Evaluation of different CO2 laser parameters for inhibiting enamel demineralization in vitro

Embora seja conhecido que a irradiação com laser de CO2 reduz a desmineralização do esmalte, efeitos colaterais como danos térmicos na superfície são comumente observados. A ocorrência dessas microfraturas e fissuras é um dos fatores que ainda comprometeM uma utilização segura in vivo. Sendo assim, o objetivo desTe estudo foi encontrar parâmetros de irradiação com laser de CO2 (?= 10,6 ?m) que resultassem no máximo efeito preventivo de cárie e no menor dano térmico. Três estudos foram conduzidos para avaliar separadamente três parâmetros da irradiação com laser. No primeiro estudo cinco densidades de energia diferentes, 0,1, 0,3, 0,4, 0,5 e 0,6 J/cm2 combinadas com altas taxas de repetição, 500, 154, 167, 182, 187 Hz, respectivamente, e 10 ?s de duração de pulso foram testadas. Após ter sido avaliado, qual delas resultou na maior inibição da progressão das lesões de cárie, um segundo estudo foi conduzido com cinco diferentes larguras de pulso, 5, 10, 20, 30 e 50 ?s, combinadas à mesma densidade de energia de 0,3 J/cm2. Encontrada a duração de pulso que causou o melhor resultado, um terceiro estudo foi realizado avaliando três diferentes números de pulsos sobrepostos, para a mesma densidade de energia e duração de pulso (0,3 J/cm2 e 5 ?s). Para os três estudos foram utilizados cubos de esmalte bovino, que tiveram as suas superfícies polidas. Após o tratamento das superfícies com laser, as amostras foram submetidas ao mesmo desafio cariogênico, uma ciclagem de pH de 8 dias. A desmineralização provocada foi avaliada medindo-se a profundidade das lesões em microscópio de luz polarizada. Avaliações adicionais da desmineralização foram realizadas para os estudos 2 e 3, utilizando-se a técnica de quantificação da fluorescência induzida por luz (QLF). Análises morfológicas da superfície e também da secção transversal foram realizadas com microscópio eletrônico de varredura. Diferentes grupos irradiados por laser apresentaram profundidades de lesão estatisticamente menores do que o controle (ANOVA, p<0,05), e a maior inibição, que foi inclusive menor do que o grupo tratado com gel de flúor fosfato acidulado (1,23%), foi observada para a irradiação com 0,3 J/cm2, 5 ?s, 2036 pulsos sobrepostos. Morfologicamente, nenhum dos parâmetros testados causou danos térmicos na superfície. Pelos resultados observados, pode ser concluído que a irradiação por laser de CO2 (?= 10,6 ?m) com 0,3 J/cm2, 5 ?s, 226 Hz e 2036 pulsos sobrepostos resulta em aumento da resistência do esmalte à desmineralização e não causa danos térmicos indesejados na superfície.Although CO2 laser irradiation can decrease enamel demineralization, thermal damages to the surface are common side effects. The occurrence of fissures and cracks may compromise an in vivo application. Therefore, the aim of the present study was to find CO2 laser (?= 10.6 ?m) parameters resulting in maximum caries preventive effect with the lowest thermal damage. Three studies were carried out to systematically evaluate different laser parameters. In the first study five low fluencies of 0.1, 0.3, 0.4, 0.5 and 0.6 J/cm2 combined with high repetition rates of 500, 154, 167, 182, 187 Hz, respectively and 10 ?s pulse duration were chosen for the experiments. After evaluating the parameter which resulted in the highest caries inhibition, a second study was conducted with five different pulse durations 5, 10, 20, 30 and 50 ?s combined with 0.3 J/cm2 fluence. Finally, a third study was conducted to evaluate which number of overlapping pulses of 0.3 J/cm2 fluence and 5 ?s duration, would result in the highest caries inhibition. For all of the three studies bovine enamel cubes, which had their surfaces polished, were used. After the laser treatment, the caries challenge was always the same, an 8-day pH-cycling regime. Demineralization was assessed by lesion depth measurements with a light polarized microscope. Additional demineralization assessments were performed for the second and third studies, using the method of quantitative light-induced fluorescence (QLF). Surface and cross-sectional morphological evaluations were accomplished with scanning electron microscope. Several laser groups resulted in statistically significant lower lesion depths than the control group (ANOVA, p