歯科用硬化ライト

歯科用硬化ライトは、光硬化性樹脂ベースの複合材料の重合に使用される歯科機器です。^[1]光で硬化可能なさまざまな歯科材料に使用できます。使用される光は、可視青色光スペクトルに該当します。この光はさまざまな波長で照射され、デバイスの種類ごとに異なります。歯科用硬化光源には、タングステンハロゲン、発光ダイオード(LED)、プラズマアーク、レーザーの4つの基本的なタイプがあります。最も一般的な2つは、ハロゲンとLEDです。

1960年代初頭、最初の光硬化性樹脂複合材が開発されました。^[2]これにより、 1970年代にデンツプライ/コーク社によって最初の硬化用ライトであるNuva Lightが開発されました。Nuva Lightは紫外線を使用して樹脂複合材を硬化させました。この要件と、より短い波長の紫外線では樹脂に十分に浸透せず、適切に硬化できないという事実により、Nuva Lightは製造中止となりました。^[3]

1980年代初頭、可視光硬化の分野における進歩により、青色光を使用した硬化装置が開発されました。次に開発された硬化光は石英ハロゲン電球でした。^{[4]この装置は可視光スペクトルの}波長が長く、硬化光の浸透性が高く、樹脂複合材への光エネルギーも大きくなりました。^[3]ハロゲン硬化光は紫外線硬化光に取って代わりました。

1990 年代には光硬化装置が大きく進歩しました。歯科修復材料が進歩するにつれ、これらの材料を硬化させる技術も進歩しました。焦点は、より速くより深く硬化できるように強度を向上させることでした。1998 年にはプラズマアーク硬化光が導入されました。^[5]これは、樹脂ベースの複合材料を硬化させるために、高強度光源、プラズマを含む蛍光灯を使用し、3 秒以内に樹脂複合材料を硬化させると主張しました。しかし、実際には、プラズマアーク硬化光が人気を博した一方で、これらの光のマイナス面 (初期価格が高いこと、主張されている 3 秒よりも長い硬化時間、高価なメンテナンスなどを含むがこれらに限定されない) により、他の硬化光技術が開発されました。

最新の技術進歩は LED 硬化ライトです。LED 硬化ライトは 1990 年代から利用可能でしたが、プラズマ アーク ライトの所有に伴うフラストレーションが耐え難くなるまで、広く使用されることはありませんでした。LED 硬化ライトは、初期の硬化ライト製品から大きく進歩していますが、樹脂複合材をより迅速かつ完全に硬化させることを目標に、改良と新しい技術が継続的に開発されています。

タングステンハロゲン硬化ライトは、単に「ハロゲン硬化ライト」とも呼ばれ、歯科医院で最も頻繁に使用される重合光源です。^[6]光を発生させるために、電流が抵抗器として機能する細いタングステンフィラメントを流れます。^[6]次に、この抵抗器は「約3,000ケルビンの温度に加熱され、白熱灯になり、可視光の形で赤外線と電磁放射を放射します」。^[6] 400～500 nmの青色光を発し、強度は400～600 mW cm ^−2です。^[7]ただし、このタイプの硬化ライトにはいくつかの欠点があり、その1つはフィラメントが大量の熱を発生させることです。このため、硬化ライトに換気ファンを取り付ける必要があり、硬化ライトが大型化します。^[6]ファンは一部の患者に迷惑をかけるような音を発し、電球のワット数が高い（例えば80W）ため、これらの硬化ライトは電源に接続する必要があります。つまり、コードレスではありません。さらに、このライトは高温に達するため、実際の硬化ライトの電球を頻繁に監視して交換する必要があります。（例えば、あるモデルでは推定寿命が50時間の電球を使用しており、1日12分、年間250日の使用を想定した場合、毎年交換する必要があります。）また、材料を完全に硬化させるために必要な時間は、LED硬化ライトよりもはるかに長くなります。

これらの硬化ライトは、1つまたは複数の発光ダイオード[LED]を使用し、歯科材料を硬化させる青色光を生成します。光硬化源としてのLEDは、1995年に初めて文献で提案されました。^[8]歯科におけるLED硬化の短い歴史は2013年に出版されました。^[9]このライトは、青色光を放射するために窒化ガリウムベースの半導体を使用します。^[6]

2004 年にアメリカ歯科医師会のジャーナルに掲載された記事では、「LED では、2 つのドープ半導体 (n ドープと p ドープ) の接合部に電圧が印加され、特定の波長範囲で光が生成および放出されます。半導体の組み合わせの化学組成を制御することで、波長範囲を制御できます。歯科用 LED 硬化ライトは、400～500 nm の範囲 (ピーク波長は約 460 nm) の狭いスペクトルの青色光を生成する LED を使用します。これは、歯科用モノマーの光重合を開始するために最も一般的に使用されるCPQ分子を活性化するのに有効なエネルギー範囲です。」と説明されています。^[6]

これらの硬化ライトは、ハロゲン硬化ライトとは大きく異なります。より軽量で持ち運びやすく、効果的です。LED 硬化ライトから発生する熱ははるかに少ないため、冷却用のファンは必要ありません。ファンが不要になったため、より軽量で小型のライトを設計できます。持ち運びが簡単なのは、消費電力が少ないためです。LED では充電式バッテリーを使用できるようになり、より快適で使いやすくなりました。

最新の^{[いつ? ]} LED硬化ライトは、ハロゲンランプや以前のLED硬化ライトよりもはるかに速く材料を硬化します。より大きな半導体結晶を備えた単一の高輝度青色LEDを使用します。^{[6]光強度と照射面積は、出力1,000 mW / cm 2}で増加しました。^[6]このような高輝度の光を放射するために、「多層ポリマーフィルム技術」で構成される高反射ミラーフィルムを使用します。^[6]

ハロゲン硬化ライトと LED 硬化ライトは、同じように機能します。どちらのライトも、青色ライトをオンにするには、操作者がボタンまたはトリガーを押す必要があります。ハロゲン硬化ライトをアクティブにするには、トリガーを押します。古いモデルでは、ライトを発光させるために操作者がトリガーを押し続ける必要がありますが、新しいモデルでは、トリガーを 1 回押すだけで済みます。新しいモデルのハロゲン ライトと LED ライトの両方で、トリガーまたはボタンを押した後、タイマーが切れるまでライトは点灯したままになります。ライトをオンにすると、材料が硬化するまで、ライトを歯の上に直接置きます。

硬化ライトの開発は、歯科医療を大きく変えました。歯科用硬化ライトが開発される前は、樹脂ベースの複合材料を歯に配置するために、さまざまな材料を使用する必要がありました。この開発の前に使用されていた材料は、自己硬化樹脂材料でした。これらの材料、A 材料と B 材料は、適用前に別々に混合されました。A 材料はベースで、B 材料は触媒です。この樹脂材料は最初に混合され、次に歯に配置されます。その後、30～60 秒後に完全に硬化します。これにより、歯科医にいくつかの問題が発生しました。1 つの問題は、歯科医が材料の硬化速度を制御できないことです。混合すると、硬化プロセスが開始されます。このため、歯科医は材料を歯に迅速かつ適切に配置する必要があります。材料が適切に配置されなかった場合は、材料を掘り出してプロセスを最初からやり直す必要があります。

この新技術の開発により、新しい光活性化樹脂材料が誕生しました。これらの新しい材料は、以前のものとは大きく異なります。これらの材料は混合する必要がなく、直接患部に注入できます。この新しい可鍛性樹脂材料は、歯科用硬化ライトでのみ完全に硬化できます。これにより、歯科医にとって新たな利点が生まれます。時間的制約がなくなり、歯科医は材料が適切に配置されていることを保証できるようになりました。

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