lunes, 14 de junio de 2010

Lamparas de Fotocurado



LAMPARAS DE CURADO DE ALTA INTENSIDAD




Jim Hansen Ph.D ( Supervisor de desarrollo de productos) y Brian Loffe ( Ingeniero del Servicio Técnico ) 3M Unitek

Jim Hansen received his Bachelor of Science Degree in Materials Science and Engineering from the University of Minnesota in 1987. In 1991, he received his Ph.D. inMaterials Science and Engineering from Northwestern University. Since 199 1, he has worked in Research and Development at 3M Unitek. Currently, he leads a group of scientists developing new adhesive, elastomer, and wire products. Brian Lotte joined 3M Unitek 2 years agoafter graduating from U. C. Santa Barbarawith his Bachelor of Science Degree inMechanical Engineering. Since 1997, hehas worked in Technical Services organizing clinical trials for new product development.
Hoy en día hay un marcado aumento en la demanda en los consultorios ortodóncicos en la utilización de adhesivos de curado por luz en lugar de los tradicionales adhesivos pasta-pasta que requieren ser mezclados en la clínica. La Introducción de adhesivos de curado de luz no solamente disminuye un paso en los procedimientos de adhesión, sino que permite la libertad de elegir el momento de iniciar el ciclo de adhesión luego de la colocación del bracket. La comunidad ortodóncica luego se puso a mirar un paso más allá en este procedimiento, con la introducción de lámparas de arco de plasma de alta intensidad y del láser como luz de curado. Estos sistemas ofrecen al ortodoncista una reducción significativa en el tiempo de la colocación y endurecimiento del adhesivo del bracket en comparación con los otros sistemas convencionales Sin embargo, cada profesional debe evaluar entre el beneficio de un menor tiempo de curado contra el substancial alto costo de la aparatología.
Para ayudar a nuestros clientes en tomar conocimiento en el desarrollo de esta alta tecnología en lámparas de alta intensidad de luz , 3M Unitek estudió 2 lámparas de alta intensidad, la Apollo 95E de Dental/Medical Diagnostics ( Woodland Hills, CA) y la de LaserMed´s AccuCure 300OTM ( LaserMed, Salt Lake City, UT). Ambas lámparas habían mostrado poder trabajar bien con los adhesivos de 3M Unitek, sin embargo su procedimiento es algo diferente, y la correcta elección de cada consultorio dependerá del procedimiento de adhesión.



HISTORIA

Todos los adhesivos de ortodoncia contienen un monómero el cual deberá ser químicamente reactivo para formar el polímero correspondiente. Esta reacción solidifica el adhesivo y le da alta fuerza. En los adhesivos de curado por luz este procedimiento comienza cuando el foto-iniciador es activado. Todos los adhesivos de endurecimiento de luz de 3M contienen CPQ ( camforquinona) como foto-iniciador . La CPQ absorbe la luz azul, que tiene una longitud de onda entre 400 a 500 manómetros. La nueva luz de alta intensidad de arco de plasma y el uso del láser como luz de curado proveen una luz azul de mayor brillo, la cual acelera la reacción de curado.


LAMPARAS DE CURADO CONVENCIONALES

Las lámparas de curado convencionales utilizan una lámpara halógena para generar la luz blanca la cual es luego filtrada de forma tal que solamente la luz azul en el rango entre 400 y 500 manómetros es emitida desde la punta.
La lámpara de curado Ortholux XT ( 3 M ,Unitek, Monrovia, California) es un ejemplo de una lámpara de curado convencional.
El tiempo de endurecimiento que se lee en las instrucciones del adhesivo de 3M Unitek, está basado en el tiempo que se debe utilizar con una lámpara de endurecimiento convencional como la Ortholux XT



LAMPARAS DE CURADO DE ARCO DE PLASMA

El mecanismo de generación de luz por medio del arco de plasma es nuevo en la comunidad ortodóncica. La fuente de luz en la unidad de arco de plasma es un bulbo de Xenón que funciona en forma muy similar al objeto que se muestra en la figura 3. Dos sondas crean un potencial de alto voltaje que ioniza el gas ( plasma ) y emite una chispa que emite luz (arco) .
La NASA originalmente desarrolló la tecnología del arco de plasma para estudiar la re-entrada del calor de los vehículos espaciales creando un arco entre la sonda y el escudo o protector. Desde aquí la tecnología ha desarrollado equipamientos para los instrumentos médicos.
La Apollo 95E de Dental/Medical Diagnostics (Woodland Hills, CA ) es un ejemplo de luz de arco de plasma.( Figura 4 ).La lámpara produce una luz blanca de alta intensidad que es filtrada permitiendo una luz azul con un rango entre 400 a 500 nm. El perfil de intensidad de la luz de la Apollo 95E se muestra en la Figura 1. La cantidad total de luz azul emitida es varias veces mayor que con la lámpara de curado Ortholux XT.
Un cronómetro sobre la luz limita cada exposición a un máximo de 3 segundos en cada activación y da un período latente de 1,5 segundos en el cual la luz no puede ser activada . Este tiempo previene el excesivo calentamiento de los tejidos que puede ocurrir cuando hay sobre-exposición.
Esta unidad actúa sobre cada bracket individual algo más rápido que la unidad de LaserMed .Sin embargo el período de latencia puede impedir progresar cuando se utiliza en varios brackets en forma consecutiva. Este equipamiento es útil en aquellos consultorios donde una asistente termina el proceso de adhesión una vez que el ortodoncista ha colocado cada bracket en su posición final. La unidad DMD puede ser usada cuando el ortodoncista coloca un bracket con una mano y con la otra mantiene la lámpara de curado.




LASER DE ARGON

El láser de Argón emite una luz azul con una distribución de longitud de onda muy angosta. Un ejemplo de una unidad de curado de Láser es el LaserMed Accure 300OTM (LaserMed, Salt Lake City , UT) que se muestra en la figura 5.
Los láseres son capaces de emitir un rayo colimado de luz que puede viajar por largas distancias sin que se disperse. La luz del LaserMed es un tubo de luz que difunde la luz emitida de la unidad en un cono de luz, el cual es ideal para los aparatos de ortodoncia.
La unidad de LaserMed emitirá luz todo el tiempo que esté activado el pedal. Un tono audible que se produce cada 5 segundos para controlar el tiempo de curado. De esta manera se puede realizar el curado de varios brackets consecuentemente. Este sistema de luz es particularmente útil, cuando no se desea un período de latencia, sobre todo cuando deben cementarse varios brackets en un arco. La guía de luz está construida por una fibra de vidrio óptica en lugar de un cable líquido como en la unidad del arco de plasma.
La lámpara construida con una delgada fibra óptica es muy maleable, lo que permite poder trabajar en las zonas posteriores. Sin embargo debe notarse que la regulación de la luz del láser está sujeta a una mayor gobernabilidad que la de otros tipos de fuentes de luz azul y el operador debe tener en cuenta los signos de advertencia.




RESULTADOS CON ADHESIVOS DE 3M UNITEK

El laboratorio de 3 M Unitek conduce tests para determinar la eficacia de las nuevas lámparas de curado de alta intensidad con los adhesivos de 3M Unitek. El test determina el efecto de tiempo de curado sobre el desarrollo de la fuerza de adhesión. La curva representativa muestra el efecto del tiempo de curado sobre la fuerza de adhesión.
Tanto la Apollo95E y la AccuCure3000 generan alta adhesión con menor tiempo de curado que la obtenida con la lámpara de Luz Ortholux XT.

Aparatos y Adhesivo OrtholuxTM XT Curing Light (3M Unitek) AccuCure 250 mM(LaserMed) Apollo 95E (DMD)
Brackets Metalicos (Adhesivo APCTM o TransbondTM XT) 10 segundos mesial + 10 segundos distal 4 segundos mesial + 4 segundos distal 2 segundos mesial + 2 segundos distal
Brackets Cerámicos (con adhesivo APCTM o TransbondTM XT) 10 segundos a través del bracket 4 segundos a través del bracket 2 segundos a través del bracket
Adhesivos molares (con adhesivo APCTM o TransbondTM XT) 20 segundos mesial + 20 segundos oclusal 10 segundos mesial + 10 segundos occlusal 4 segundos mesial + 4 segundos oclusal
Banda molares (AdhesivoTransbondTM Plus de fotocurado para bandas) 30 segundos 15 segundos 6 segundos
Bandas molares (Cemento para bandas UnitekTM Muti Cure G.I.) 40 segundos 20 segundos 8 segundos

Historia del laser

Desde el siglo I Plinio, historiador de la época, menciona en uno de sus escritos la palabra láser, para referirse a una planta herbácea de las costas del mar mediterráneo, la cual era usada por los Romanos para curar varias enfermedades, gracias a sus milagrosas propiedades. Existen evidencias de que las culturas antiguas como los Egipcios, Griegos y Mayas usaban la luz del sol como medio terapéutico.
La primera vez que se usa la luz artificial como medio terapéutico es a finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX, cuando el físico danés Niels Finsen invento un dispositivo de cuarzo y agua, con el cual produjo una luz ultravioleta capaz de curar la psoriasis y el vitiligo por medio de la fototerapia, este fue el primer científico que utiliza luz artificial como medio terapéutico.
La historia comenzó en 1916, cuando Albert Einstein estudiaba el comportamiento de los electrones en el interior del átomo. Por lo general los electrones son capaces de absorber o emitir luz. El proceso de emisión estimulada fue propuesto por Einstein y es el proceso fundamental gracias al cual existe el láser. En este proceso se tiene la interacción entre un fotón y un átomo que inicialmente se encuentra en un estado excitado. Como resultado de esta interacción el átomo pasa a su estado base, emitiendo en el proceso un fotón que tiene las mismas características de dirección y de fase que el fotón inicial, cuando esto ocurre decimos que la radiación electromagnética resultante es coherente. Es importante destacar que en este proceso esta ocurriendo realmente una amplificación de fotones, pues inicialmente tenemos un solo fotón y después del proceso de emisión estimulada tenemos dos fotones.
Podemos afirmar que el germen que dio origen al desarrollo del láser surgió cuando el fenómeno de emisión estimulada fue propuesto. A pesar de que R Ladenberg verifico el pronostico de Einstein en 1928, nadie pensó seriamente en construir un dispositivo basado en el fenómeno en cuestión hasta principios de los años cincuenta.
Recordemos que láser significa amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación. Einstein descubrió la emisión estimulada,pero para fabricar un láser se precisa también amplificación de dicha emisión estimulada.
La primera propuesta conocida para la amplificación de la emisión estimulada apareció en una solicitud de patente soviética en el ano 1951, presentada por V.A. Fabrikant y dos de sus alumnos. Sin embargo, dicha patente no se publico hasta 1959 y por consiguiente no afecto a los demás investigadores. Fabrikant sigue siendo un misterio en la actualidad, unos de los olvidados en la ruta de la investigación del láser. En 1953, Joseph Weber, de la Universidad de Maryland, propuso también la amplificación de la emisión estimulada y al año siguiente los rusos Basov y Prokhorov, escribieron un articulo explorando a fondo el concepto. Desde entonces a Weber se le ha pasado a conocer mejor por sus investigaciones en otro campo, el de la detección de ondas de gravedad basándose también en otra Antigua idea de Albert Einstein.
Estas son fechas oficiales correspondientes a la primera parte de la carrera del láser. Pero el hecho mas significativo tuviese lugar en el banco de un parque en Washinton DC durante la mañana del 26 de abril de 1951. Charles H Townes se encontraba en Washington para asistir a una reunión de físicos y compartía la habitación de un hotel con Arthur Schawlow.
En realidad, Townes asistía a una conferencia donde se hablaba de ondas milimétricas y Schawlow tomaba parte en otra reunión. Uno de los grandes intereses de Townes consistía en generar ondas cortas para sus investigaciones, que era algo que no había logrado todavía. Townes, casado y con hijos menores estaba acostumbrado a levantarse temprano, mientras que Schawlow, soltero solía levantarse tarde. Townes se despertó por la mañana temprano y para no molestar a Schawlow decidió ir a dar un paseo y fue precisamente en un banco del parque Franklin de Washington, donde se le ocurrió la gran idea.
Se dio repentinamente cuenta de las condiciones necesarias para amplificar la emisión estimulada de microondas. Las microondas son ondas electromagnéticas muy cortas como por ejemplo las que se utilizan en algunos tipos de hornos. No se trata de ondas luminosa y sin embargo la revelación de Townes tuvo una importancia sumamente transcendental para el láser. La idea de Townes, segun sus propias palabras en aquella época, solo parecía factible en parte, siguiendo el método tradicional de los catedráticos de fisica. Formuló el problema en forma de tema para una tesis y se lo ofreció a Gordon alumno licenciado de la Universidad de Columbia.
Tres anos mas tarde en 1954 Gordon, Townes y Zeiger habrían logrado construir en Columbia un modelo experimental que amplifica la radiación con una emisión estimulada con longitud de onda dentro del área de microondas del espectro electromagnético el cual se le dio el nombre de Maser (amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación)
En 1958 Townes y Schawlow demostraron que es posible reproducir esa emisión estimulada de radiación dentro del área lumínica del espectro electromagnético. En 1960 Theodore H Maiman construye el primer láser de rubí en los laboratorios de Howard Hughes, con una longitud de onda de 694 nm. Aqui se abre el camino para el desarrollo de varios tipos de láser con diferentes longitudes de onda y diversas aplicaciones.
En 1961 Ali Javan creo el láser de helio neón HeNe. En 1962 Bennett crea el láser de argón. En 1964 Townes, Basov y Prokhorov compartieron el premio Nóbel de física. A Townes se le otorgó la patente del maser. A Maiman se le otorgo una patente del láser de rubí.
En 1964 La tecnología láser crece dentro del área de la cirugía. Kuman N Pastel introduce el láser de dióxido de carbono CO2. Guesic Marcos y Van Viter introducen el láser ND:YAG. Stern, Sognnaes, fueron los pioneros en usar el láser de rubí para investigación y aplicación en odontología. En 1977 Shafir hace las primeras aplicaciones del láser de CO2 en odontología. Goldman, Sognnaes y Myers fueron los primeros en investigar los efectos del láser en los tejidos duros.
En 1983 Terry Myers, encuentra que es posible vaporizar caries con láser de ND:YAG, diseña algunos cambios y adaptaciones para uso dental como son las pulsaciones y el que se pueda trasmitir a través de fibras ópticas lo que facilita su uso en odontología. En 1989 Myers comienza a trabajar en el primer láser dental de ND:YAG, modelo dLase 300 con el cual obtienen excelentes resultados.