DE69003326T2

DE69003326T2 - Bestrahlungsgerät mit Kontrollvorrichtung.

Info

Publication number: DE69003326T2
Application number: DE90108661T
Authority: DE
Inventors: Joshua Dr Friedman
Original assignee: Demetron Research Corp
Current assignee: Kerr Corp
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2010-05-09
Also published as: EP0412246A1; JP2874958B2; CA2016753A1; JPH0377550A; US4924070A; DE69003326D1; EP0412246B1

Description

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorrichtung zur Bestrahlung lichthärtender Dentalmaterialien mit Licht und Wärme, wobei die Wärmezufuhr variabel ist.

Hintergrund der Erfindung

Polymerisierbare Dentalmaterialien, die unter Einwirkung von Licht hoher Intensität in einem kurzen Zeitintervall gehärtet werden können, sind sehr populär geworden. Kommerziell verfügbare lichthärtende Materialien sind so formuliert, daß sie aushärten, wenn sie ultravioletter Strahlung in dem Wellenlängenbereich von 300 bis 400 nm ausgesetzt werden und/oder, wenn sie sichtbarem Licht in dem Wellenlängenbereich von 400 bis 500 nm ausgesetzt werden. Im allgemeinen wird die Lichtquelle so nah wie möglich am Anwendungsort positioniert, um Licht hoher Intensität direkt zum Behandlungsort ohne die Verwendung von Lichtleitern aus langen optischen Fasern zu schaffen. Diese Methode wird zur Zeit verwendet, um unabhängig von der Lichtvorrichtung den maximalen Betrag optischer Leistung an die zu bearbeitende Stelle des Zahnaufbaumaterials zu liefern, siehe zum Beispiel EP-A-0 003 312.
Es wurde gefunden, daß die physikalischen Eigenschaften lichtgehärteter Dentalharze verbessert werden können, indem man die Lichtquelle durch eine Wärmequelle ergänzt. Die zusätzliche Wärme kann entweder während oder nach dem Härtungsprozeß angewendet werden. Es hat sich ebenfalls gezeigt, daß durch das Härten dieser Materialien mit einer koinbinierten Anwendung von Wärme und Licht die Haftfestigkeit des gehärteten Dentalmaterials auf der angrenzenden Zahnstruktur, wie auch die diametrale Festigkeit und die Oberflächenhärte signifikant gesteigert werden können. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung schafft eine Quelle zur Erzeugung von Licht aus einem vorgewählten Wellenlängenbereich, um die Polymerisation des Dentalmaterials zu bewirken, in Kombination mit einer kontrolliert variablen Wärmequelle in Form warmer Luft zur Ergänzung der Lichtstrahlung während des Lichthärtungsprozesses durch Wärmezufuhr, um die physikalischen Eigenschaften des Dentalmaterials zu verbessern. Die von der vorliegenden Erfindung beeinflußbaren physikalischen Eigenschaften umfassen die Oberflächenhärte, die diametrale Festigkeit und die Biegesteifigkeit, sowie die Scherfestigkeit gegenüber der Zahnstruktur.

Zusammenfassung der Erfindung

Vorrichtung zur Bestrahlung lichthärtender Dentalmaterialien, umfassend:
eine Lampe zur Erzeugung von Strahlungsenergie;
reflektierende Mittel, um von der Lampe emittierte Energie auf einen gewünschten Brennpunkt zu reflektieren;
Leiter zur Übertragung von Licht, das von den reflektierenden Mitteln in bestimmter Richtung an einen außerhalb der Vorrichtung gelegenen Ort reflektiert wird;
Kanalisierungmittel, um von der Lampe erzeugte erhitzte Umgebungsluft entlang eines bestimmten Weges strömen zu lassen;
und Mittel, um eine geregelte Menge erhitzter Umgebungsluft von dem bestimmten Weg abzuzweigen und in die besagte Richtung zu lenken, um gleichzeitig mit Wärme und Licht auf den Zahnaufbau einzuwirken.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Weitere, bisher nicht beschriebene Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung hervor, die sich auf die Zeichnungen bezieht, von denen:
Figur 1 die Ansicht eines Längsschnittes einer in der Hand zu haltenden wärme- und lichtleitenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Figur 2 die Vorderansicht der Wärme- und Lichtquelle aus Figur 1 entlang der Linie 2-2 in Figur 1 ist;
Figur 3 eine der Figur 2 ähnliche Ansicht ist, wobei der Bedienungshebel von der normalerweise geöffneten in Figur 2 gezeigten Position in die vollständig geschlossene Position gebracht wurde;
Figur 4(a) die Ansicht eines Schnittes entlang der Linie 4-4 in Figur 1 ist;
Figur 4(b) eine der Figur 4a ähnliche Schnittansicht ist, die eine andere Anordnung zur Licht- und Wärmeübertragung zeigt; und
Figur 4(c) eine andere der Figur 4(a) ähnliche Schnittansicht ist, die eine andere Ausführung zur Licht- und Wärmeübertragung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungform

Die in Figur 1 gezeigte licht- und wärmeübertragende Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse (12), das eine Strahlungsenergiequelle, wie zum Beispiel eine Halogenlampe, enthält, einen Reflektor (16) für die Lampe (14), einen geeigneten Filter oder eine Filtervorrichtung (18), einen optischen Leiter (20) und einen elektrischen Ventilator (22).
Die Lampe (14) ist in einer Fassung (24) montiert, um Energie eines bestimmten Spektralbereiches zu erzeugen. Die Lampe (14) kann in Abhängigkeit von der gewünschten spektralen Bandbreite der Strahlungsenergie aus folgenden Typen ausgewählt sein: Wolfram/Halogen, Quecksilberdampf, Kurzlichtbogenxenon oder Metallhalogen. Die Filtervorrichtung (18) ist von der Lampe beabstandet in einer Position unmittelbar neben dem proximalen Ende (25) des Leiters (20) entlang der optischen Achse angeordnet, um vom Reflektor (16) reflektierte Lichtenergie zu filtern. Der Reflektor (16) weist eine elliptische Gestalt auf und ist hinter der Lampe (14) montiert, um von der Lampe (14) erzeugtes Licht auf die Filtervorrichtung (18) zu reflektieren und darin zu fokussieren. Die Filtervorrichtung (18) kann eine einteilige oder mehrteilige Filteranordnung darstellen, um Strahlungsenergie der geeigneten Wellenlänge in den optischen Leiter (20) durchzulassen. Der optische Leiter (20) ist ein Stab aus optischen Fasern einer bestimmten Länge aus Glas, Quarz oder Kunststoff, oder ein anderes lichtleitendes Medium mit einer bevorzugten Länge. mit einer bevorzugten Länge. Im allgemeinen ist der optische Leiter (20) mit einem gekrümmten Mundstück (27) an seinem distalen Ende nicht länger als 3 oder 4 inch.
Der optische Leiter (20) ist in einer koaxialen Röhre (29) angebracht, die durch eine Hülse (32) in dem Bugkonus (30) des Gehäuses (12) gehalten wird. Die Röhre (29) umgibt den Lichtleiter (20), um einen ringförmigen Durchgang (34) zwischen der Röhre (29) und dem optischen Lichtleiter (20) zur Führung von Wärme zu schaffen, wie es im folgenden ausführlicher beschrieben wird.
Der Bugkonus (30) des Gehäuses (12) umfaßt, wie es in den Figuren 2 und 3 deutlicher gezeigt ist, mehrere Lüftungslöcher (35), die ringförmig über den Bugkonus (30) verteilt sind, um, in Abhängigkeit von der Drehrichtung des elektrischen Ventilators (22), Frischluft in das Gehäuse (12) hinein- oder aus dem Gehäuse (12) herauszuführen. Ein manuell einstellbarer Lüftungsschieber (38) ist an dem Bugkonus (30) montiert und wird von einer Buchse (39) getragen, die von dem Bugkonus (30) ausgeht. Der manuell einstellbare Lüftungsschieber (38) weist einen Bedienungshebel (40) auf, um die Stellung der Flügel (41) relativ zu den Lüftungslöchern (35) einzustellen, um die Größe der Öffnung der Lüftungslöcher (35) zu regulieren.
Die Luft in den Innenraum (45) des Gehauses (12) wird durch die Lampe (14) erhitzt, die typischerweise eine Leistung zwischen 25 und 150 Watt hat. Der elektrische ventilator (22) gehört zu einer elektrischen Schaltung mit einen manuell betätigbaren Schalter (48), der Lampenfassung (24) und einer (nicht gezeigten) Stromversorgung durch ein Elektrokabel (49). Der manuell betätigbare Schalter (48) kann mit dem Daumen oder dem Zweigefinger betätigt werden, um die Lampe (14) und den Ventilator (22) einzuschalten. Der Schalter (48) kann ein Dreiwegschalter sein, der es erlaubt, die Ventilationsrichtung in zwei unterschiedlichen Betriebsarten und einer Ausschaltstellung umzukehren. Andererseits kann, um dieselbe Wirkung zu erzielen, ein Druckknopfschalter mit einer logischen Sequenz verwendet werden, um die Ventilationsrichtung und die Funktion der Lampe zu steuern.
Im Normalbetieb ist der manuell einstellbare Lüftungsschieber (38) in der in Figur 2 gezeigten Stellung, wobei die Lüftungslöcher (35) der Umgebung ausgesetzt sind. Durch die Lüftungslöcher (35) wird Luft angesaugt, wobei der Ventilator (22) bewirkt, daß die von der Lampe (14) erwärmte Umgebungsluft durch die Lüftungslöcher (50) in dem Gehäuse (12) austritt.
Wenn der Anwender Wärme und Licht zu dem Zahnaufbau führen will, wird die Drehrichtung des Ventilators (22) durch Betätigung des Schalters (48) umgekehrt, so daß dann Luft durch die Lüftungslöcher (50) in das Gehäuse (12) gesaugt wird. Durch Drehen des Bedienungshebels (40) des einstellbaren Lüftungsschiebers (38) wird die Wärmemenge reguliert, die zu dem Zahnaufbau geführt wird. Figur 3 zeigt die Flügel (41), wie sie alle Lüftungslöcher (35) verschließen und dadurch die ganze erhitzte Umgebungsluft von dem Gehäuse (12) in den Luftkanal (34) zwischen der Röhre (29) und dem optischen Lichtleiter (20) leiten. Das Volumen und die Temperatur der durch den Luftkanal (34) zu dem Zahnaufbaumaterial geführten warmen Luft kann durch Verstellen des Bedienungshebels (40) verändert werden. Die Temperatur kann auch dadurch verändert werden, daß man einen Ventilator mit verstellbarer Geschwindigkeit verwendet.
Der Luftkanal (34) kann, wie in Figur 4(a) gezeigt, ein ringförmiger Durchgang mit Rippen (51) oder mehreren Kanälen sein, die von einer großen Zahl Röhren (52) gebildet werden, welche in den Raum (34) eingebettet sind. Die Röhren (52) können aus einem beliebigen Material einschließlich Glas, Metall oder Kunststoff bestehen. In beiden Anordnungen der Figuren 4(a) und 4(b) stellt der optische Lichtleiter (20) den zentralen Kern einer koaxialen Konstruktion dar, wobei der Kanal (34) für die warme Luft den Lichtstrahl umgibt. In der Ausführungsform der Figur 4(c) besteht der zentrale Kern aus einem hohlen Rohr (53) mit relativ geringem Durchmesser, durch das die warme Luft geleitet wird. Ein Bündel Lichtleitfasern (20) umgibt die Röhre (53) für warme Luft, um Licht rings um den Strom warmer Luft zu führen.

Claims

1. Vorrichtung (10) zur Bestrahlung lichthärtender Dentalmaterialien, umfassend:

eine Lampe (14) zur Erzeugung von Strahlungsenergie;

reflektierende Mittel (16), um von der Lampe emittierte Energie auf einen gewünschten Brennpunkt zu reflektieren;

optische Leiter (20) zur Übertragung von Licht, das von den reflektierenden Mitteln in bestimmter Richtung auf das lichthärtende Material an einen außerhalb der Vorrichtung gelegenen Ort reflektiert wird;

Kanalisierungsmittel (22), um von der Lampe erzeugte erhitze Umgebungsluft entlang eines bestimmten Weges strömen zu lassen;

dadurch gekennzeichnet, daß sie auch Mittel (38) aufweist, um eine geregelte Menge erhitzter Umgebungsluft von dem bestimmten Weg abzuzweigen und in die besagte Richtung zu lenken, um mit Wärme auf das lichthärtende Material einzuwirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der man Wärme und Licht gleichzeitig einwirken läßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Mittel (38) zum Abzweigen der erhitzten Luft einstellbar sind, um die Temperatur der erhitzten Umgebungsluft regeln zu können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin Leitungsmittel (34) umfassend, um die abgezweigte erhitzte Luft entlang eines Weges zu leiten, der koaxial zu den optischen Leitern (20) verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Abzweigmittel für die erhitzte Luft aus einem einstellbaren Lüftungsschieber (38) bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin umfassend:

ein Gehäuse (12) für die Vorrichtung;

einen elektrischen Ventilator (22), um die erhitzte Uumgebungsluft in dem Gehäuse zu kanalisieren;

einen ersten Satz Lüftungslöcher (50), zum Ansaugen von Lu£t in das Gehäuse;

einen zweiten Satz Lüftungslöcher (35), um Luft aus dem Gehäuse austreten zu lassen, wobei der einstellbare Lüftungsschieber an den zweiten Satz Lüftungslöcher angrenzt, um den Strom erhitzter Luft, der das Leitungsmittel passiert hat, zu regulieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Leitungsmittel (34) die optischen Leiter (20) umgeben.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin eine Vielzahl von Röhren (52) umfassend, welche die optischen Leiter (20) umgeben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die optischen Leiter (20) die Leitungsmittel (53) für die erhitzte Luft umgeben.