Desarrollo de un prototipo experimental de lámpara leds de fotoactivación dentalinfluencia sobre las propiedades ópticas y mecánicas de resinas de composite

Resumen

INTRODUCCIÓN: En la práctica clínica odontológica es cada vez más frecuente el uso de materiales de restauración dental. La fotoactivación es, normalmente, la técnica empleada en odontología para iniciar la reacción de fraguado de dichos materiales, especialmente de las resinas de composite y, para llevarlo a cabo, se emplean las llamadas lámparas de fotoactivación (Light Curing Unit o LCUs). La irradiancia, el ancho de banda espectral de estas fuentes de luz y el tiempo de irradiación, así como la dosis energética suministrada al paciente, son cruciales para una polimerización adecuada y completa ya que, determinan las características finales del material. El increíble desarrollo de los LEDs de alta luminosidad ha sido aplicado en odontología, en concreto, los LEDs azules ya que su emisión está dentro del espectro de absorción de la canforoquinona (450-500nm). Este estudio hay que entenderlo como, una investigación aplicada que servirá como base para la fabricación de lámparas de fotoactivación que cubran las necesidades que plantea la correcta polimerización de los materiales dentales, es decir, una lámpara multiespectral, con emisión estabilizada, que cumpla las especificaciones radiométricas y espectrales necesarias para la práctica odontológica. Se desarrollará un prototipo de nueva lámpara, y se comprobará si cumple correctamente su cometido en la práctica clínica, mediante la evaluación de algunos parámetros de gran importancia vinculados al propio material, en concreto, sus propiedades ópticas y mecánicas. OBJETIVOS: Diseñar prototipos experimentales de lámparas de fotoactivación dental utilizando la tecnología LED, aprovechando sus propiedades eléctricas. Evaluar sus características radiométricas, estabilidad espectral y reproducibilidad de su emisión. Determinar la influencia de estos prototipos sobre una serie de propiedades ópticas de las resinas de composite: coeficiente de scattering, coeficiente de absorción, transmitancia, color, parámetro de translucidez y opalescencia; así como la dependencia de la microdureza de dichas resinas. MATERIAL Y MÉTODO: Para los prototipos de lámparas se utilizaron distintos LEDs que presentasen un pico de emisión dentro del rango de absorción de los tres fotoiniciadores principales (CQ, PPD, LU), y el diseño del circuito se realizó en base a asegurar una emisión constante por parte de dichos diodos LEDs. Los componentes utilizados fueron: BivarOpto LED-U-400-30, Kingbright L-7104QBM-D, circuito integrado MAX 16823. Para evaluar la estabilidad y la reproducibilidad del espectro de emisión de estas unidades LCUs prototipo, se calculó el coeficiente VAF (Variance Accounting For) a partir de la desigualdad de Cauchy-Schwarz. Para analizar la funcionalidad de las unidades LED LCUs prototipos se utilizaron dos tipos de composites dentales: FiltekTMSupreme XTE (3M ESPE), especificado como nanocomposite, y Estelite Omega (Tokuyama Dental America Inc.), especificado por el fabricante como un composite de supra-nano-relleno (supra nano-filled composite). Para cada uno de estos materiales se utilizaron tres shades (A2 Dentina, A2 Esmalte y TC-Translúcido). Se prepararon muestras de cada shade, y de cada tipo de composite, y se analizaron antes y después de fotopolimerizar. Se utilizó la lámpara comercial Bluephase, de la casa Ivoclar-Vivadent, a fin de comparar sus resultados con los obtenidos utilizando las lámparas prototipo diseñadas. Las medidas se realizaron utilizando un espectrorradiómetro SpectraScan PR-650 de Photo Research Inc (Chatsworth, CA USA), espectrorradiómetro SpectraScan modelo PR-704 de Photo Research, y un microdurómetro SHIMADZU HMV-2/2T, Kioto, Japan. RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Los resultados mostraron que: los picos de emisión de las lámparas prototipo se adecuan a los picos de absorción de los principales fotoiniciadores (canforoquinona y lucerin). Sin embargo, los resultados de irradiancia son inferiores que en el caso de la lámpara comercial, por lo que el tiempo de radiación necesario para fotopolimerizar debe aumentarse. Los prototipos desarrollados presentan estabilidad y reproducibilidad en términos de emisión espectral, así como estabilidad durante el tiempo de emisión. Los resultados obtenidos muestran que el comportamiento espectral de las resinas de composites es similar, en cuanto al scattering, la absorción y la transmitancia, independienemente de las LCUs (prototipo o comercial), aunque difieren en su valor. Respecto a las diferencias de color, no se aporta una gran mejora al utilizar una u otra LCU, y por lo general, los resultados obtenidos están por debajo del umbral de aceptabilidad. La opalescencia y el parámetro de translucidez muestran valores similares para los tres tipos de lámparas, independientemente del tipo de resina de composite y del shade utilizado. Por último, respecto a los resultados obtenidos para la microdureza se puede afirmar que, la microdureza de los materiales es dependiente del tipo de LCU empleada, así como del tipo de resina de composite. CONCLUSIONES: Las LCUs prototipo desarrolladas presentan estabilidad y reproducibilidad en términos de la emisión espectral. Igualmente, muestran estabilidad de la energía durante el tiempo de emisión. El comportamiento espectral del scattering y de la absorción de las resinas de composite basadas en nanotecnología, tras la polimerización, muestra que estas propiedades ópticas del biomaterial son independientes del tipo de lámpara de fotoactivación empleada. Sin embargo, sí son dependientes del tipo de resina de composite. Y el comportamiento espectral de la transmitancia de las resinas de composite no depende del tipo del tipo de LCU utilizado. Las diferencias de color entre las resinas de composite tras la fotoactivación se ven afectadas por el tipo de LCU. Las LCUs prototipo muestran, en general, diferencias de color inferiores a la diferencia umbral de aceptabilidad, lo que conlleva un óptimo resultado para su uso en la práctica clínica. Sin embargo, los parámetros de translucidez y de opalescencia de los composites fotoactivados son independientes del tipo de LCU empleada, y únicamente son dependientes de las características del tipo de biomaterial (nanocomposites y supranano spherical) y del shade. La microdureza de los biomateriales dentales tras la fotoactivación es dependiente del tipo de LCU empleada, así como del tipo de resina de composite (nanocomposite o supranano spherical). Este resultado debe tenerse en cuenta para una correcta restauración dental en la práctica clínica.