Dr. Rafael S. Beolchi^(a), DDS, MSc

Dr. Carlos Shimokawa^(b), DDS, MSc, PhD

Dr. Bruno Pelissier^(c), MCU-PH

^(a) Universiteit van São Paulo, instituut voor tandheelkunde, São Paulo, São Paulo, Brazilië.

^(b) Universiteit van São Paulo, instituut voor tandheelkunde, São Paulo, São Paulo, Brazilië.

^(c) Arts-docent restauratieve tandheelkunde, afd. conservatieve tandheelkunde/endodontie, vakgroep tandheelkunde van de Universiteit van Montpellier I. 545 Avenue du Pr JL Viala. 34193 Montpellier Cedex 5. Laboratorium EA 4203

In ons vakgebied is het altijd belangrijk voor ogen te houden dat gebitsbehoud het voornaamste doel is. Met alle beschikbare technieken en materialen zouden we soms bijna vergeten dat onze restauraties alleen maar dienen als vervanging van natuurlijke tanden en kiezen. Ze kunnen er nooit de plaats van innemen, want er is binnen de tandheelkunde en de materiaaltechniek nog geen materiaal ontwikkeld dat beter is dan het gebitselement zelf.

Met dat in ons achterhoofd zijn directe composieten niet alleen belangrijk vanwege hun esthetische eigenschappen, maar ook omdat ze een van de minst invasieve technieken mogelijk maken. Vaak kunnen we met lichthardende kunststoffen prima restauraties maken waarbij zoveel mogelijk natuurlijk gebitsweefsel behouden blijft.

De restauraties zelf moeten natuurlijk ook zo lang mogelijk meegaan. Voor een lange levensduur van restauraties is een goede lichtuitharding van de composiet dan ook een belangrijke pijler.

Als we onze restauraties duurzamer en voorspelbaarder willen maken¹, zowel esthetisch als functioneel, is lichtuitharding een onderwerp waar we grip op moeten zien te krijgen. Zoals bekend is een van de grootste uitdagingen bij lichtuitharding dat de composiet overal een hoge polymerisatiegraad krijgt. Dat is immers een van de voorwaarden voor een duurzame restauratie.²  

Als we tandheelkundige composietmaterialen beter willen polymeriseren, spelen een aantal factoren een belangrijke rol, waaronder vermogen, energiedichtheid, lichtbundeling, de lichtinitiatoren in de composiet, de plaats van de restauratie en het type en de homogeniteit van de lichtbundel.

De drie belangrijkste principes: vermogen, lichtintensiteit en diameter van de kop

Bij lichtuitharding is een hoge mate van conversie heel belangrijk, omdat een goede uitharding een van de voorwaarden is voor het slagen van composietrestauraties op de lange termijn. Bij onvoldoende uitharding kan de patiënt onder andere last krijgen van microlekkage, verkleuringen, meer slijtage en gevoeligheid van de pulpa.

Daarom moeten tandartsen rekening houden met de eigenschappen van composietmaterialen, zoals welke lichtinitiatoren bevat het materiaal³ en wat is de opaciteit en kleur van de composiet. Dergelijke factoren zijn van belang, omdat lichthardende composieten verschillen in mate van lichtdoorlatendheid en absorptie. De vuistregel is: hoe opaker en kleurrijker het composietmateriaal, hoe meer licht er nodig is om het uit te harden⁴.

Bij polymerisatielampen is er vooral één belangrijk gegeven waarmee we rekening moeten houden en dat is het vermogen, uitgedrukt in W. Als het gaat om een bepaald gebied, komt de term vermogensdichtheid om de hoek kijken. De vermogensdichtheid, ook wel lichtintensiteit genoemd, wordt meestal uitgedrukt in mW/cm².

Verder is het goed als de tandarts weet welke diameter de kop van de gebruikte polymerisatielamp heeft. Sommige fabrikanten gebruikten namelijk jarenlang een trucje om de cijfers op te krikken: in plaats dat zij het nominale vermogen verhoogden, maakten ze de kop kleiner, waardoor de lichtintensiteit schijnbaar toenam. Het gevolg daarvan is dat met veel van de kleinere polymerisatielampen meerdere keren moet worden belicht om een restauratie goed uit te harden, terwijl bij andere polymerisatielampen met een veel grotere diameter, maar een of twee keer belichten nodig is (afb. 1 en 2).

Afb. 1: Bij koppen met een kleinere diameter moet meerdere keren worden belicht om restauraties in grotere caviteiten goed te kunnen polymeriseren. Daarnaast is het voor de uitharding belangrijk om inzicht te hebben in de homogeniteit van de lichtbundel.

Afb. 2 a

Afb. 2b

Afb. 2 (a, b). Op afb. 2a is een VALO Grand-polymerisatielamp te zien. Vergeleken met een gangbare polymerisatielamp (afb. 2b) valt op dat de VALO Grand dankzij zijn grotere diameter in staat is om het volledige buccale gebied van een centrale incisief te omvatten.

Het Total Energy Concept^5,6, een meetmethode voor de benodigde uithardingsenergie, bewijst dat het polymerisatieproces afhangt van de energie die door de kunststof wordt geabsorbeerd. Het kan worden samengevat als het product van de lichtintensiteit vermenigvuldigd met de blootstellingsduur. Bijvoorbeeld: 20 seconden onder een lichtintensiteit van 800 mW/cm² = 20 seconden x 800 mW/cm² = 16.000 mJ/cm², ofwel 16 J/cm².

In de wetenschappelijke literatuur bestaat er geen consensus over de hoeveelheid energie die nodig is voor een goede uitharding van composieten. In sommige onderzoeken⁷ wordt uitgegaan van een lichtintensiteit van 24 J/cm² als minimaal vereiste dosis voor het bereiken van goede mechanische eigenschappen. Deze waarde is echter niet absoluut en varieert van composiet tot composiet⁸, al naar gelang het type, de kleur, de translucentie en de gebruikte lichtinitiatoren. Tegenwoordig wordt een waarde van 16 J/cm² gezien als de vereiste dosis voor het volledig polymeriseren van een laag van 2 mm composiet^9,10, ook al zou die waarde in sommige gevallen zelfs nog lager kunnen liggen.

Lichtproductie en belichting is niet hetzelfde

Zoals we eerder al lieten zien, is het belangrijk om inzicht te hebben in de hoeveelheid licht die wordt geproduceerd. Daarnaast is het al even belangrijk om te weten hoe dat licht uiteindelijk wordt afgegeven binnen de caviteit. De manier waarop licht zich verspreidt bij het verlaten van de kop wordt collimatie genoemd. Bij het uitharden van composiet in onder andere klasse I- en II-caviteiten, moeten we rekening houden met deze factor¹¹.

Het is cruciaal dat ook diepere composietlagen goed worden uitgehard. Maar de vermogensdichtheid die bij de kop wordt afgegeven, kan sterk afwijken van de hoeveelheid energie die uiteindelijk in diepere lagen van de caviteit aankomt. We moeten weten wat het verschil is tussen deze twee energiewaarden, vooral als de afstand tussen de kop van de polymerisatielamp en de restauratie toeneemt. Het diepste gedeelte van gewone klasse II-caviteiten kan namelijk soms wel 8 mm of meer zijn.

Daarom is het belangrijk dat een polymerisatielamp niet alleen krachtig is en licht met een breder golflengtegebied kan voortbrengen, maar ook dat het grootste deel van het geproduceerde licht doordringt tot de hele restauratie. Helaas gaat er onderweg licht verloren, omdat de afstand tot de kop toeneemt door lichtverstrooiing, een factor die sterk varieert, afhankelijk van het type apparaat en zijn constructie. Maar nu komt het probleem: vrijwel alle informatie die fabrikanten geven over het vermogen van hun apparatuur, gaat over het licht dat direct bij de kop wordt afgegeven.

In een artikel¹² werd het verlies aan lichtintensiteit beoordeeld van drie polymerisatielampen voor dentaal gebruik. Als uitgangspunt werd het licht direct bij de kop genomen en vervolgens werd de lichtintensiteit op drie verschillende afstanden gemeten tot aan het gebied dat moest worden uitgehard.

Vanzelfsprekend was bij alle drie de apparaten sprake van verlies aan lichtintensiteit naarmate de afstand tot de restauratie toenam. Bij een van de apparaten (VALO^TM, Ultradent Products Inc.) was echter sprake van een betere collimatie.

Op afb. 3 is de collimatie van de lichtbundel van iedere polymerisatielamp te zien, in een gedispergeerd waterig medium. De afbeelding helpt om het concept collimatie te visualiseren. Ook kunnen we het gebied goed zien dat door ieder apparaat op de verschillende afstanden wordt belicht.

Afb. 3: Collimatie van de lichtbundel van iedere polymerisatielamp.

Hoewel de lichtintensiteit van alle drie de lampen in een bepaald gebied vergelijkbaar is (ongeveer 1700 mW/cm²), neemt de concentratie van de lichtbundel af naarmate de afstand groter wordt. De belangrijkste reden voor het sterker gefocusseerde licht van de VALO-lamp is het ontwerp van de kop. Dat verklaart ook waarom de andere lampen niet in staat zijn om hun licht op die manier te focusseren. Dankzij een lens op de kop kan het licht zich niet verspreiden (afb. 4).

Afb. 4a

Afb. 4b

Afb. 4 (a, b): De lens van de VALO, los en gemonteerd.

Afb. 4c: Gedrag van de VALO-lens.

De andere polymerisatielampen hadden een standaardkop van glasvezel en een kop met een plastic lens (afb. 5 en 6). De plastic lens deed precies het tegenovergestelde van lichtcollimatie. Er was namelijk geen sprake van bundeling, maar juist van spreiding van licht. En dat is nu precies wat we niet willen, zeker niet bij een bepaalde afstand tussen de lamp en de bodem van de caviteit.

Afb. 5: Een kop van glasvezel.

Afb. 6 (a, b): Twee verschillende typen plastic koppen.

Afb, 6b

Afb. 6 (a, b): Twee verschillende typen plastic koppen.

Om deze situatie op een andere manier te bekijken en de relatie met de dagelijkse praktijk inzichtelijk te maken, kan met behulp van de informatie uit het onderzoek worden berekend hoeveel tijd er nodig is om de waarde van 16 J/cm² te bereiken. Bij een afstand van 0 mm was de benodigde tijd bij alle lampen heel vergelijkbaar, uiteenlopend van 9,58 tot 8,7 seconden, een verschil van slechts 0,88 seconden.

Bij een afstand van 8 mm liepen de waarden echter al uiteen van maar liefst 49,55 seconden bij Radii-cal tot 16,01 seconden bij VALO.

Wordt verfolgd...

Referenties

¹ Price, R.B.; McLeod, M. E.; Felix, C. M. Quantifying Light Energy Delivered to a Class I Restoration J Can Dent Assoc 2010; 76:a23

² Price R.B., Felix C.A. Effect of delivering light in specific narrow bandwidths from 394 to 515nm on the microhardness of resin composites Dental Materials 2009 25(7) 899- 908

³ Rueggeberg FA. State-of-the-art: dental lightcuring - a review. Dent Mater. 2011 Jan;27(1):39-52. Review.

⁴ Hyun HK, Christoferson CK, Pfeifer CS, Felix C, Ferracane JL. Effect of shade, opacity and layer thickness on light transmission through a nano-hybrid dental composite during curing. J Esthet Restor Dent. 2017 Sep;29(5):362-367. doi: 10.1111/jerd.12311. Epub 2017 Jun 19.

⁵ Halvorson RH, Erickson RL, Davidson CL. Energy dependent polymerization of resin-based composite. Dent Mater. 2002 Sep;18(6):463-9.

⁶ Koran P, Kürschner R. Effect of sequential versus continuous irradiation of a lightcured resin composite on shrinkage, viscosity, adhesion, and degree of polymerization. Am J Dent 10, 17–22 (1998)

⁷ Fróes-Salgado NR, Francci C, Kawano Y. Influência do modo de fotoativação e da distância de irradiação no grau de conversão de um compósito. Perspect Oral Sci 2009 Ago; 1(1):11-17.

⁸ Kelsey W, Blankenau RJ, Powell GL, Barkmeyer W, Stormberg E. Power and time requirements for using the argon laser to polymerize composite resins. J Clin Laser Med Surg 1992;10:273–8.

⁹ Benetti AR, Asmussen E, Peutzfeldt A. Influence of curing rate of resin composite on the bond strength to dentin. Oper Dent. 2007 Mar-Apr;32(2):144-8.

¹⁰ Pfeifer CS, Ferracane JL, Sakaguchi RL, Braga RR. Photoinitiator content in restorative composites: influence on degree of conversion, reaction kinetics, volumetric shrinkage and polymerization stress. Am J Dent. 2009 Aug;22(4):206-10.

¹¹ Rode KM, Kawano Y, Turbino ML. Evaluation of curing light distance on resin composite microhardness and polymerization. Oper Dent. 2007 Nov-Dec;32(6):571-8.

¹² Beolchi RS, Garófalo JC, Forti W, Palo RM. O seu fotopolimerizador está preparado para os novos materiais? Revista APCD de Estética 2013;v.1(3) p. 240-250.