Czytelnia Medyczna » Nowa Stomatologia » 4/2005 » Ocena głębokości polimeryzacji materiałów złożonych utwardzanych za pomocą lampy halogenowej i lamp diodowych

- reklama -

Fitomed
kosmetyki ziołowe

Mamy sprzęt do ręcznej obróbki krawędzi i ślizgów - serwis narciarski Warszawa

- reklama -

Małgorzata Ponto¹, Ewa Fitak¹, Leopold Wagner¹, Zbigniew Raszewski²

Ocena głębokości polimeryzacji materiałów złożonych utwardzanych za pomocą lampy halogenowej i lamp diodowych

Dental composite depth of cure with halogen and blue light emitting diode technology

¹Zakład Propedeutyki i Profilaktyki Stomatologicznej Akademii Medycznej w Warszawie
Kierownik Zakładu: dr hab. n. med. Leopold Wagner
²Dział Badawczo-Rozwojowy Zhermapol Sp. z o.o. Prezes: dr farm. Marek Zabojszcz

Polecane książki z księgarni medycznej BORGIS:

Choroby błony śluzowej jamy ustnej i przyzębia

Choroby przyzębia

Interna dla stomatologów

Wprowadzenie

Powszechnie stosowane do utwardzania materiałów polimerowych lampy halogenowe wykazują istotne wady. Przede wszystkim żarówka halogenowa zużywa się już po około 40-100 godzinach pracy, a filtr świetlny może ulegać przegrzaniu pod wpływem ciepła wydzielanego w trakcie emisji światła (1). Powoduje to, że urządzenia te tracą swoją optymalną sprawność i prowadzi do niepełnej polimeryzacji materiałów, obniżenia ich właściwości mechaniczno-fizycznych oraz wiąże się z emisją promieniowania szkodliwego dla tkanek (UV i podczerwień) (2, 3, 4). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono także, że lampy halogenowe po pewnym czasie użytkowania nie osiągają optymalnej mocy światła wymaganej przez producentów polimerów (5, 6).

Wprowadzone w połowie lat 90-tych XX wieku lampy diodowe (LED) nie wykazują tych niekorzystnych właściwości. Charakteryzuje je natomiast: długi czas pracy (kilka tysięcy godzin) bez obniżenia intensywności światła, bardzo niewielkie zapotrzebowanie na energię, małe wymiary, nie powodują też istotnego wzrostu temperatury otaczających tkanek podczas polimeryzacji oraz oprócz ładowania akumulatora nie wymagają żadnych czynności obsługowych (7, 8, 9). Niektóre z nich są także wytrzymałe na uderzenia i wibracje. Pierwsza generacja lamp diodowych nie spotkała się z pozytywnym przyjęciem wśród lekarzy dentystów, ponieważ nie zawsze zapewniały one pełną, wymaganą klinicznie polimeryzację kompozytów (10). Wynikało to ze zbyt małej mocy światła emitowanego przez te lampy (ł400 mW/cm²). Na początku XXI wieku wprowadzono II generację lamp diodowych (11, 12). Charakteryzują się one znacznym zwiększeniem wydajności diod elektrolumi-nescencyjnych, co sprawia, że moc emitowanego przez nie światła przekracza 1000 mW/cm².

Celem obecnej pracy była porównawcza ocena głębokości skutecznej polimeryzacji wybranych kompozytów utwardzanych lampami diodowymi II generacji i lampą halogenową.

Materiał i metoda

Ocenie poddano następujące lampy:

A. diodowe:

– Smart Lite IQ (Dentsply Detrey) (ryc. 1).

Ryc. 1. Lampa Smart Lite IQ.

Lampa emituje światło o długości fali od 450 do 475 nm i natężeniu około 800 mW/cm². Ma wbudowany mikroprocesor, który umożliwia regulację czasu naświetlania w zakresie 10, 15, 20, 30 i 40 sek. oraz pracę w trybie ciągłym przy sygnalizacji dźwiękowej co 10 sek. Wyświetlacz lampy informuje o ustawionym czasie działania, stanie naładowania baterii oraz o wystąpieniu błędu. Za zasilanie odpowiada akumulator Li-jonowy. Średnica zakończenia światłowodu wynosi 8,5 mm. Lampa ma wbudowany tester natężenia emitowanego światła.

– Bluephase (Ivoclar-Vivadent) (ryc. 2).

Ryc. 2. Lampa Bluephase.

Lampa emituje światło o długości fali od 430 do 490 nm. przy maksymalnym natężeniu 1100 mW/cm² (±10%). Pracuje w 3 programach:

– HIP - polimeryzacja przy maksymalnej mocy

– LOP – polimeryzacja przy mocy 650 mW/cm²

– SOF– stopniowy wzrost natężenia światła do 650 mW/cm² przez pierwsze 5 sek., a następnie polimeryzacja przy maksymalnej mocy.

Wbudowany mikroprocesor reguluje czas naświetlania (10, 20, 30, 40 i 120 sek.) oraz ma dodatkową funkcję automatycznego zapisu w pamięci urządzenia ostatnio używanych ustawień: rodzaju programu i czasu pracy. Zapamiętane ustawienia są natychmiast dostępne po włączeniu lampy, a każdy nowo wybrany program ma automatycznie przyporządkowany ostatnio stosowany czas naświetlania. Badana lampa wyposażona była w światłowód o średnicy 8 mm i 5-diodowy tester do kontroli natężenia emitowanego światła. Zapalona 1 dioda wskazuje na natężenie ł 200 mW/cm² , a każda następna informuje o mocy o 200 mW/cm² większej. Emitowane światło jest utrzymywane na właściwym poziomie przez układ elektroniczny. Na ekranie cyfrowego wyświetlacza znajdują się informacje o nastawionym programie i czasie naświetlania, stanie naładowania baterii oraz wystąpieniu różnych błędów. Lampa wyposażona jest w wydajny akumulator Li-jonowy, który pozwala na 60 min pracy oraz dodatkowy przewodowy zasilacz, który można zamontować zamiast baterii. W rękojeści lampy znajduje się wentylator. W badaniu zastosowano program HIP.

– Bluephase C8 (Ivoclar-Vivadent) (ryc. 3).

Ryc. 3. Lampa Bluephase C8.

Lampa emituje światło o długości fali 430-490 nm i maksymalnej intensywności 800 mW/cm² (±10%). W odróżnieniu od przedstawionej powyżej brak jest możliwości zastosowania akumulatora, natomiast wszystkie funkcje użytkowe są takie same. W badaniu zastosowano program HIP.

B. halogenowa:

– Elipar Trililght (3M ESPE) (ryc. 4).

Ryc. 4. Lampa halogenowa Elipar Trilight.

Lampa wyposażona jest w żarówkę o mocy 75 W i emituje światło o długości fali od 400 do 515 nm przy maksymalnym natężeniu 800 mW/cm². Pracuje w trzech programach:

– standard – polimeryzacja przy maksymalnej mocy

– średni – polimeryzacja przy ciągłej mocy 450 mW/cm²

– „miękki start” – przez pierwsze 15 sekund ciągły wzrost mocy od 100 mW/cm² do 800 mW/cm², a następnie polimeryzacja przy maksymalnym natężeniu światła.

Urządzenie posiada światłowód o średnicy 10 mm, cyfrowy tester kontroli natężenia emitowanego światła oraz regulowany czas pracy (10, 20, 40, 60, 80 sek.). W badaniu zastosowano program „standard”.

Do oceny skuteczności polimeryzacji użyto następujących materiałów złożonych:

1. Bardzo przezroczyste: Enamel HFO OW (Micerium), Filtek Supreme YT (3M ESPE) i Tetric Ceram T (Vivadent).

2. O średniej przezierności : Filtek Supreme A3B (3M ESPE), Sure Fil A i C (Dentsply Detrey) i Tetric Ceram A1 (Vivadent).

3. O dużym nasyceniu barwnika i małej przezroczystości Enamel HFO IR6 (Micerium), Filtek Supreme C6D (3M ESPE) i Tetric Ceram A4D (Vivadent).

Badania przeprowadzono przy użyciu urządzenia Instron 4411 i przyrządu Helio Test (Ivoclar-Vivadent).

Kompozyty umieszczane były w 4 przyrządach Helio Test (ryc. 5) i polimeryzowane ocenianymi lampami. Lampy przed naświetlaniem zostały naładowane do maksimum. Uzyskano próbki w postaci prostopadłościanów, których wymiary wynosiły odpowiednio: wysokość 11 mm, szerokość 3,7 mm i długość 4,6 mm. Z każdego materiału wykonano sześć próbek, z których trzy naświetlano przez 20 sek. i trzy przez 40 sek. Ogółem wykonano 240 próbek. Po naświetleniu z przyrządu Helio Test usuwano całkowicie kompozyt zarówno spolimeryzowany jak i niespolimeryzowany. Próbki zostały następnie poddane działaniu igły o średnicy 1,2 mm umieszczonej w głowicy urządzenia Instron 4411 (ryc. 6 i 7). Igłę wprowadzano w część niespolimeryzowaną kompozytu (obciążenie 20N i prędkość przesuwu głowicy 0,5 mm/min), aż do uzyskania oporu świadczącego o obecności utwardzonego polimeru. Po napotkaniu oporu obciążenie głowicy wzrastało do 24N i urządzenie wyłączało się automatycznie.

Ryc. 5. Przyrząd Helio Test.

Ryc. 6 i 7. Próbka w urządzeniu Instron 4411.

Wyniki

Średnie wartości głębokości polimeryzacji kompozytów przedstawiono w tabelach 1, 2, 3, 4 i 5 oraz na rycinach 8, 9, 10 i 11.

Tabela 1. Średnia grubość spolimeryzowanego kompozytu po naświetleniu lampą Bluephase.

	Materiał złożony	Czas 20 sek. (mm)	Czas 40 sek. (mm)
1	Sure Fil A	9,796	10,1
2	Sure Fil C	9,994	10,0252
3	Enamel OW	9,99	10,0919
4	Enamel IR6	7,56	9,38
5	Tetric T	10,1394	10,7167
6	Tetric A1	10,1738	10,484
7	Tetric A4 D	7,3757	8,988
8	Filtec Supreme YT	10,6405	10,775
9	Filtec Supreme A3B	8,955	9,955
10	Filtec Supreme C6D	5,463	6,277

Tabela 2. Średnia grubość spolimeryzowanego kompozytu po naświetleniu lampą Bluephase C8.

	Materiał złożony	Czas 20 sek. (mm)	Czas 40 sek. (mm)
1	Sure Fil A	10,49	10,6
2	Sure Fil C	10,11	10,66
3	Enamel OW	10,22	10,335
4	Enamel IR6	7,405	10,6533
5	Tetric T	10,1512	10,7911
6	Tetric A1	10,182	10,52
7	Tetric A4 D	7,41	9,01
8	Filtec Supreme YT	10,66	10,845
9	Filtec Supreme A3B	9,12	10,204
10	Filtec Supreme C6D	5,89	6,981

Tabela 3. Średnia grubość spolimeryzowanego kompozytu po naświetleniu lampą Smart Lite.

	Materiał złożony	Czas 20 sek. (mm)	Czas 40 sek. (mm)
1	Sure Fil A	10,0367	10,5726
2	Sure Fil C	9,19	9,467
3	Enamel OW	9,906	10,1582
4	Enamel IR6	9,08	9,6495
5	Tetric T	10,0226	10,529
6	Tetric A1	10,3252	10,8418
7	Tetric A4 D	5,422	7,503
8	Filtec Supreme YT	10,8201	10,8421
9	Filtec Supreme A3B	10,4994	10,6965
10	Filtec Supreme C6D	8,947	10,255

Tabela 4. Średnia grubość spolimeryzowanego kompozytu po naświetleniu lampą Elipar Trilight.

	Materiał złożony	Czas 20 sek. (mm)	Czas 40 sek. (mm)
1	Sure Fil A	9,891	10,569
2	Sure Fil C	9,012	9,892
3	Enamel OW	9,9751	10,163
4	Enamel IR6	7,648	9,896
5	Tetric T	9,7	9,925
6	Tetric A1	8,535	8,583
7	Tetric A4 D	7,517	7,71
8	Filtec Supreme YT	10,8598	10,842
9	Filtec Supreme A3B	8,736	10,3808
10	Filtec Supreme C6D	4,905	8,504

Tabela 5. Średnia grubość spolimeryzowanego kompozytu po naświetleniu badanymi lampami.

Lampa	Czas 20 sek. (mm)	Czas 40 sek. (mm)
Smart Lite IQ	9,42	10,05
Elipar Trilight	8,68	9,65
Bluephase	9,01	9,67
Bluephase C8	9,16	10,06

Ryc. 8. Skuteczność utwardzania lampą Bluephase.

Ryc. 9. Skuteczność utwardzania lampą Bluephase C8.

Ryc. 10. Skuteczność utwardzania lampą Smart Lite IQ.

Ryc. 11. Skuteczność utwardzania lampą Elipar Trilight.

Dyskusja

Według normy ISO 4049 głębokość spolimeryzowanego materiału nie powinna być mniejsza niż 2 mm (materiał Sure Fil można klinicznie polimeryzować warstwami o grubości 5 mm). W przeprowadzonym doświadczeniu wysokość naświetlanych próbek wynosiła 11 mm. Ogółem w badaniu zastosowano 10 materiałów złożonych czterech firm o różnej przezroczystości i intensywności zabarwienia.

Analizując uzyskane wyniki dla poszczególnych lamp i materiałów nie stwierdzono istotnego wpływu czasu naświetlania (20 i 40 sek.) na grubość warstwy utwardzonych kompozytów bardzo przezroczystych i uniwersalnych. Największą głębokość polimeryzacji tych materiałów (powyżej 10 mm po 40 sek. naświetlaniu) uzyskano po zastosowaniu lampy Bluephase C8.

Natomiast zgodnie z oczekiwaniami zaobserwowano, że kompozyty o małej przezroczystości i dużej intensywności zabarwienia są najsłabiej utwardzane (materiały te według zaleceń producentów wymagają najczęściej przedłużenia czasu naświetlania do 40 sek.). Najmniejszą grubość spolimeryzowanego materiału Filtec Supreme C6D po 40 sek. naświetlaniu uzyskano lampami: Bluephase (6,277 mm) i Bluephase C8 (6,981 mm), a lampy Smart Lite IQ i Elipar Trilight najsłabiej po 40 sek. spolimeryzowały materiał Tetric Ceram A4 D (odpowiednio na głębokość 7,503 mm i 7,71 mm).

Oceniając średnią głębokość polimeryzacji materiałów złożonych w funkcji czasu można stwierdzić, że nie ma istotnej różnicy w skuteczności lamp diodowych i porównawczo zastosowanej lampy halogenowej. Przeprowadzone badanie nie potwierdziło także teorii, że lampy LED utwardzają kompozyty znacznie szybciej niż halogenowe (3). Jednak według opinii wielu autorów rozwój technologii produkcji lamp diodowych może udoskonalić metody utwardzania światłem kompozytów (13, 14).

Zastosowana w obecnym badaniu metoda oceny głębokości polimeryzacji wydaje się też być bardziej miarodajna niż proponowana w normie ISO 4049 (usuwanie z próbki o grubości 6 mm niespolimeryzowanego materiału) (11).

Podsumowanie

Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia stwierdzono, że wszystkie oceniane lampy utwardzają użyte w badaniu materiały złożone na głębokość przekraczającą normę ISO 4049.

Polecane książki z księgarni medycznej BORGIS:

Dysfunkcja czaszkowo-żuchwowa

Protezy szkieletowe

Zbiór wskaźników stomatologicznych klasyfikacji i testów

Piśmiennictwo

1. Rueggeberg F.A., et al.: Lifetime intensity profiles of 11 light-curing units. J. Dent. Res., 1996, 75, 380. Abstract No. 2897. 2.Jandt K.D., et al.: Depth of cure and compressive strngth of dental composites cured with blue light emitting diodes (LEDs). Dent. Mater., 2000, 16, 41-47. 3.Uhl. A., et al.: Photoinitiator dependent composite depth of cure and Knoop hardness with halogen and LED light curing units. Biomaterials 2003, 24, 1787-1795. 4.Pradhan R.D., et al.: The effect of irradiation wavelenght bandwidth and spot size on the scraping depth and temperature rise in composite exposed to an argon laser or a conventional quartz – tungsten – halogen source. Dent. Mater., 2002, 18, 221-226. 5.Barghi N., et al.: Evaluating intensity output of curing lights in private dental offices. J. Am. Dent. Assoc., 1994, 25, 992-6. 6.Martin F.E.: A survey of the efficiency of visible light curing units. J. Dent., 1998, 23, 31-7. 7.Wagner L., et al.: Doświadczalna ocena efektywności wybranych lamp diodowych i halogenowych przeznaczonych do polimeryzacji materiałów dentystycznych-doniesienie wstępne Nowa Stomatologia 2004, 4, 170-175. 8.Stahl F., et al.: Light-emitting diode (LED) polymerization of dental composites: flexural properties and polymerization potential. Biomaterials 2000, 21, 1379-85. 9.Nomoto R.: Effect of light wavelenght on polymerization of light-cured resins. Dent. Mater., 1997, 16, 60-73. 10.Mills R.W., et al.: High power light emitting diode (LED) arrays versus halogen light polymerization of oral biomaterials: Barcol hardness, compressive strength and radiometric properties. Biomaterials 2002, 23, 2955-2963. 11.Mills R.W., et al.: Dental composite depth of cure with halogen and blue light emitting diode technology. Br. Dent. J., 1999, 186, 388-391. 12.Tsai P.C.L., et al.: Depth of cure and surface microhardness of composite resin cured with blue LED curing lights. Dent. Mater., 2004, 20, 364-369. 13.Mills R.W.: Blue light emitting diodes – an alternative method of light curing? Br. Dent. J., 1995, 178, 169. 14.Mills R.W., Jandt K.D.: LED and halogen polymerisation – composite cure depths and power outputs. J. Dent. Res., 2001, 80, 591. Abstract No. 515.

Nowa Stomatologia 4/2005
Strona internetowa czasopisma Nowa Stomatologia

Powrót na górę strony

Pozostałe artykuły z numeru 4/2005:

- reklama -

Strona główna | Reklama | Kontakt