CH695539A5

CH695539A5 - Verfahren und Vorrichtung zur Visualisation von Kunststoffwerkstoffen in der Medizintechnik.

Info

Publication number: CH695539A5
Application number: CH00970/00A
Authority: CH
Inventors: Ernst Neuenschwander
Original assignee: Volpi Ag
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2006-06-30

Description

CH 695 539 A5

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Visualisation eines Restaurationswerkstoffes gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Beleuchtungsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 3.

[0002] Aus der Druckschrift WO 00/13 608 ist ein Beleuchtungsgerät für Invivo-Anwendungen im Dentalbereich zur Polymerisation von lichthärtenden Kunststoffen bekannt. In der Dentaltechnik ist eine Vielzahl von Kunststoffen, sogenannte Composites, bekannt, die aufgrund eines methacrylatischen Härtungsmechanismus unter Lichteinstrahlung polymeri-sieren. Als wesentlichen Photoinitiator enthalten diese Materialien Campherchinon, der im blauen Spektralbereich breit-bandig, mit einem Absorptionsmaximum bei etwa 472 nm, absorbiert.

[0003] Die Polymerisationsreaktion erfordert je nach Materialfarbe eine Lichtintensität von mindestens 5 mW/cm2. Bei der Polymerisation von Zahnfüllungen oder Zahnersatzteilen ist in der Praxis zur Erzielung eines ausreichenden Polymerisationsgrades und einer ausreichenden Polymerisationstiefe eine Lichtintensität von mindestens 250 mW/cm2 erforderlich.

[0004] Die Farbe derartiger Kunststoff-Zahnfüllungen ist heute der natürlichen Zahnfarbe sehr genau anpassbar, sodass der Zahnrestaurationswerkstoff, z.B. die Zahnfüllung, kaum vom natürlichen Zahn zu unterscheiden ist. Derartige Restaurationswerkstoffe sind bspw. aus der DE 4 002 726 bekannt. Restaurationsarbeiten führen zum Problem, dass ein Zahnarzt nach dem Aushärten der Zahnfüllung kaum noch unterscheiden kann, wo sich der Übergang zwischen der -Zahnfüllung-und-dem natürlichen-Zahn-befindet^Eine genaue-Unterseheidung-ist-jedoch notwendig, da-die-Zahnfüllung-nach dem Aushärten nachzubearbeiten ist, wogegen eine weitere abrasive Bearbeitung des natürlichen Zahns zu vermeiden ist.

[0005] Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine gute Invivo-Visualisation des Restaurationswerkstoffs erlauben.

[0006] Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Visualisationsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer dazu geeigneten Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3, gelöst. Die abhängigen Ansprüche 2 respektive 4 bis 9 betreffen weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung.

[0007] Diese Aufgabe wird insbesondere mit einem Verfahren gelöst, bei welchem ein Restaurationswerkstoff, insbesondere ein Zahnrestaurationswerkstoff, mit einer fluoreszierenden Verbindung verwendet wird, deren Anregung in einem schmalen Spektralbereich von zirka 15 nm im nahen UV-Bereich liegt, und welche fluoreszierende Verbindung mit Hilfe einer entsprechenden Beleuchtungsvorrichtung angeregt wird.

[0008] Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit Hilfe einer Beleuchtungsvorrichtung für Invivo-Anwendungen im Dentalbereich, umfassend eine Lichtquelle und eine Energieversorung für die Lichtquelle, wobei die Lichtquelle einen Wellenlängenbereich von 300 bis 400 nm aufweist. In einer bevorzugten Ausgestaltung liegt der Wellenlängenbereich zwischen 360 und 390 nm. Die Lichtleistung der Lichtquelle liegt vorzugsweise zwischen 0,05 mW und 10 mW, insbesondere bei 1 mW. Die elektrische Leistungsaufnahme der Lichtquelle liegt vorzugsweise zwischen 10 mW und 100 mW.

[0009] Im Unterschied zu den bekannten Lichtpolymerisationsgeräten mit hoher Lichtintensität im sichtbaren Wellenlängenbereich emittiert die erfindungsgemässe Beleuchtungsvorrichtung Licht in einem Wellenlängebereich im nicht sichtbaren Bereich und bei einer deutlich reduzierten Lichtleistung.

[0010] Um den Restaurationswerkstoff, insbesondere den Zahnrestaurationswerkstoff, gut sichtbar zu machen, ist eine fluoreszierende Verbindung beigefügt, deren Anregung vorzugsweise im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich erfolgt. Wird ein derartiger Restaurationswerkstoff mit der erfindungsgemässen Beleuchtungsvorrichtung bestrahlt, so bleibt der Zahn relativ dunkel, da die Bestrahlung mit nicht sichtbarem Licht erfolgt, wogegen der Zahnrestaurationswerkstoff zur Fluoreszenz angeregt wird, was einen sehr guten Kontrast zwischen Zahn und Restaurationswerkstoff ergibt. Insbesondere bei einer relativ schwach erleuchteten Mundhöhle ist die Grenze des Zahnrestaurationswerkstoffs ausgezeichnet erkennbar. Das Spektrum kann auch gewisse Anteile sichtbaren Lichts umfassen, wobei diese Anteile vorzugsweise derart gewählt werden, dass das sichtbare Licht vom natürlichen Zahn nicht oder nur gering reflektiert wird.

[0011] Erfindungsgemäss umfasst der Zahnrestaurationswerkstoff eine fluoreszierende Verbindung, deren Anregung in einem relativ schmalen spektralen Bereich von beispielsweise 15 nm im nahen UV-Bereich (UltraViolett-Bereich) erfolgt. Es versteht sich, dass der Spektralbereich der Lichtquelle mit dem spektralen Anregungsbereich der fluoreszierenden Verbindung abgestimmt ist, sodass eine geringe Lichtintensität zur Fluoreszenzerzeugung genügt.

[0012] Die erfindungsgemässe Beleuchtungsvorrichtung weist daher die folgenden Vorteile auf:

- dass sie kleine Dimensionen aufweist;

- dass die Lichtquelle eine geringe Leistungsaufnahme aufweist, beziehungsweise die Fluoreszenzerzeugung im Restaurationswerkstoff mit einem guten Wirkungsgrad erfolgt;

- dass auf Grund der geringen Leistungsaufnahme die Beleuchtungsvorrichtung leicht und netzunabhängig ausgestaltbar ist und zudem langfristig ohne Nachladen betreibbar ist.

[0013] Die handliche, leichte Beleuchtungsvorrichtung weist den weiteren Vorteil auf, dass sie auch während einer längeren Zeitdauer ermüdungsfrei in der Hand haltbar ist, und dass sie auf Grund der kleinen Ausgestaltung den Blick und die Zugänglichkeit zum Zahn nicht behindert.

[0014] Als Lichtquelle wird vorzugsweise ein Festkörperstrahler auf Halbleiterbasis verwendet, welcher auch als Halbleiterdiode oder LED bezeichnet wird.

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[0015] Die erfindungsgemässe Beleuchtungsvorrichtung führt zu einer Qualitätssteigerung beziehungsweise zu einer besseren Qualitätskontrolle in der Dentaltechnik, insbesondere bei konventionellen adhäsiven Zahnfüllungen, adhäsiven Inlays, Onlays, Kronen, Verblendschalen, bei Brücken und Attachements sowie in der Kieferorthopädie.

[0016] Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Beleuchtungsvorrichtung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemässen Beleuchtungsvorrichtung;

Fig. 3 das Emissionsspektrum einer erfindungsgemässen Beleuchtungsvorrichtung.

[0017] Die in Fig. 1 dargestellte Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von Leuchtdioden 2, welche auf einer Leiterplatte 5 angeordnet und zu einem Lichtleiter 6 hin ausgerichtet sind, sodass das emittierte Licht in den Lichtleiter 6 eingekoppelt wird. Eine Batterie 3 versorgt die Leiterplatte 5 mit elektrischer Energie, wobei die Zuleitung 3a über einen Schalter 4 unterbrochen werden kann. Alle Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung 1 sind vorzugsweise in einem metallischen oder Kunststoffgehäuse 7 angeordnet, wobei das Gehäuseteil 7a des Lichtleiters 6 an der Spitze eine Öffnung 7c aufweist, und wobei das Gehäuseteil 7b als Handteil 8 ausgebildet ist.

[0018] Fig. 2 zeigt eine weitere Beleuchtungsvorrichtung 1, umfassend eine einzige Leuchtdiode 2, welche in der Spitze -des-Gehäuseteils-7a angeordnet ist.-lrn-Bereicfo-deM3ffnung-7G-ist-eine-Qptik-7d-angeordnet, um den-Lichtstrahl-der-Leuchtdiode 2 zu bündeln. Die Leuchtdiode 2 ist über elektrische Leiter 2a mit der Leiterplatte 5 verbunden. Eine Batterie 3 ist über die elektrischen Leiter 3a mit der Leiterplatte 5 verbunden, wobei ein im elektrischen Leiter 3a zwischengeschaltetes Potentiometer die Lichtleistung der Leuchtdiode 2 über den Schalter 4 zu regeln erlaubt. Auf der Leiterplatte 5 können weitere, nicht dargestellte elektronische Komponenten angeordnet sein, welche insbesondere ein energiearmes Ansteuern der LED ermöglichen. Der sich zwischen der Leiterplatte 5 und der Leuchtdiode 2 befindliche Abschnitt des Gehäuseteils 7a kann sehr dünn ausgestaltet sein, da in diesem Abschnitt nur die beiden elektrischen Kabel 2a verlaufen. Zudem kann die Batterie sehr klein ausgestaltet sein, da nur eine geringe elektrische Leistung erforderlich ist. Dies erlaubt eine Beleuchtungsvorrichtung 1 zu bilden, die wesentlich kleiner als die in Fig. 2 schematisch dargestellte Vorrichtung ist. Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung 1 ist zudem sehr leicht. Es versteht sich, dass anstelle der Batterie auch ein wiederaufladbarer Akku verwendet werden kann oder die Lichtquelle in ein Winkelstück einbaubar ist.

[0019] Fig. 3 zeigt die Emissionsleistung einer bevorzugten Leuchtdiode in Funktion der Wellenlänge. Der nutzbare Wellenlängenbereich liegt etwa im Bereich zwischen 365 nm und 385 nm und ist somit äusserst schmalbandig.

Bezugszeichenliste:

[0020]

1 Beleuchtungsvorrichtung

2 Lichtquelle, LED

3 Energiequelle

4 Schalter

5 Leiterplatte

6 Lichtleiter

7 Gehäuse

7a Gehäuseteil des Lichtleiters

7b Gehäuseteil

7c Austrittsöffnung

7d Linse

8 Handteil

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Visualisation eines Restaurationswerkstoffs, insbesondere für die Dentaltechnik, dadurch gekennzeichnet, dass ein Restaurationswerkstoff, insbesondere ein Kunststoff, mit einem Klebstoff mit einer fluoreszierenden Verbindung verwendet wird, deren Anregung in einem schmalen Spektralbereich von zirka 15 nm im nahen UV-Bereich liegt, und welche fluoreszierende Verbindung mit Hilfe einer dafür ausgelegten Beleuchtungsvorrichtung angeregt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung Licht im nahen UV-Bereich, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich zwischen 360 nm und 390 nm emittiert, und die fluoreszierende Verbindung durch dieses Licht zur Fluoreszenz angeregt wird.

3. Beleuchtungsvorrichtung (1) für ein Verfahren zur Visualisation eines Restaurationswerkstoffs, insbesondere für eine Invivo-Anwendung im Dentalbereich gemäss Anspruch 1, umfassend eine Lichtquelle (2) und eine Energieversorung (3) für die Lichtquelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) Licht im nahen UV-Bereich, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich zwischen 360 nm und 390 nm, emittiert.

4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) ein Festkörperstrahler auf Halbleiterbasis ist.

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5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleistung der Lichtquelle (2) zwischen 0,05 mW und 10 mW beträgt, vorzugsweise 1 mW.

6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (2) eine elektrische Leistungsaufnahme zwischen 10 mW und 100 mW aufweist, vorzugsweise 40 mW.

7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung (3) als eine Batterie oder einen Akkumulator umfasst.

8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung mehrere Lichtquellen (2) umfasst.

9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung mindestens einen Lichtleiter (6) umfasst.

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