Hypertrophic scars and keloid formation are common problems which are not only the result of surgical procedures. Many treatment protocols exist without standardization. The aim of our study was to compare various treatment protocols using a 2940 nm Er:YAG laser with and without additional silicone gel application. Twenty-one patients suffering from keloids or hypertrophic scars were treated in four groups with the Burane XL Er:YAG laser (Quantel Derma GmbH; Erlangen, Germany) either in thermal or combined thermoablative mode with or without additional silicone gel application under non-blinded conditions. The appearance of the scars (redness, hardness and elevation) before therapy, and 12 months after therapy was evaluated by therapists based on a scaling system from 0 to 3 (0 = minimum, 3 = maximum). The patient group was made up of 21 people, 16 females and five males, ranging in age from 16 to 79 years. All patients had a mean reduction of redness, hardness and scar elevation by 51.3% (p = 0.0012), 48.9% (p = 0.0015) and 50.0% (p = 0.0015), respectively. There was no significant difference between groups with or without additional silicone gel application (p > 0.05). Our pilot study proved the effectiveness of Er:YAG laser treatments (thermal and combined thermoablative mode) for the reduction of hypertrophic scars and keloids. However, the additional application of silicone gel was not as effective as postulated. Larger randomized double-blinded studies are needed to further evaluate treatment protocols for hypertrophic scars and keloids. Hypertrophe Narben und Keloide sind nicht nur nach chirurgischen Eingriffen ein häufiges Problem. Es existieren zahlreiche Behandlungsoptionen, jedoch fehlt eine Standardisierung. Ziel dieser Studie war es, die Effektivität verschiedener Behandlungsprotokolle eines "Triple-Mode" Er:YAG-Lasers mit oder ohne begleitende Silikongel-Anwendung zur Narbenreduktion zu evaluieren. 21 Patienten (16 weiblich, 5 männlich) mit Keloiden bzw. hypertrophen Narben nahmen an der unverblindeten Studie teil. Je ein Viertel des Patientenkollektives wurde thermisch bzw. kombiniert thermoablativ sowie mit bzw. ohne supportive Anwendung eines Silikongels behandelt. Die Behandlungen erfolgten mit einem 2940 nm Er:YAG-Laser (Burane XL, Quantel Derma GmbH; Erlangen, Germany). Alle Patienten (Altersspanne: 16–79) zeigten nach der Behandlung eine Reduktion der Rötung, der Härte bzw. der Narbenhöhe von 51,3% (p = 0,0012), 48,9% (p = 0,0015) und 50,0% (p = 0,0015). Ein Vergleich der Gruppen mit und ohne Silikongel-Applikation zeigte überraschenderweise keinen zusätzlichen Effekt zur Lasertherapie (p > 0,05). Unsere Pilotstudie konnte die Effektivität des Er:YAG-Lasers zur Behandlung von hypertrophen Narben und Keloiden sowohl im thermischen als auch im kombiniert thermoablativen Modus aufzeigen. Die zusätzliche Applikation von Silikongel erbrachte in diesem Zusammenhang nicht den erwarteten Effekt. Weitere randomisierte und doppelt verblindete Studien sind nötig, um ein standardisiertes Prozedere zur Behandlung von überschießenden Narben zu evaluieren.
No therapy can remove acne scars completely, but the discerning use of lasers can help to relieve patients of related symptoms. Electro-optical synergy (ELOS), a technology that combines radiofrequency (RF) with optical energy, shows multiple application potential, including hair removal and reversal of photoaging. Using the case reported here as an example, we discuss the role of the ELOS technology in the treatment of acne scars. The acne scars of a female patient (age 34, Fitzpatrick skin type IV) were treated with ELOS. The patient was treated monthly for a total of 4 sessions with a Matrix IR™ system (Syneron Medical Ltd.), a combination of a fractional diode laser (915 nm) and bipolar conducted RF energy, using the following parameters: 60 J/cm2 (laser energy) and 80 J/cm3 (RF energy). Acne scars were markedly reduced 1–3 months after the final treatment. This technology encompasses a combination of optical and RF energies which are simultaneously applied to the tissue and demonstrate the safety and efficacy in the treatment of acne scars. Derzeit gibt es keine Behandlungsmethode, die Aknenarben vollständig entfernen kann, auch wenn durch den Einsatz von Lasern eine Verbesserung des Hautbildes erzielt werden kann. Die ELOS-Technologie, aus dem Englischen kommend für "electro-optical synergy", ist ein Verfahren, das die Applikation von Radiofrequenzstrom (RF) und optischer Energie kombiniert und dadurch eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten birgt, z.B. zur Haarentfernung oder der Behandlung von lichtbedingten Hautschäden. Mit der vorliegenden Fallbeschreibung wird die Rolle der ELOS-Technologie in der Behandlung von Aknenarben diskutiert. Eine 34-jährige Patientin (Hauttyp IV nach Fitzpatrick) mit prominenten Aknenarben wurde 4x im Abstand von jeweils einem Monat mit dem Matrix IR™-System (Syneron Medical Ltd.) behandelt, welches einen Diodenlaser (Wellenlänge: 915 nm) mit einem bipolaren RF-System kombiniert. Es wurden folgende Energien appliziert: 60 J/cm2 (Laserenergie) und 80 J/cm3 (RF-Energie). Die Aknenarben waren 1 und 3 Monate nach der Behandlung merklich reduziert. Die ELOS-Therapie konnte im beschriebenen Fall sicher und effizient angewendet werden.
A study was undertaken to assess a technique of 360° ablation of urethral stricture tissue with a 120 W KTP laser in comparison with the results of visual internal urethrotomy. Ninety-three men with urethral strictures were treated with 120 W KTP laser vaporization using the circumferential technique to eliminate the entire stricture. The strictures were located at the bladder neck in 14 men, the bulbar urethra in 65 patients and the penile urethra in the remaining 14 patients. The follow-up ranged from 6 months to 2 years with an average of 13 months. All patients had flexible urethroscopy 4 weeks after the laser vaporization and then a follow-up examination at 6 months and 1 year. The treatment was considered a success when no further therapy was required. Satisfactory results were established if the patient needed only one post-treatment therapy with dilatation using sounds or a catheter. The treatment was designated a failure when patients needed multiple therapies or another operative procedure. The success rate for strictures at the bladder neck was 92% (13/14 men) with satisfactory in 8% (1/14 man) and there were no failures. At the bulbar urethral stricture site, vaporization was successful in 80% (52/65 men), satisfactory in 9% (6/65 men), and failed in 11% (7/65 men). Penile urethral strictures had success with 71% (10/14 men) and 29% (4/14 men) were considered failures. Ninety-three men with urethral strictures were treated with a 120 W KTP laser. The overall success rate was 81%. With improved technique and the advent of the 180 W KTP laser, further improved results are to be expected. In einer Studie wurde die 360°-Ablation urethraler Strikturen mittels 120 W KTP-Laservaporisation durchgeführt und mit Ergebnissen der visuellen internen Urethrotomie verglichen. 93 männliche Patienten mit urethralen Strikturen (Blasenhals: n = 14; bulbäre Harnröhre: n = 65, penile Harnröhre: n = 14) wurden mittels benannter Methode behandelt. Das Follow-up-Intervall betrug 6 Monate bis 2 Jahre (Mittelwert: 13 Monate). Alle Patienten wurden 4 Wochen, 6 Monate und 1 Jahr nach der Laserbehandlung mittels flexibler Ureteroskopie untersucht. Die Therapie wurde als erfolgreich eingestuft, wenn keine Folgebehandlung erforderlich war und als befriedigend, wenn der Patient einmalig mit Sonden oder einem Katheter dilatiert werden musste. Benötigten die Patienten multiple Nachbehandlungen bzw. war ein erneuter operativer Eingriff notwendig, wurde die Laserbehandlung als gescheitert betrachtet. Die Erfolgsrate bei Strikturen des Blasenhalses lag bei 92% (13/14 Patienten); bei einem Patienten (8%) war die Therapie befriedigend. Strikturen der bulbären Harnröhre wurden in 80% (52/65 Patienten) erfolgreich und in 9% (6/65 Patienten) befriedigend behandelt. Die Therapie versagte in 11% der Fälle (7/65 Patienten). Die penilen Harnröhrenstrikturen wurden in 71% (10/14 Patienten) erfolgreich behandelt. In 29% der Fälle (4/14 Patienten) konnte kein Behandlungserfolg erreicht werden. 93 Patienten wurden mittels 120 W KTP-Laservaporisation behandelt. Insgesamt lag die Erfolgsrate bei 81%. Mit einer verbesserten Technik und den Vorteilen des 180 W KTP-Lasers ist eine weitere Verbesserung der Erfolgsraten zu erwarten.
Intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) is a member of the immunoglobulin super family of adhesion molecules that plays a role in transendothelial migration and adhesion processes involved in the pathogenesis of psoriasis. Previous studies have demonstrated partial and total clearance of psoriasis by selective photothermolysis of dermal vessels with the pulsed dye laser. The aim of this study is to assess the efficacy of the pulsed dye laser (PDL) in treatment of chronic psoriatic plaque lesions by measuring changes in ICAM-1 expression in the epidermis and dermis of psoriatic patients before, during and after treatment, with correlation to the clinical improvement. Sixty patients with chronic plaque psoriasis were treated with flashlamp-pumped pulsed dye laser (FPDL) with 585 nm wavelength, 450 μs pulse duration, 7–8.5 J/cm2 fluence, and 7 mm spot size. Sessions were performed every 2 weeks with each patient receiving a total of 3 sessions. Clinical, histological, and immunohistochemical assessments were carried out. A correlation between plaque severity score (sum score) and changes in the mean of ICAM-1 expression was assessed throughout and after treatment. Reduction of ICAM-1 expression mean in psoriatic lesion was 1.83 ± 0.29 at week 2, 1.60 ± 0.19 at week 4, and 1.53 ± 0.18 at week 6 from the start of the laser treatment, compared to the baseline which was 2.90 ± 0.40. In the control group, ICAM-1 expression was 0.60 ± 0.07. A significant correlation between clinical improvement and reduction in ICAM-1 expression at weeks 4 and 6 of laser treatment was proven (p < 0.05). ICAM-1 expression is reduced significantly after treatment of psoriasis with pulsed dye laser, which can be used as an indicator for its efficacy. Das Adhäsionsmolekül ICAM-1 gehört der Immunglobulinsuperfamilie an und spielt eine wichtige Rolle in der Pathogenese der Schuppenflechte (Psoriasis). Frühere Studien haben gezeigt, dass eine partielle oder vollständige Beschwerdefreiheit ("clearance") durch Photothermolyse dermaler Gefäße mittels Farbstofflaser erzielt werden kann. Ziel der vorgelegten Studie war es, die Effektivität des Farbstofflasers in der Behandlung der Psoriasis zu evaluieren, indem Änderungen der ICAM-1-Expression vor, während und nach der Laserbehandlung in Korrelation zur klinischen Verbesserung des Hautbildes gemessen wurden. Es wurden 60 Patienten mit chronischer Schuppenflechte mit einem Blitzlampen-gepumpten Farbstofflaser (Wellenlänge: 585 nm, Pulslänge: 450 μs, Bestrahlung: 7–8.5 J/cm2, Spotgröße: 7 mm) behandelt. Jeder Patient erhielt insgesamt 3 Laserbestrahlungen im Abstand von jeweils 2 Wochen. Vor und nach Laserbehandlung wurden der jeweilige klinische, histologische und immunhistologische Status erfasst. Es wurde ein Summen-Index zur Ermittlung des Schweregrades der Psoriasis-Erkrankung bestimmt und mit den ermittelten Werten für die ICAM-1-Expression korreliert. Es konnte eine Reduktion der ICAM-1-Werte beobachtet werden ausgehend von 1.83 ± 0.29 nach 2 Wochen, auf 1.60 ± 0.19 nach 4 Wochen und 1.53 ± 0.18 nach 6 Wochen nach Beginn der Laserbehandlung verglichen mit einem Anfangswert von durchschnittlich 2.90 ± 0.40 vor der Behandlung. In einer gesunden Vergleichsgruppe betrug die ICAM-1-Expression 0.60 ± 0.07. Es bestand ein signifikanter Zusammenhang zwischen der klinischen Verbesserung des Beschwerdegrades und der ICAM-1-Reduktion 4 bzw. 6 Wochen nach Beginn der Lasertherapie (p < 0.05). Die ICAM-1-Expression war nach Laserbehandlung mit einem gepulsten Farbstofflaser signifikant reduziert und kann daher als Indikator für eine effektive Behandlung der Psoriasis genutzt werden.
The four most popular search engines PubMed/MEDLINE, ScienceDirect, Scopus and Google Scholar are investigated to assess which search engine is most effective for literature research in laser medicine. Their search features are described and the results of a performance test are compared according to the criteria (1) recall, (2) precision, and (3) importance. As expected, the search features provided by PubMed/MEDLINE with a comprehensive investigation of medical documents are found to be exceptional compared to the other search engines. However the most effective search engine for an overview of a topic is Scopus, followed by ScienceDirect and Google Scholar. With regard to the criterion “importance” Scopus and Google Scholar are clearly more successful than their competitors.
Gold-coated silica core nanoparticles have an optical response dictated by plasmon resonance. The wavelength at which the resonance occurs depends on the core and shell sizes, allowing nanoshells to be tailored to particular applications. The purpose of this in vitro study was to synthesize and use different concentrations of gold nanoshells as exogenous material for skin tissue soldering and to examine the effect of laser soldering parameters (irradiance, number of scans and scan velocity) on the properties of repaired skin. Two protein solder solutions mixed with albumin solder and two different gold nanoshell concentrations (1 and 2 ml) were prepared. A 2-mm-thick, 20-mm-long incision was made on the surface of depilated sheep skin strips using a surgical blade, and after the addition of the solder solution, it was irradiated with a diode laser (810 nm), varying the irradiance I (24–83 W/cm2), the number of laser scans Ns (2–10 scans), and the scan velocity vs (0.2–0.42 mm/s). The temperature T was monitored using a digital K-type thermometer (CHY502A1, CHY Firemate Co., Taiwan) that was positioned under the skin with a probe diameter of 0.5 mm and a response time of 0.1 s. Approximately 30 min after the completion of the soldering process, the tensile strength σ was evaluated in a tensile test. The results show that the tensile strength of the repaired skin increased with increasing laser irradiance for both gold nanoshell concentrations. At a constant irradiance, the tensile strength of the repaired incisions increased with increasing Ns and decreasing vs. A higher irradiance resulted in a larger tissue temperature rise. It was demonstrated that gold nanoshells can be used for laser tissue soldering, provided that the operating conditions are carefully optimized. In our case the optimal parameters were: σ = 0.16 N/mm2 at I ∼ 60 W/cm2, T ∼ 65 °C, Ns = 10 and vs=0.2mm/s. Die optische Resonanz goldbeschichteter Silizium-Nanopartikel wird durch die Plasmonresonanz vorgegeben. Da die Resonanzwellenlänge von der Partikelgröße und der Beschichtungsdicke abhängig ist, können Nanopartikel für spezifische Anwendungen maßgeschneidert werden. Ziel der vorgelegten Studie war es, Gold-Nanopartikel zu synthetisieren und in verschiedenen Konzentrationen zum Gewebelöten einzusetzen. Untersucht wurde dabei der Einfluss verschiedener Prozessparameter (Bestrahlungsstärke I, Anzahl der Laserscans Ns, Scangeschwindigkeit vs) auf die Zugfestigkeit σ der erzeugten Gewebelötstelle. Es wurden 2 mm tiefe und 20 mm lange Schnitte in epilierter Schafhaut mittels eines Diodenlasers (λ = 810 nm) unter Variation der Prozess-parameter (I = 24–83 W/cm2, Ns = 2–10, vs=0.2–0.42mm/s) verlötet. Als Lötmittel wurden zwei Rinderserumalbumin(BSA)-Lösungen mit zwei unterschiedlichen Konzentrationen von Gold-Nanopartikeln (1 und 2 ml) verwendet. Während des Lötvorgangs wurde die Temperatur mit einem Digitalthermometer (CHY502A1, CHY Firemate Co., Taiwan) überwacht, wobei der Temperaturfühler (Sondendurchmesser: 0,5 mm; Reaktionszeit: 0,1 s) direkt unter der Haut positioniert wurde. Etwa 30 min nach Abschluss des Lötvorganges wurde die resultierende Zugfestigkeit mittels Zugversuch ermittelt. Es zeigte sich, dass für beide Goldpartikel-Konzentrationen die erzielte Zugfestigkeit mit der Bestrahlungsstärke zunahm. Bei konstanter Bestrahlungsstärke I nahm die Zugfestigkeit der Lötstelle mit der Anzahl der Laserscans Ns und mit sinkender Scangeschwindigkeit vs zu. Eine höhere Bestrahlungsstärke führte zu einem größeren Temperaturanstieg. Gold-Nanopartikel können zum Laserlöten von Gewebe verwendet werden, vorausgesetzt die Prozessparameter werden sorgfältig angepasst. In unseren Versuchen ergab sich mit σ = 0,16 N/mm2 für die folgenden Parameter ein Prozessoptimum: I ∼ 60 W/cm2, T ∼ 65 °C, Ns = 10 und vs=0,2mm/s.
Laser vaporization of the prostate with the GreenLight laser has emerged as a treatment alternative to TURP. An analysis of the published data of our center was performed to assess the safety, the efficacy and the long-term results of the technique. GreenLight laser vaporization of the prostate is characterized by an outstanding intraoperative safety, regardless of oral anticoagulation or prostate size. The early and midterm functional outcome are comparable to TURP, however the data lack randomization. Laser vaporization of the prostate with the GreenLight laser is a safe and effective treatment modality for patients with bladder outlet obstruction due to benign prostate enlargement and has gained wide acceptance in the urological community. Die Laservaporisation der Prostata mit dem GreenLight-Laser hat sich als Therapiealternative zur TURP etabliert. Der vorliegende Artikel analysiert die von der Urologischen Klinik des Universitätsspitals Basel publizierten Daten, um Sicherheit, Effektivität und Langzeitresultate der Technik darzustellen. Die GreenLight-Laservaporisation der Prostata ist durch eine hohe intraoperative Sicherheit unabhängig von oraler Antikoagulation oder Prostatagröße charakterisiert. Die frühen und mittelfristigen postoperativen funktionellen Ergebnisse sind mit denen der TURP vergleichbar, allerdings sind diese Daten nicht randomisiert. Die GreenLight-Laservaporisation der Prostata ist eine sichere und effektive Therapie für Patienten mit obstruktiven Miktionsbeschwerden bei gutartiger Prostatavergrößerung und hat in der Urologie weitgehende Akzeptanz erreicht.
Thulium:YAG (Tm:YAG) laser vapoenucleation (ThuVEP) has been introduced in the treatment of benign prostatic obstruction (BPO) with promising results. However, with an aging population in the industrialized nations and improved medical therapy, the patients seeking treatment for BPO are getting older. Surgical therapy in this group of patients may not only be less effective due to the overall constitution of the patient but also due to the prolonged time of suffering from BPO. The aim of this study was to evaluate intermediate-term efficacy of ThuVEP in older patients. The outcome and complications of patients were analyzed after a postoperative follow-up period of 12 months and the results of subgroups aged both above and below 75 years were compared. Laser prostatectomy was performed using a 70 W Tm:YAG 2 μm continuous wave laser (LISA laser, Katlenburg, Germany) in combination with a continuous-flow laser resectoscope and a mechanical tissue morcellator (R. Wolf, Knittlingen, Germany). The condition of patients was followed in terms of improvement of uroflow and post-void residual urine, intra- and postoperative course and the occurrence of complications. Eighty consecutive patients were included in this prospective observation. Patients were grouped according to age. Subgroup I included patients with an age ≥75 years, subgroup II included patients <75 years. The mean age was 80.2 years in subgroup I and 66.6 years in subgroup II. Preoperative data was comparable in both groups, as well as improvements in postoperative voiding function. Transurethral ThuVEP is a safe and effective therapy method even in older patients. The patient's age does not influence the functional operative outcome. Das zunehmende Alter der Bevölkerung in den industrialisierten Staaten, wie auch die höhere Effizienz der medikamentösen Therapie führen dazu, dass sich vermehrt ältere Patienten zur chirurgischen Therapie der benignen Prostataobstruktion (BPO) vorstellen. Fraglich ist, ob in dieser Patientengruppe die therapeutische Effektivität operativer Verfahren durch die oftmals verminderte Allgemeinkonstitution des Patienten und die längere Krankheitsdauer der BPO kompromittiert wird. Als eine mögliche Therapieoption der BPO wurde die Laserenukleation mit dem Thulium:YAG (Tm:YAG) 2 μm Dauerstrichlaser (ThuVEP) mit vielversprechenden Ergebnissen in die Klinik eingeführt. Ziel dieser Anwendungsbeobachtung ist es, die Effektivität der ThuVEP bei Patienten älter als 75 Jahre im 12-Monats-Follow-up zu überprüfen. Die Ergebnisse wurden mit einer Gruppe von Patienten jünger als 75 Jahre verglichen. Die ThuVEP wurde mit einem 70 Watt Tm:YAG 2 μm Dauerstrichlaser (Lisa Laser, Katlenburg-Lindau) in Kombination mit einem Laserresektoskop und mechanischem Gewebemorcellator (R. Wolf, Knittlingen) durchgeführt. Die Patienten wurden in Bezug auf die Verbesserung der Miktionsparameter, dem intra- und postoperativem Verlauf sowie dem Auftreten von Komplikationen nachgesorgt. 80 konsekutive Patienten konnten in diese prospektive Beobachtung eingeschlossen werden. Die Patienten wurden anhand ihres Alters unterteilt in Gruppe I (≥75 Jahre) und Gruppe II (<75 Jahre). Das mittlere Alter betrug 80,2 Jahre in Gruppe I und 66,6 Jahre in Gruppe II. Die präoperativen Daten sowie die postoperativen Ergebnisse, insbesondere die Verbesserung der Miktionsparameter waren zwischen den Gruppen vergleichbar. Die transurethrale ThuVEP ist ein sicheres und effektives Verfahren auch bei älteren Patienten. Das Patientenalter hat keinen Einfluss auf das funktionelle Ergebnis.
The skin protects the body against environmental stress, for example contact with biological or chemical substances. The protection must be effective for substances soluble in both polar solvents such as water, and non-polar solvents such as oil. Therefore a specific balance of water and lipids contained in the skin is necessary to maintain the protection against both of these chemicals. Potential applications of assessing the water concentration in skin range from determining the effect of soap-like substances on the water balance in the skin over the efficiency of hydrating cosmetics to detecting water deposition in skin due to heart or kidney diseases. To our knowledge, there is currently no accepted in vivo method for quantitative determination of the water content in skin. Our aim was therefore to apply the spatially resolved reflectance (SRR) method to assess in vivo the water concentration in the skin. An overview on the advantages and disadvantages of our set-up is presented compared to other SRR set-ups and other (invasive) methods to assess the water concentration in skin. The set-up is described and the procedure for the evaluation of the absorption coefficient, from which the water concentration is determined. The performance of our set-up was examined by using fluid phantoms containing dimethyl sulfoxide (DMSO), water and scattering particles at different concentrations. The determined water concentration correlates linearly to the expected concentration with a correlation coefficient R2 of 0.977. The derived water concentration, taken from the spatially and spectrally resolved skin measurements presented here, is comparable to the concentration expected from the literature and found to be a realistic figure of 80%. The optical non-invasive determination of water concentration in the skin is feasible using SRR. Die Haut schützt den Körper vor Stress durch Umwelteinflüsse, zum Beispiel durch Kontakt mit biologischen oder chemischen Substanzen. Der Schutz muss sowohl für fett- als auch wasserlösliche Substanzen funktionieren. Daher ist es notwendig, dass sich eine Balance zwischen Wasser und Lipiden in der Haut ausbildet, um gegen beide Arten von Substanzen zu schützen. Die Bestimmung der Wasserkonzentration der Haut spielt daher eine besondere Rolle, wenn beispielsweise Effekte von Seifen oder ähnlichen Substanzen auf den Wasserhaushalt der Haut oder die Effizienz feuchtigkeitsspendender Kosmetika untersucht oder aber Wassereinlagerungen verursacht durch Herz- oder Nierenkrankheiten bestimmt werden sollen. Zurzeit sind uns keine Verfahren für die nicht-invasive, quantitative In-vivo-Messung des Wassergehaltes bekannt, die allgemein anerkannt sind. Ziel war es daher, die ortsaufgelöste Rückstreuung für die Ermittelung der Wasserkonzentration von Haut in vivo anzuwenden. Zunächst wird ein Überblick über die Vor- und Nachteile unseres Verfahrens gegenüber anderen ortsaufgelösten Messverfahren und anderen (invasiven) Methoden zur Bestimmung des Wassergehaltes der Haut gegeben. Es wird der Versuchsaufbau vorgestellt sowie das Auswerteverfahren zur Bestimmung des Absorptionskoeffizienten der Haut, aus dem wiederum der Wassergehalt ermittelt wurde. Untersucht wurde außerdem die Eignung des Versuchsaufbaus zur quantitativen Wassergehaltsbestimmung, wobei Flüssigphantome bestehend aus Wasser, DMSO und Titandioxid als Streuer zum Einsatz kamen. Die ermittelten Wasserkonzentrationen verhalten sich linear (Bestimmtheitsmaß R2 von 0,977) zur tatsächlichen Wasserkonzentration. Die aus den ortsaufgelösten Hautmessungen ermittelte Wasserkonzentration beträgt 80%, was ein realistischer Wert ist. Die optische, nicht-invasive Ermittelung der Wasserkonzentration in Haut ist durch eine ortsaufgelöste Messung der Rückstreuung prinzipiell möglich.
Ablative fractional carbon dioxide (CO2) laser treatment has gained popularity for several clinical indications due to its superiority in the treatment of rhytides, scars and photodamaged skin. The concept of ablative fractional photothermolysis (AFP) enables the induction of dermal coagulative injury without confluent epidermal damage, reduces side effects and shortens downtime. To date, less is known about its safety and efficacy on Asian skin where dyspigmentation is suspected to be one of the most challenging adverse events. 78 Asian and 7 Caucasian subjects underwent 1–3 AFP treatments using a scanned 250 μm CO2 laser beam for the indications of scar reduction (n = 42), skin tightening (n = 32), enlarged pores (n = 6) and others (n = 5). Two patients were treated for both acneiform scars of the face and atrophic scars on the neck so that in summary, 87 treatment sites received laser therapy. Post-treatment erythema (redness) and edema (swelling) as well as overall satisfaction were graded on a quartile scale with scores from 0 to 3. All designated and observed side effects were noted by blinded observers. The patient satisfaction (scored by a blinded observer) after AFP for scar reduction, skin tightening, and enlarged pores ranged from minimal to marked clinical improvement with a tendency for a better outcome after repeated treatments. Erythema and edema lasted for 1–4 days in all patients and only one patient developed post inflammatory hyperpigmentation (PIH) after the first treatment. The presented results allow the conclusion that AFP performed by a scanned CO2 laser is a safe and effective treatment modality for the improvement of rhytides and photodamaged skin, scarring, enlarged pores and hyperpigmentation in both Asian and Caucasian people, with a minor risk of dyspigmentation. Potential refinement of the number of sessions and treatment parameters need further evaluation to maximize the therapeutic efficacy for the different indications. Die ablative fraktionierte Photothermolyse (AFP) mit einem CO2-Laser kommt zur Behandlung verschiedener klinischer Indikationen zum Einsatz, insbesondere aufgrund ihrer Überlegenheit in der Therapie von Falten, chronischem Lichtschaden und Narben im Vergleich zu anderen Therapien. Die fraktionierte Photothermolyse setzt einen dermalen koagulativen Schaden unter Erhalt der Epidermis und damit verringerten Nebenwirkungen. Bis zum jetzigen Zeitpunkt ist nur wenig über die Sicherheit und Effektivität des Einsatzes an asiatischer Haut bekannt. 85 Probanden, 78 mit asiatischem und 7 mit kaukasischem Hauttyp, erhielten 1–3 AFP-Behandlungen mit einem gescannten 250 μm CO2-Laser zur Narbenkorrektur (n = 42), Hautstraffung (n = 32), Porengrößenreduktion (n = 6) und anderen Indikationen (n = 5). Bei zwei Patienten wurden jeweils zwei unterschiedliche Narbentypen im Gesicht und am Hals behandelt, so dass insgesamt 87 Läsionen therapiert wurden. Bewertet wurden die Dauer des Anhaltens von Schwellung (Ödem) und Rötung (Erythem) nach Therapie sowie die allgemeine Patientenzufriedenheit mit Hilfe eines Scores von 0–3. Alle Probanden zeigten moderate klinische Verbesserungen. Erythem und Ödem persistierten im Schnitt über 1–4 Tage, nur ein Proband entwickelte post-inflammatorische Hyperpigmentierungen nach der ersten Behandlung. AFP mit einem gescannten CO2-Laser stellte bei unseren Probanden mit asiatischem und kaukasischem Hauttyp eine sichere und effektive Behandlungsoption zur Korrektur von Falten und chronischem Lichtschaden, Narben, vergrößerten Poren und Hyperpigmentierungen dar. Diese ersten Ergebnisse müssen jedoch weiter systematisch kontrolliert werden. Um die therapeutische Effektivität weiter zu steigern, sollten Untersuchungen zur Behandlungshäufigkeit sowie zur Auswahl der Therapieparameter in klinischen Studien mit längeren Nachbeobachtungszeiten durchgeführt werden.
Human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) are a promising cell source for regenerative medical applications because they can be easily isolated and expanded ex vivo. However, due to the lack of specific cell surface markers, it is difficult to identify whether ex vivo isolated BM-MSC populations are free of stromal fibroblasts. Bright-field microscopical analyses are insufficient to determine fibroblastic contaminations since these two cell types have similar cell morphologies. We employed and compared traditional flow cytometric (FACS) analysis, in vitro differentiation assays, and Raman spectroscopy to distinguish between human BM-MSCs and fibroblasts. We found that FACS analysis, utilizing previously described fibroblast-identifying antibodies, was inadequate in separating stromal fibroblasts from BM-MSCs as over 75% of the BM-MSCs shared these antigens. In vitro differentiation assays revealed that, in contrast to fibroblasts, BM-MSCs could be successfully differentiated into adipocytes, osteoblasts and chondrocytes. Using this method it was possible to discriminate between the two cell types. However, the need for prolonged in vitro culture periods of up to 4 weeks is a major disadvantage of this test method. Raman spectroscopy, a non-contact technique measuring the wavelength and intensity of inelastic scattered light from molecules by employing high-power near-infrared lasers, distinguished ultra-fast between BM-MSCs and fibroblasts (integration time of 100 s/cell). Based on the results, we conclude that Raman spectroscopy is a suitable tool for the rapid detection of fibroblastic contaminations in BM-MSC cultures. Aus dem Knochenmark gewonnene mesenchymale Stammzellen (BM-MSCs) sind eine vielversprechende Zellquelle für Anwendungen innerhalb der regenerativen Medizin. Es ist jedoch schwierig zu bestimmen, ob isolierte BM-MSC-Populationen frei von Fibroblasten oder anderen, die Stammzellen kontaminierenden Zellen sind. Ziel der vorliegenden Studie war es festzustellen, ob sich die Raman-Spektroskopie zur nicht-invasiven, kontaktfreien Unterscheidung humaner BM-MSCs und Fibroblasten eignet. Es wurden verschiedene Verfahren (Durchflusszytometrie, In-vitro-Differenzierungsassays, Raman-Spektroskopie) hinsichtlich der Differenzierbarkeit humaner BM-MSCs und Fibroblasten untersucht und verglichen. Unsere Daten zeigen, dass Hellfeld-mikroskopische Analysen allein nicht ausreichen, um Fremdzellkontaminationen zu bestimmen, da BM-MSCs und Fibroblasten sehr ähnliche Zellmorphologien aufweisen. Auch die traditionelle durchflusszytometrische (FACS)-Analyse unter Verwendung zuvor beschriebener zell-populationsspezifischer Antikörper ermöglichte keine Diskriminierung zwischen stromalen Fibroblasten und BM-MSCs. In-vitro-Differenzierungsassays zeigten, dass BM-MSCs, im Gegensatz zu Fibroblasten, erfolgreich in Adipozyten, Osteoblasten und Chondrozyten differenzierten. Allerdings stellt die Notwendigkeit einer langwierigen In-vitro-Kultur von bis zu 4 Wochen einen großen Nachteil dieser Testmethode dar. Die Raman-Spektroskopie ermöglichte hingegen die schnelle Differenzierung zwischen BM-MSCs und Fibroblasten. Die Raman-Spektroskopie ist eine vielversprechende Analysemethode für die schnelle Detektion von Kontaminationen von BM-MSC-Kulturen mit Fibroblasten.
Our purpose was to determine the efficacy of low level laser therapy (LLLT) on wound healing in rabbits. Sixteen rabbits were sedated and given a general anesthetic. A full thickness flap was used bilaterally at the buccal gingiva maxilla in a naturally toothless area, and then sutured. A low level pulsed GaAlAs laser (wavelength: 685 nm, power: 45 mW, radiant exposure: 3 J/cm2, frequency: 10 Hz, duty factor: 80%; application time: 1 min) was used on the left side. The right side was not lasered as a control. Tissue specimens from each site on days 3, 7, and 14 after surgery were examined microscopically. Less inflammation was observed on days 3 and 7 in the treatment group (p < 0.01). The inflammation rate on both sides was the same on day 14 (p > 0.05). LLLT using optimal parameters can accelerate full thickness wound healing. Untersuchung des Effekts einer Low-Level-Laser-Therapie (LLLT) mittels GaAlAs-Laser auf die postoperative Wundheilung von Hasen. Bei 16 Hasen wurden unter Allgemeinanästhesie beidseitig sogenannte „Full-thickness Flaps” der Gingiva buccalis des Oberkiefers präpariert und anschließend wieder vernäht. Die linke Seite wurde mittels LLLT unter Einsatz eines gepulsten GaAlAs-Lasers (Wellenlänge: 685 nm, Laserleistung: 45 mW, Bestrahlung: 3 J/cm2, Frequenz: 10 Hz, Einschaltdauer: 80%) behandelt, die rechte Seite wurde nicht gelasert (Kontrollgruppe). Für beide Untersuchungsgruppen (behandelt/unbehandelt) wurden 3, 7 und 14 Tage nach der Operation Gewebeproben entnommen und mikroskopisch untersucht (Zählung der Entzündungszellen). In der LLLT-Gruppe wurde 3 und 7 Tage postoperativ ein geringerer Entzündungsgrad festgestellt als in der Kontrollgruppe (p < 0,01). 14 Tage nach der Operation unterschied sich der Entzündungsgrad beider Untersuchungsgruppen nicht mehr signifikant (p > 0,05). Die LLLT kann bei optimaler Parameterauswahl die Wundheilung beschleunigen.
Periodontitis is an inflammatory disease of the supportive tissue of teeth caused by specific microorganisms. Periodontitis is a typical example of a chronic inflammatory reaction which cannot develop without an associated inflammation, since it is always attended by gingivitis with marked inflammation. The aim of the paper is to show the anti-inflammatory effects on gingiva by combined therapy (conservative therapy complemented with laser therapy). A total of 34 patients were examined who had been diagnosed with chronic periodontitis. In the experimental group 17 patients were treated using conservative methods (scaling and root planing) followed by a low level laser therapy (LLLT) with a Scorpion-SM-405-7A system (OPTIKA-LASER; Sofia, Bulgaria), and the patients of the control group (n = 17) were treated only with scaling and root planing (SRP). Clinical measurements included probing pocket depth (PPD), bleeding on probing (BOP), clinical attachment level (CAL), as well as supragingival plaque measurements (PL) and gingival crevicular fluid (GCF) measurements in pockets and were undertaken before therapy (baseline), and three and six months, respectively after the therapy had been completed. All the subjects in each group completed all phases of the study. Six months after the therapy, the average PPD, CAL and CGF reduction in the experimental group with LLLT was significantly greater (p < 0.05) than for the patients receiving only conservative therapy. The reduction in CAL and GCF at the treated sites was greater than at the SRP sites, although the difference was statistically significant for the six month visit only (p < 0.05). In the group using only conservative therapy, histological findings of gingivae showed a reduction in the number of inflammatory cells and partial stroma collagenization, while histological findings in gingivae after the laser therapy indicated completely regenerated gingival tissue with few inflammatory cells as well as marked collagen tissue homogenization. Based on the results obtained, it can be concluded that the use of LLLT as an adjunct procedure in the conservative treatment of periodontitis is very successful in reducing gingival tissue inflammation. Parodontitis ist eine entzündliche Erkrankung des Zahnhalteapparates hervorgerufen durch Bakterien. Eine Parodontitis (Zahnbettentzündung) geht immer mit einer Gingivitis (Zahnfleischentzündung) einher. Ziel der vorgelegten Studie war es daher, die antientzündlichen Effekte einer kombinierten Therapie (konventionelle Therapie mit anschließender Softlasertherapie) auf die Gingiva zu untersuchen. Insgesamt wurden 34 Patienten mit diagnostisch gesicherter chronischer Parodontitis in die Studie eingeschlossen. Die Hälfte der Patienten (n = 17) wurde zunächst konservativ mittels Kürettage behandelt, gefolgt von einer Low-Level-Lasertherapie (Scorpion-SM-405-7A; OPTIKA-LASER, Sofia, Bulgarien). Die andere Hälfte der Patienten wurde nur konservativ behandelt (Kontrollgruppe). Die klinische Evaluation erfolgte jeweils vor sowie 3 und 6 Monate nach Behandlung durch Messung der Sondierungstiefen (probing pocket depth, (PPD)) und des Attachmentlevels (clinical attachment level, (CAL)) sowie durch Beurteilung der Sondierungsblutung (bleeding on probing, (BOP)). Es wurde außerdem eine Plaquekontrolle durchgeführt sowie der Sulkusfluid (gingival crevicular fluid, (GCF)) in den Zahnfleischtaschen gemessen. Alle Patienten durchliefen die Studie vollständig. 6 Monate nach Therapie waren in der Gruppe, die sich einer kombinierten Therapie mit Low-Level-Laserbehandlung unterzogen hatte, die mittleren Sondierungstiefen, Attachmentlevel und Sulkusfluidmengen gegenüber der Kontrollgruppe mit ausschließlich konservativer Behandlung signifikant reduziert (p < 0.05). Vergleicht man die absoluten Werte für CAL und GCF miteinander, so war die Reduktion in der kombinierten Behandlungsgruppe (ΔCAL = 0.97 mm, ΔGCF = 0.0022 ml) größer als in der Kontrollgruppe (ΔCAL = 0.64 mm, ΔGCF = 0.002 ml), auch wenn diese Differenzen nur für die 6-Monats-Kontrolluntersuchung statistisch signifikant waren (p < 0.05). Die histologischen Untersuchungen der Gingiva ergaben in der Kontrollgruppe einen Rückgang der Entzündungszellen und eine partielle Stromakollagenisierung. In der kombinierten Behandlungsgruppe zeigte sich eine komplette Regeneration der Gingiva mit nur noch wenigen Entzündungszellen und homogenem Bindegewebe. Die Ergebnisse der vorgelegten Studie zeigen, dass in der konservativen Parodontitisbehandlung eine ergänzende Behandlung mit dem Softlaser entzündungshemmende Wirkung auf die Gingiva hat.
Pilonidal sinus disease (PSD) is a debilitating disease arising in the hair follicles of the sacrococcygeal region. We describe our 5-year experience of managing recurrent cases with laser depilation using an 800 nm diode laser (LightSheer EP, Lumenis-Yokneam, Israel). A retrospective study was undertaken from June 2003 to June 2008. A total of 15 patients who had undergone laser depilation were included. Each patient was scheduled for 3 treatments at 6-weekly intervals. Patients were followed up for 12 months and were telephoned to ascertain disease status after the period of the formal follow-up. The majority of patients underwent at least one surgical episode (range: 1–4, mean: 2.3). Seven patients had unhealed pilonidal wounds which did not respond to conservative management. Three patients did not complete their course of treatment and one suffered a recurrence after 22 months. Following laser depilation, all seven patients with chronic non-healing wounds were healed. At the end of the study period, all patients except one remained disease free (range: 6–50 months, mean: 23.6 months). Recurrence of PSD can be controlled with good perineal hygiene and regular shaving of the natal cleft; however this can be difficult and awkward. Laser hair depilation is a useful adjunct to preventing recurrence and we believe it should be routinely offered to patients who have recurrent disease. The use of laser in the treatment of chronic sinus disease also appears to hasten and aid healing; however this needs further evaluation and investigation. Der Pilonidalsinus oder Sinus pilonidalis ist eine unangenehme, akut oder chronisch verlaufende Entzündung der Haarfollikel überwiegend im Bereich der Steißbeinregion. Wir berichten über unsere 5-jährige Erfahrung in der Behandlung chronischer Fälle mittels Laserepilation unter Verwendung eines 800 nm Diodenlasers (LightSheer EP, Lumenis-Yokneam, Israel). Für die Zeit von 06/2003 bis 06/2008 wurde eine retrospektive Studie durchgeführt. In die Studie eingeschlossen wurden 15 Patienten, die in diesem Zeitraum mittels Laserepilation behandelt wurden. Jeder Patient unterzog sich einer dreimaligen Behandlung im Abstand von jeweils 6 Wochen. Die Patienten wurden für 12 Monate nachbeobachtet und danach telefonisch zu ihrem Krankheitsstatus befragt. Die Mehrzahl der Patienten war bereits mindestens einmal chirurgisch behandelt worden (Mittelwert: 2,3; Bereich: 1–4). 7 Patienten hatten offene Wunden, die nicht auf die konservative Behandlung ansprachen. 3 Patienten beendeten die Laserbehandlung nicht, bei einem Patienten kam es nach 22 Monaten zu einem erneuten Auftreten. Bei allen 7 Patienten mit chronischen, nicht heilenden Wunden konnte mittels Laserepilation eine Abheilung erreicht werden. Zum Ende der Studie waren alle bis auf einen Patienten symptomfrei (Mittelwert: 23,6 Monate; Bereich: 6–50 Monate). Das Wiederauftreten des Pilonidalsinus kann mit guter perianaler Hygiene und regelmäßiger Rasur der Gesäßfalte beherrscht werden, allerdings kann dies schwierig und unangenehm sein. Die Haarentfernung mittels Laserepilation stellt eine gute Alternative dar und sollte nach unserer Meinung Patienten mit chronischem Pilonidalsinus standardmäßig angeboten werden. Die Laserepilation scheint darüber hinaus einen positiven Effekt auf die Wundheilung zu haben, allerdings sind hier weitere Untersuchungen erforderlich.
The exposure of a photosensitizer to visible light, preferably laser light in the red region, in the presence of molecular oxygen results in a photochemical reaction described as photodynamic therapy (PDT). Photodynamic therapy is increasingly used for the treatment of skin cancers. The subcellular localization of the photosensitizer has been shown to be a key factor in the outcome of PDT. Mitochondrial localized photosensitizers are able to induce apoptosis very rapidly. Lysosomal localized photosensitizers can elicit either a necrotic or an apoptotic response. The present work contributes to the classification of the subcellular targets and cell death pathway of PDT using hydrophilic aluminum (III) phthalocyanine chloride tetrasulfonate (AlPcS4). The localization of AlPcS4 in metastatic human melanoma (HT-144) cells was studied by means of fluorescent probes (Rh-123, LysoTracker® and Fluo-3) and a laser scanning microscope (LSM). The laser sources of the LSM induced a PDT effect with a redistribution of AlPcS4 inside the entire cell, followed by the increased fluorescence of AlPcS4 in the cytoplasm of HT-144 cells. The results suggest that AlPcS4 is a potential sensitizer for melanoma skin cancer treatments. However, a comparison of its cytotoxicity, uptake and accumulation in normal and cancer cells deserve further investigation. Die Bestrahlung eines Photosensibilisators mit sichtbarem Licht, vorzugsweise Laserlicht im roten Spektralbereich, und in Gegenwart von molekularem Sauerstoff führt zu einer photochemischen Reaktion, die als photodynamische Therapie (PDT) bezeichnet wird. Die PDT wird zunehmend für die Behandlung von Hauttumoren eingesetzt. Für den Erfolg der PDT ist die subzelluläre Lokalisation des Photosensibilisators ausschlaggebend. In Mitochondrien lokalisierte Photosensibilisatoren können beschleunigt Apoptose auslösen. In Lysosomen lokalisierte Photosensibilisatoren können entweder Nekrose oder Apoptose hervorrufen. Die vorliegende Arbeit trägt zur Klassifikation subzellulärer Zielstrukturen bei, die über entsprechende Signalwege zum Zelltod führen. Die Lokalisation von hydrophilem, tetra-sulfoniertem Aluminium(III)-Phthalocyanin-Chlorid (AlPcS4) in metastasierenden humanen Melanom-Zellen (HT-144) wurde mit Hilfe von Fluoreszenzmarkern (Rhodamin 123, LysoTracker® und Fluo-3) und dem Laser-Scan-Mikroskop (LSM) untersucht. Die Laserstrahlquellen im LSM erzeugten einen PDT-Effekt, der zu einer Umverteilung des AlPcS4 in den Zellen führte, gefolgt von einem Fluoreszenzanstieg des AlPcS4 im Zytoplasma der HT-144 Zellen. AlPcS4 scheint ein potenter Photosensibilisator für metastasierende humane Melanom-Zellen (HT-144) zu sein; jedoch sind weitere vergleichende Messungen an gesunden Zellen notwendig.
We report on the development and production of tissue-like optical phantoms for detection and characterization of fluorescent objects close to the tissue surface. The phantoms mimic bulk optical properties such as light scattering and absorption of female breast tissue and human skin. Fluorescence sources are embedded for a given well-defined localization and volume to simulate pathologic lesions that are marked by specific molecular substances labeled with a fluorescent dye. The phantoms were made of epoxy resin with added titanium dioxide and black epoxy color paste for adjustment of the tissue-like scattering and absorbing properties. Indocyanine green was used as a fluorescent dye. The phantoms were evaluated with an experimental set-up for a new method for in vivo laser fluorescence tomography in the frequency domain.
Laser radiation in the 2 μm wavelength region is well-absorbed by water and has good transmittance through commercially available, low-OH quartz optical fibers which are generally acknowledged to have great potential for medical application in endoscopic and open surgery. Medical laser systems in this wavelength range are flashlamp- or laser-pumped pulsed Ho:YAG lasers and continuous wave (cw) thulium (Tm)-doped fiber lasers. This paper presents the laser–tissue effects on an ex-vivo tissue model using an innovative diode-pumped cw Tm:YLF laser and cw and Q-switched Ho:YAG laser. The diode-pumped air-cooled Tm:YLF laser (IAP RAS prototype) emits cw light at 1909 nm with an output power of up to 20 W and an optic-to-optic efficiency of more than 41%. The Ho:YAG laser (IAP RAS prototype) is pumped by the radiation of a Tm:YLF laser and can operate at 2090 nm in cw or Q-switched mode with an average power of up to 10 W. The laser beam quality of both lasers is about M2 < 1.3 and can be easily coupled in low-OH optical fibers. Laser–tissue interaction experiments were performed using porcine kidney and liver tissue. Single-spot and cutting experiments were performed in a reproducible set-up. In the single-spot experiments, a fixed distance was used between fiber and tissue surface of d = 5 mm and energies were applied in the 10–200 J range. The cutting experiments were performed with the same laser parameters but in contact mode (d = 0 mm) using a constant scanning velocity of v=1mm/s of the linear fiber movement. Macroscopic and histological evaluations were performed. The tissue effect showed precise and reproducible ablation. The ablation depth depended on the applied power. Interestingly, the histological findings showed that the thickness of the coagulation zone in lateral and axial plane was nearly constant at 1 ± 0.5 mm in each direction. The presented lasers showed more flexibility for surgical approaches. The induced tissue effects showed a very high reproducibility in ablation and in coagulation for both radial and axial planes. The constant small size of these effects may show the potential for precise laser-assisted surgical preparation. IR-Laserstrahlung im 2 μm-Bereich wird gut von Wasser, der wichtigsten Gewebekomponente, absorbiert und kann gleichzeitig noch gut mittels Lichtwellenleiter vom Lasergerät zum Gewebe transportiert werden. Somit zeigt diese Strahlung ein hohes Potenzial sowohl für endoskopische als auch für offen chirurgische Interventionen. Kommerzielle medizinische Lasergeräte in diesem Wellenlängenbereich basieren technisch auf Blitzlampen- oder Laser-gepumpten gepulsten Ho:YAG-Systemen oder kontinuierlich abstrahlenden (cw) Thulium-dotierten Faserlasersystemen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Laser-Gewebe-Wechselwirkung von zwei experimentellen IR-Lasersystemen (Dioden-gepumpter cw Tm:YLF-Laser, cw und Q-switched Ho:YAG-Laser) im Ex-vivo-Experiment. Der Dioden-gepumpte, luftgekühlte Tm:YLF-Laser (IAP RAS Prototyp) emittiert Licht mit einer Wellenlänge von 1909 nm im cw-Betrieb mit einer Leistung von max. 20 W und einer Konversionseffizienz von über 40%. Der Ho:YAG-Laser (IAP RAS Prototyp) wird von dem Tm:YLF-Laser gepumpt und emittiert bei einer Wellenlänge von 2090 nm im kontinuierlichen (cw) oder Q-switched-Modus mit einer durchschnittlichen Leistung von 10 W. Die Strahlqualität beider Lasersysteme liegt bei M2 < 1,3. Somit kann die Laserstrahlung einfach in Low-OH-Lichtwellenleiter eingekoppelt werden. Die Laser-Gewebe-Wechselwirkung beider Systeme wurde ex-vivo an Nieren- und Lebergewebe vom Schwein untersucht. In einem standardisierten experimentellen Aufbau wurden sowohl Einzelspot- als auch Schneid-Experimente durchgeführt. Bei den Einzelspot-Experimenten betrug der Abstand zwischen Gewebeoberfläche und Lichtwellenleiterendfläche d = 5 mm, wohingegen die Schneid-Experimente im Kontakt (d = 0 mm) und mit einer konstanten linearen Bewegungsgeschwindigkeit des Lichtwellenleiters (v=1mm/s) durchgeführt wurden. Die applizierten Laserenergien lagen im Bereich von 10–200 J. Die Gewebeeffekte wurden makroskopisch vermessen und histologisch ausgewertet. In den Experimenten zeigte sich eine präzise und reproduzierbare Ablation mit klar umschriebenem Koagulationssaum. Die Ablationstiefe war abhängig von der applizierten Laserenergie. Histologisch konnte eine konstante Ausdehnung der Koagulation in axialer und in radialer Richtung von 1 ± 0,5 mm ermittelt werden. Die vorgestellten Lasersysteme zeigen eine hohe Schneideffizienz. Die induzierten Gewebeeffekte (Ablation, Koagulation) sind reproduzierbar. Die reproduzierbar konstante und geringe Ausdehnung des Koagulationssaumes macht einen Einsatz für die lasergestützte präzise Gewebepräparation während chirurgischer Interventionen denkbar.
Summary Background and objective Diode lasers are used in dentistry for oral surgery or disinfection of root canals in endodontic treatment. The aim of the study was to elucidate the basic mechanism of action in laser-induced root canal disinfection, which could be a photothermal and/or photochemical effect. Materials and methods To find out whether high-power NIR laser bacterial killing is caused by the light itself (photochemical effect or direct bacterial heating by selective absorption) or by a general thermal process, bacterial suspensions of a non-pathogenic strain of Escherichia coli were heated in a water bath and by diode laser (940 nm) each with the same temporal temperature course. Furthermore, bacterial suspensions were irradiated during which the temperature was fixed by iced water. Efficacy of bacterial inactivation was determined using double fluorescence labeling to distinguish vital from dead bacteria. Results Comparison of bacteria-killing efficacy between laser and water bath-induced heating showed no significant differences. The most important parameter was the maximum temperature achieved during heating. Laser irradiation of bacteria at low temperatures (elimination of temperature effect) did not show any bactericidal effect. Conclusion The experiments show that the inactivation of bacteria, at least for E. coli , using high-power 940 nm laser irradiation is solely based on a thermal mechanism. This should be taken into consideration during laser-assisted endodontic disinfection, where efficient bacterial inactivation must be achieved whilst preserving temperature-sensitive neighboring tissue.
