Lasers et implantologie. mariage incontournable. chirurgie. - Les raisons d un. Les techniques LASER assistées en implantologie

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1 Plaquette n /11/08 9:14 Page 3 Lasers et implantologie - Les raisons d un mariage incontournable Gérard REY* (Montpellier) Robert FROMENTAL (Lyon) Gianluigi CACCIANIGA* (Milan) Pascal BUFFLIER (Anthy sur Léman) Paragraphe I - Pascal BUFFLIER Les techniques LASER assistées en implantologie Le LASER : émission concentrée de lumière amplifiée par stimulation, à partir d une cavité optique résonnante, d un milieu émetteur (liquide, solide ou gazeux) et d une source de pompage (électrique, lumineuse ou même laser). Cette activation de la réaction en chaîne aboutit à l émission du rayonnement lumineux : rayonnement laser spécifique du milieu émetteur excité. Différents lasers sont utilisés avec succès en implantologie : les lasers diodes (810 et 980 nanomètres), le laser Nd:YAG (1064 nanomètres), le laser Nd:YAP (1340 nanomètres), le laser ErCr:YSGG (2790 nanomètres), le laser Er:YAG (2940 nanomètres) et le laser CO 2 (10600 nanomètres). Il est évident que selon le type de longueur d onde utilisé et le mode d action, différents effets sont obtenus, avec une possibilité de pénétration tissulaire plus ou moins importante. Cette différence vient de la capacité d absorption dans l eau extracellulaire du rayonnement utilisé. Ainsi, les lasers utilisés peuvent être classés en lasers pénétrants pour ceux dont la longueur revue implantologie novembre 2008 d onde est faiblement adsorbée dans l eau (lasers Diodes, Nd:YAG et Nd:YAP) et les autres lasers (ErCr:YSGG, Er:YAG et le laser CO 2 ), très absorbés, réalisent des effets en surface étant des lasers peu pénétrants. L interaction d un rayonnement laser avec les tissus conduit à 4 processus : la réflexion, la diffusion, la transmission et l absorption. 1. La Réflexion La réflexion est un phénomène qui dépend entièrement de la longueur d onde de la radiation et donc de la nature du laser. Elle varie de 4 % pour la portion de 100 à 300 nm (laser Excimer) à un maximum de 63 % entre 600 et 800 nm (He-Ne, Diodes) et prend une valeur constante de 5 % entre 4000 et nm (laser CO 2 ). Dans la portion 300 à 2000 nm, la coloration du tissu a aussi une grande importance (KTP, Ar, He-Ne, Diode, Nd:YAG, Nd:YAP,...). Les lasers CO 2, qui émettent dans l extrême infrarouge, ne provoquent pratiquement pas de réflexion. * Professeurs à l Université de Cagliari - Italie 39

2 Plaquette n /11/08 9:14 Page 4 Avec le laser Nd:YAG, 50 % de la puissance peut se réfléchir sur un tissu peu pigmenté. Cette réflexion diminue la densité d énergie utilisable sur le tissu ciblé et elle s effectue pratiquement sans changement de longueur d onde. Il est aisé de comprendre la nécessité du port de lunettes, étudiées pour absorber la radiation laser elle-même. 2. La Diffusion La diffusion se traduit par un changement de direction du rayonnement sans perte d énergie, résultant de la rencontre du rayon avec des petites particules ou des molécules. Le caractère directif du rayonnement est alors perdu et le volume irradié est plus grand. Ce phénomène est important en raison du caractère hétérogène des tissus. Il existe surtout avec des lasers pénétrants. 3. La Transmission La transmission est le passage du rayonnement sans aucune modification particulière, le tissu traversé est comme transparent pour le rayonnement. Selon le type de tissu, le rayonnement des lasers pénétrants peut être transmis. 4. L Absorption L absorption est le phénomène le plus important. C est ce processus qui conduit à des transformations dues à l apport d énergie au milieu. Un rayonnement laser n agit sur la matière que dans la mesure où il est absorbé par celle-ci. Ceci dépend de l énergie transportée par le photon, c est-à-dire de la longueur d onde du rayonnement. L interaction a lieu s il existe une coïncidence entre la fréquence des photons incidents et la fréquence propre du tissu irradié. A chaque matière correspond une sorte de vibration caractéristique. L absorption est spécifique d une substance, et elle sera d autant plus forte que cette substance sera plus concentrée et que l épaisseur traversée sera plus élevée. L absorption énergétique du tissu est équivalente à la somme des différents composants du tissu et pour un même tissu, l énergie absorbée est fonction de la longueur d onde. L absorption d un rayonnement infrarouge entraîne une conversion de l énergie optique en énergie de vibration des molécules. Cette énergie de vibration se transforme ensuite en énergie de translation qui s accompagne d un échauffement localisé avec décomposition chimique. Suivant l énergie de la lumière absorbée, il se produit : soit le déplacement d un électron hors de son orbite, ce qui rend la molécule très réactive, soit le passage de la molécule à un niveau d énergie de vibration plus élevée, soit le passage de la molécule à un niveau d énergie vibrationnelle de rotation plus élevée. Lors de la relaxation entre niveaux d énergie vibrationnelle et rotationnelle, l énergie est rendue sous forme de chaleur. L interaction entre le rayonnement laser et la matière entraîne des réactions biologiques qui dépendent de 5 effets : thermique, mécanique, électrique, photochimique et quantique. Tous ces effets sont liés entre eux et présents à des degrés plus ou moins importants suivant le type de laser utilisé, la nature de la cible et le mode opératoire. a. Effet thermique Au niveau tissulaire, ce sont essentiellement les effets thermiques qui sont utilisés. Ce type d effet résulte de la conversion de l énergie radiative en énergie calorique, à l intérieur des tissus, en des temps très courts ( s). L élévation de température locale est consécutive à la transformation calorifique presque instantanée de l énergie focale absorbée. Cet accroissement de température peut entraîner des dommages irréversibles et causer des destructions in vivo à distance, L effet thermique dépend de la densité surfacique d énergie (J/cm 2 ) du rayonnement utilisé, mais aussi de la profondeur tissulaire atteinte qui est différente selon la longueur d onde du laser en action. Cela définit la notion de volume interactif. Ce volume est celui dans lequel se produit la dégradation de l énergie en chaleur. Plus ce volume est petit, plus l effet thermique est important. 40

3 Plaquette n /11/08 9:14 Page 5 L élévation thermique globale est modérée par la diffusivité thermique (cm 2 /s) des tissus atteints, la vascularisation locale et le taux d hydratation du tissu. C est par effet thermique que les lasers peu pénétrants permettent une action de coupe ou de vaporisation superficielle. Ces indications se retrouvent dans la préparation préimplantaire des tissus, dans l ouverture d un lambeau d accès ou dans l operculisation implantaire dans un protocole d implant endo-osseux en deux temps. Le laser assure des actes pas ou peu douloureux et des suites opératoires très confortables. b. Effet mécanique Si le tissu ciblé absorbe toute l énergie reçue, il y a seulement effet thermique. Si l énergie n est pas totalement absorbée, il y a effet thermique et mécanique. L effet mécanique apparaît d autant plus que la puissance est élevée. L interaction d une énergie radiante très importante avec le milieu biologique aboutit à la production d ondes acoustiques et d ondes de choc. Les effets mécaniques donnent naissance à des phénomènes ultrasonores de très hautes fréquences, qui se transmettent dans les milieux environnants. Avec les lasers concernés, cet effet n est jamais rencontré. c. Effet électrique Le champ électromagnétique lié au faisceau laser peut atteindre des valeurs considérables et perturber les constantes physiques des milieux traversés. Des flux intenses concentrés sur de petites surfaces apportent une très forte énergie dans un temps très bref, ce qui aboutit à une puissance très importante. Quand elle atteint un certain niveau, il se produit un claquage optique qui correspond à la production d un champ électrique qui entraîne l ionisation du milieu quelqu il soit, et la formation d un plasma qui provoque, lui-même, un gradient de pression induisant la formation d une onde de choc. Avec les lasers concernés, cet effet n est jamais rencontré. d. Effet photo-chimique C est une absorption énergétique plus sélective pouvant n intéresser qu une des substances constituantes de la cellule ou du milieu extra-cellulaire. S il y a irradiation, à l aide d un faisceau laser de longueur d onde correspondant à un des pics d absorption d un des constituants, nommé chromophore, du tissu ciblé, celui-ci absorbe la grande partie de l énergie qui l atteint. Il est possible d obtenir la stimulation in vivo d un constituant cellulaire donné. Une application de cette propriété consiste en une photo-activation de complexes enzymes et de certaines cellules. Les lasers pénétrants ont une action prépondérante car le volume interactif est plus important. Cet effet se retrouve à deux niveaux : avec une bonne densité d énergie, il est possible de réaliser de la photothérapie dynamique avec activation dans la zone ciblée d une molécule active pour un résultat donné (par exemple : décontamination d une poche ou d un alvéole osseux par tir laser en présence de peroxyde d hydrogène ; l énergie absorbée par ce composé chimique provoque la libération d oxygène singulet qui possède un haut pouvoir bactéricide), avec une très faible densité d énergie (Low- Level Laser Therapy), il est possible d agir au niveau mitochondrial des cellules pour activer la production d ATP, et de ce fait potentialiser l activité cellulaire : c est de la biostimulation ; tous les rayonnements laser possèdent cette capacité mais plus le laser est pénétrant, meilleure est son efficacité ; cette action peut se faire sur le tissu gencival avec activation sur les fibroblastes ou sur le tissu osseux avec activation sur les ostéoblastes (Hawkins et Abrahamse, 2006). e. L Effet quantique C est une action photo-ablative propre aux lasers émettant dans l ultraviolet. Avec les lasers concernés, cet effet n est jamais rencontré. En implantologie, l apport des lasers permet de bénéficier de ces différents effets pour désinfecter le tissu osseux en pré- ou per-opératoire, pour aménager les tissus péri-implantaires en pré-, per- ou post-opératoire, pour réaliser une biostimulation assurant de bonnes suites opératoires et pour restaurer une situation critique, dans les cas de périimplantite, en sécurisant le résultat (Romanos et Nentwig, 2008). 41

4 Plaquette n /11/08 9:14 Page 15 Paragraphe IV - Robert FROMENTAL Laser CO 2 et Implantologie 1- Introduction L utilisation du laser CO 2 dans le domaine dentaire est multiple, abordant aussi bien la dentisterie générale, la parodontologie, que celui de l implantologie. Le rationnel d application est lié à la longueur d onde utilisée (10,6 µ), absorbée immédiatement par l eau contenue dans les tissus ciblés, en particulier les tissus péri-implantaires. De par le pouvoir de coupe qu il offre, c est le laser chirurgical par excellence, maniable, fiable, il représente pour le praticien un outil pratique et sécure. Le tissu est vaporisé au point d impact (ablation) avec un très faible effet thermique périphérique (0,1 a 0, 3 m/m). «Ce que l on voit est ce que l on obtient». Dans la zone de nécrose, les vaisseaux sanguins jusqu à 0,5 m /m de diamètre sont coagulés, ce qui a pour effet d obtenir une excellente hémostase pendant la phase opératoire. Le mode d utilisation peut être focalisé ou défocalisé. (Fig. 1) La diffusion thermique dans le tissu dépend de la latence du temps thermique. Pour éviter cette diffusion, l exposition au laser devra être la plus courte possible au même point (mode Pulse ou Ultra Pulse). Les éléments durs (os, surface de l implant) sont également englobés dans ces démarches thérapeutiques. 2- Lasers CO 2 et tissus péri-implantaires L intégrité, la texture, la capacité de la gencive à jouer le rôle de joint dans la zone du col de l implant, en font un élément capital du succès implantaire à long terme. Pour ce faire, le laser C0 2 va pouvoir être utilisé à différents stades. On distingue d une manière non exhaustive : a- L abord du deuxième temps chirurgical dans les techniques dites enfouies (tissus mous), b- La préparation des profils d émergence implantaires (tissus mous), c- Le peeling gingival supra-implantaire (tissus mous), d- La suppression des brides et des freins autour des implants afin de prévenir ou traiter les récessions (tissus mous), e- Le marquage des sites implantaires dans les techniques dites TRANSMUQUEUSES (avec ou sans mise en charge immédiate) et stérilisation de surface de la muqueuse (tissus mous), f- Le traitement des péri-implantites, décontamination de l os périphérique, stérilisation des surfaces implantaires exposées (tissus durs). Fig. 1-51

5 Plaquette n /11/08 9:14 Page 16 De multiples autres applications pouvant être décrites, examinons les indications précédemment citées : a,b) Abord du deuxième temps chirurgical dans les techniques dites enfouies et préparation des profils d émergence implantaires (Fig. 2-3a-3b-3c-3d) Fig. 2- Fig. 3a- Fig. 3c- Fig. 3d- L operculisation concerne les implants situés en zone postérieure ou antérieure. Procédure rapide, sécure, peu invasive, non hémorragique, ne nécessitant pas toujours une anesthésie locale préalable (mode ultra pulse) produisant peu de carbonisation périphérique. 52 Fig. 3b-

6 Plaquette n /11/08 9:14 Page 17 Une évaluation préalable du capital gingival (présence ou non de gencive kératinisée) est la condition essentielle à la réussite de ce type de procédure (une absence de gencive attachée peut représenter une contre-indication à ce type de procédure (Fig. 3e). Fig. 4b- Fig. 3e- c-d) Peeling gingival pré- implantaire et suppression des brides et des freins Dans les techniques dites non enfouies, le port de la prothèse amovible pendant la phase d ostéointégration, peut entraîner une hyperplasie des tissus, engendrant des douleurs à la mastication. Le laser C0 2 permet d éliminer cette muqueuse excédentaire, inflammatoire et de retrouver un confort pour le patient en attendant la phase finale d ostéointégration (Fig. 4a). Fig. 4a- Après cicatrisation, il peut rester des brides venant s insérer au collet des implants ; gênantes et douloureuses au brossage, ces brides riches en fibres élastiques sont très vascularisées, et sensibles au biofilm (Fig. 4b). Le laser va permettre d éliminer les tensions, la plaie étant protégée par un pansement chirurgical, induisant le processus de marsupialisation. (Fig. 5a-5b-5c-5d), (Fig. 6a-6b). Fig. 5a- Fig. 5b- Fig. 5c- Fig. 5d- 53

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