- Historia del polimerizado y fotocurado- Tipos de luz para fotocurado

Más del 37% de las restauraciones de resina son fotopolimerizadas insuficientemente en la clínica, y la mayoría de las veces se debe a unidades de fotopolimerización con intensidades de menos de 300mW/cm2, descritas en la literatura como inadecuadas, inutilizables o inapropiadas.

Las primeras unidades de energía radiante para la polimerización de resinas compuestas aparecen hace más de 30 años, destacándole el sistema NUVA-LITE de la compañía L.D. Caulk. Este sistema utiliza la radiación ultravioleta, con una longitud de onda promedio de 360 nanómetros dentro del Espectro Electromagnético.

Históricamente, como sistema de activación lumínico, la luz ultravioleta fue la primera en ser utilizada en la década de los años setenta, pero ésta fue rápidamente desplazada por su escasa capacidad de penetración, lentitud de polimerización y riesgo de dermatosis o lesión ocular. Una vez descontinuada la luz ultravioleta como sistema de activación, se desarrolló un mecanismo de activación mediante luz visible. Esta se puede emitir de distintas fuentes o mecanismos y que a través del tiempo han ido evolucionando para optimizar los resultados del material polimerizado.

En virtud de lo anterior, se han desarrollado diferentes tipos de aparatos, los cuales se pueden clasificar de acuerdo al siguiente esquema:

1. Lámparas halógenas de cuarzo de tungsteno: las que pueden ser convencionales (hasta 400-500 mW/cm2) y de alta intensidad o potencia (sobre 500 mW/cm2). Estas lámparas contienen una lámpara incandescente con un filamento de tungsteno en un gas inerte, con una pequeña cantidad de halógeno. Una corriente eléctrica calienta el tungsteno a 2.727º C, creando luz visible y radiación infrarroja, que es absorbida por el composite y resulta en una gran vibración molecular y generación de calor. Esta generación de calor requiere de un ventilador de refrigeración que puede ser ruidoso y resultar en una “trampa biológica”. La luz es filtrada a aproximadamente 390nm a 500nm, que es capaz de polimerizar todos los composites, pero el desafío con estas lámparas es que usan sólo el 9% de la energía producida, con una vida de la bombilla de aproximadamente 30 a 50 horas antes de que empiecen a desnaturalizarse y necesiten reposición. El filtro puede acumular polvo, agrietarse o delaminarse, lo que puede alterar las longitudes de onda transmitidas, permitiendo la emisión de rayos UV dañinos. Además, las puntas estrechas emiten un haz de luz angosto, por lo que pueden requerir de múltiples ciclos de polimerización en restauraciones extensas.

2. Lámparas de arco de plasma.

Estas lámparas tienen una bombilla formada por un recipiente de óxido de aluminio a alta presión, que contiene un gas xenón altamente presurizado por debajo de 150 psi. La forma interna está específicamente diseñada para reflejar la luz entre dos electrodos y el arco es de aproximadamente 1mm de largo, lo que permite un haz de luz muy concentrado.

Los desafíos de esta lámpara incluyen una alta emisión infrarroja y ultravioleta y un gran radiador para eliminar la gran cantidad de calor producida por la lámpara.

3. Lámparas láser.

Este tipo de unidades generan luz cuando la energía es aplicada a un átomo, elevando un electrón a un nivel de energía más alto e inestable. El electrón retornará al nivel estable liberando luz en un medio de gas argón. Estas lámparas tienen unidades de base grandes y pesadas que no son muy portátiles.

4. Lámparas de luz emitida por diodos (L.E.D.).

Desde mediados de los ochenta y hasta nuestros días, la principal fuente de iluminación utilizada ha sido y es la lámpara de luz halógena. Esta lámpara presenta un foco constituido por un filamento de cuarzo-tungsteno, el cual emite una luz blanca que gracias a la presencia de un filtro sólo permite dejar pasar al conductor un haz de luz azul. Dicho haz activará al fotoiniciador para permitir la polimerización del material.

En el año 1995 aparecen en el mercado las lámparas de fotocurado tipo L.E.D. Esta tecnología consiste en lámparas que presentan diodos simétricamente ordenados que emiten una luz azul entre 440-490 nm. con un peak en los 460 nm., lo que permite activar al fotoiniciador y producir la polimerización del material.

El elemento fotoiniciador de la reacción de polimerización más comúnmente utilizado en las resinas compuestas es la Canforquinona. Ésta absorbe energía a un espectro de luz visible entre 400 y 500nm., con un peak ideal de 468nm. Este valor coincide con el espectro emitido por las lámparas L.E.D., lo que les daría a éstas una mayor eficiencia en la fotoactivación. Por lo tanto, la probabilidad de que un fotón emitido por una lámpara L.E.D. sea absorbido por las Canforquinonas es considerablemente mayor a que si fuera de una lámpara halógena convencional. Esto eventualmente se traduciría en que la lámpara L.E.D. lograría producir una fotoactivación de mayor eficiencia y, por lo tanto, una polimerización más completa.

La potencia de las lámparas L.E.D. oscila entre los 1000-1400 mW/cm2, a pesar de que sólo se necesita 300-400 mW/cm2 para lograr una buena polimerización.

Debido a su alta potencia los fabricantes aseguran que, en comparación con una lámpara halógena convencional, las lámparas L.E.D. logran una mayor polimerización de las resinas compuestas con un menor tiempo de exposición lumínica.Sin embargo, se postula que una polimerización demasiado brusca podría derivar en un mayor stress de polimerización que se traduciría en un material más frágil y por lo mismo en una disminución de la resistencia mecánica de las resinas compuestas.

Luz

Dentro del espectro de energía electromagnética se encuentra una zona denominada Luz Visible que abarca aproximadamente entre los 400 y 700 nm y a las cuales el ojo humano es sensible.

La luz utilizada para el proceso de polimerización debe estar situada dentro de este rango, energía de longitud mas baja a la visible es absorbida por el tejido y producen

daños a nivel celular, del otro lado energía de longitudes mas altas a la visible, no produce daño significativo a los tejidos, pero no son adecuadas ya que existen muchas fuentes productoras de esta energía en el ambiente, como son ondas de radio, TV, etc. En esta situación, el sistema iniciador-activador (peróxido-amina) es sustituido por una dicetona-amina-luz.

Hay diferentes tipos de luz para fotocurado y como lo mencionamos antes depende del tipo de lámpara que se este hablando. Hay luz incandescente, de arco, xenón, argón, de diodos, y luz con emisión de diodos.

Actualmente se utiliza la luz visible (rayo azul)

Fotoiniciadores

Los composites están compuestos por dos materias en esencia: una matriz orgánica y otra matriz inorgánica que se unen por medio de un silano.

Dentro de la matriz inorgánica se encuentran diversos componentes de relleno y de estabilidad para el composite que le proporcionan un cuerpo: partículas de cuarzo, vidrio de bario, silicatos de aluminio, litio, estroncio, zirconio y sílice coloidal.

Matriz orgánica:

BIS-GMA: bisfenol a glicidil dimetacrilato UDMA: dimetacrilato de uretano TEGDMA: trietilenglicol dimetarilato Peróxido de benzoilo: iniciador Hidroquinona: inhibidor de la polimerización Conforquinona: fotoactivador o puede ser también fenilpropanodiona.

Estos últimos son los responsables de actuar bajo el estimulo de la luz, incitar la activación de los iniciadores y desencadenar el proceso de fotopolimerizacion.

En las resinas de fotocurado el fotoiniciador mas utilizado es la conforquinona, este fotoiniciador tiene una estructura tal que solamente absorbe energía dentro del espectro de la luz azul, por lo tanto si esta molecula es sometida a varios niveles de longitud de onda, solamente responderá dentro de los 450 a 500 nm de intensidad, el cual corresponde al espectro de emisión de las LED, que es alrededor de los 470nm.

Los nuevos sistemas de resinosos están empleando otros fotoiniciadores como la fenilpropanodiona, los cuales tienen un espectro de absorción diferente de 400nm aprox.

El curado de las resinas con fotoiniciadores diferentes a la conforquinona se puede ver alterada dependiendo del tipo de lámpara que se utilice. Mientras el fotoiniciador sea la conforquinona las LED van a proporcionar un correcto curado, sin embargo, debido al reducido espectro de las LED no se recomiendan para fotopolimerizar las resinas con fenilpropanodiona.

En estudios se ha concluido que las resinas que muestran como fotoiniciador fenilpropanodiona presentan una menor profundidad de curado que las resinas que presentan conforquinona.

Técnicas de fotopolimerizado

En la obtención de los polimeriacion máxima de los materiales dentales fotopolimerizables, es importante la emisión de la luz y su relación con los fotoiniciadores pero también, la obtención de esta máxima polimerización puede generar problemas como un inadecuado control de la contracción por la polimerización o variaciones en la profundidad de curado que pueden afectar al material restaurador y su relación con el diente restaurado.

El protocolo convencional que ha permanecido por muchos años con el uso de las lámparas de curado tradicionales de halógeno, ha buscado ser modificado con la utilización de fuentes de luz más potentes o con alteración de la composición de la resina, en la búsqueda principal de poder colocar restauraciones de una forma más rápida.

Es recomendable y altamente deseable utilizar inicialmente la fotopolimerizacion con una intensidad reducida que va a retardar la polimerización permitiendo una fase de pre-gel más prolongada con la consecuente formación de cadenas más largas de los polímeros.

En la creación de nuevos protocolos para minimizar la contracción en curado rápido y evitar márgenes deficientes se han creado nuevas técnicas a las clásicas que eran: forma continua y forma discontinua.

Forma continua: aplicación de luz a una intensidad constante sobre la resina por un periodo específico.

Soft start o comienzo lento: comienzo con baja intensidad y un aumento posterior de la intensidad para obtener una fase de pre-gel con menor contracción en la resina.

Tecinas por fotoactivacion en dos pasos, ramp o progresiva y step o pulsado por pasos se puede efectuar solo con algunas lámparas de halógeno y LED.

Step o por pasos: resina expuesta a una luz de baja energía y va aumentando la energía en cada paso por tiempo especifico. El propósito de la técnica es reducir el estrés de contracción de la polimerización, porque fluye en la fase de pregel y reduce la contracción en la zona de los márgenes. Las lámparas de laser y plasma no pueden usarse en dicha técnica por sus altas intensidades en periodos cortos de tiempo.

Técnica por dos pasos: primera fase es de baja intensidad 150 a 200 mW/cm² por 10 s. segunda fase es a una intensidad mayor de 500 a 800 mW/cm² por 30 s.

Técnica progresiva o rampante: ramp: es continua pero va aumentando cada vez la intensidad de la energía y en tiempos diferentes. Esta técnica permite el lento curado reduciendo el estrés inicial y la formación de cadenas de polímeros más largas que resulta en una resina más estable. A 5 mm por 10 s e ir acercando el haz de luz paulatinamente hasta llegar a 1 mm de la resina por 20s.

Técnica de pulsado retardado: exposición corta a baja intensidad, segundo pulsado a mayor intensidad, y va aumentando hasta completar un ciclo de 40 a 60s.

Técnica de pulsado diferido: se utilizan dos incrementos de 2 mm y se fotopolimerizan a 600mW/cm² por 10 s cada uno. Cada incremento restante se polimeriza a la misma intensidad por 20s y el ultimo incremento a 200mW/cm² por 5s.se ajusta y se modela y terminado se efectúa una intensidad mayor a 600mw/cm² proveniente de distintas direcciones en un ciclo de 40 a 60s. este protocolo asegura un buen curado a toda la restauración, con todos los incrementos bien curados y además los más profundos se beneficiaron de la fase de pregel.

Técnica de pulsado de energía alta: aplicación extrema de 1000 a 2800 mW/cm² en un tiempo de 10s. Una energía alta aplicable en un periodo corto, tratando de generara un curado más rápido, provoca que los monómeros de dimetacrilato se unan entre sí, resultando polímeros con cadenas cortas, un material frágil y una restauración con mayor contracción y márgenes abiertos.

COMPONENTES:

La lámpara fotocurado es compuesta de:

o LED de alto intensidad

o Fibra óptica

o Pieza de mano

o Cargador de batería/adaptador

o Batería recargable de litio

o Protector ocular

Componentes de la Unidad

Temporizador.- Existen equipos con tiempos pre-programados una vez encendida la unidad y otros poseen indicadores sonoros por cada 10 o 20 seg.

Programas.- Ciertas unidades los poseen, con diferentes potencias y tiempos de acuerdo a la actividad que se este realizando, e incluso en algunas existe la alternativa de variarlas.

Sistema de ventilación.- Es necesario debido al calor generado en el equipo por la fuente de luz, de lo contrario la vida de ésta es muy corta.

Fuente de Luz.- Generalmente son bombillos de luz visible de alta intensidad.

Filtros.- Son los responsables de que la emisión de luz esté en los rangos necesarios para producir la polimerización.

Conductor lumínico.- Es el encargado de llevar la luz emitida hasta el sitio a polimerizar. Existen dos mecanismos, uno por medio de manguera flexible y otro el de varilla rígida, ambos sistemas son delicados ya que siempre existe el riesgo de daños, en uno por rotura de las fibras que conforman la manguera y otro por lo frágil de la varilla, además de que ambos están expuestos a retener restos del material a polimerizar.

Radiómetro.- Dispositivo para medir la emisión de luz, pueden ser de dos tipos cuantitativos y cualitativos.

MANTENIMIENTO:

A. Limpie la fibra óptica. Cerciórese de que se hayan quitado todos los contaminantes.

B. Esterilizar la fibra óptica solamente en un autoclave.

1) Envuelva la fibra óptica en gasa de esterilización o colóquela en una bolsa de esterilización.

2) Las temperaturas/presiones opcionales de la autoclave:

a) 121 °C/0.1 Mpa;

b) 135 °C/0.22 Mpa.

3) Cerciórese de que la fibra óptica se haya enfriado completamente antes de que usted la utilice otra vez.

4) Guarde la fibra óptica en un lugar limpio, seco, fresco y bien ventilado.

C. No esterilice la pieza de mano o el adaptador en un autoclave.

D. Limpie el exterior de la pieza de mano con agua potable o un neutral esterilizaron líquido. No permita ningún líquido para entrar la pieza de mano.

TIPOS DE LÁMPARAS (VENTAJAS Y DESVENTAJAS)

LÁMPARAS HALÓGENAS CONVENCIONALES

Son lámparas que generan luz a partir de una bombilla halógena de baja potencia (desde los 35whasta los 75w) y cuya intensidad de salida suele estar en los 400 y los 700W/cm2 aprox. La bombilla contiene un gas inerte y un filamento de tungsteno recubierto de cuarzo. La luz emitida es blanca y es necesaria la utilización de un filtro para que llegue a la punta de la lámpara solamente la luz azul.

VENTAJAS:

Las principales ventajas que tienen es que son capaces de polimerizar todos los adhesivos y composites y su eficacia está más que probada. Además, en cuanto al coste son las más económicas.

DESVENTAJAS:

-Vida limitada de la bombilla. Es de unas 100 horas de vida útil aunque hay algunas lámparas en las que desciende hasta las 20 horas (Spectrum 800 de Dentsplay) o hasta las 32 horas (la 2500 o la 3000XL de 3M). Con el tiempo van perdiendo intensidad por lo que será necesario verificarla periódicamente con radiómetros.

-Llevan un filtro que con el tiempo se deteriora y debe cambiarse.

-La bombilla genera bastante calor que debe disiparse mediante el ventilador interno que lleva la pistola. Si se sobrecalienta, la lámpara se para.

LÁMPARAS HALÓGENAS RÁPIDAS

Son lámparas halógenas cuya bombilla halógena es de mayor potencia y es capaz de generar una intensidad de hasta 1600mW/cm2.

VENTAJAS:

-La misma amplitud de banda de la luz emitida que en el caso de las lámparas halógenas convencionales.

-Acortan el tiempo de polimerización respecto a las halógenas convencionales, aunque generalmente hay que alargar los tiempos propuestos por los fabricantes.

DESVENTAJAS:

-El precio supera al de las halógenas convencionales pero es inferior al de las de arco de plasma o las de láser argon.

Generan más calor que las convencionales, pero menos que las de láser argon o arco de plasma.

LÁMPARAS DE ARCO DE PLASMA

La fuente de luz es una bombilla que contiene gas xenon y dos electrodos (no hay filamento). Al pasar la electricidad por los electrodos se genera una intensa luz blanca que atraviesa un filtro que sólo permite pasar luz azul a una longitud de onda de unos 470nm. La intensidad de luz emitida supera los 1400mW/cm2 y llega a alcanzar los 2760mW/cm2. Es necesario esperar unos segundo entre disparos.

VENTAJAS:

-Es la rapidez de polimerización, todo ello con el objetivo de ahorrar tiempo en el sillón.

DESVENTAJAS:

-Es bastante más cara que las halógenas (unos $3000-3500 frente a los $600-900 de las halógenas convencionales o los $1000-1500 de las halógenas rápidas).

-No polimeriza todos los adhesivos ni todos los composites por lo que debemos verificar al comprarla que sea capaz de polimerizar el composite y el adhesivo que utilizamos habitualmente. Parece ser debido a que es tan estrecha la banda de emisión de la luz que es probable que no coincide con la del fotoiniciador de esos materiales.

LÁMPARAS DE LÁSER ARGON

Emiten luz azul directamente, sin necesidad de filtro,que se sitúa en una banda estrecha del aspectro (de sólo 40-45nm) y centrada en unas longitudes de onda muy definidas (447.2nm, 454.6nm, 457.9nm, 465.8nm, 476.5nm, 488nm, 496.5nm y 501.7nm. La mayor parte de ellas dentro de la banda de máxima absorción de la

canforoquinona. Son capaces de polimerizar con intensidades menores ya que esa intensidad se concentra en una banda estrecha del espectro.

VENTAJAS:

-Por su propia naturales, la luz emitida no pierde intensidad al aumentar la distancia entre la punta y el composite. Esto será importante cuando no podamos poner la punta próxima al composite (ej. al polimerizar el composite del piso gingival de una clase II).

-Polimerizan muy rápido (son un 30-50% más rápidas que las convencionales).

-La polimerización es más completa (el grado de conversión es mayor), lo que permite mejorar las propiedades físicas del material. La mejora de esas propiedades desaparece con el tiempo (a los 20 días los resultados se equiparan a los obtenidos con lámparas halógenas convencionales).

DESVENTAJAS:

-Son mucho más caras que las lámparas halógenas convencionales.

-No son capaces de polimerizar todos los composites.

-Es más voluminosa que una halógena convencional.

-Genera bastante calor, pero en principio si se utiliza durante los periodos de tiempo recomendados no supone un aumento perjudicial de la temperatura de la cámara pulpar.

-Los resultados obtenidos sobre la microfiltración de las obturaciones polimerizadas con láser argon son contradictorios aunque parece haber una tendencia a que sea mayor.

DIODOS EMISORES DE LUZ (DEL)

Los diodos emisores de luz son aparatos que emiten luz cuando la electricidad pasa a través de un diodo semiconductor. La luz emitida es monocromática, con una longitud de onda determinada, que puede ir desde el rojo (aprox. 700nm) hasta el azul violeta (aprox. 400nm).

VENTAJAS:

-La baja potencia de los diodos redunda en una mayor duración de las baterías (de 20 a más de 30 minutos emitiendo a la máxima intensidad), así como una vida casi ilimitada (miles de horas) frente a la vida limitada de las bombillas halógenas (20-100horas).

-Permite emitir luz de longitud de inda definida, no requiere de filtros.

-No tienen problemas de calentamiento por lo que no son necesarios los ventiladores y son, por ello, más silenciosos.

-Su bajo consumo permite utilizar baterías de menor tamaño y peso manteniendo una larga autonomía por lo que pueden ser inalámbricos.

-Son ligeros

DESVENTAJAS:

-No polimerizan todos los materiales (algunos adhesivos monocomponentes y composites)

-Poca variedad de guías de luz (8-8.5mm)

-Son de muy reciente aparición y hace falta experimentar más con ellas ya que hay muy pocos estudios y menos a medio o largo plazo.

-Su precio al nivel de las halógenas rápidas ($1500).

MARCAS COMERCIALES

En general las marcas comerciales que ofrecen uno o varios modelos de lámparas de fotocurado ofrecen básicamente tres puntos fundamentales, ergonomía, diseño y durabilidad. Independientemente del tipo de luz que se utilice o la intensidad, el Cirujano Dentista debe buscar, en sus instrumentos de trabajo, una ergonomía tal que le permita una fácil desinfección, fácil utilización, un tiempo de carga corto en caso de que la lámpara sea inalámbrica (que ya la mayoría lo son), ligerez de la pieza y una potencia de luz suficiente para que las restauraciones que requieran fotocurado sean de buena calidad.

Actualmente existen un sinfín de marcas comerciales con un sinfín de modelos de lámparas cada una, como profesionales de la salud no debemos dejar de lado la funcionalidad, ésta, debe siempre estar por encima de los estándares de costo o de moda, antes de adquirir alguna no estaría de mas echar un vistazo a las múltiples ofertas de las marcas comerciales tales como 3M ESPE, DETSPLAY, ULTRADENT, entre muchas otras y comprar, rendimiento, durabilidad y ergonomía.

CUIDADOS OCULARES Y DE TEJIDOS BLANDOS

Los materiales utilizados en la rehabilitación bucal requieren de fotopolimerización con luz halógena de mas de 300 mwatts, la cual afecta de manera directa los bastones del globo ocular produciendo un daño irreversible, para ello, las casas comerciales incluyen en sus productos (lámparas) una lente de color naranja que protege de la luz al operador eliminando radicales libres que emite la luzy que podrían dañar al ojo si se mira de manera directa por una exposición inferior a un minuto, sin embargo en

nuestro país, la practica odontológica es descuidada pues la protección debiera ser tanto para operador, ayudante en caso de existir y paciente, lamentablemente en las instituciones de educación y formación al médico estomatólogo, las reglas de protección son pasadas por alto.

Deben ocuparse lentes de protección de color naranja que protejan todo el campo de visión ya que las lentes que las lámparas incluyen no son suficientes, debe también proporcionársele al paciente un par de lentes para su protección ya que también afecta si éste mirara la luz aunque fuera de manera indirecta.