10 rue Maximilien Robespierre 92290 Châtenay-Malabry

Cabinet des docteurs RIGALDO-RADETZKY et SALOMON-MONTOLIU

Chirurgiens-Dentistes à Chatenay Malabry (92)

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Les Lasers

Les Lasers

INTRODUCTION

Historiquement, la lumière  été utilisée  comme un agent thérapeutique à travers les siècles. Dans la Grèce antique l’exposition du corps au soleil était employée  pour restaurer la santé. Les égyptiens utilisaient le « psoralens » (lotion à base de plantes pour traiter le « vitiligo ») et le soleil.   Les effets bénéfiques   du soleil  sur le rachitisme sont connus depuis le XVIIIe siècle. Il a été démontré depuis, en médecine,  que  l’usage de la lumière en général,  la photothérapie, a des propriétés bactéricide et biostimulante. C’est à partir de 1960 que l’on voit apparaitre de nouvelles sources lumineuses. La découverte du faisceau laser, cette lumière unidirectionnelle dont on peut maitriser le diamètre au point d’impact va grandement intéresser le milieu médical. Au cours des années suivantes différents lasers vont être mis au point.


Comme c’est souvent le cas, la nouveauté, l’innovation font l’objet de controverse. L’utilisation du  laser en odontologie ne fait pas exception à cette règle.  Pourtant il s’agit bien là, d’un véritable progrès pour le praticien ainsi que pour le patient.  La technologie laser évoluant tous les ans un peu plus depuis les années 2005, il y a chaque année plus d’utilisateurs. Les universités s’y intéressent, les diplômes universitaires commencent à apparaître et des protocoles d’utilisation sécurisés pour chaque laser sont mis au point. Les associations d’utilisateurs de lasers telles que EMLA, ESOLA, ISLD…. font un travail très important pour mettre en commun leurs connaissances et aboutir à des protocoles toujours plus simples et plus efficaces. 


Avant de présenter quelques cas de traitement laser assisté dans le cadre d’un cabinet d’omnipratique, intéressons nous à l’outil.

a) Le faisceau laser :

Laser est l’acronyme de « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation »  L’explication se trouve dans le nom : amplification de lumière par émission stimulée de rayonnement.


Au niveau « atomique », le laser tire profit de l’« émission stimulée » (voir Annexe : 1 et 2), obtenue   si l’on dispose continuellement d’une population d’atomes excités (en états métastables) plus importante que celle d’atomes au repos. On obtient cet état avec une source suffisamment puissante  excitant un milieu propice au changement d’état (passage de l’état stable à l’état métastable). Schématiquement, le laser fonctionne à partir d’une cavité optique résonnante (deux miroirs se font face l’un totalement réfléchissant l’autre partiellement réfléchissant laissant passer en son centre les longueurs d’onde du faisceau laser) dans laquelle est placé un milieu émetteur (liquide, solide ou gazeux). Ce milieu spécifique, facilement excitable, activé par une source de pompage, va émettre un rayonnement lumineux visible et invisible, ou faisceau laser, qui est dirigé sur les tissus cibles par un système de transmission (bras articulé ou fibre optique). Cette lumière est unidirectionnelle, cohérente, intense, monochromatique. Il n’y a pas un seul et unique laser, il y a une multitude de longueurs d’onde disponibles pour des applications cliniques qui peuvent grandement varier de l’une à l’autre.

b) L’absorption et l’interaction du faisceau laser dans les tissus vivants :

L’action d’un laser dans le domaine médical sur un tissu cible donné (tissu mou : gencive, dur : os) dépend de l’absorption de son rayonnement plus ou moins importante dans les différents composants des tissus (Figure 1). A chaque laser correspondra une courbe d’absorption  dans l’eau, l’hémoglobine et l’hydroxyapatite.  Les différentes actions du  laser sont donc fonction de la nature du milieu qui le reçoit et de la longueur d’onde du rayonnement sachant que l’effet recherché doit toujours favoriser une absorption garante d’un effet thermique limité à l’endroit de l’impact (Figure3).

 

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Figure 1: Absorption différentielle des rayonnements lasers utilisés en odontostomatologie
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Figure 2: Schéma de l'élévation de température des tissus cibles et effets des principaux lasers.

 Si l’on compare l’absorption de l’énergie d’un laser « Erbium Yag » à celle d’un laser diode, le premier pénètre en moyenne de quelques microns  et est absorbé dans moins d’un mm3  alors que le laser diode pénètre de 1300 microns et est absorbé dans environ un cm3 (Figure : 3). 


Quelque soit le laser, la base des phénomènes physiques mise en jeu est l’interaction du rayonnement électromagnétique avec la matière. Lorsqu’un faisceau d’énergie électromagnétique pénètre  dans un milieu donné, une fraction de son intensité est réfléchie, transmise, diffusée en fonction des coefficients de réflexion, de transmission, de diffusion  du milieu.  L’énergie incidente du faisceau est  absorbée par le tissu cible au point d’impact et est transformée en chaleur.  


La réflexion est une partie du rayonnement qui n’est pas absorbée (d’où le port de lunettes de protection),souvent importante dans les longueurs d’onde comprises entre 600 et 1500 nm.


La transmission, c’est le  passage des rayonnements pénétrants dans certains tissus sans modification.


La diffusion  est   la déviation latérale de l’énergie du faisceau laser (cette énergie est plus faible et pénètre le milieu dans toutes les directions),


L’absorption est le phénomène qui provoque une élévation thermique. 


Cet effet thermique est doublée d’une réaction biologique (favorable si bien dosée, néfaste voire mort cellulaire si trop forte).  

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Figure 3: Pénétration relative du rayonnement des différents lasers en odontostomatologie.

Entre 800 et 1300 nm les coefficients d’absorption se côtoient avec des valeurs voisines pour les différents constituants des tissus rencontrés en odontologie. A puissance identique, la même énergie qui est communiquée aux tissus cibles, sera transmise, diffusée et absorbée progressivement pour les rayonnements pénétrants (longueur d’onde plus courtes, type : diode, Nd.YAG) et sera absorbée quasiment totalement en surface pour les rayonnements non pénétrants (longueur d’onde plus longue, type : Er.Yag ou C02).


c) Les quatre effets du rayonnement laser sur les tissus vivants :

L’effet « photo-ablatif » (effet de coupe) se situe dans une densité de puissance relativement élevée avec des temps d’application très brefs. Aux alentours de 100° environ.  L’effet de « carbonisation »  autour de  80° et  l’effet de  « coagulation »  supérieur à 50° sont à éviter si l’on souhaite conserver une vitalité cellulaire. (Figure 2 et 3)


L’effet « photodynamique » est efficace avec une  densité de puissance moyenne et un temps d’application moyen qui est fonction de l’élévation de température plus ou moins importante obtenue avec le laser utilisé.  C’est effet thermique moyen favorise la « vasodilatation »  (autour de 45°) qui permet  un afflux sanguin et augmente le dynamisme cellulaire.  Cet  effet photodynamique est décontaminant avec la présence de peroxyde d’hydrogène à 3 %. C’est l’activation d’une substance (l’accepteur d’énergie étant ici l’oxygène) par le rayonnement laser qui induit une réaction photochimique et produit de « l’oxygène singulet » hautement bactéricide. Une étude in vitro menée par le laboratoire Biomatech en 2001 montre l’action bactéricide  du protocole « h2o2 + laser » sur cinq bactéries de la cavité buccale. Une autre étude in vitro du protocole « peroxyde d’hydrogène  + laser diode (820 nm, pendant 10 secondes) »  élaborée par le Dr REY-MONTPELLIER avec l’institut Fournier, démontre cette action complémentaire bactéricide. 


L’effet « biostimulant » nécessite une densité de puissance relativement  faible et des temps d’applications relativement longs. Ils doivent se situer à la limite de la perception de l’élévation de température (la biostimulation n’a pas besoin d’être faite sous anesthésie). L’énergie absorbée agit par prolifération cellulaire (macrophages, lymphocytes, fibroblastes….) libération des facteurs de croissance sanguins, synthèse de l’adénosine triphosphate  « ATP », transformation des fibroblastes en myofibroblastes et synthèse du collagène. Cet effet favorise une accélération de la cicatrisation.


L’effet « thermique » est toujours présent et se superpose à tous les autres décrits précédemment. L’énergie du rayonnement laser se transforme toujours en chaleur qui est fortement, peu ou pas perceptible suivant la densité de puissance choisie. (Figure : 4)


Ces effets comme l’indique le graphique ci dessous peuvent se superposer et dépendent  du temps et de la densité de puissance. La quantité d’énergie absorbée par les tissus dans le temps se calcule en Joules par centimètre carré, et s’appelle la fluence (Figure : 4). Les effets photodynamiques et biostimulants se produisent dans la profondeur des tissus cibles sous la zone affectée par l’effet thermique de coagulation (Figure : 2).

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Figure 4: Choix de la fluence en fonction de l'effet rechercé.

Pour obtenir une excellente décontamination et une bonne cicatrisation il est important que se superposent les trois effets du rayonnement laser : thermique faible (vasodilatation) + photodynamique + biostimulant : c’est le volume d’efficacité maximum (V.E.M). (Figure : 5)


Un laser peut émettre en  mode continu ou pulsé.En mode continu, la puissance  instantanée est constante dans le temps. Il peut aussi émettre en mode impulsionnel  où le temps de l’impulsion, sa puissance et la fréquence des impulsions jouent sur l’énergie apportée au tissu cible.


Des recherches ont permis d’améliorer les réglages machine, en mode superpulsé, avec des temps de pulse de 43 microsecondes et des temps de repos de 100 microsecondes (soit 70 % de la période), et une fréquence de l’ordre de 6000 à 8000 Hz, pour augmenter ce volume (V.E.M). La  diminution de l’effet thermique (qui favorise la carbonisation et la coagulation) tout en ne  perdant pas l’effet photochimique décontaminant maximum permet d’augmenter le V.E.M. 

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Figure 5 : Volume d’efficacité maximum.

 Il est toujours possible d’adapter un rayonnement laser à un effet pour lequel il n’est pas destiné au départ, en  jouant sur « certains paramètres » machine et sur « certains  paramètres » praticien (le geste, le contact, la défocalisation, le temps de repos, le rafraîchissement,…) mais les meilleurs résultats sont obtenus avec les rayonnements laser initialement adaptés à l’effet recherché.

d) Sécurité :

Les lasers dentaires sont de classe 4 et sont dangereux pour les yeux en cas d’irradiation directe ou indirecte à cause d’un phénomène de réflexion, d’où le port de lunettes adaptées pour tout le personnel présent dans la salle de soins. Ne jamais regarder directement le faisceau laser même avec des lunettes de protection.


Apposer un panneau   à l’entrée du local (ce panneau doit s’allumer lorsqu’on utilise le laser).


DANGER


PROTEGER LES YEUX ET LA PEAU


DU RAYONNEMENT DIRECT OU INDIRECT


Rayon laser invisible/DIODE LASER/LASER CLASSE IV

MOTIVATION

a) La curiosité

Pourquoi s’intéresser au laser ? Parce qu’il faut toujours s’informer  sur les nouvelles pratiques dans notre métier surtout si celles-ci font leurs  preuves et regroupent de plus en plus d’adeptes à l’échelle internationale. 


L’un des paragraphes du serment d’Hippocrate, stipule   « j’aurai comme objectif de prodiguer à mes patients les soins reconnus comme les plus efficients par les sciences médicales du moment ».    


Parallèlement notre code de déontologie nous fait obligation de n’utiliser une technique que dans la mesure où l’on en possède la bonne maîtrise. Celle-ci, notamment dans le cas de l’utilisation d’un laser, ne peut être obtenue qu’après une formation sérieuse.

b) La progression dans son exercice

Progresser dans son exercice c’est ne pas se cantonner à une pratique de routine même si elle est bien maitrisée, c’est évoluer vers des techniques qui nous permettent de proposer au patient un résultat toujours meilleur en diminuant voire en supprimant  le stress et la douleur.    


Le praticien, par nature, doit se remettre sans cesse en cause, rechercher les techniques les mieux adaptées aux traitements qu’il prodigue  et  œuvrer au confort de ses patients.      


Les effets du laser sont connus pour leur efficacité dans bien des cas.  Dans un traitement parodontal, par exemple, il n’est plus à démontrer l’action bactéricide du laser diode, ni son action bio stimulante dans l’aide à la maintenance. 


Le laser n’est certes pas une baguette magique,  ce n’est pas un objet passif comme une canne sur laquelle on s’appuie, c’est un outil actif qui bien utilisé aura des effets secondaires bénéfiques sur les tissus. 

c) Une saine émulation

Dans le domaine médical, le laser a fait ses preuves  ces dernières décennies  en dermatologie, en ophtalmologie, en chirurgie…. C’est le fruit d’une collaboration et d’une émulation constante entre passionnés du laser, médecins toutes disciplines et physiciens, qui a permis une évolution notable de  l’outil et de son utilisation. Dès  1964 les effets du laser sont testés en odontologie. Depuis, les publications se succèdent, chercheurs et cliniciens publient leurs expériences et les résultats s’observent sur du long terme (PubMed : Base de données bibliographiques de référence dans le domaine biomédical). Aujourd’hui différents « Néo laséristes  européens »,  compétents et convaincants par leurs études rigoureuses et leurs preuves biologiques et histologiques sur du long terme ont su expliquer simplement son utilité, et montrer l’action des différents lasers dans tous les domaines de l’omnipratique (lire entre autre : traitements parodontaux et lasers en omnipratique dentaire ; G REY et P MISSIKA chez Masson).


A  présent les fabricants  équipent banalement les fauteuils d’omnipratique  d’un laser diode.

CHOIX DU MATERIEL

Les lasers peuvent se différencier par la nature du milieu excité (laser à solide,  liquide, gaz,  semi-conducteurs,  électrons libres). Ils ont des applications diverses et nombreuses (dans l’industrie, la bureautique, la médecine ….).  


a) Les familles de laser

On distingue deux grandes familles de lasers pour l’odontologie (Figure : 6)  


  • les lasers « absorbés » dont la longueur d’onde est comprise entre  2940 à 10600 nm (Erbium YAG dont le milieu actif est un solide cristallin, CO2 dont le milieu actif est un gaz….).      
  • les lasers « pénétrants »  (non absorbés à la surface)  d’une longueur d’onde allant de 800 à 1340 nm (Diodes dont le milieu actif est un cristal enrichi, Nd YAG  dont le milieu actif est un solide cristallin, Nd YAP dont le milieu actif est un solide cristallin enrichi par des ions Nd3+).

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Figure 6 : Emplacement des principaux lasers utilisés en odontostomatologie sur le spectre électromagnétique. (Source: Encyclopédie des lasers en médecine et en chirurgie, Piccin, 1995) .Tous ces lasers émettent dans le visible ou l’infrarouge.

b) Choisir un laser

Comment choisir le « bon » laser devant tant de diversité de modèles, de types (pénétrants ou pas), de marque, de design, de prix, .... Après s’être documenté sur internet, avoir lu dans des revues scientifiques différents articles montrant l’utilité et l’utilisation du laser (exemple: les lasers et la chirurgie dentaire, de REY G et MISSIKA P paru en 2009), après avoir écouté différents conférenciers, après être allé les voir auprès de différents commerciaux et mieux encore, fait une formation universitaire (certificat de compétence clinique en chirurgie dentaire laser assistée) afin de pouvoir exprimer, après avoir bien compris son fonctionnement, un avis personnel. Ensuite, faire le choix de celui qui correspond le mieux à ses besoins dans son activité. Aujourd’hui parmi les lasers pénétrants ou non pénétrants le choix est large : le traitement de l’os cortical (pour une meilleure vascularisation) fait appel à l’erbium, le traitement endodontique (désobturation, désinfection et obturation) au Nd Yag, la petite chirurgie des tissus mous au CO2, enfin la coupe des freins ou brides gingivales la décontamination endodontique, parodontale et les effets photodynamique et biostimulant font appel plutôt à des lasers diodes. En omnipratique, la tentation de vouloir posséder les lasers permettant tous les traitements précités, est forte. Interviennent aussi l’aspect financier, de rentabilité, et de place car certains lasers sont volumineux. Plusieurs fabricants proposent aujourd’hui des appareils moins volumineux et même des appareils contenant plusieurs lasers.


c) Le laser diode

En médecine et en odontologie, les lasers diode utilisés « émettent dans le rouge » entre 625 et 700 nm ou dans l’infrarouge entre 810 et 980 nm, avec des indications cliniques différentes. Pour la plupart l’opérateur peut en régler la puissance (en watts), le temps d’application (en actionnant ou non la pédale). La surface de l’impact dépendra de la dimension du système de transmission (diamètre de la fibre), de la distance et de l’inclinaison de la fibre par rapport au tissu ou du système défocalisé. Dans ce mémoire il est question d’un laser diode : le G8 (voir Photo : Ph.1), de fabrication italienne de la maison Galbiati. C’est un laser pénétrant de 980 nm, il est alimenté par une source électrique qui est transformée en faisceau laser. Il peut atteindre 8 watts. Il fonctionne en mode continu(CW) ou en mode pulsé. Il possède un programme préréglé par le fabricant (avec l’aide du Dr G. REY) pour chaque type de geste, mais avec la possibilité d’un réglage plus personnel si besoin. Ce programme se déroule ainsi : A. effet ablatif - B. effet thermique - C. effet photodynamique - D. effet biostimulant. (Annexe : 3)

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Ph.1: laser G8 avec la fibre 600 (pièce à main grise) et la fibre 300 (pièce à main bleu) et son embout coudé.

C’est un laser fibré (en quartz): il est pourvu de 3 fibres, une fibre de 200, 300 et 600 µm de diamètre (elles se fixent sur le devant de l’appareil, voir flèche sur photo : Ph.1). Ces fibres sont protégées par une gaine et ne doivent jamais être pliées ni écrasées. Si le bout des fibres 200 ou 300 est endommagé lors de leur utilisation, il se coupe aisément avec une paire de ciseaux spécifique.


  • fibre 600 - elle est insérée dans une pièce à main, elle est destinée à faire de la bio stimulation et du blanchiment.

  • fibre 300 - elle est utilisée :
  • lors de petites chirurgies, avec un effet photoablatif ; Exemples : approfondissement de vestibule, frénectomie, gingivectomie pathologique ou esthétique, ….
  • Lors de désinfection, avec un effet photochimique, de poche parodontale, après un curetage apical, dans une alvéole après extraction ou si alvéolite, un sulcus enflammé par une couronne transitoire mobile, autour d’un implant (péri implantite) et toujours en présence d’eau oxygénée (la liste n’est pas exhaustive !).

  • fibre 200 - elle est utilisée lors d’un traitement endodontique d’une dent infectée, ou présentant un granulome, toujours sous irrigation d’eau oxygénée. Elle pourrait être utilisée pour une frénectomie, mais étant plus fine, elle est plus flexible (difficulté de maniement) et plus fragile, la fluence est plus grande et l’effet thermique plus difficile à maîtriser.

Dernière mise à jour le: 17/07/2020

Article rédigé par le praticien

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