​​简介

    牙科光固化灯是一种产生强光的设备，其能量引发各种光固化修复材料的光聚合。大多数光固化修复材料都含有樟脑醌作为光引发剂。需要波长为468 nm的光来引发聚合。有限数量的光固化材料含有替代的光引发剂，例如苯丙二酮(PPD)，它需要波长410 nm的光来引发聚合（Park等，1999年）。这种光引发剂有时被选为樟脑醌的替代品，因为它的颜色稳定性限制了在临床应用中修复体的“发黄”。在低粘度表面封闭材料中有时会发现可替代的光引发剂。

 

    光固化设备的光输出被描述为辐射照度，是固化灯头每表面积的功率输出(mW/cm²)。辐照度在600–2400mW/cm² 之间变化，这取决于所使用的固化光的类型。可用于聚合材料的能量称为能量密度——辐射照度和时间的乘积。因此，如果辐射照度降低，就必须通过更长的曝光时间进行补偿，反之亦然。

 

辐射照度在下列条件下会降低:
  •  低功率光固化灯
  •  大直径光导棒
  •  需要充电的无绳式电池
  •  灯泡的光输出退化，或滤光片和反射镜老化、损坏或起雾
  •  固化灯的光导棒头部被碎屑污染（如聚合的牙科材料）

 

     辐射照度可以通过辐射计来量化，辐射计专门用于一般类型的光固化灯。辐射计可以是包含光敏二极管的简单手持设备，也可以内置到光固化灯中。建议在购买新设备时采用基准读数。随后，每周检查辐射照度，并记录辐射照度下降的时间。当检测到辐射照度下降时，应采取措施解决问题。检查辐射照度的另一种方法是在专门生产的模具中测试光固化牙科材料标本。一般来说，这些模具能够对通过光输出聚合的材料的深度进行评估。这是一种主观测试，并不总是准确或可重复的；但是，这总比不测试要好。光固化灯的输出可以直观地评估。

     使用辐射照度不足的光固化灯有可能产生所谓“潮湿底部”的风险，— 即表面固化但底部仍然柔软。这将导致早期临床失败，特别是如果“湿漉漉的底部”位于颈部边缘。材料固化不充分也会导致未固化树脂的浸出。这可能会导致不良的软组织反应，甚至可能导致全身反应。不完全固化的其他后果包括易磨损性增加、颜色稳定性差以及可能粘接剂粘接可能过早破裂。

 

    聚合材料所需的能量密度会在以下情况下增加:
  •  从光导棒的头部到材料表面的距离增加。
  •  使用深颜色的材料。
  •  有某些微填料复合树脂的聚合，这增加了光散射。
  •  有聚合可流动复合树脂，这需要比混合复合树脂更高的能量密度。

  在这种情况下，聚合的深度将会降低，并应通过放置更薄的材料和延长固化时间来补偿。

 

牙科光固化灯的种类

    市场上有非常广泛的不同固化灯可用；它们在成本、功能数量、重量、功率输出和维护要求等方面差异很大。最常用的固化灯有：

  •  卤素光固化设备—也称为石英钨卤素或QTH装置
  •  LED（发光二极管）设备

 

  不太常用的光固化设备形式包括：
  •  等离子弧设备
  •  氩激光

 

卤素光固化灯

    多年来，卤素光固化设备是临床实践中最常见的光固化形式。然而，LED光固化灯现在越来越多地取代卤素设备。卤素光固化灯的示例如图8-1所示。

 

 

卤素灯有一定的优点；它们：
  •  相对便宜
  •  拥有长期可靠的业绩记录
  •  发射的光波长（400-510 nm）范围宽，因此能够固化大多数的光固化牙科材料
  •  有有线或无绳两种版本。

 

卤素光固化设备的缺点包括以下方面：
 •  这些设备效率低下，因为超过99%的光输出不在所需的波长内；这包括产生热量的红外线范围内的光。这种热量是聚合物交联所产生的化学放热之外的热量。这两个过程加在一起可产生高达43.1°C的不可接受的升温（Al-Qudah等，2005年）。这需要在设备中包含一个风扇，风扇可能会发出噪音并产生热空气，这可能会刺激操作人员和患者。光固化停止后，风扇可继续运行数分钟。
 •  有些型号相对笨重，握起来很重，占用了操作区域宝贵的空间。
 •  与其他类型的光固化设备相比，它们的输出功率较低。总的来说，这需要比替代设备更长的曝光时间，以确保适当的聚合。
 •  灯泡需要定期更换。
 •  无绳版本需要相对频繁地对电池进行充电。

 

卤素光固化灯还包括以下特点:
  •  多种固化模式，如增强、正常、低、台阶、斜坡和脉冲输出。
  •  每10或20秒发出一声嘟嘟声的计时器，或剩余时间的数字显示。
  •  内置辐射计，用于量化光输出，以检查灯泡性能的恶化。
  •  光固化引导棒的尺寸范围从2mm到13mm直径。头部可能需要一次性保护套，也可能需要在患者之间进行仔细的去污和消毒。
  •  一种保护牙医、患者和牙科护士的眼睛免受高强度光线对视网膜损伤的防护罩。
  •  灯泡寿命从15 –100小时不等。

 

固化模式

   在更昂贵的型号中提供了一系列固化模式，而更基本的型号可能只提供一种模式。

增强模式
     在“时间就是金钱”的基础上，牙医们一直在寻求更快的固化时间以提高工作效率。因此，最近的卤素光固化设备提供了一个非常高的输出模式，短(<10秒)曝光时间。长时间的曝光可能会导致牙齿过热，引起牙髓刺激和疼痛。

正常模式
    这是标准的连续灯泡输出，在合理的范围内，可以根据需要使用。典型的曝光时间从20到40秒不等。

低的模式
    这是一个较低的输出，推荐用于聚合薄层材料，如牙本质粘接剂。低模式固化有助于限制光固化材料在聚合过程中产生的应力，并产生较少的热量。

台阶模式
     这种模式发出约10秒的低功率输出，然后在固化周期的剩余时间内突然增加到最大输出。这种模式背后的基本原理是缓慢地启动聚合。这是为了给材料留出额外的时间，使其在固化时变得坚硬，塑性变形，从而减轻聚合过程中收缩产生的应力。

斜坡模式
     这是台阶模式的一种变化。在斜坡固化中，该设备发出约10秒的低功率输出，然后以逐渐线性的方式增加到固化周期剩余时间的最大输出。

脉冲模式
     这种模式的性质因设备不同而不同。功率输出可以在整个固化周期的不同时间间隔内打开和关闭，或者输出在高输出和低输出之间连续交替。

图8-2描述了各种固化模式其辐照度随时间变化。

 

 

发光二极管固化灯

      发光二极管（LED）使用氮化镓半导体，通过电致发光发出蓝光。LED 发出的光的波长光谱 (450-490nm) 比典型的卤素灯窄得多。图8-3说明了LED固化灯的一个示例。LED 的光输出比卤素灯的效率高得多，功耗低，发出的红外光也少得多——红外光是造成不良加热效应的原因。因此，许多LED固化灯不需要冷却风扇，这减少了设备的体积和噪声输出。

 

 

     樟脑醌在大多数LED牙科光固化设备的中等波长范围内对468 nm波长的光起反应，但在一些光固化材料 (如表面封闭剂) 中发现的其他光引发剂可能不会对该波长起反应。因此，如果使用LED灯，重要的是检查要使用的材料是否与LED的窄波长范围兼容。第一代LED灯功率不足 (Bennett和Watts, 2004年)，辐照度为300 mW/cm2。第二代LED灯的辐照度与卤素光固化灯相当。第三代LED灯的辐照度水平往往超过卤素光固化设备。

      无绳版本 (大多数型号) 需要在相当于45分钟到2小时的时间间隔后对电池重新充电。因此，充满电的电池可以提供360次20秒的固化周期。一个完全放电的电池可能最多需要2小时的充电时间。因此，建议在一台设备上购买两块电池，这样就可以随时使用充满电的电池。

 

  LED灯有以下优点：
  •  它们小巧轻便。
  •  它们有有线和无绳两种版本。
  •  如果是无绳的，电池不需要像卤素电池那样频繁充电。
  •  没有灯泡可换。
  •  在光导棒的头部产生的热量非常低。
  •  如果风扇包括在内，更安静，不像卤素灯设备那样令人讨厌。

 

   然而，LED灯有以下缺点：
  •  它们可能不会对所有的材料进行光聚合。
  •  光导棒的选择可能是有限的。
  •  它们没有被认可的追踪记录。

 

等离子弧光固化灯

     等离子体电弧光固化设备通过在含有氙气（等离子体）的高压容器中的两个钨电极之间产生电弧来产生光。光输出非常强大，可以在比卤素或LED固化设备的光更短的时间内对材料进行光聚合。光输出波长在380-500 nm范围内。光通过连接底座和导光板的光纤束传输。绳可能很硬，很难操作，如果处理不当，很容易损坏。一些型号提供广泛的预编程固化周期，例如通过贴面光聚合，或用于牙齿漂白。使用等离子弧固化灯时必须非常格外小心，因为它们会产生大量的热量，这可能会引起牙髓和软组织的刺激和损伤。

   等离子弧光固化灯具有以下优点：
  •  光聚合作用快。

 

  但它们有以下缺点:
  •  它们的价格很贵。
  •  它们通常比其他形式的固化灯更大、更重。
  •  存在热量输出过多的风险。

 

氩激光光固化灯

     当能量通过氩气释放时，就会产生激光束，产生高强度的光。与等离子弧灯一样，氩激光固化灯明显比卤素和LED固化灯昂贵。

 

  氩激光固化灯具有以下优点:
  •  光聚合作用快。

  它们的缺点是:
  •  它们的价格很贵。
  •  它们通常是又大又重的设备。
  •  存在热量输出过多的风险。

 

“软启动” 固化

     这个术语用来描述光固化的初始阶段受到相对低辐照度光的影响的固化技术。上述用于卤素固化灯的台阶、斜坡和脉冲模式可被描述为“软启动”方法。设计这些技术是为了减少聚合收缩，从而减少光固化材料在固化初始阶段的聚合应力。其基本原理是，单体到聚合物的转换速度较慢，可以使材料在变得过于坚硬之前发生塑性变形，从而降低收缩应力。据推测，收缩应力的降低与渗漏、牙裂隙和边缘间隙形成敏感性的降低以及粘接强度的增加有关，同时保持最佳的转化度和硬度。

     软启动技术通常可以降低聚合应力；然而，这并不一定转化为临床效益。事实上，软启动技术的好处是模棱两可的。这有助于强调这样一个事实，即光固化的参数在固化灯和技术之间以及根据被固化的材料而变化。在所有材料的搬运和放置以及设备和装置的使用中，应特别注意理解并严格执行制造商提供的相关使用说明。

     关于粘接强度，转化程度和产热，已报道了类似的混合结果。这些参数中的每一个都可能是特定于每种类型的牙科光固化灯，并不能在一组中推广，如卤素或LED灯。

 

光固化灯的维护

  •  每周用测光仪检查辐射照度(光输出)。
  •  检查设备是否有损坏迹象。
  •  检查导光棒末端是否有碎屑污染。
  •  为无绳机型保留备用、充满电的电池。
  •  为卤素设备保留备用灯泡。
  •  在关闭设备之前，确保卤素固化灯的冷却风扇已完成冷却循环。过早关闭风扇会使卤素气体从灯泡中流失，使氧气进入，大大降低灯泡的寿命。

 

视网膜损伤的风险

     固化光绝对不能直射患者的眼睛。对于操作人员来说，不建议直视牙科固化光发出的高强度光，因为它会损害视网膜。此外，它还会影响将牙齿颜色材料与剩余牙齿组织精确匹配的能力。

     患者和椅旁工作人员都可以使用各种形式的眼睛保护。这些包括眼镜、护目镜、手持滤光片和夹在光导柄上的滤光片。无论使用何种形式的眼睛保护，都必须根据制造商的说明进行维护和使用。

 

References（参考文献）
Al-Qudah AA, Mitchell CA, Biagioni PA, Hussey DL. Thermographic investigation of contemporary resin-containing dental materials. J Dent 2005;33(7):593–602.

Bennett AW, Watts DC. Performance of two blue light-emitting-diode dental light curing units with distance and irradiation-time. Dent Mater 2004;20(1):72–79.

Park YJ, Chae KH, Rawls HR. Development of a new photoinitiation system for dental light-cure composite resins. Dent Mater 1999;15(2):120–127.​​​​