2種薄膜對LED光固化燈光照強(qiáng)度的影響

陳薇敏 陳 炯

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院 口腔醫(yī)學(xué)院牙體牙髓科，國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，上海市口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海市口腔醫(yī)學(xué)研究所，上海 200011）

目前，牙齒充填治療主要采用光固化樹脂。光固化燈的光導(dǎo)棒在使用期間容易被污染，樹脂殘留在光導(dǎo)棒上會(huì)造成其光照強(qiáng)度的下降，影響樹脂粘接[1]。微生物附著于光導(dǎo)棒，易產(chǎn)生交叉感染。隨著治療條件的提高，無菌意識(shí)的加強(qiáng)，光固化燈的無菌化要求被醫(yī)療機(jī)構(gòu)廣泛接受。由于光固化燈頭無法常規(guī)高溫高壓消毒，采用一次性薄膜套可有效防止交叉感染。但是，光固化復(fù)合樹脂經(jīng)光固化燈照射固化后的臨床性能在很大程度上受所用的光固化燈的影響。特別是光照強(qiáng)度和光照時(shí)間對其影響尤為顯著[2]。光固化燈透過薄膜后光照強(qiáng)度是否降低，從而影響樹脂的固化，目前國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少。本實(shí)驗(yàn)通過比較2種光固化燈在裸機(jī)、套保鮮膜和套保護(hù)套的情況下，不同距離垂直照射的光照強(qiáng)度及其衰減率，為臨床使用光固化燈選擇隔離薄膜提供參考。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

2種LED光固化燈分別是3M ESPE EliparTMS10（光引發(fā)劑波長范圍430 ～ 480 nm，光強(qiáng)度為1 200 mW/ cm2）和賽特力牙椅配套mini Led（光引發(fā)劑波長范圍410 ～ 490 nm，光強(qiáng)度為1 250 mW/cm2），聚乙烯保鮮膜，聚乙烯透明薄膜套，EVERT數(shù)字顯示千分尺，藍(lán)光分析公司checkMARC?樹脂校準(zhǔn)儀，外徑16 mm、內(nèi)徑10 mm、高度為16 mm的橡膠圓柱形模具和外徑16 mm、內(nèi)徑7 mm、高度為16 mm橡膠圓柱形空心模具。

藍(lán)光分析公司的checkMARC?便攜式光強(qiáng)校準(zhǔn)儀，波長測量范圍在400 ～ 515 nm，測量固化燈的光照強(qiáng)度范圍在0 ～ 4 000 mW/cm2。

1.2 分組

實(shí)驗(yàn)組1：分別采用保鮮膜、保護(hù)套包裹3M ESPE EliparTMS10光導(dǎo)棒，對照組1（裸機(jī)組1）：3M ESPE EliparTMS10光導(dǎo)棒不覆蓋薄膜。實(shí)驗(yàn)組2：分別采用保鮮膜、保護(hù)套包裹mini Led光導(dǎo)棒，對照組2（裸機(jī)組2）：mini Led光導(dǎo)棒不覆蓋薄膜。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 測量實(shí)驗(yàn)薄膜厚度 使用數(shù)顯千分尺測量保鮮膜和保護(hù)套厚度各10次，取平均值。

1.3.2 檢測光照強(qiáng)度 在圓柱形橡膠模具內(nèi)徑面測量標(biāo)注0 mm、3 mm、6 mm的環(huán)形刻度。在暗室中實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)組1光導(dǎo)棒套上圓柱形橡膠模具確保薄膜均勻覆蓋光導(dǎo)棒的頂端。通過橡膠模具可控制光導(dǎo)棒與光檢測區(qū)的距離。光導(dǎo)棒垂直放置在checkMARC?的光強(qiáng)檢測區(qū)，開啟光固化燈恒定光照強(qiáng)度照射10 s，檢測并記錄光照強(qiáng)度。記錄檢測距離為0 mm、3 mm、6 mm的光照強(qiáng)度各10次。對照組1的光導(dǎo)棒上不覆蓋薄膜，同法操作。

實(shí)驗(yàn)組2套上圓柱形橡膠模具確保薄膜均勻覆蓋光導(dǎo)棒的頂端，其他操作同實(shí)驗(yàn)組1。而對照組2的光導(dǎo)棒上不覆蓋薄膜，同法操作。

1.3.3 計(jì)算光強(qiáng)衰減率 將各組光照強(qiáng)度分別求平均值，實(shí)驗(yàn)組與相應(yīng)對照組比較光照強(qiáng)度的均值，計(jì)算光強(qiáng)衰減率。光強(qiáng)衰減率=（對照組光照強(qiáng)度平均值-實(shí)驗(yàn)組光照強(qiáng)度平均值）/對照組光照強(qiáng)度平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 20.0軟件對2種薄膜厚度、各組的光強(qiáng)度值和光強(qiáng)衰減率進(jìn)行單因素方差分析，以及均值間的 Student-Newman-Keuls多重比較，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α= 0.05。

2 結(jié)果

2.1 2種薄膜厚度的測量

保鮮膜和保護(hù)套厚度分別為（0.016±0.002）mm和（0.032±0.002） mm。兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 2種光固化燈的光照強(qiáng)度及其衰減情況

2種品牌的光固化燈在光導(dǎo)棒覆蓋薄膜后光照強(qiáng)度都產(chǎn)生了衰減（圖1、2）。保鮮膜組、保護(hù)套組均與裸機(jī)組的光照強(qiáng)度的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1、2）。在相同條件下，保鮮膜組的衰減率均低于同品牌光固化燈保護(hù)套組。光照距離0 mm時(shí)，實(shí)驗(yàn)組2保護(hù)套組衰減率最高，達(dá)到11.53%（表3）。光照距離為0 mm時(shí)， 實(shí)驗(yàn)檢測6組光照強(qiáng)度均高于1 000 mW/cm2。當(dāng)光照距離為6 mm時(shí)，各組光照強(qiáng)度均低于1 000 mW/cm2（表1、2）。2種光固化燈的衰減率，保護(hù)套組均高于保鮮膜組和裸機(jī)組；光照距離6 mm時(shí)，實(shí)驗(yàn)組2保護(hù)套組尤為明顯，衰減率達(dá)45.71%（表3）。此外，影響因素檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，覆蓋薄膜因素與距離因素具有交互作用。

圖1 組1各分組的光照強(qiáng)度平均值

表1 實(shí)驗(yàn)組1和對照組1的光照強(qiáng)度平均值（單位：mW/cm2）

圖2 組2各分組的光照強(qiáng)度平均值

表2 實(shí)驗(yàn)組2和對照組2的光照強(qiáng)度平均值（單位：mW/cm2）

表3 各組光照強(qiáng)度衰減率（%）

3 討論

3M ESPE EliparTMS10光導(dǎo)棒直徑為10 mm，mini Led光導(dǎo)棒直徑為7 mm。在本實(shí)驗(yàn)中采用與實(shí)驗(yàn)中使用光固化燈的光導(dǎo)棒和光強(qiáng)檢測區(qū)匹配的橡膠圈，可有效阻擋環(huán)境光線對checkMARC?檢測區(qū)的照射，從而減少環(huán)境光線對光強(qiáng)檢測的影響，提高光強(qiáng)檢測的準(zhǔn)確性。

目前將輸出光強(qiáng)度高于1 000 mW/cm2的光固化燈稱為高強(qiáng)度光固化燈[3]。3M ESPE EliparTMS10和賽特力mini Led是臨床常用的高光照強(qiáng)度的發(fā)光二極管光固化燈（lightemitting diodes，LED），有效波長范圍為430 ～ 480 nm左右，光照強(qiáng)度都達(dá)到1 000 mW/cm2以上。光照強(qiáng)度會(huì)隨光導(dǎo)棒與樹脂的距離增大而減弱[4]，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不論是否薄膜覆蓋光固化燈導(dǎo)棒，隨著光照距離的增大，光照強(qiáng)度顯著下降。因此在固化樹脂時(shí)光導(dǎo)棒的照射端必須盡可能地靠近牙面。然而，口腔是個(gè)具有污染物質(zhì)的環(huán)境，肝炎病毒和獲得性免疫疾病病毒可通過體液和血液的接觸，污染光導(dǎo)棒，從而傳播疾病。常規(guī)的高溫高壓雖可有效殺滅病毒，但研究發(fā)現(xiàn)高溫高壓消毒會(huì)降低光導(dǎo)棒的輸出光照強(qiáng)度，經(jīng)過3個(gè)滅菌循環(huán)后，其將光傳送到牙齒的容量可降低50%[5]。為了避免患者間的交叉感染，采用一次性透明薄膜可有效防止口腔中的各種微生物污染光導(dǎo)棒。

研究發(fā)現(xiàn)聚乙烯薄膜的使用會(huì)降低光固化燈的光照強(qiáng)度[6]。薄膜對光導(dǎo)棒的覆蓋，部分遮擋了光線的通過，降低了原有光敏燈的光照強(qiáng)度。本實(shí)驗(yàn)選用2種不同厚度的聚乙烯透明薄膜模擬臨床樹脂充填，比較2種高強(qiáng)度光固化燈在不同固化距離，使用薄膜后光照強(qiáng)度的衰減情況，發(fā)現(xiàn)隨著薄膜厚度的增加，各組光照強(qiáng)度顯著下降，這可能與薄膜增厚、透光性下降有關(guān)[7]。此外，隨著薄膜厚度的增加，光源與樹脂照射面的距離也有所增加，同樣會(huì)使光照強(qiáng)度降低。因此，在實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)覆蓋物因素與距離因素具有交互作用。由于保鮮膜與薄膜套的厚度差異較小，光固化燈的光照強(qiáng)度在0 mm垂直照射的情況下，雖有衰減，仍均高于1 000 mW/cm2，基本不會(huì)影響樹脂的固化。這與Isabel Cristina等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致[8]。然而，當(dāng)光導(dǎo)棒與檢測區(qū)距離增加后，薄膜的遮擋對光照強(qiáng)度的衰減尤為明顯。當(dāng)光照距離為3 mm時(shí)，2種光固化燈的保鮮膜組和保護(hù)套組較裸機(jī)組均產(chǎn)生了明顯的光強(qiáng)衰減。在光照距離增加至6 mm時(shí)，3M ESPE EliparTMS10的光照強(qiáng)度降低至662 mW/cm2，接近鹵素光固化燈，可能無法在10 s內(nèi)達(dá)到足夠的固化深度，需要延長光照時(shí)間達(dá)到有效固化。同樣，mini Led的保護(hù)套組也出現(xiàn)了高達(dá)45.71%的衰減。

實(shí)驗(yàn)比較了2種高光照強(qiáng)度的Led光固化燈的光照強(qiáng)度衰減情況，結(jié)果顯示：Mini Led固化燈的初始光照強(qiáng)度明顯高于3M ESPE EliparTMS10。高強(qiáng)度的光照會(huì)通過加熱牙齒照射面及其周圍的空氣將熱量傳遞到牙髓組織[9]。因此，相同的照射時(shí)間下，產(chǎn)熱可能高于3M ESPE EliparTMS10。裸機(jī)組、保鮮膜組和保護(hù)套組的衰減率均比Mini Led固化燈高，這可能與2種光導(dǎo)棒的直徑不同，電壓的波動(dòng)，燈泡和濾波器的維護(hù)等因素有關(guān)[10]。

聚乙烯薄膜價(jià)格低廉，使用方便，對光固化燈光導(dǎo)棒可有效地避免口腔微生物的污染，降低患者間的交叉感染。本實(shí)驗(yàn)對不同厚度的聚乙烯薄膜檢測2種Led光固化燈的輸出光照強(qiáng)度的初步比較，發(fā)現(xiàn)光照距離為0 mm時(shí)，對光固化燈的輸出光照強(qiáng)度影響較小，但隨著光照距離的增加，2種薄膜組光照強(qiáng)度衰減率明顯高于裸機(jī)。這提示我們在使用樹脂充填鄰面或深度較大的洞型時(shí)，需要延長固化時(shí)間及分層充填。由于薄膜的厚度會(huì)增大光敏燈照射強(qiáng)度的衰減，在使用保護(hù)套時(shí)，優(yōu)先選擇薄的保護(hù)套。此外，還要注意覆蓋光導(dǎo)棒輸出端薄膜的平整度，盡量減少薄膜發(fā)生褶皺。希望對臨床治療提供參考。

4 結(jié)論

光固化燈的輸出強(qiáng)度會(huì)受到固化棒表面覆蓋物的影響而減弱，且隨著距離的增加，影響更顯著。因此，在鄰面洞充填時(shí)，選擇厚度薄、貼合性佳的保鮮膜更有利于復(fù)合樹脂的固化。