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        口腔光固化機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用安全分析

        2014-11-23 01:11:16孫志輝門述強(qiáng)
        醫(yī)療衛(wèi)生裝備 2014年5期
        關(guān)鍵詞:激光燈水門汀光固化

        閆 冰,孫志輝,楊 冬,曹 靜,門述強(qiáng)

        0 引言

        口腔光固化機(jī)是用于牙齒修復(fù)的重要設(shè)備之一。它利用光固化原理,使口腔科修補(bǔ)樹脂材料在特定波長范圍內(nèi)的光波作用下迅速固化,從而有效填補(bǔ)牙洞或粘結(jié)托槽。光固化技術(shù)由德國Bayer公司于1968年率先應(yīng)用于紫外光固化涂料工業(yè),起初由于工藝與材料的限制,此技術(shù)基本局限在木工制品方面。但它作為一項(xiàng)新的技術(shù)手段,為口腔醫(yī)療領(lǐng)域的光固化取得突破性進(jìn)展奠定了基礎(chǔ)[1]。經(jīng)過多年的發(fā)展,目前臨床在用的光固化機(jī)品種主要有鹵素?zé)?、LED燈、等離子弧光燈、氬激光燈等光固化機(jī)[2]。

        1 口腔科修補(bǔ)材料的發(fā)展過程

        1.1 銀汞合金

        1896年,美國Black CV對銀汞合金的組成、性質(zhì)、調(diào)和及充填方法進(jìn)行了大量的研究和改進(jìn),使銀汞合金逐漸成為較理想的充填材料。銀汞合金具有硬度高、抗壓強(qiáng)、耐磨性好、性能穩(wěn)定、對牙髓無刺激、可塑性大等優(yōu)點(diǎn)。但是銀汞合金對牙體組織無黏結(jié)性,僅靠機(jī)械嵌力固定,可能出現(xiàn)邊緣滲漏、繼發(fā)齲等現(xiàn)象,操作過程中易造成汞對環(huán)境的污染,對醫(yī)患雙方的健康造成損害,而且與牙體顏色不一致,不夠美觀[3-6]。由于銀汞合金在抗壓和耐磨等方面是其他材料不能比的,在后牙尤其是牙咬合力較大的洞形充填時(shí)沒有比它更好的選擇[7]。

        1.2 玻璃離子水門汀

        1972年,Wilson和Kent將玻璃離子水門汀材料用于口腔科,主要用于修復(fù)牙頸部缺損、修復(fù)乳牙、冠核成形、窩洞襯墊、冠橋粘固和窩溝封閉等[8]。玻璃離子水門汀具有氟釋放功能,氟離子與牙齒中的羥基磷灰石的羥基發(fā)生置換反應(yīng),生成氟磷灰石,使其對酸的溶解性降低。與之接觸時(shí)間越長,牙齒耐酸性越高,可以起到預(yù)防繼發(fā)齲的治療作用,這個(gè)特點(diǎn)是其他材料不具有的。另外,玻璃離子水門汀還具有對牙體組織刺激性小、有粘結(jié)性、凝固收縮率低、邊緣密閉性好等特點(diǎn),但是其硬度、抗壓性和耐磨性較差,容易造成修復(fù)體磨耗和折斷,易變色[9-10]。

        1.3 光固化復(fù)合樹脂

        近年來,隨著光固化復(fù)合樹脂材料技術(shù)的不斷發(fā)展,光固化技術(shù)大量應(yīng)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域。光固化復(fù)合樹脂硬度高、耐磨性好,在抗壓強(qiáng)度方面僅次于銀汞合金,但是其粘結(jié)性和邊緣密閉性明顯優(yōu)于銀汞合金,固化效率高,安全方便且成本低。光固化復(fù)合樹脂的最大特點(diǎn)是顏色可任意選擇,色澤美觀,深受歡迎。

        1.4 幾種修補(bǔ)材料的性能對比

        表1列出了銀汞合金、玻璃離子水門汀和光固化復(fù)合樹脂的性能對比。

        表1 修補(bǔ)材料性能對比

        在機(jī)械性能方面,銀汞合金相對于玻璃離子水門汀和復(fù)合樹脂材料具有明顯的優(yōu)勢。因此,在牙咬合力較大的后牙填充方面仍經(jīng)常使用銀汞合金,而且后牙填充對美觀性要求不高。盡管玻璃離子水門汀在其他方面沒有優(yōu)勢,但其獨(dú)特的氟釋放功能具有預(yù)防繼發(fā)齲的作用,在治療齲齒方面效果不錯(cuò)。光固化復(fù)合樹脂的各項(xiàng)性能均能滿足基本的臨床需要,而且操作安全簡單,因而廣泛用于口腔修復(fù)領(lǐng)域。

        2 臨床常用光固化機(jī)

        光固化機(jī)作為光固化復(fù)合樹脂修復(fù)過程中的配套設(shè)備,也伴隨著復(fù)合樹脂材料的不斷發(fā)展廣泛應(yīng)用于臨床,在牙齒修復(fù)和牙齒正畸的過程中都有應(yīng)用。根據(jù)光源的不同,光固化機(jī)主要分為以下幾類。

        2.1 鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)

        鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)(如圖1所示)是以鹵素?zé)魹楣庠?,通過凹面鏡反射燈泡發(fā)出的光,經(jīng)過濾光片過濾掉不需要的紅外光和紫外光等雜光,最后經(jīng)光導(dǎo)棒將藍(lán)光導(dǎo)出。光波經(jīng)過濾光片后產(chǎn)生波長為360~510 nm的藍(lán)光,光密度(即光源在單位面積每秒發(fā)射的光子數(shù))為400~650mW/cm2[11]。鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)存在以下缺點(diǎn):(1)固化效率低,固化時(shí)間長;(2)燈泡產(chǎn)熱較高,加之照射時(shí)間長,可能會對牙髓產(chǎn)生熱刺激;(3)需要風(fēng)扇散熱,噪音較大;(4)燈泡、濾光片、反光鏡易老化,導(dǎo)致固化性能下降[12]。

        2.2 LED燈光固化機(jī)

        LED燈光固化機(jī)(如圖2所示)是以大功率發(fā)光二極管陣列芯片為光源,通過電流激活原子發(fā)射低強(qiáng)度窄譜光[13]。LED燈光固化機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)光波波長分布窄,與復(fù)合樹脂常用的光敏劑——樟腦醌的吸收波長吻合性好,固化效率高[14];(2)產(chǎn)熱低,對口腔軟組織幾乎不產(chǎn)生熱刺激;(3)風(fēng)扇功率低,噪聲小;(4)體積小,操作使用方便;(5)壽命長,輸出衰減小。因此,LED燈光固化機(jī)正在逐漸取代傳統(tǒng)的鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)。

        圖1 鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)

        圖2 LED燈光固化機(jī)

        2.3 等離子弧光燈光固化機(jī)

        等離子弧光燈(plasma arc,PAC)固化機(jī)(如圖3所示)的發(fā)光原理是在傳導(dǎo)氣(如氬氣)兩端加載高電壓產(chǎn)生電弧發(fā)光,通過濾光片選取有效藍(lán)光,再由光導(dǎo)纖維導(dǎo)出。與鹵素?zé)舯容^,PAC的光密度更高,輸出光強(qiáng)更大,有效波長范圍更集中,固化效率更高,照射時(shí)間更短。廠家標(biāo)稱,PAC可在3~5 s內(nèi)固化復(fù)合樹脂[14],但臨床使用認(rèn)為,PAC燈應(yīng)至少照射10 s以上才能獲得與標(biāo)準(zhǔn)鹵素?zé)粢粯拥臉渲砻嬗捕?。PAC固化時(shí)樹脂產(chǎn)熱高,對口腔軟組織的刺激較大,聚合收縮程度高,易產(chǎn)生邊緣滲漏[15],而且燈的價(jià)格較高,體積較大,操作也不方便,在國內(nèi)很少使用。

        2.4 氬激光燈光固化機(jī)

        氬激光燈(argon laser)固化機(jī)(如圖4所示)的原理是氬原子被激活產(chǎn)生光子,形成一些波長不連續(xù)的藍(lán)綠色光。這種原理產(chǎn)生的光的光密度高,輸出光強(qiáng)較大,且隨距離衰減較小。氬激光燈的輻射波長范圍窄且不連續(xù),與大多數(shù)的光敏引發(fā)劑的吸收波長相匹配,可增加樹脂材料的機(jī)械性能,縮短固化時(shí)間,同時(shí)獲得更深的固化深度。但是其波長范圍不能完全覆蓋所有光敏引發(fā)劑吸收波長的范圍,適用性有一定限制。氬激光燈管需要高能量供應(yīng)和充分冷卻,所以其光源及控制部分安裝在體積較大的基座上,便攜性差、操作復(fù)雜,而且價(jià)格較高[14-17]。

        圖3 等離子弧光燈光固化機(jī)

        圖4 氬激光燈光固化機(jī)

        2.5 幾種光固化機(jī)的性能對比

        目前臨床在用的鹵素?zé)簟ED燈、等離子弧光燈和氬激光燈光固化機(jī)的性能對比見表2。

        鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)作為第一代光固化機(jī)曾廣泛用于口腔修復(fù),但是由于其固化效率低、散熱慢、體積大,已經(jīng)逐漸被小巧方便且固化效率更高的LED燈光固化機(jī)取代。而等離子弧光燈和氬激光燈光固化機(jī)體積太大,操作復(fù)雜,而且價(jià)格過高,所以國內(nèi)少有使用。

        表2 光固化機(jī)的性能對比

        3 光固化機(jī)臨床常見的問題

        隨著光固化樹脂研究的不斷深入和光固化機(jī)的不斷改進(jìn),光固化技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域的優(yōu)勢越來越顯著,應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,但是其修復(fù)失敗的案例仍然時(shí)有發(fā)生。大量研究表明,光固化樹脂修復(fù)失敗,除了因?yàn)獒t(yī)生的誤操作外,更主要的原因是光固化機(jī)質(zhì)量的下降[18]:

        (1)光固化機(jī)在臨床使用過程中存在易老化、腐蝕等因素,造成傳輸光能的效能下降,影響光固化效果。使用光固化機(jī)固化樹脂材料時(shí),光導(dǎo)棒的輸出面與被固化材料之間的距離越小,固化的效率越高。因此,為盡可能地靠近被固化材料,光導(dǎo)棒需進(jìn)入患者口內(nèi)操作,極易沾染唾液等腐蝕物;另外,為避免交叉感染的發(fā)生,每次治療后都要用酒精劑擦拭光導(dǎo)棒的表面,會使表面材料變性或加速老化、傳輸光能的效能下降,導(dǎo)致復(fù)合樹脂固化不足,易脫落。

        (2)光固化機(jī)過度使用后,會發(fā)生輸出功率的衰減,使有效輻(射)照度減弱,延長光固化時(shí)間,給臨床治療帶來危害??谇粌?nèi)環(huán)境復(fù)雜,如何提高光固化效率,縮短光照時(shí)間,對于牙齒修復(fù)的治療效果起到至關(guān)重要的作用,對于配合差的兒童和體弱的老年患者更是如此。光固化機(jī)長期使用后,如缺少日常的檢測維護(hù),極易造成輻(射)照度減弱,口腔醫(yī)生僅僅根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn),依靠延長光固化照射時(shí)間來彌補(bǔ)輻(射)照度減弱的缺點(diǎn),從而達(dá)到加深固化深度的目的,不但極易影響光固化材料的固化效果,同時(shí)也會直接導(dǎo)致光斑處溫升過快,甚至造成局部牙齦灼傷、牙髓壞死,導(dǎo)致醫(yī)療糾紛的發(fā)生。

        (3)光固化機(jī)輸出功率過高時(shí)也會嚴(yán)重影響臨床診療效果。如果因設(shè)備輸出功率過高導(dǎo)致太高的光強(qiáng),樹脂中的分子沒有時(shí)間流動已被固化,產(chǎn)生大量的短鏈分子,會使樹脂產(chǎn)生較高的內(nèi)部收縮應(yīng)力,機(jī)械性能也會大幅降低,同時(shí)也會導(dǎo)致樹脂窩洞結(jié)合部容易產(chǎn)生裂痕,造成嚴(yán)重后果[19]。

        4 口腔光固化機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)要求

        經(jīng)過臨床調(diào)研分析,口腔光固化機(jī)的幾項(xiàng)重要性能參數(shù)包括光譜特性、輻(射)照度、溫升、噪音、固化深度、定時(shí)誤差等,這些參數(shù)都會影響光固化機(jī)的臨床診療效果,需要定期檢測維護(hù)。

        現(xiàn)行的口腔光固化機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有:(1)YY 0055.1—2009/ISO 10650-1:2004《牙科光固化機(jī)第1部分:石英鎢鹵素?zé)簟罚唬?)YY 0055.2—2009《牙科光固化機(jī)第2部分:發(fā)光二極管(LED)燈》。

        這些標(biāo)準(zhǔn)主要用于光固化機(jī)新產(chǎn)品進(jìn)入市場前的注冊檢測。目前,國內(nèi)尚沒有口腔光固化機(jī)的臨床質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn),更沒有開展相關(guān)的臨床應(yīng)用檢測。隨著被廣泛用于口腔臨床治療,光固化機(jī)的臨床質(zhì)量問題存在著一定的隱患。使用不當(dāng)和缺少周期性維護(hù)常常造成光固化機(jī)的輸出功率、波長范圍、定時(shí)、溫升、噪聲等技術(shù)性能超出正常范圍,而這些性能指標(biāo)存在的問題在臨床的日常使用過程中不易被發(fā)現(xiàn),卻可能帶來影響治療效果、給患者造成損傷、發(fā)生醫(yī)療事故等嚴(yán)重后果。

        5 結(jié)語

        復(fù)合樹脂的光固化技術(shù)用于口腔修復(fù)具有固化效率高、操作簡單方便、治療效果美觀、材料耐磨持久等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于口腔修復(fù)和牙科整形。隨著各種光源新技術(shù)的應(yīng)用,光固化機(jī)也在不斷地更新?lián)Q代,該項(xiàng)技術(shù)在臨床的應(yīng)用也必將越來越廣泛。與此同時(shí),隨著人們對牙齒健康和美觀的關(guān)注,光固化機(jī)在口腔科的使用越來越頻繁,無論是牙科修復(fù)還是牙科整形中粘結(jié)托槽,都需要光固化機(jī)的使用,光固化機(jī)已經(jīng)成為口腔科一種必不可少的設(shè)備。

        作為一類常用的口腔科設(shè)備,光固化機(jī)的應(yīng)用質(zhì)量監(jiān)管也應(yīng)配套跟進(jìn),必須對其過度使用、老化、性能下降等進(jìn)行周期性監(jiān)測,確保在臨床的正常使用,為廣大病患的有效治療提供保障。目前,光固化機(jī)檢測中所需用到的部分光學(xué)檢測設(shè)備在國內(nèi)市場存在空缺,只能購買價(jià)格昂貴的進(jìn)口設(shè)備,因而相關(guān)光學(xué)檢測設(shè)備的研發(fā)亟須跟進(jìn)。同時(shí)光固化機(jī)應(yīng)用質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)的建立在一定程度上也將促進(jìn)企業(yè)改進(jìn)產(chǎn)品技術(shù),提高產(chǎn)品質(zhì)量,推動光固化技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展[20]。

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