Die Anwendung des Er:YAG-Lasers in der chirurgisch tätigen Zahnarztpraxis

Der Erbium-Yttrium-Aluminium-Granat-(Er:YAG-) Laser ist in der Zahnmedizin vielseitig einsetzbar. Sein Wirkprinzip beruht auf der hohen Affinität der spezifischen Laserwellenlänge zu Wasser, woraus eine Wechselwirkung mit oralen Zielgeweben resultiert. Der folgende Anwenderbericht dokumentiert an Patientenfällen einer niedergelassenen Zahnärztin die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten mit besonderem Augenmerk auf die Chirurgie.

Die Lasertechnologie basiert auf dem Prinzip der stimulierten Photonenemission. Durch Stimulation wird elektromagnetische Strahlung hoher Intensität und scharfer Bündelung emittiert, die besondere Eigenschaften besitzt:

1. Sie weist immer nur eine bestimmte Wellenlänge auf (monochromatisch),
2. das elektromagnetische Feld dieses Lichtes besitzt räumlich und zeitlich eine feste Phasenbeziehnug (kohärent),
3. das Strahlenbündel verläuft nahezu parallel mit nur geringer Divergenz (kollimiert).

Dies sind die charakteristischen Merkmale des Laserlichtes.

Seit der technischen Umsetzung des Phänomens der stimulierten Photonenemission, Anfang der sechziger Jahre, wurden unzählige Versuche unternommen, die Lasertechnologie zahnmedizinisch zu nutzen. Erst durch den Einsatz der Er:YAG-Laser, deren Wellenlänge von 2.940 Nanometer (nm) mit dem Absorptionsmaximum im Wasser übereinstimmt – also eine ideale Absorption durch Wasser aufweist – wurde es in Verbindung mit der gepulsten Arbeitsweise dieses Lasersystems möglich, einen effektiven Gewebeabtrag ohne nennenswerte thermische Nebenwirkung zu erzielen. Es waren die deutschen Professoren Ulrich Keller und Raimund Hibst, die maßgeblich an der Entwicklung und dem Einsatz der Er:YAG-Laser in der Zahnheilkunde beteiligt waren und denen es 1987 in einem Verbundprojekt mit der Firma KaVo gelang, erstmals erfolgreich Zahnhartsubstanz mit dieser Wellenlänge zu bearbeiten. Der Er:YAG-Laser ist seitdem aufgrund der Wellenlänge seines Laserlichtes und der daraus resultierenden Wechselwirkung mit oralen Zielgeweben in der Zahnheilkunde sehr vielseitig einsetzbar.

Einsatz zur Bearbeitung von Zahnhartgewebe

Aus der Tatsache, dass Laserlicht der Wellenlänge 2.940 nm emittiert wird, resultiert eine hohe Affinität zu Hydroxylapatit und zu Wasser (Abb. 1). Da sowohl der Zahnschmelz als auch das Dentin und der Wurzelzement neben Mineralien und organischen Bestandteilen Wasser enthalten und sich der Wasseranteil im kariösen Zahnhartgewebe bei sinkendem Mineralgehalt erhöht, ist diese Wellenlänge hervorragend für die Bearbeitung von Zahnhartsubstanz und für die Kariestherapie geeignet. Beim Auftreffen kurzer Laserpulse mit hoher Leistungsdichte auf den Zahn wird die Laserenergie bereits an der Oberfläche thermomechanisch umgewandelt. Das Wasser im Gewebe wird sprungartig vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand überführt. Bei der Expansion des Wasserdampfs entsteht kurzzeitig ein so hoher Druck, dass Gewebeanteile aus dem Verbund herausgeschleudert werden. Es kommt zur thermomechanischen Ablation, also zum Abtrag des Gewebes (Abb. 2). Zahnhartgewebsbearbeitung ist ohne Zweifel die Domäne der Er:YAG-Laser.

Einsatz in der Parodontologie und in der Chirurgie

Auf diesem Prinzip beruht auch der Einsatz dieser Laserwellenlänge in der Parodontologie. Der Behandler ist in der Lage, supra- und subgingivale harte Beläge schonend abzutragen und den subgingivalen Biofilm zu beeinflussen. Ãœber diese Haupteinsatzgebiete der Laserwellenlänge 2.940 nm in der Zahnmedizin wurde in den letzten Jahren sehr viel publiziert. Aber auch in der Therapie am oralen Weichgewebe und am Kieferknochen bringt der Einsatz des Er:YAGLasers entscheidende Vorteile gegenüber konventionellen Therapiemethoden mit sich, sodass er neben dem CO₂-Laser, dem Diodenlaser und dem Nd:YAG-Laser seit Jahren seinen Platz in der oralen Chirurgie gefunden hat [1-9].

Zum Einsatz kommt der Er:YAG-Laser in meiner Praxis sowohl in der Knochen- als auch in der Weichgewebschirurgie. Beide Strukturen enthalten das zum Ankoppeln des Laserlichtes der Wellenlänge 2.940 nm so wichtige Wasser, sodass eine effektive Wirkung an der Oberfläche beider Strukturen erzielt wird. Neben der Gingivektomie, der Hyperplasietherapie, der Inzision zur Abszessdrainage, der Vestibulumplastik oder der präprothetischen Schlotterkammtherapie wird der Laser in meiner Praxis zur Frenektomie eingesetzt.

Fallbeispiele

Fall 1

Die Abbildungen 3 bis 6 illustrieren den Behandlungsfall eines 7-jährigen Mädchens mit breitem Diastema mediale (Abb. 3). Nach ausführlicher Aufklärung und Hygienisierung der Mundhöhle wurde hier unter Lokalanästhesie das Frenulum mit dem Laser durchtrennt. Die Laserfaser wird in geringem Abstand zum Gewebe unter Lippenzug, senkrecht entlang des Frenulums, durch den Approximalraum bis zur Papilla incisiva geführt. Die Fasern werden unter Schonung von Periost und Knochen durchtrennt, Faserreste vom Alveolarknochen exzidiert. Anders als bei der Zahnhartsubstanzbearbeitung, wo Wasser als Mediator zur Ankopplung des Laserlichtes an das Zielgewebe unablässig ist, wird hier, im stärker wasserhaltigen Gewebe, ohne Wasserspray therapiert. Der dabei entstehende Wärmeeintrag in das Weichgewebe ist erwünscht, um durch Koagulation Blutungen zu vermeiden (Abb. 4).

Entscheidend für den Therapieerfolg ist der Einsatz gewebeadäquater Laserleistungsparameter. Aufgrund des hohen Wassergehaltes des Zielgewebes kommen niedrige Pulsenergieeinstellungen und hohe Pulsfrequenzen zum Einsatz (80 mJ/25 Hz). Die Effektivität des Lasers am oralen Gewebe ist abhängig von der Wechselwirkung der Laserwellenlänge mit dem Zielgewebe, die wiederum beeinflusst werden kann durch:

• die Leistungsparameter (Pulsenergie, Pulsrepititionsrate, Pulslänge),
• die Pulsform,
• den Fokusdurchmesser,
• das Modenprofil,
• die zum Einsatz kommenden Applikatoren in unterschiedlichen Formen,
• und den Arbeitsabstand.

Diese Einflussfaktoren müssen beim Lasereinsatz zwingend beachtet werden, um den Therapieerfolg zu sichern. Verlaufskontrollen erfolgen nach einer Woche (Abb. 5) und nach einem Monat (Abb. 6). Die Vorteile der Lasertherapie gegenüber konventionellen Behandlungsmethoden liegen auf der Hand. Wir arbeiten minimalinvasiv, modellierend, blutungsarm und sehr selektiv, sodass es postoperativ kaum zu Beschwerden oder Narbenbildung kommt. Die Wundheilung ist komplikationslos. Es ist kaum Nachsorge nötig, wenn die Verhaltensregeln nach dem Lasereinsatz befolgt werden. Die Patientenakzeptanz ist wesentlich höher als bei konventionellen Verfahren, sodass der Lasereinsatz Mittel der Wahl zur Behandlung von Kindern und Phobiepatienten sein kann. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, den Er:YAGLaser zur Exzision gutartiger Neubildungen wie Epuliden, Papillomen, Fibromatosen oder Verrucae einzusetzen.

Fall 2

Hier der Fall einer 20-jährigen Patientin mit einer Verruca vulgaris unter der Zunge (Abb. 7). Auch in diesem Fall wird ohne Wasserspray die Laserfaser in geringem Abstand zum Gewebe unter Lokalanästhesie entlang der Begrenzung der Neubildung geführt und minimalinvasiv sehr gezielt die Verruca in toto entfernt (Abb. 8–10). Die Blutungsneigung ist selbst in diesem gut vaskularisierten Gewebe außerordentlich gering, eine Naht kann entfallen. Die Kontrolle eine Woche post op zeigt kaum Narbenbildung, die Patientenakzeptanz ist hoch (Abb. 11).

Fall 3

Ähnlich gute Ergebnisse sind bei der laserunterstützten Fibromexzision zu erzielen. Der Fall einer 52-jährigen Patientin mit einem habitbedingten Reizfibrom, ausgelöst durch Kauen auf der Wangenschleimhaut (Abb. 12). Auch in diesem Fall kann mit ähnlicher Operationstechnik und identischen Laserleistungsparametern eine blutungsarme und minimalinvasive Entfernung der Neubildung in toto garantiert werden (Abb. 13–16).

Ein weiteres Einsatzgebiet des Lasers in der Oralchirurgie eröffnet sich durch die Möglichkeit, Knochen zu ablatieren. So kommt er in der Implantologie zur Periimplantitistherapie, zur Freilegung von Implantaten oder für Socket Preservation zur Anwendung, um nur einige Beispiele zu nennen.

Fall 4

Auch im Rahmen der Wurzelspitzenresektion ist der Lasereinsatz von Vorteil. Die Abbildungen 17 bis 23 veranschaulichen die Behandlung einer 20-jährigen Patientin mit einer infizierten radikulären Zyste am Zahn 12 (Abb. 17). Nach lasergestützter endodontischer Vorbehandlung – hier werden wiederum die hohe Affinität der Laserwellenlänge zu Wasser und die daraus resultierende bakterizide Wirkung zur Desinfektion und zur Trocknung des Wurzelkanals ausgenutzt – wird unter Einsatz eines Nonkontakthandstückes im Abstand von 12 bis 15 mm zum Zielgewebe ohne Instrumentenwechel sowohl der Schleimhaut-Periostlappen als auch das Knochenfenster präpariert, die Wurzelspitze reseziert und die Resektionshöhle desinfiziert. Der Einsatz gewebespezifischer Laserleistungsparameter ist auch in diesem Fall entscheidendes Kriterium für den Therapieerfolg (450 mJ/ 6 Hz). Der Schleimhaut-Periostlappen wird ohne Wasserspray präpariert. Hier benötigen wir den Wärmeeintrag in das Gewebe, um Blutungen zu vermeiden, wohingegen die Ablation im Bereich des Knochens unter Wasserspray erfolgen muss, um eine sichere Ankopplung des Laserlichtes an das Gewebe zu garantieren und eine Schädigung des Knochens zu vermeiden (Abb. 18–23). Die Knochenpräparation mit dem Laser bietet eine Reihe von Vorteilen: Zum einen sind wir in der Lage, sehr gezielt modellierend und minimalinvasiv zu präparieren und durch nur geringe Blutungen eine gute Sicht auf das Operationsfeld zu haben, zum anderen arbeiten wir kontaktarm, ohne Vibrationen und ohne Fräsgeräuschbelastung. Das wiederum führt zu weniger Wundschmerz, geringeren postoperativen Schwellungen und wesentlich weniger Nachsorgenotwendigkeit. Die Patientenakzeptanz ist außerordentlich hoch.

Letztendlich lässt sich der Er:YAG-Laser hervorragend zum flächigen Abtrag von oralem Weichgewebe einsetzen. Nach histopathologischer Sicherung der Verdachtsdiagnose ist es möglich, unter Schonung der gesunden Strukturen, gezielt einzugreifen. Leukoplakische Veränderungen, der Lichen Ruber, Aphten oder – wie nachfolgend dargestellt – der Herpes simplex, sind so gut zu therapieren.

Fall 5

Der Fall einer Patientin, 32 Jahre alt, mit einem Herpes simplex der Oberlippe bei abklingendem fiebrigen Infekt der oberen Luftwege (Abb. 24). Das Nonkontakthandstück kommt ohne Wasserspray defokussiert, geringfügig ablativ, pulsüberlappend zum Einsatz (80 mJ/2 Hz). Das gesamte erkrankte Gebiet wird bis in den Übergangsbereich zum gesunden Weichgewebe mit dem Laser ohne Wasserspray abgerastert (Abb. 25 u. 26). Der Lasereinsatz führt zur sofortigen Schmerzfreiheit der Patienten in nahezu allen Fällen. Durch das Austrocknen der Herpesbläschen während der Lasertherapie verkürzt sich die Dauer der Herpesepisode. Einzelne Phasen der Infektion werden übersprungen. Schon am ersten Tag nach der Therapie finden wir die für die Abheilung so typische Krustenbildung vor. Eine Woche nach Lasertherapie ist die Infektion vollständig abgeheilt (Abb. 27).

Fazit

Der Er:YAG-Laser ist aufgrund seiner Wellenlänge von 2.940 nm und der daraus resultierenden Tatsache, dass sein Laserlicht vom Wasser im Gewebe hervorragend absorbiert werden kann, in der Zahnmedizin vielfältig einsetzbar und stellt eine schonende, minimalinvasive und patientenfreundliche Alternative zu konventionellen Therapiemethoden dar. Neben der Bearbeitung von oralem Hartgewebe ist er in der Weichgewebschirurgie erfolgreich einsetzbar. Grundvoraussetzung für den sicheren Einsatz in der täglichen Praxis sind fundierte Kenntnisse der Grundlagen der Lasertechnologie und deren Umsetzung. In Deutschland werden vielfältige Schulungsmöglichkeiten im Rahmen des Masterchipcurriculums oder des Studienganges zum Master of Science in „Lasers in Dentistry“ zum Beispiel an der RWTH Aachen im Dental Laser Center angeboten. So ausgerüstet ist es möglich, sehr erfolgreich Lasertherapie in der niedergelassenen Praxis zu betreiben.

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Dr. Birgit Fitsch

Bilder soweit nicht anders deklariert: Dr. Birgit Fitsch