photo-ablatif) :
L’énergie lumineuse produite par le laser (le photon) est absorbée par le tissu cible, entraînant une élévation de la température, puis une augmentation de la pression, et finalement une évaporation (micro-explosion). Ainsi, l’énergie lumineuse se transforme en chaleur, c’est ce que l’on appelle l’effet photo-ablatif par vaporisation, ou plus précisément l’effet micro-ablatif. Bien que la faible pénétrance du laser Er:YAG limite la dissipation de chaleur, l’utilisation d’un spray d’eau reste essentielle pour prévenir le phénomène de conduction.

 

• Fonctionnement de l’effet photochimique ou photothérapie dynamique :
Ce principe vise à convertir l’énergie lumineuse en énergie chimique. Un exemple simple présent dans la nature, dans nos arbres, est la transformation du dioxyde de carbone (CO2) et de l’eau en glucose restant et en oxygène libéré dans l’air. L’énergie lumineuse peut fournir une quantité suffisante d’énergie pour permettre des échanges chimiques au niveau moléculaire. Cet effet est recherché dans des thérapies à basse énergie pour favoriser la biostimulation des tissus (angiogenèse, gestion de la douleur, cicatrisation, etc.). En fonction des lasers, cet effet peut être obtenu grâce à des agents photosensibles. Dans le cas du laser Er:YAG, c’est principalement de cette manière que l’effet photochimique est utilisé.

 

• Fonctionnement de l’effet photoacoustique :
Lorsque le laser émet, il libère une énergie se propageant sous forme d’ondes. Bien que la pénétration du laser Er:YAG dans les tissus soit extrêmement faible, son utilisation dans un milieu liquide facilite la propagation des ondes, autorisant ainsi le déplacement du liquide. Ce phénomène trouve des applications spécifiques, exploitant la mobilité accrue du liquide pour influencer des cibles à des profondeurs limitées.

 

• Fonctionnement de l’effet bactéricide :
Les micro-organismes encapsulés dans un biofilm peuvent être éliminés de diverses manières : soit par l’augmentation de la chaleur, résultant de l’effet micro-ablatif du laser, soit en absorbant directement les photons, grâce à l’effet photochimique, soit en se déplaçant et perturbant ainsi le biofilm par l’effet photoacoustique. Ces mécanismes soulignent la polyvalence et l’efficacité du laser Er:YAG dans l’élimination des micro-organismes.

 

Applications

Selon Banerjee et al.(6), l’instrument idéal pour l’éviction carieuse devrait satisfaire les critères de confort et facilité d’utilisation, d’élimination des tissus malades, être indolore et silencieux, ne générant pas de vibrations ni de chaleur pendant les périodes de fonctionnement à prix abordable et facile d’entretien. L’instrument parfait n’existe pas, mais le laser Er:YAG se détache des méthodes conventionnelles, avec une efficacité au moins égale à celle des instruments rotatifs(7, 8).

Il est décrit comme moins algique et plus confortable que le système de rotation continue(9, 10), bien que cela soit très opérateur dépendant. En revanche, l’éviction carieuse au laser est moins bruyante (pas de bruit de forage) et ne produit pas de vibration(11, 12). L’effet bactéricide du laser Er:YAG a clairement été démontré. La population bactérienne est divisée par 4 sur une surface dentinaire traitée par le laser Er:YAG par rapport à une surface dentinaire traitée par un système rotatif(13, 14, 15).

En revanche, les patients ont déclaré être plus gêné par l’odeur avec le laser(16).

Le temps de travail reste raisonnable (molaire : 3 à 6 minutes pour une carie proximale), mais considérablement augmenté par rapport à une éviction carieuse au moyen d’instruments rotatifs(11, 12).

L’émail contient plus d’hydroxyapatite et moins d’eau que la dentine. Bien que le laser Er:YAG interagit avec ces deux chromophores, il présente une affinité supérieure pour l’eau. Par conséquent, l’énergie utilisée sur la dentine est diminuée par rapport à celle utilisée sur l’émail. Il est important de noter que les dentines infectées et affectées présentent également une hydratation accrue par rapport à la dentine saine. Ainsi, en ajustant le niveau d’énergie, il est possible de cibler la dentine cariée avec une énergie plus faible, minimisant ainsi l’impact sur la dentine saine.
Le laser Er:YAG présente également l’avantage de permettre une dépose sélective des anciennes restaurations au composite, notamment sur l’émail où il est généralement difficile d’observer une différence entre les deux composants. L’absorption du laser Er:YAG est différente entre l’émail et la résine, donc en plus de faciliter la dépose (différence sonore entre les deux composants), l’émail est très peu impacté par les effets du laser. En revanche pour la dentine l’absorption est similaire, il faudra donc être plus vigilant(17).
Le laser Er:YAG n’interagit pas avec la céramique, et est absorbé par les résines, notamment les résines dual de collage. Il permet donc la dépose d’éléments prothétique en céramique collés, sans endommager la pièce, pour pouvoir la recoller dans la même séance si besoin.

 

Fig. 02 : laser Er:YAG et différents paramètres :
Paramètre 10Hz et 170mJ (donc une énergie de 1,7 watts) : pour une action sur la dentine. La fréquence et l’énergie peuvent être modulées en fonction de l’état de la dentine : dentine infectée, affectée ou saine.
Paramètre 10Hz et 400mJ (donc une énergie de 4 watts) : pour la dépose de pièces en céramique.
Il est important de comprendre que tous les paramètres se doivent d’être adaptés à la situation clinique et à l’objectif de l’application du laser (exérèse, désinfection, dépose…).

 

Le travail de recherche de thèse du Dr Cléa Wagner, sous la direction du Dr Olivier Etienne, s’est donc orienté vers la caractérisation des propriétés mécaniques de la dentine et des états de surface susceptibles d’influencer la résistance de ce collage ; avant de réaliser des tests d’adhésion comparatifs. Il a été conclu que cliniquement, les avantages du laser ne se font pas aux dépens du collage, si celui-ci est réalisé dans de bonnes conditions cliniques et de surcroit s’il est associé à un mordançage. La dentine uniquement irradiée présente une surface dénaturée sur une profondeur 5 à 25 µm. Ainsi, si le mordançage ne peut être appliqué (proximité pulpaire par exemple), il conviendra d’irradier une zone précise pour s’assurer que la dentine irradiée est éloignée du joint et éviter de compromettre l’étanchéité de la restauration.

Enfin, le laser Er:YAG permet de réduire l’hypersensiblité dentinaire. Utilisé avec une faible énergie, des théories indiquent que les tubules dentinaires se bouchent de façon optimale avec une énergie de 0,5 W(18), réduisant ainsi la sensibilité dentinaire (de 38,2% à 47% selon la méta-analyse de Asnaashari et Moeini(19)).

 

Vidéo présentant l’utilisation du laser Er:YAG pour l’exérèse carieuse. On constate que de par la différence d’absorption du lasser entre l’émail et la dentine, la dentine se dépose plus rapidement que l’émail.

 

Conclusion

Le laser Er:YAG peut réaliser une élimination carieuse totale ou partielle. Toutefois, cette technique nécessite plus de temps qu’une exérèse carieuse conventionnelle. La dénaturation de la dentine une fois irradiée laisse un doute sur l’hydrolyse du joint au long terme.
Il est donc recommandé d’utiliser le laser dans des zones proches de la pulpe, où la combinaison de l’effet photo-ablatif, assurant une précision accrue par rapport à une fraise, avec l’effet bactéricide, est avantageuse. Le laser peut également être appliqué en fond de cavité pour profiter exclusivement de son effet bactéricide.

 

Afin de compléter cette présentation, les Drs Cléa Wagner, Romain Gabriel et Alexia Larderet ont publié deux articles sur l’utilisation du laser :
Les principes et applications du laser Erbium YAG en endodontie
Parodontologie et chirurgie des tissus mous avec le laser Er:YAG

 

Références bibliographiques

(1) B. Spyropoulos – 50 years LASERS : in vitro diagnostics, clinical applications and perspectives.
Clin Lab, 2011. 57(3-4) :131-42

(2) D. M. Zezell, P. Aparecida Ana – High power lasers and their interaction with biological tissues.
In : Lasers In Dentistry : guide for clincal practice. John Wiley & Sons, Ltd; 2015

(3) G. Rey – La chirurgie pré-implantaire laser assitée quelle longueur d’onde choisir ?
Journal LS, cité 8 octobre 2019 ; Implantologie dentaire

(4) G. Rey, J-L. Girard, A. Para, B. Lamouret, P. Missika – Utilisation des lasers en endontologie.
Principes physiques et protocoles opératoires. Éditions CdP. 2014

(5) M-F. Bertrand, J-P. Rocca – Les lasers en médecine bucco-dentaire.
Réalités cliniques n°2, 2012;23‑2:85‑94

(6) A. Banerjee, T-F. Watson, E-A. Kidd – Dentine caries excavation : a review of current clinical techniques.
Br Dent J. 2000 May 13 ;188(9):476-82

(7) S. Tao, L. Li, H. Yuan, S. Tao, Y. Cheng, L. He, J. Li – Erbium Laser Technology vs Traditional Drilling for Caries Removal: A Systematic Review with Meta-Analysis.
J Evid Based Dent Pract. 2017 Dec;17(4):324-334

(8) A. Aoki, I. Ishikawa, T. Yamada, M. Otsuki, H. Watanabe, J. Tagami, et al – Comparison between Er:YAG laser and conventional technique for root caries treatment in vitro.
J Dent Res. 1998 Jun ;77(6):1404-14

(9) R. Sarmadi, E. V. Andersson, P. Lingström, P. Gabre – A Randomized Controlled Trial Comparing Er:YAG Laser and Rotary Bur in the Excavation of Caries – Patients’ Experiences and the Quality of Composite Restoration.
Open Dent J. 2018 May 31 ;12:443‑54

(10) U. Keller, R. Hibst, W. Geurtsen, R. Schilke, D. Heidemann, B. Klaiber, W-H. Raab – Erbium : YAG laser application in caries therapy. Evaluation of patient perception and acceptance.
J Dent. 1998 Nov ; 26(8):649‑56

(11) M-F. Bertrand, L. Lupi-Pègurier, D. Deschodt-toqué, J-P. Rocca – Lasers et gestion de la maladie carieuse.
Réalités Cliniques n°2, 2012;23‑2:95‑104

(12) R. SARMADI, E HEDMAN, P. Gabre – Laser in caries treatment – patients’ experiences and opinions.
Int J Dent Hyg. 2014 Feb ; 12(1):67‑73

(13) A. Mehl, M. Folwaczny, C. Haffner, R. Hickel – Bactericidal effects of 2.94 microns Er:YAG-laser radiation in dental root canals.
J Endod. 1999 Jul ; 25(7):490‑3

(14) A. Prabhakar, M. Lokeshwari, S. V Naik, C. Yavagal – Efficacy of Caries Removal by Carie-Care and Erbium-doped Yttrium Aluminum Garnet Laser in Primary Molars : A Scanning Electron Microscope Study.
Int J Clin Pediatr Dent. 2018 Jul-Aug ; 11(4):323‑9

(15) U. Schoop, W. Kluger, A. Moritz, N. Nedjelik, A. Georgopoulos, W. Sperr – Bactericidal effect of different laser systems in the deep layers of dentin.
Lasers Surg Med. 2004;35(2):111‑6

(16) A. Belcheva, M. Shindova – Subjective Acceptance of Pediatric Patients during Cavity Preparation with Er:YAG Laser and Conventional Rotary Instruments.
 Journal of IMAB. 3 nov 2014;20

(17) W. A Fried, K. H Chan, C. L Darling, D. Fried – Use of a DPSS Er:YAG laser for the selective removal of composite from tooth surfaces.
Biomed Opt Express. 2018 Sep 27 ; 9(10):5026‑36

(18) H. Zhuang, Y. Liang, S. Xiang, H. Li, X. Dai, W. Zhao – Dentinal tubule occlusion using Er:YAG Laser: an in vitro study.
J Appl Oral Sci Rev FOB. 2021 Apr; 29:e20200266

(19) M-L. Hu, G. Zheng, J-M. Han, M. Yang, Y-D. Zhang, H. Lin – Effect of Lasers on Dentine Hypersensitivity: Evidence From a Meta-analysis.
J  Evid Based Dent Pract. juin 2019;19(2):115‑30

Vidéo : Implantologie et double sinus lift assistés au laser Er-Yag.

le 21-06-2017

Cette intervention est réalisée sous anesthésie générale.
La patiente présente au maxillaire des pertes osseuses importantes avec effondrement crestal préjudiciable à l’esthétique prothétique.
À la mandibule, le côté édenté a également subi une résorption importante.
La réalisation prothétique nécessitera une intervention de reconstruction des volumes osseux.

 

 

Aides des lasers diodes dans le traitement des lésions osseuses importantes et multiples

le 15-02-2017

Un patient présente de nombreux abcès au maxillaire sous un bridge complet céramo-métallique réalisé depuis moins de 2 ans.
L’utilisation du rayonnement laser diode sous H²O² va permettre de décontaminer les sites osseux receveurs.
L’intervention est réalisée sous anesthésie générale. Elle comportera : extractions, curetages, décontaminations, comblements osseux sinusiens, crestal, alvéolaires et péri-apical et pose des implants.

 

 

 

Traitement d’une péri implantite par laser

le 02-05-2016

 

 
Cas clinique d’un patient de 59 ans, présentant une péri-implantite sur 22, implant posé 3 ans auparavant, avec poches de 7mm en vestibulaire uniquement et abcès douloureux à la palpation
Traitement à l’aide de la combinaison de plusieurs longueurs d’onde laser, en décontamination et ablation du biofilm sur le titane.
Mise en place d’un iPRF/ bioverres.
Résultat à un an.

Traitement parodontal par laser

le 17-02-2016

 

 

Vidéo d’un traitement parodontal par laser étape par étape, mettant en oeuvre 3 longueurs d’onde complémentaires dans leurs effets: mécaniques, décontaminants(aPDT) et de biostimulation tissulaire.
Patiente de 34 ans, présentant des poches moyennes de 3 à 5 mm. On diagnostique une parodontite chronique de l’adulte. Résultat à 8 jours.

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