Peri-implant care with the CO2 laser: In vitro and in vivo results

Background: Numerous applications for dental lasers have been proposed for both clinical use and experimental purposes. A new indication might be the sterilization of exposed implant surfaces in order to rehabilitate ailing implants. The purposes of this study were to assess CO₂ laser parameters for the decontamination process in vitro and to evaluate the method in vivo.Methods: In vitro, temperature changes at the bone–titanium implant interface were recorded during use of a CO₂ laser-scanning system (Swiftlase^®) and the effects of laser irradiation on titanium implants were examined. In vivo, in 6 beagle dogs, a total of 60 implants and bony defects were treated either conventionally by air-powder-abrasive or by laser irradiation or in combination to evaluate if reosseointegration can occur. In 16 patients (41 ailing implants), the reliability of the CO₂ laser-assisted vs. conventional decontamination was tested.Results: Depending on the parameters chosen, melting and other surface alterations could be seen in vitro. In continuous wave mode, mean power output of 2.5 W for a maximum of 10 s is suitable for the decontamination process. In the beagle dog model, histologic examination revealed new direct bone-to-implant contact following laser-assisted therapy. The clinical study showed 4 months after therapy that laser-decontaminated implants and soft tissue resection resulted in statistically significant better radiographic parameters than conventional decontamination plus soft tissue resection.Conclusions: From these results it was concluded that treatment of peri-implantitis can be optimized using CO₂ laser-assisted implant decontamination. Nevertheless, further studies are required in this field.

Zusammenfassung

Einleitung: In den letzten Jahren wurde eine zunehmende Zahl von Indikationen für den Einsatz von Dentallasern genannt. Eine neue Anwendung könnte in der Dekontamination freiliegender Implantatoberflächen bestehen. Ziel dieser Untersuchungen war, geeignete Laserparameter in vitro und in vivo zu identifizieren und die Methode am Patienten zu überprüfen.Material und Methode: In vitro wurden die Temperaturanstiege am Titan-Knochen-Interface während CO₂ Laser-Bestrahlung unter Verwendung eines Scanners gemessen und die Auswirkungen auf die Implantatmorphologie untersucht. In einer tierexperimentellen Studie wurden insgesamt 60 periimplantäre Defekte konventionell, durch Laserbestrahlung bzw. in Kombination therapiert und histologisch untersucht, inwieweit knöcherne Reappositionen möglich sind. Ziel einer klinischen Studie an 16 Patienten bzw. 41 Implantaten war es, die Laser-gestützte Dekontamination im Vergleich zum konventionellen Vorgehen zu evaluieren.Ergebnisse: Abhängig von den Parametern waren Aufschmelzungen der Implantatoberfläche zu erkennen. Im cw-Betrieb waren dagegen mittlere Leistungen bis zu 2,5 W für bis zu 10 s Bestrahlungszeit applizierbar, ohne die kritische Temperatur am Interface zu überschreiten. Im Tiermodell zeigten sich nach 4 Monaten knöcherne Reappositionen an vormals kontaminierten Implantatoberflächen. In einer klinischen 3-Jahres-Studie waren nach Lasertherapie bessere röntgenologische Parameter nachweisbar als nach konventioneller Dekontamination.Konklusion: Aufgrund dieser Ergebnisse wurde die Schlussfolgerung gezogen, dass die CO₂-Laser-assistierte Implantatdekontamination die Therapie periimplantärer Entzündungen optimieren kann. Weitere Studien sind erforderlich, um ein gesichertes Behandlungsprotokoll für die Periimplantitistherapie erstellen zu können.