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Revista de Odontologia da Universidade de São Paulo

Print version ISSN 0103-0663

Rev Odontol Univ São Paulo vol.12 n.4 São Paulo Oct./Dec. 1998

http://dx.doi.org/10.1590/S0103-06631998000400015 

Análise da irradiação de diversos aparelhos fotopolimerizadores

Irradiance analysis of five different visible light curing devices

 

Glauco Fioranelli VIEIRA*
Ismael Antonio FREIRE**
Carlos Martins AGRA***
Jane Cleide GOVEIA**
Edmir MATSON****

 

 


VIEIRA, G. F.; FREIRE, I. A.; AGRA, C. M.; GOVEIA, J. C.; MATSON, E. Análise da irradiação de diversos aparelhos fotopolimerizadores. Rev Odontol Univ São Paulo, v. 12, n. 4, p. 395-399, out./dez. 1998.

Os autores avaliaram cinco diferentes aparelhos fotopolimerizadores, com a intenção de analisar a irradiação por eles emitida. Utilizando-se de um método composto por espectrofotômetro, monocromador e uma óptica adequada, analisaram a transmitância dos filtros, as características da fonte de radiação de luz (lâmpada) e o desempenho das ponteiras. Concluíram que os aparelhos emitem energia na faixa de comprimento de onda adequada, de 350 nm a 530 nm, e que a concentração maior de energia ocorre na faixa de 430 nm a 470 nm.

UNITERMOS: Resinas compostas.


 

 

INTRODUÇÃO

O avanço apresentado pela Odontologia dentro da área de dentística está muito ligado à melhora das propriedades e características das resinas compostas como material restaurador e/ou material cimentante, viabilizando a confecção de restaurações, cujo aspecto imita com excelência o esmalte e a dentina perdidos. Um dos passos importantes para a melhora na aplicação destes materiais foi o aprimoramento no método utilizado para proceder-se à polimerização: a fotopolimerização. Inicialmente feita utilizando-se aparelhos que emitiam luz ultravioleta e atualmente valendo-se de aparelhos que emitem luz visível, a fotopolimerização trouxe duas vantagens fundamentais sobre o método anterior de ativação química: maior tempo de trabalho e menor possibilidade de incorporar bolhas na massa de resina, já que não há necessidade de espatular o material restaurador.

O aparelho fotopolimerizador tornou-se uma das ferramentas mais utilizadas na clínica diária. São vários os materiais atualmente disponíveis que dependem da ação do fotopolimerizador para que se tornem efetivos ou polimerizem. Além das resinas para restauração e cimentação, adesivos dentinários e ionômeros de vidro, há também cimentos temporários, cimentos periodontais e mesmo agentes clareadores que necessitam de um aparelho fotoativador. Inicialmente os aparelhos fotopolimerizadores eram compostos de uma caixa que continha a fonte de radiação (lâmpada) e o filtro. A esta caixa acoplava-se um longo cabo flexível composto de fibras ópticas, ou gel (via líquida), que transmitia a luz desde a caixa até a boca do paciente. A quantidade de energia perdida desde o filtro até a ponta do cabo era significativa e tornava-se ainda mais importante na medida em que o cabo ia sendo manuseado e, em seu interior, ocorria a quebra das fibras que o compõem, ou formação de fungos nos cabos com gel transmissor. Atualmente os aparelhos são do tipo pistola e apresentam duas vantagens principais sobre os aparelhos do tipo cabo quanto à quantidade de energia irradiada: a fonte de radiação fica mais próxima da boca do paciente e a ponteira rígida não se fratura. Estes dois fatores disponibilizam uma quantidade maior de energia para que se proceda à fotopolimerização. Entretanto, se essa suposta energia não for produzida pelos aparelhos, dentro dos parâmetros já determinados por alguns autores2;4;6, ocorrerá um comprometimento da qualidade do material utilizado2;3;6;7;8, o que motivou esta análise da energia produzida pelos diferentes aparelhos fotopolimerizadores disponíveis no mercado.

Fundamentos elementares de radiação óptica

A luz percebida pelo olho humano é somente uma pequena parte do espectro eletromagnético, que é classificado em três intervalos básicos:

  • ondas elétricas e de rádio;
  • radiação óptica;
  • raios X, gama e cósmicos.

O intervalo de radiação óptica é subdividido em intervalo ultravioleta, visível e infravermelho. Esses intervalos foram criados de acordo com os efeitos fisiológicos observados.

A terminologia utilizada no trabalho é definida abaixo:

- radiação óptica: consiste de energia propagada na forma de ondas eletromagnéticas;

- luz visível: é a única parte do espectro eletromagnético capaz de sensibilizar o olho humano, compreendida entre 380 e 780 nanômetros (nm);

- irradiação: quantidade de radiação emitida por uma fonte ou recebida por uma superfície;

- transmitância: é a razão entre a intensidade de radiação emergente e a incidente num filtro óptico.

 

MATERIAL E MÉTODO

Em colaboração com o Instituto de Pesquisas Tecnológicas - IPT (São Paulo), realizou-se a análise de cinco aparelhos fotopolimerizadores de diferentes marcas e fabricantes (Optilight - Gnatus; Ultralux - Dabi-Atlante; XZL1500 - 3M; Optilux 400 - Demetron; Translux CL - Kulzer), sendo todos do tipo pistola. Com exceção do aparelho Optilux 4400, todos eram novos e foram fornecidos pelo fabricante.

Considerando que a energia emitida passa por vários processos: conversão, atenuação e condução, e também em função do aspecto didático do trabalho, optou-se pelo método exploratório, isto é, avaliaram-se as partes do sistema para compreender o todo. Assim, a análise dos aparelhos ocorreu em quatro etapas:

1 - Análise dos filtros ópticos.

- Os filtros ópticos têm a função de atenuar e/ou modificar a radiação incidente. Utilizou-se um espectrofotômetro da marca Bekmam, modelo DU70, para obtenção das curvas características de cada filtro.

2 - Definição da fonte de radiação de referência.

- As fontes de radiação apresentam curva de irradiação com características distintas5. Considerando-se esse dado, foi escolhida, de forma aleatória, uma única lâmpada para ser utilizada como fonte de radiação de referência para as medições relativas (marca Radiag, tipo halógena com 52W-10V).

3 - Análise do subsistema fonte/filtro.

- Considerando-se que o filtro muda a característica da fonte de radiação, para a análise do sistema fonte/filtro foi utilizado um monocromador marca Optonic OL740A com fenda de 0,5 mm, e as leituras foram feitas em intervalos de 5 nm em 5 nm.

4 - Análise do subsistema fonte/filtro/ponteira óptica.

- Ao atravessar um meio, a luz pode ser atenuada e/ou desviada, implicando em perda de energia. Para realizar essa análise, foi utilizado um radiômetro padrão, obtendo-se a irradiância total em microwatt por centímetro quadrado (mW/cm2).

 

RESULTADOS

Filtro - Verificou-se que os filtros apresentam características ópticas que determinaram uma resposta espectral distinta, porém, próximas no intervalo da radiação transmitida (Figura 1). Foi verificado também que os filtros permitem a passagem de radiação no intervalo de 350 nm a 530 nm, com valores médios de 70% da energia emitida nesta faixa. A concentração maior de energia ocorreu na faixa de 430 nm a 470 nm. Um dos filtros não pôde ser desmontado para a leitura, fato esse que levou a uma leitura menor da quantidade de energia transmitida, podendo mostrar-se, contudo, a qualidade da energia emitida pelo aparelho (Translux CL -Kulzer).

 

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Fonte de radiação/filtro - As leituras feitas do conjunto fonte de radiação/filtro de cada aparelho demonstraram que estes irradiam no intervalo de 380 nm a 530 nm. A irradiação começa em 380 nm, aumentando progressivamente até a faixa dos 430 a 470 nm, onde há a maior concentração de energia, com valores médios de 0,2 mW/cm2 (Figura 2). Após esse pico, a energia cai até zero, próximo da faixa de 530 nm.

 

a15f2.gif (11278 bytes)

 

Fonte de radiação/filtro/ponteira óptica - As leituras feitas com o conjunto fonte de radiação/filtro/ponteira foram idênticas às obtidas com o conjunto fonte de radiação/filtro, o que demonstra que as ponteiras analisadas não promovem perda de energia.

 

DISCUSSÃO

Os fotopolimerizadores utilizam lâmpadas halógenas que emitem luz visível e apresentam comprimento de onda entre 380 nm e 780 nm, sendo que parte dessa luz é bloqueada pelo filtro. Os materiais fotopolimerizáveis são sensíveis a um determinado comprimento de onda, que está localizado no intervalo visível, correspondente à faixa do azul. É comum confundir esse valor com o que é obtido através da leitura com um aparelho do tipo radiômetro, que mede a energia advinda do aparelho em microwatt por centímetro quadrado (mW/cm2). O radiômetro é utilizado, com freqüência, para determinar a efetividade de polimerização dos fotopolimerizadores4. No entanto, o radiômetro é sensível à luz em todos os seus comprimentos de onda, ou seja, um valor elevado em mW/cm2 pode não significar que o aparelho seja capaz de polimerizar adequadamente uma resina, por exemplo. Um valor elevado pode ser resultado da presença de um filtro "alargado", que permite a passagem de outros comprimentos de onda que não os que correspondem à faixa do azul, necessários à polimerização dos materiais fotossensíveis1. O fato de o filtro permitir a passagem de uma faixa mais larga de comprimentos de onda pode resultar na propagação de calor pelo aparelho, especialmente quando não se filtram os comprimentos de onda mais altos, próximos do infravermelho.

A necessidade de determinar se os aparelhos atualmente comercializados apresentavam ou não um filtro adequado motivou esse estudo, que buscou determinar a quantidade de energia emitida em diversos comprimentos de onda, através dos filtros e ponteiras (análise da irradiância espectral dos filtros).

A importância de que um aparelho fotopolimerizador promova a polimerização adequada dos materiais é a de que, assim, garante-se a qualidade e o sucesso de procedimentos cada vez mais rotineiros na clínica diária, como as restaurações estéticas diretas e indiretas em resina ou porcelana. A qualidade da polimerização está diretamente ligada à quantidade e à qualidade da energia emitida pelo aparelho fotopolimerizador7. Diversos autores situam a energia de polimerização em um valor mínimo de 300 mW/cm2   1;2;8. A luz precisa atingir as porções mais profundas de uma camada de resina e para isso necessita atravessar esta camada. A espessura da camada, a cor da resina e sua opacidade condicionam uma maior ou menor facilidade, para que a luz atravesse o material restaurador9. Em alguns casos, como quando cimentam-se restaurações estéticas adesivas indiretas ou executa-se uma restauração direta classe II, há também a necessidade de promover-se a fotopolimerização através da estrutura do dente, sendo primordial a utilização de um aparelho potente, cuja luz atravesse o esmalte e, também, pequenas espessuras de dentina, que é uma estrutura mais opaca.

Ao contrário do que se poderia imaginar, os valores obtidos na leitura da transmitância dos filtros não são iguais aos obtidos na leitura da irradiância do conjunto filtro/fonte. Isto se deve, talvez, à geometria interna dos aparelhos. A posição da lâmpada em função do filtro é importante, devido à incidência da luz na sua superfície. Pode existir uma quantidade de energia sendo refletida e não transmitida pelo filtro, devido ao fato de que a luz incidida perpendicularmente tem maior possibilidade de ser transmitida através dele, enquanto uma incidência mais oblíqua leva a uma menor transmitância e a uma maior reflectância. Dentro deste raciocínio, em todos os aparelhos estudados as ponteiras ópticas mostraram-se perfeitas, já que não implicaram em perda de energia. Um dos aparelhos apresentou uma quantidade de energia maior do que a da própria fonte de radiação. Isto se explica pelo fato de a leitura ter sido feita em uma pequena área, onde está havendo uma convergência da luz transmitida pelo filtro.

 

CONCLUSÕES

Os aparelhos analisados emitiram energia em uma faixa de comprimento de onda adequada para a fotopolimerização. Na análise, os filtros mostraram um comportamento semelhante, permitindo passagem de energia entre 350 e 530 nm. As leituras feitas com e sem a ponteira demonstraram que esta não acarreta perda de energia. Entretanto, em alguns aparelhos há uma perda de energia acentuada no sistema filtro/ponteira, quando comparado à energia emitida pela fonte, provavelmente devido à configuração geométrica deles, dando uma emissão diferenciada de energia para cada um. Todos os aparelhos começam a emitir energia próximo de 350 nm, com um aumento progressivo até 470 nm, tendo um limite máximo para cada aparelho em µW/cm2: Optilight 0,1, Ultralux 0,14, Optilux 400 0,6, XZL1500 0,21 e Translux CL 0,31. Desde que os filtros mostraram-se eficientes em permitir a passagem da luz no comprimento de onda adequado para uma eficiente fotopolimerização, é razoável também concluir que os radiômetros podem ser usados com segurança na análise da eficiência dos aparelhos fotopolimerizadores.

 

 


VIEIRA, G. F.; FREIRE, I. A.; AGRA, C. M.; GOVEIA, J. C.; MATSON, E. Irradiance analysis of five different visible light curing devices. Rev Odontol Univ São Paulo, v. 12, n. 4, p. 395-399, out./dez. 1998.

The authors have studied five different visible light-curing devices to verify the irradiance they are able to emit. Using optical instruments like a spectrophotometer and a monochromator, the authors have analyzed the transmittance of the filters, the characteristics of the light radiation source (lamp) and the performance of the ends. They have concluded that the visible light-curing devices analyzed emitted energy in a proper wavelenght, that is, between 350 and 530 nm, with the highest concentration in the range of 430 to 470 nm.

UNITERMS: Visible light curing devices, irradiance.


 

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. BARATIERI, L. N. et al. Estética: restaurações adesivas diretas em dentes anteriores fraturados. In: Estética. São Paulo : Santos, 1995. p. 117-133.

2. COOK, W. D.; STANDISH, P. M. Cure of resin based restorative materials II. White light photopolymerized resins. Aust Dent J, v. 28, n. 5, p. 307-311, Oct. 1983.

3. HANSEN, E. K.; ASMUNSEN, E. Reability of three dental radiometers. Scand J Dent Res, v. 101, n. 2, p. 115-119, Apr. 1993.         [ Links ]

4. KAWAGUCHI, M. et al. The relationship between cure depth and transmission coefficient of visible-light-activated resin composites. J Dent Res, v. 73, n. 2, p. 516-521, Nov. 1994.         [ Links ]

5. MANUAL de Iluminação. Eindhoven: Centro de Projetos e Engenharia de Iluminação da Philips. Lighting Division, 1986. 319 p.

6. NEWMAN, S. M. et al. Visible lights and visible light activated resin composites. J Prosth Dent, v. 50, n. 1, p. 31-35, July 1983.         [ Links ]

7. PARSON, G. J.; LONGMAN, C. M. Water sorption and solubility of resin based materials following inadequate polymerization by a visible light-curing system. J Oral Rehabil, v. 16, p. 57-61, Jan. 1989.         [ Links ]

8. RUEGGEBERG, F. A. Precision of hand-held dental radiometers. Quintessence Int, v. 24, n. 6, p. 391-396, June 1993.         [ Links ]

9. TURBINO, M. L. et al. Photopolymerized resins: surface hardness variation in relation to time of polymerization and setting. Braz Dent J, v. 3, n. 2, p. 69-120,1992.

 

Recebido para publicação em 20/10/97
Reformulado em 20/08/98
Aceito para publicação em 23/11/98

 

 

* Professor Associado, *** Pós-graduando e **** Professor Titular da Faculdade de Odontologia - USP.
** Físicos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas - USP.

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