Die Lasertechnologie in der Kinderzahnheilkunde ist heute eine neue Behandlungsmethode für Kinder und Jugendliche, die eine Alternative zu traditionellen Techniken darstellt. Die Erbium:YAG- und CO₂-Laser können zur Kavitätenpräparation, Exkavation und Pulpatherapie eingesetzt werden. Für das Kind erfolgt die Behandlung ohne Vibrationen und ist oftmals ohne bzw. mit einer nur geringfügigen Lokalanästhesie im Vergleich zur herkömmlichen Präparation mit rotierenden Instrumenten komfortabler umsetzbar. Autorin Dr. Juliane Leonhardt Amar beschreibt in ihrem Beitrag für die Quintessenz Zahnmedizin 9/20 die Einsatzmöglichkeiten, Voraussetzungen und praktischen Abläufe der Arbeit mit verschiedenen Lasertypen.
Zu den Indikationen des Erbium:YAG-Lasers gehören die mikroinvasive Behandlung, selektive Ablation und Dekontamination von Gewebe. Als Vorteile sind der Zeitgewinn sowie die Langzeitintegrität von laserpräparierten Restaurationen zu nennen. Neben dem Einsatz innovativer Technologien stellt die psychologische Wirkung auf das Kind einen wichtigen Vorteil dar, der die Akzeptanz nachfolgender Zahnbehandlungen positiv beeinflussen kann. Die Laserphysik sowie klinische Anwendungen mit dem Erbium:YAG- und CO₂-Laser zur Behandlung von Karies und Fissuren­versiegelungen werden diskutiert.

Die „Quintessenz Zahnmedizin“, Monatszeitschrift für die gesamte Zahnmedizin, ist der älteste Titel des Quintessenz-Verlags, sie wurde 2019 wie der Verlag selbst 70 Jahre alt. Die Zeitschrift erscheint mit zwölf Ausgaben jährlich. Drei Ausgaben davon sind aktuelle Schwerpunktausgaben, die zusätzlich einen Online-Wissenstest bieten mit der Möglichkeit, Fortbildungspunkte zu erwerben. Abonnenten erhalten uneingeschränkten Zugang für die Online-Version der Zeitschrift und Zugang zur App-Version. Mehr Infos, Abo-Möglichkeit sowie ein kostenloses Probeheft bekommen Sie im Quintessenz-Shop.

Die Mundgesundheit eines pädiatrischen Patienten sicherzustellen ist eine Herausforderung, kann aber auch sehr lohnend sein. Durch positive Erfahrungen beim Zahnarzt kann das Kind eine vertrauensvolle, langfristige Beziehung zum Zahnarzt aufbauen. Dazu gehören eine individuell angepasste Kommunika­tion für jeden Patienten, die schrittweise Einführung zahnärztlicher Instrumente, Verhaltensmanagement­fähigkeiten, verfeinerte Behandlungstechniken sowie die Einbeziehung der Eltern. Technologische Hilfsmittel wie elektronische Anästhesiegeräte und Videobildschirme über dem Behandlungsstuhl erleichtern schon heute die Behandlung in etlichen Praxen mit dem Behandlungsschwerpunkt in der Kinderzahnmedizin. Die Lachgassedierung reduziert auch Angstzustände und kann die Kooperationsbereitschaft der Patienten verbessern. Zusätzlich zu diesen Ressourcen kann die innovative Lasertechnologie die Zahnbehandlung weiter optimieren. Diese stellt eine Alternative zum herkömmlichen Bohrer bei der Kariestherapie dar⁹. Der Komfort und die psychologische Wirkung sind hierbei wichtige Vorteile, um die Kooperation der kindlichen Patienten positiv zu beeinflussen. Auch sind die klinischen Vorteile für den Zahnarzt nicht zu unterschätzen. 

Warum Erbium:YAG-Lasertherapie in der Kinderzahnheilkunde?

Studien haben gezeigt, dass Kinder weniger Beschwerden und eine höhere Akzeptanz für die zahnärztliche Behandlung mit dem Laser haben als mit dem Bohrer und daher die Laserbehandlung bevorzugen^4,6. Beschwerden und Ängste in Bezug auf die Lokalanästhesie können stark reduziert werden. In Abhängigkeit vom Alter des Patienten, dem Angstniveau und der Art der notwendigen Kavitätenpräparation ist oft nur eine geringe oder keine Lokalanästhesie erforderlich¹⁷. Ein Grund hierfür ist die geringe Wärmeübertragung des Lasers auf die Pulpa. Die Kariesexkavation bzw. Kavitätenpräparation mit einem Erbium:YAG-Laser (Lite Touch, Light Instruments) führt in Verbindung mit einem Wasserspray zu einem sehr geringen bis leichten Temperaturanstieg in der Pulpakammer¹⁰. Ein weiterer positiver Aspekt bei der Verwendung des Lasers ist die Kavitätenpräparation ohne Vi­bra­tionen und Druck. Hochgeschwindigkeitsbohrer
verursachen Vibrationen und haben ein Frequenzspektrum nahe der hohen Hörempfindlichkeit, was ursächlich für Schmerzen und Missfallen während der konventionellen Zahnpräparation sein kann¹⁶. Darüber hinaus beugt die innovative Lasertechnologie der traditionellen „Angst vor Nadel und Bohrer“ vor und bietet einen neuen beziehungsweise positiven Ansatz für die Zahnbehandlung. Sie hat eine günstige psychologische Auswirkung auf das Kind, das mit seiner Fantasie den Laser als magisches Werkzeug betrachten kann, das Licht und Wasser verwendet, um „die Zuckerwanzen herauszuholen“. Der Laser wird auch von Eltern gut angenommen, die es zu schätzen wissen, ihre Kinder schmerzarm behandeln lassen und ihnen ein innovatives Erlebnis in der Zahnpflege bieten zu können. All diese Vorteile ermöglichen es der Lasertherapie, die Compliance der Patienten zu verbessern, indem sie den kognitiven und emotionalen Zustand des Patienten positiv beeinflusst⁶.

Klinische Vorteile

Aus Sicht des Zahnarztes bietet die Kavitätenprä­paration mit dem Erbium:YAG-Laser gegenüber der konventionellen Exkavation beziehungsweise Präparation mit rotierenden Instrumenten mehrere Vorteile (Tab. 1). Die Laserablation ist gewebeschonend und minimalinvasiv, da Karies und pathologisch verändertes Zahnhartgewebe selektiv ablatiert wird. Dabei wird Gewebe in Milchzähnen schneller und effizienter vaporisiert, da es einen höheren Wassergehalt im Vergleich zum permanenten Zahn aufweist. Der Erbium:YAG-Laser ermöglicht darüber hinaus auch die Konditionierung von Zahnschmelz und Dentin, ohne Zahngewebe substanziell zu entfernen. Erbium: YAG-Laser haben eine bakterizide Wirkung, indem diese infiziertes Dentin und Schmelz sowie Pulpagewebe mit einer Absorptionstiefe von 0,1 mm dekontaminieren. Die infizierte Schmierschicht („smear layer“) wird entfernt, wobei saubere offene Dentintubuli zurückbleiben². Ein weiterer Vorteil ist der ergonomische Aspekt der Verwendung eines einzigen Handstücks für die gesamte Kavitätenpräparation, was eine reibungslose und schnelle Behandlung ermöglicht.

Laserphysik

Das Wort „Laser“ ist das Akronym für „Light amplification by stimulated emission of radiation“, das heißt, Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Lichtstrahlung. Licht ist eine Form von Energie. Sichtbares Licht liegt im Wellenlängenbereich von etwa 400 bis 800 Nanometern (nm), UV-Licht hat eine Wellenlänge von weniger als 400 nm und Infrarotlicht weist eine Wellenlänge von mehr als 800 nm auf. Ein Laser besteht aus drei Komponenten: einem aktiven Medium, einem Reso­nator und einer externen Energiequelle (Pumpe). Die stimulierte Emission ist die grundlegende Ver­stär­kung des Lasers. Das aktive Medium besteht aus Atomen oder Molekülen, die von einer Pumpe ange­regt werden, Elektronen von einem unteren in ein höheres Energieniveau zu versetzen. Anschlie­ßend werden Photonen, Träger elektromagnetischer Energie, mit passenden Frequenzen und Phasen emit­tiert. Der Resonator enthält ein Spiegelsystem, wo sich die Photonen durch den Hohlraum hin und her bewegen und wo mehr Elektronen dazu angeregt werden, auf ein niedrigeres Energieniveau abzufallen. Im Ergebnis werden Photonen emittiert. Dieser Prozess erzeugt ei­ne große Anzahl von Photonen gleicher Wellenlänge und Richtung, verstärkt die elektromagnetische Energie und erzeugt eng fokussierte monochromatische (gleiche Phase und Frequenz) und kollimierte (parallele) Laserstrahlen¹¹. Das aktive Medium in einem Laser kann gasförmig, fest oder flüssig sein und ist maßgeblich für die emittierte Wellenlänge verantwortlich. In der Zahnmedizin werden am häufigsten Erbium:YAG-Laser, das heißt, Erbium-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (2.940 nm), CO₂-Laser (10.600 nm) und Laserdioden, das heißt, Aluminium­galliumarsenid (780 bis 980 nm), verwendet.

Klinische Laseranwendungen

Jeder Laser hat seine eigenen Anwendungen aufgrund der spezifischen Art der biologischen Energieabsorp­tion in den jeweiligen Geweben (Abb. 1). Somit ergeben sich verschiedene Anwendungen sowohl im Hart- als auch im Weichgewebe. Laser interagieren unterschiedlich mit Chromophoren (Melanin, Hämoglobin, Wasser, Hydroxylapatit), die in verschie­denen Zielgeweben (Schleimhaut, Gingiva, Zahnhartsubstanz, Knochen) enthalten sind. Die Laserauswahl wird durch die Absorption im Gewebe für jede Wellenlänge bestimmt. Beispielsweise wird das Licht vom mittlerem Infrarotspektrum eines Erbium:YAG-Lasers maßgeb­lich vom Wasseranteil im Hy­droxylapatit sowie im Weichgewebe absorbiert und kann daher sowohl im Hart- als auch im Weichgewebe verwendet werden. Auch wird im fernen Infrarotspektrum der CO₂-Laser hauptsächlich von Wasser absorbiert und in der Oralchirurgie zur Inzision und Verdampfung von Weichteilen eingesetzt. Diodenlaser im sichtbaren und nahinfraroten elektromagnetischen Spektrum werden spezifisch von Hämoglobin und Melanin absorbiert und zur Dekontamination von Weichteil­pathologien und zur Biostimulation verwendet¹².

Wirkungsweise des Erbium:YAG-Lasers am Zahnhartgewebe

Das Licht des Erbium:YAG-Lasers (2.940 nm) wird in Wasser am stärksten absorbiert und hat sich als der flexibelste Allzwecklaser in der Zahnmedizin erwiesen. Im Hartgewebe wird ein thermomechanischer Effekt produziert. Sobald die Energie im Wasser vom Gewebe absorbiert wird, wird sie in Wärme um­gewandelt, was zu einer Überhitzung der Wassermoleküle und zur Verdampfung führt. Der erhöhte Dampfdruck erzeugt eine mikroexplosive Expansion innerhalb des Hartgewebes, wodurch das Gewebe mikroskopisch weggesprengt wird (Mikroablation). Laserparameter wie Energie und Frequenz sind an die klinischen Erfordernisse anpassbar und richten sich maßgeblich nach dem Wassergehalt im zu behandelnden Gewebe⁷. Da Milchzahnschmelz und -dentin im Vergleich zu permanenten Zähnen etwas mehr Wasser enthalten, erfordert die Ablation an Milchzähnen typischerweise weniger Energie¹⁹. Dem­entsprechend wird mehr Energie am Zahnschmelz und weniger Energie für Dentin benötigt. An bleibenden Zähnen reichen die erforderlichen Energieniveaus von 300 mJ für den Zahnschmelz bis 150 mJ für die Dentinablation; für die Laserkonditionierung von Zahnschmelz sind 100 mJ ausreichend. Bei Milchzähnen reichen 200 mJ für die Schmelzablation aus, was die Schmerzempfindlichkeit bei Behandlungen ohne Lokalanästhesie zusätzlich begrenzt.

Klinische Anwendungen mit dem Erbium:YAG-Laser

Kariesexkavation und Kavitäten­präparation am Milchzahn

Zum Kavitätenmanagement an okklusalen und ap­proximalen Hartgewebedefekten hat sich der Erbium: YAG-Laser bewährt. Im Anschluss an die Isolierung der Zähne mit Kofferdam oder Positio­nierung der Absaugung (Isovac, Zyris1) wird mit der Hartgewebeablation begonnen. Die Saphirspitze in Größe 0,8 mm eignet sich am besten für die Kavitätenpräparation am Milchzahn. Zuerst wird der Zahnschmelz mit 200 mJ/25 Hz entfernt, um die Zugangskavität zur Dentinkaries zu gestalten. Während der Präparation ist die Schmelzablation gut sichtbar und kann einfach durch gelegentliches Trocknen des Zahnes überprüft werden. Anschließend wird die Dentinkaries mit 150 bis 200 mJ/25 Hz entfernt. Lasiertes Dentin nimmt oft eine gelbe Farbe an und sollte mit einer Kürette auf Härte überprüft werden. Mit der Kürette können zudem lockere Karies- oder Hartgewebereste entfernt werden. Abschließend werden die Schmelzränder mit einer Energiedichte von 100 mJ/25 Hz „geätzt“ sowie Unregelmäßigkeiten geglättet („surface finishing“)¹. Die fertige gelaserte Kavität zeigt beim Lufttrocknen insbesondere im Schmelz ein kreideweißes Aussehen (Abb. 4a bis c). Mit Laser präparierte Kavitäten haben aufgrund der se­lektiven Ablation nicht immer eine regel­mäßige Form. Es ist jedoch wichtig, regelmäßige Kavitätenränder mit dem Laser zu generieren, um einen guten adhäsiven Verbund zu gewährleisten. Die Kavität kann dann anschließend mithilfe der Adhäsivtechnik restauriert werden (Abb. 5a bis d). Die Dauer einer Milchzahnpräparation mit Laser im Vergleich zum Bohrer ist kürzer, da ein einziges Handstück für die gesamte Ka­vitätenpräparation verwendet wird. Auch ist die Säu­re­konditionierung der Schmelz­ränder nicht notwendig, was insgesamt weniger Arbeitsschritten entspricht.

Abb. 4a Darstellung der Kavitätenpräparationen mit dem Erbium:YAG-Laser (Präparationsparameter im Schmelz und Dentin: 200 mJ/25 Hz; zur Schmelzkonditionierung: 100 mJ/25 Hz)

Abb. 4b Darstellung der Kavitätenpräparationen mit dem Erbium:YAG-Laser (Präparationsparameter im Schmelz und Dentin: 200 mJ/25 Hz; zur Schmelzkonditionierung: 100 mJ/25 Hz)

Abb. 4c Darstellung der Kavitätenpräparationen mit dem Erbium:YAG-Laser (Präparationsparameter im Schmelz und Dentin: 200 mJ/25 Hz; zur Schmelzkonditionierung: 100 mJ/25 Hz)

Abb. 5a Zahn 75 zeigt eine Caries profunda (a), welche mit einem Erbium:YAG-Laser exkaviert wurde. Zudem erfolgte die Kavitäten­präparation vor der adhäsiven Restauration laserbasiert.

Abb. 5b Die kontinuierliche Erfolgskontrolle über ein Jahr ...

Abb. 5c ... und zwei Jahre ...

Abb. 5d ... dokumentierte den Behandlungserfolg.

Die marginale Integrität von mit Erbium:YAG-Lasern hergestellten Restaurationen wurde in mehreren Studien untersucht und festgestellt, dass bei Milchzähnen kein signifikanter Unterschied bezüglich eines „Microleakage“ zwischen Kavitäten und Kunst­stoff besteht, wenn die Kavität konventionell präpariert beziehungsweise laserbasiert hergestellt wurde. Die Erbium: YAG-Laserbehandlung liefert somit identische Haftwerte im Vergleich zur Präparation mit rotierenden Instrumenten¹³.

Als eine weitere, nahezu ideale Indikation für den Lasereinsatz können schmelzbegrenzte Glattflächendefekte bei Kindern mit einer frühkindlichen Karies angesehen werden (Abb. 6a und b). Hier ist die Lokal­anästhesie oftmals schwierig, sodass eine schnelle Umsetzung der Behandlung die Kooperationsbereitschaft des Kindes sichert. Frontzähne weisen häufig palatale, vestibuläre oder interproximale Karies auf, die mit dem Laser leicht zugänglich sind. Die dekontaminierten Kavitäten können mit Glasionomerzement im Sinne einer atraumatischen, restaurativen Behandlung („Atraumatic restorative treatment [ART]) versorgt werden⁵, sofern eine definitive Restauration nicht gelingen sollte. Diese vereinfachte Vorgehensweise vermeidet aufwendige Sanierungen mithilfe der Allgemeinanästhesie. Dieses Vorgehen ist gleichermaßen auf andere gut zugängliche Kavitäten übertragbar und sichert eine Behandlung von (sehr) kleinen Kindern. Die Verwendung eines Aufbissbehelfes erleichtert dem Behandler die Zugänglichkeit zur Mundhöhle.

Abb. 6a Beginnende Dentinläsionen an den Palatinalflächen oberer Milchfrontzähne vor ...

Abb. 6b ... und nach Präparation mit dem Erbium:YAG-Laser. Eine Lokalanästhesie war nicht erforderlich.

Direkte Überkappungen und Pulpotomie

Im Fall der Pulpaexposition bei der Kariesexkavation kann eine Pulpotomie beziehungsweise direkte Überkappung sowohl an bleibenden als auch an primären Zähnen indiziert sein (Abb. 7a bis c). Im Anschluss an das Hartgewebemanagement wird das Pulpagewebe mit dem CO₂-Laser (Parameter) koaguliert beziehungsweise thermisch dekontaminiert. Die Pulpawunde muss anschließend mit einem geeigneten Überkappungsmaterial wie bioaktiven endodontischen Zement, zum Beispiel Calcium­hydroxid oder bioaktives Portland-Zement, versorgt werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass der Einsatz von Lasern die Prognose einer direkten Pulpa­kappung an bleibenden Zähnen verbessert³. In einer systematischen Review von Javed und Kellerian⁸ zeigten mehr als zwei Drittel der eingeschlossenen Studien, dass die Lasertherapie zur Versorgung der Pulpawunde die Vitalität der Pulpa und damit die Erfolgs­rate signifikant wirksamer aufrechterhält als das konventionelle Vorgehen allein. Ergänzend ist anzumerken, dass die Pulpotomie unter Hinzuziehung eines Weichgewebelasers ebenso gute klinisch-röntgenologische Ergebnisse wie herkömmliche Pulpotomie-Techniken erbringen kann¹⁵.

Abb 7a Direkte Überkappung mit dem CO2-Laser. Bei der Exkavation der Caries profunda an Zahn 84 kam es zur Eröffnung der Pulpa, welche sich intraoperativ als nur geringfügig entzündet darstellte.

Abb. 7b Der Lasereinsatz führte zur raschen und vorhersagbaren Blutstillung ...

Abb. 7c ... und Dekontamination des exponierten Pulpagewebes.

Laserbasierte Schmelzkonditionierung vor der Fissurenversiegelung

Die konventionelle beziehungsweise erweiterte Fissurenversiege­lung ist eine weitere Indikation für den klinischen Einsatz eines Hartgewebe- bzw. Erbium:YAG-Lasers bei Kindern und Jugendlichen (Abb. 8a bis d). Dabei ersetzt die Laserablation den Arbeitsschritt der Säurekonditionierung mit dem Ziel, gleichfalls ein mikroretentives Relief im Schmelz zu generieren. Die Parameter für die Konditionierung werden unter Verwendung einer Saphirspitze mit einem Durchmesser von 0,6 mm auf 100 mJ/25 Hz eingestellt. Zudem wäre die selektive Ablation eine Okklusalkaries möglich.

Eine Metaanalyse und eine systematische Überprü­fung zeigte, dass die Laserpräparation eine sichere, effektive und akzeptable Methode zur Schmelz­konditionierung vor der Fissuren- und Grübchen­versiegelung ist und vergleichbare Retentionsraten im Vergleich zur Säurekonditionierung erbringt¹⁸. Aus praktischer Sicht vereinfachen eine gute Ab­saugung und ein Aufbissbehelf wie zum Beispiel Isovac das Legen einer Fissurenversiegelung gerade bei Grundschülern erheblich. Der Zeitaufwand und der Stress bei dieser Methode sind erheblich reduziert im Vergleich zu klassischen Methoden.

Abb. 8a Schmelzkonditionierung vor der Fissuren­versiegelung mit Erbium:YAG-Laser (100 mJ/25 Hz), ...

Abb. 8b ... Applikation von Clearfil SE Prime (Fa. Kuraray Noritake, Hattersheim am Main), ...

Abb. 8c ... Applikation von Versiegeler Clinpro (Fa. 3M, Neuss), ...

Abb. 8d ... Abschlussbild der Versiegelung.

Indikationen am bleibenden Zahn

Grundsätzlich ist die Laserbehandlung auch in der bleibenden Dentition möglich. Mit dem Erbium:YAG-Laser können kleine Kavitäten an Frontzähnen oder im Prämolarenbereich präpariert werden. Zu den Vorteilen gehören die Minimalinvasivität sowie eine nur begrenzte Notwendigkeit der Lokalanästhesie. Gleichfalls sind komplizierte Zahn­­frakturen mit Laser behandelbar. Der Nutzen liegt hier in der Konditionierung der Frakturstelle mit Erbium:YAG- und der Dekontamination sowie der Koagulation der Exposition der Pulpa mit CO₂-Laser⁶. MIH-Zähne können mit Erbium:YAG-Laser berührungslos konditioniert werden, was durchaus als Vorteil seitens der jungen Patienten bewertet wird (Abb. 9a und b). Als ein interessantes Einsatzgebiet gilt weiter­hin die Ab­lation defekter Füllungsränder, um diese anschließend zu reparieren. Die Grenze zur Benutzung des Erbium:YAG-Lasers liegt aufgrund der eingeschränkten Erreichbarkeit im Molaren­bereich. Dort ist die Präparation als ungünstig zu bewerten und dauert mitunter deutlich länger im Vergleich zu rotierenden Instrumenten. Als eine weitere Einschränkung ist zu erwähnen, dass metallische Werkstoffe mit dem Erbium:YAG-Laser nicht bearbeitet werden können.

Abb. 9a Konditionierung von MIH-Zahn 26 mit Erbium:YAG-Laser (100 mJ/25 Hz), ...

Abb. 9b ... Kompositrekon­struktion.

Statement zur COVID-19-Pandemie

Der Erbium:YAG-Laser erscheint aktuell als eine mög­liche Alternative für die aerosolarme Zahn­behand­lung. Da die Aerosolfreisetzung im Vergleich zu rotie­renden Hochgeschwindigkeitsinstrumenten erheblich reduziert ist¹⁴, könnte dies möglicherweise dazu führen, die Wahrscheinlichkeit einer Über­­tra­gung zu senken. Zudem ist auszuführen, dass aufgrund der Hitzewirkung während des Ablations­prozesses Wasser und Viruspartikel verdampft werden können.

Schlussfolgerungen

Die Einsatz der Lasertherapie weist in der Kinderzahnmedizin etliche Vorteile für das Kind und das Praxisteam auf. Insbesondere der Verzicht auf rotie­rende Instrumente ist ein Alleinstellungsmerkmal, das die Akzeptanz der invasiven Karies­therapie positiv fördert und traditionelle Ängste vermei­det. Die Behandlung von Karies ist minimalinvasiv. Eine gute Ergonomie und reibungslose Behand­lungsschritte führen schlussendlich zu einem Zeitgewinn und gestalten den klinischen Ablauf effektiv. Und nicht zuletzt ist die Laserbehandlung innovativ und macht Spaß!

Ein Beitrag von Dr. Juliane Leonhardt Amar, Genf, Schweiz

Literatur auf Anfrage über news@quintessenz.de