Doświadczalna ocena efektywności wybranych lamp diodowych i halogenowych przeznaczonych do polimeryzacji materiałów dentystycznych – doniesienie wstępne

Polimerowe materiały dentystyczne utwardzane światłem widzialnym wiążą w wyniku addycyjnej polimeryzacji wolnorodnikowej. Zapoczątkowanie reakcji zapewniają specjalne lampy (halogenowe, diodowe i plazmowe) oraz laser argonowy, które emitują światło o długości fali od 400 do 500 nm (1, 2). Tego rodzaju polimeryzacja rozpoczyna się od absorpcji fotonów przez obecny w materiale złożonym fotoinicjator (np. kamforochinon), który przechodząc na wyższy poziom energetyczny łączy się z reduktorem, którym może być np. trzeciorzędowa amina. Następnie w wyniku rozpadu powstałego związku tworzą się wolne rodniki, które inicjują polimeryzację. Ostatecznym jej efektem jest utworzenie twardego polimeru (3, 4, 5).

Lampy używane do utwardzania materiałów polimerowych różnią się nie tylko zastosowanym źródłem światła, ale także wieloma innymi cechami wpływającymi na skuteczność kliniczną danego urządzenia.

Najważniejsze z nich to:

1. długość fali światła,

2. moc (mW/cm²),

3. ilość wydzielanej energii cieplnej,

4. jakość i rodzaj elementów optycznych,

5. głębokość skutecznej polimeryzacji.

Najczęściej stosowanymi lampami polimeryzacyjnymi są halogenowe, które emitują światło o mocy od 150 do 1800 mW/cm² i długości fali od 400 do 500 nm. Podstawowym problemem nękającym użytkowników tych lamp jest szybkie zużywanie się żarówki i filtra oraz stopniowa degradacja układu optycznego. Konsekwencją tych procesów staje się zwiększone wydzielanie ciepła oraz zmniejszenie efektywności polimeryzacji. W wyniku uszkodzenia filtra może dojść także do emitowania fali światła w zakresie nadfioletu, co jest szkodliwe dla tkanek miękkich. Nowoczesne lampy halogenowe wyposażone są w opcje wyboru trybu polimeryzacji tj. standard, „miękki” start programowy, „miękki” start z ciągłym wzrostem mocy, a następnie emisja z maksymalną intensywnością. Umożliwia to sterowanie procesem naświetlania w celu redukcji wielkości skurczu polimeryzacyjnego przy maksymalnie wysokim stopniu konwersji.

Lampy plazmowe i laser argonowy ze względu na ich koszt, wysoki pobór mocy i wydzielanie dużej ilości ciepła są rzadko stosowane.

Pod koniec XX wieku wprowadzono do utwardzania polimerowych materiałów dentystycznych lampy diodowe (LED – ang. Light Emitting Diodes) (1, 6, 7). Posiadają one znacznie większą sprawność niż lampy halogenowe, ponieważ charakteryzują się zbliżonym widmem emisyjnym, do długości fali światła pochłanianej przez kamforochinon (467 nm). Dzięki dużej wydajności diod elektroluminescencyjnych zużywają bardzo małą ilość energii i wykazują dobrą stabilność intensywności naświetlania, która może powrócić do stanu początkowego nawet po chwilowym wyłączeniu (6, 8, 9).

Wąskie spektrum emitowanego przez lampy diodowe promieniowania pozwala na ograniczenie natężenia światła od 40% do 70% w porównaniu do lamp halogenowych podczas naświetlania kompozytów w tym samym przedziale czasu. Dzięki tej właściwości oraz poprzez eliminację promieniowania podczerwonego i czerwonego urządzenia oparte na technologii LED nie wywołują szkodliwego wzrostu temperatury tkanek podczas polimeryzacji (10).

Pierwsze tego rodzaju urządzenia, które trafiły do naszego kraju charakteryzują się także mocą światła powyżej 300 m W/cm² (zgodność z minimum normy ISO, która przyjmuje tę wartość intensywności za graniczną) (5).

Celem pracy było określenie efektywności wybranych źródeł światła (lampy diodowe i halogenowe) na proces polimeryzacji niektórych materiałów złożonych.

Badaniu poddano następujące lampy:

A. diodowe;

– Luxomax (Akeda) wersja przewodowa. (ryc. 1).

Za emisję światła o długości fali 440-495 nm odpowiada 7 diod. Lampa pracuje w 2 programach:

1. Full – polimeryzacja przy maksymalnej mocy.

2. „Miękki” start programowany do 10 sek., a następnie emisja z maksymalną mocą.

Światłowód o średnicy 8 mm (6, 11).

– Elipar Free Light (3M ESPE).

Lampa bezprzewodowa, 19-diodowa. Emituje światło o długości fali 440-490 nm. Może pracować w 2 programach:

1. Standard – polimeryzacja przy maksymalnej ciągłej mocy.

2. „Miękki” start z ciągłym wzrostem mocy przez 15 sek., a następnie emisja z maksymalną intensywnością (tylko dla czasu polimeryzacji 40 sek.).

Światłowód o średnicy 8 mm (2).

B. halogenowe:

– Elipar Highlight (3M ESPE) (żarówka o mocy 75 W i emisji światła o maksymalnej intensywności 700 mW/cm²).

Pierwsza lampa z tzw. miękkim startem. Pracuje w 2 programach:

1. Standard – polimeryzacja przy maksymalnej mocy.

2. Two steps – miękki start przez 10 sek. o intensywności 150 mW/cm², a następnie emisja z maksymalną mocą.

Światłowód o średnicy 10 mm (12).

– Astralis 10 (Ivoclar – Vivadent) (żarówka 100 W). Emisja fali światła o długości 400-500 nm.

Lampa posiada możliwość naświetlania w 4 różnych programach:

1. High Power – 10 sek. polimeryzacja przy maksymalnej mocy 1200 mW/cm².