Procjena polimerizacijskog učinka pulsno-laserskog izvora svjetlosti u uzorku kompozitnog materijala : doktorska disertacija - Tarle, Zrinka; Meniga, Andrej; Jerolimov, Vjekoslav; Pichler, Goran, fizičar (Zagreb : Z. Tarle, 1995)
Sažetak: Suvremena, estetska, restorativna stomatologija temelji se na primjeni svjetlosnostvrdnjavajućih kompozitnih smola. Ogovarajući stupanj konverzije, uz minimalno polimerizacijsko skupljanje materijala, osnovna je pretpostavka za ostvarenje klinički uspješnog i postojanog kompozitnog ispuna. Svrha istraživanja bila je usporediti učinak različitih polimerizacijskih postupaka (tri različita standardna polimerizacijska uređaja i pulsni laser valne dužine 468 nm) za hibridne i kompozitne materijale s mikropunilom: - određivanjem stupnja konverzije na površini i na dubinama od 1.0, 2.0 i 3.0 mm Fourier-transform infracrvenom spektroskopijom (FTIR); - usporedbom razlika između najsvjetlije i najtamnije boje istog materijala; - mjerenjem polimerizacijskog skupljanja kompozitnih uzoraka polimeriziranih halogenom žaruljom i pulsnim laserom.
Standardnim načinom polimerizacije nemoguće je ostvariti ta dva antagonistička dosega. Isto je tako nemoguće postići dostatnu polimerizaciju u potkopanim dijelovima zuba. Stoga je važno voditi računa o čimbenicima koji omogućuju realizaciju prethodno navedenog problema, a to su: a) izbor kompozitnog materijala; b) izbor izvora svjetlosti; ad a) Bez obzira na način polimerizacije i na promatrani parametar, rezultati su uvijek bolji kod hibridnih kompozitnih materijala. Kod ovih je materijala stupanj konverzije veći, nego kod kompozita s mikropunilom, a polimerizacijsko skupljanje manje zbog same raspodjele, vrste, veličine i udjela čestica punila. Stoga su ovi materijali "conditio sine qua non" u kliničkom izboru kompozitne vrste.
ad b) Pulsnim laserom, monokromatske svjetlosti 468 nm uz 400 nanopulseva u vremenskom razdoblju od 40 sekundi, osvijetljeni su različiti kompozitni materijali, simulirajući površinski sloj i one na 1.0, 2.0 i 3.0 mm dubine. Stupanj konverzije kompozitnih materijala determiniran je FTIR-om i statistički je vjerodostojno viši u slučaju polimerizacije pulsnim laserom, nego u kontrolne skupine osvijetljene s tri standardne, halogene žarulje, različitog intenziteta. Osim vrlo velike razlike u stupnju konverzije, impresivna je postojanost polimerizacijskog učinka na većim udaljenostima od površine i zanemariva ovisnost o boji kompozitnog materijala. Kontinuiranim zračenjem Ar lasera ostvaruje se povećanje stupnja polimerizacije i dubine stvrdnjavanja u vrlo kratkom vremenu iluminacije.
Međutim, osim pozitivnog polimerizacijskog učinka, događa se izrazita termodinamska reakcija na mjestu apsorpcije s posljedičnim povećanjem dimenzijskih promjena. Pulsni laser emitira energiju u kratkim porcijama-nanopulsevima. Prodornost i intenzitet nanopulseva omogućuju saturacijski učinak i jednakomjernu konverziju cijelom dubinom kompozitnog uzorka, a vrijeme između nanopulseva osigurava relaksaciju u burnoj kinetici polimerizacije i posljedično smanjenje polimerizacijskog skupljanja.
Summary: Photocurable composite resins are of indispensable import in modern esthetic dentistry. The clinical performance of light-curing composite restorations is greatly influenced by the quality of light curing. Some disadvantages of standard curing units, such as a decreasing light output with time and distance, particularly of darker shades, results in a relatively low degree of conversion and necessitate the search for new light sources. Some experiments using continuous wave argon laser for photopolimerization of composites heve been done. The argon laser will cure composites in a very short time, but due to the polymerization shrinkage, because of the heat generated during polymerization, the clinical use of powerful laser is doubtful.
In this study, the quality of polymerization of different composite materials (hybrid and microfilled) of light and dark shades was evaluated after illumination by standard curing unit and pulsed laser set at 468 nm (maximum of camphorquinone absorption curve). The results obtained by laser induced polymerization were significantly higher for all the materials and all shades observed. The puls duration was 20 ns. The present investigation reveals that laser "nanopulses" are extremely piercing and ensure almost the same polymerization at the surface and at the bottom of the sample due to the saturation effect. In addition, a coherent laser light at a single wavelength of 468 nm is more effective than the range of 400-500 nm, characteristic of standard curing units.
This monochromatic pulsed laser light avoids the usual drawbacks of wide spectrum range produced by conventional curing units: eye hazard and tooth pulp overheating. High intensities in pulsed laser polymerization exhibit some other advantages apart from increased monomer conversion. It is known that polymerization shrinkage and the degree of conversion are antagonistic goals, and that increased monomer conversion will increase polymerization shrinkage.However, there are differences in light curing sources among conventional polymerization lamp, continuous wave argon laser and pulsed laser. In this experiment, the amount of energy illuminating the sample surface was 5 time less (4 J) in case of pulsed laser curing than the amount of energy which illuminated the sample surface in case of conventional curing (20 J).
Nanopulses are very short and allow cooling of the material between the laser pulses, which differentiates this method from continuous wave laser curing that results in a significantly reduced polymerization shrinkage.
Doktor medicinskih znanosti - stomatologija
mentor: Andreja Menige; Komisija za ocjenu: Vjekoslav Jerolimov, Andreja Meniga, Goran Pichler; Komisija za obranu: Vjekoslav Jerolimov, Andreja Meniga, Goran Pichler; datum obrane: 14.07.1995.; datum promocije: 16.02.1996.
Sveučilište u Zagrebu, Stomatološki fakultet, Zagreb, 1995
Bibliografija: str. 101-114
Summary
Keywords: Dentalni materijali -- Učinak lasera -- Disertacije; Laseri u stomatologiji -- Disertacije; Kompozitni materijali -- Testiranje -- Disertacije; Kompozitni materijali -- Očvršćivanje -- Disertacije