Straßl, M. (2008). Novel concepts for pain-free dental hard tissue preparation by ultra-short laser pulses [Dissertation, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/186403
Ultrakurze Laserpulse stellen eine vielversprechende Technologie zur schädigungsfreien Bearbeitung von Zahnhartsubstanzen dar. Um mit ihnen größere Flächen bearbeiten zu können, wie es für die Kavitätenpräparation am Zahn erforderlich ist, müssen die aufeinanderfolgenden Pulse über eine entsprechende Fläche gerastert werden. In der vorliegenden Arbeit wurde das Scannen von ultrakurzen Laserpulsen bei hohen Pulsrepetitionsraten im Bereich von 50-100 kHz simuliert und in praktischen Experimenten untersucht. Dazu wurden drei verschiedene Scansysteme eingesetzt, von denen zwei spezielle Neuentwicklungen für diesen Zweck waren. Es wird auch die Frage beleuchtet, ob für den vorliegende Anwendung Femto- oder Pikosekundenpulse besser geeignet sind. Weiters wird für das grundlegende Verständnis der medizinischen Anforderungen an eine schädigungsfreie Hartgewebsbearbeitung ein Überblick über relevante biologische Hintergründe gegeben. Auch werden die grundlegenden technischen Spezifikationen für eine praxisgerechte Umsetzung eines solchen Gerätes im Zuge in einer späteren industriellen Entwicklung erarbeitet.<br />
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Ultra-short laser pulses are a promising technology for dental hard tissue processing due to their potential of damage-free tissue preparation. To be able to ablate larger surface areas as it is required in dental cavity preparation, lateral scanning of the consecutive pulses has to be applied. In the presented work, scanning of ultra-short laser pulses with high pulse repetition rates in the range of 50-100 kHz was investigated in simulation and practical experiments. For this, three different types of scanning devices were applied, two of them being new developments particularly for this purpose. Also the question is discussed whether femtosecond or short picosecond pulses are better suited for this purpose. Furthermore, the biological background for basic understanding of the medical requirements for a damage free dental hard tissue preparation is given. For practical implementation into a dental office the basic technical requirements for a later industrial realization of a dental ultra-short pulse device are developed.
