ITMI982511A1 - Manipoli odontoiatrico per la polimerizzazione di composti oresine fotoindurenti - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione avente per titolo:

“MANIPOLO ODONTOIATRICO PER LA POLIMERIZZAZIONE DI COMPOSTI O RESINE FOTOINDURENTI”

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un manipolo odontoiatrico per la polimerizzazione di composti o resine fotoindurenti.

L’invenzione si riferisce in particolare a uno strumento adottato dagli odontoiatri per la polimerizzazione di composti o resine fotoindurenti utilizzate soprattutto nelle protesi dentarie.

Le resine fotoindurenti vengono applicate, allo stato semifluido, nelle protesi dentarie del paziente, poi vengono fatte indurire mediante un processo di polimerizzazione. Tale processo di polimerizzazione si ottiene irradiando le resine per un certo periodo di tempo, mediante una sorgente luminosa che emette nel blu, cioè avente uno spettro di emissione con lunghezza d’onda centrata intorno ai 470 nm.

Attualmente i manipoli secondo la tecnica nota, a tale scopo, utilizzano come sorgente luminosa delle lampade alogene. La luce proveniente dalle lampade alogene viene filtrata da filtri dicroici, in modo tale da ottenere una luce blu con uno spettro luminoso avente una lunghezza d’onda compresa tra 430 e 510 uni. La luce in uscita dai filtri dicroici viene trasportata, mediante fibre ottiche, all’uscita del manipolo, in modo che l’odontoiatra possa indirizzarla sulla resina da polimerizzare, applicata alla protesi dentaria del paziente.

I manipoli noti, utilizzanti, come lampade polimerizzatrici, delle lampade alogene, presentano diversi inconvenienti.

Affinché si abbia la polimerizzazione della resina, la luce in uscita dal manipolo deve presentare una potenza d’uscita di circa 300 mW/cin^. Poiché le lampade alogene hanno un rendimento di potenza molto basso (valore del rendimento η= 0,5 - 1 %) ciò comporta un’elevata dissipazione di energia, da parte delle lampade polimerizzatrici, che raggiunge valori compresi neH’intervallo tra i 50 e i 100 W. Conseguentemente si ha un eccessivo surriscaldamento del manipolo e quindi problemi per lo smaltimento del calore. Infatti per coadiuvare lo smaltimento del calore si è costretti ad utilizzare manipoli di grandi dimensioni che eventualmente prevedono dei sistemi di ventilazione interna.

Conseguentemente tali manipoli risultano essere eccessivamente ingombranti e pesanti, questo a scapito di una loro manovrabilità.

Inoltre con la potenza d’uscita che si riesce ad ottenere dalle lampade alogene, sono previsti tempi di polimerizzazione della resina abbastanza lunghi; ciò risulta essere molto fastidioso, sia per il paziente che subisce l’intervento, sia per l’odontoiatra che lo deve eseguire.

Per cercare di ridurre i tempi di polimerizzazione delle resine, sono stati immessi sul mercato manipoli con sorgenti luminose diverse. Sono di per sé noti manipoli che utilizzano come sorgente luminosa lampade a scarica di gas (torce al plasma), che emettono una luce bianca ad alta potenza, che viene filtrata per poter ottenere un fascio di luce con spettro di emissione centrato nel blu, come pure sono noti manipoli che utilizzano, come sorgente luminosa, laser che trasmettono direttamente un fascio di luce con spettro d’emissione centrato nel blu.

Con questo tipo di manipoli si riesce ad ottenere un fascio di luce avente una potenza d’uscita circa dieci volte maggiore rispetto a quella ottenuta con le lampade alogene, quindi conseguentemente si hanno tempi di polimerizzazione inferiori. Tali manipoli, però, oltre ad essere molto costosi, presentano il problema di dover dissipare un’elevata quantità di calore, e necessariamente debbono prevedere un sistema di dissipazione del calore o un impianto di raffreddamento che li rende eccessivamente ingombranti e pesanti.

Tutti i manipoli noti utilizzanti, come sorgente di luce, lampade alogene, o torce al plasma, o laser, prevedono un sistema di alimentazione elettrico dedicato soltanto all’alimentazione elettrica di tali sorgenti di luce. Ciò rende il manipolo ingombrante e poco versatile, a causa della circuiteria che deve essere sviluppata appositamente per tali sorgenti luminose.

Scopo dell’invenzione è di eliminare tali inconvenienti fornendo un manipolo odontoiatrico per la polimerizzazione di composti o resine fotoindurenti che sia di dimensioni e ingombro contenuti, versatile, economico e di semplice realizzazione.

Questo scopo è raggiunto in accordo all’invenzione con le caratteristiche elencate nell’annessa rivendicazione indipendente 1 .

Realizzazioni preferite dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Nel manipolo odontoiatrico per la polimerizzazione di composti o resine fotoindurenti come sorgente luminosa vengono utilizzati LED (diodi emettitori di luce) ad alta efficienza che emettono una luce blu avente uno spettro d<'>emissione perfettamente centrato sui 470 nm. I LED hanno un rendimento molto elevato (η = 40%), circa quaranta volte maggiore rispetto alle lampade alogene; conseguentemente la dissipazione di potenza dei LED risulta essere molto bassa e quindi non si hanno problemi di dissipazione di calore ed eccessivo surriscaldamento del manipolo. Così non si debbono prevedere complicati sistemi di raffreddamento e quindi possono essere prodotti manipoli di dimensioni e pesi estremamente ridotti a vantaggio della loro maneggevolezza.

L’impiego di LED come sorgente luminosa, permette di utilizzare come alimentazione elettrica di tale sorgente luminosa, ralimentazione elettrica di un riunito dentale. 11 riunito dentale è una macchina utilizzata dagli odontoiatri comprendente una poltrona movibile dove viene posto il paziente e una serie di strumenti odontoiatrici quali ad esempio, turbine, micromotori, ablatori piezoelettrici, ecc.. Questo, oltre a diminuire P ingombro del manipolo, poiché non è necessario sviluppare una circuiteria apposita dedicata all’alimentazione della sua sorgente luminosa, rende lo stesso manipolo molto versatile ed adattabile ai vari strumenti normalmente impiegati in campo odontoiatrico. Poiché i LED dissipano una potenza molto limitata, il manipolo secondo l’invenzione può essere alimentato anche autonomamente mediante pile o batterie eliminando così i connettori e cavi di alimentazione e rendendo quindi il manipolo autonomo e facilmente trasportabile.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a sue forme puramente esemplificative e quindi non limitative di realizzazione, illustrate nei disegni annessi, in cui:

la Fig. 1 rappresenta una vista, parzialmente in sezione assiale, di una prima forma di realizzazione del manipolo secondo l’invenzione;

la Fig. 2 rappresenta una vista, parzialmente in sezione assiale, di una seconda forma di realizzazione del manipolo secondo l’invenzione.

In Fig. 1 viene mostrata una prima forma di realizzazione di un manipolo odontoiatrico, secondo l’invenzione, nel suo complesso indicato con il numero di riferimento 1. Il manipolo 1 comprende un corpo 2 di forma sostanzialmente cilindrica cava che presenta ad un’estremità di testa un codolo cilindrico 3 che termina in un tubo cilindrico 4 leggermente arcuato. All’estremità del tubo 4 si trova un alloggiamento 5 che contiene una piastrina 6 atta a supportare un gruppo di LED 7.

In questa forma di realizzazione, il numero di LED impiegati può variare da sei a otto LED; comunque si può utilizzare un numero diverso di LED senza uscire dall’ambito dell’invenzione. I LED utilizzati sono ad alta efficienza ed emettono luce blu con uno spettro avente una lunghezza d’onda di 470 nm.

L’estremità dell’alloggiamento 5 viene coperta da un vetrino 8 atto a proteggere i LED 7 e a far passare la luce emessa da tali LED.

All’estrémità di coda del corpo 2 del manipolo è posto un coperchio 9 all’interno del quale si trova un elemento di connettore 10 elettrico presentante dei contatti elettrici 11 e 12 per l’alimentazione elettrica e la messa a terra della circuiteria interna del manipolo. 11 connettore 10 può essere collegato ad un elemento di connettore complementare per poter prelevare l’alimentazione dalla rete elettrica o da un riunito dentale. Il riunito dentale è provvisto di trasformatori elettrici che prelevano l 'alimentazione dalla rete e forniscono una tensione di alimentazione di 24 V in corrente alternata o di 32 V in corrente continua. Possono anche essere previsti manipoli senza connettore con sistemi di alimentazione autonomi come ad esempio batterie o pile in grado di fornire una tensione in corrente continua opportuna per l’alimentazione dei LED.

I contatti elettrici 11 e 12 del connettore 10 sono collegati ad un circuito elettronico 13 posizionato entro il corpo 2 del manipolo. Al circuito elettronico 13 sono collegati due cavi elettrici 14 e 15 per l’alimentazione e la messa a terra del gruppo di LED 7. I cavi elettrici 14 e 15 passano attraverso il codolo 3 e il tubo 4 e si collegano ai contatti della piastra 6 che porta i LED.

Se i LED 7 sono collegati in serie, per avere un corretto funzionamento, il circuito elettronico 13 deve essere in grado di fornire ai LED una corrente costante di 20 mA e una tensione pari al numero di LED moltiplicato per la tensione di polarizzazione di ciascun LED che è di circa 3, 3-3, 5 V. Chiaramente possono essere previsti collegamenti dei LED in parallelo o in serie-parallelo, per aver una caduta di tensione inferiore e una corrente di alimentazione maggiore.

II circuito elettronico 13 comprende un raddrizzatore 17 e un generatore di corrente 16. Se viene prelevato dal riunito dentale un segnale di tensione in corrente alternata, tale segnale viene fatto passare dal raddrizzatore 17 in cui viene livellato e inviato al generatore di corrente 16. Il generatore di corrente 16 può essere preferibilmente un generatore di tipo PWM (pulse width modulation) (modulazione di ampiezza di impulsi) che è in grado di aumentare o diminuire la tensione di alimentazione da inviare ai LED, a seconda del numero di LED e del loro collegamento.

Il circuito elettronico 13 comprende inoltre un interruttore 18, un orologio di sistema 21 e un generatore di segnale acustico o cicalino 20. L’interruttore 18 è comandato da un pulsante 19 sporgente esternamente dal corpo 2 del manipolo, in modo da poter essere azionato da un operatore. Quando l’operatore pigia il pulsante 19, l interruttore 18 abilita l’alimentazione dei LED 7 che iniziano ad emettere luce blu. Contemporaneamente l’orologio di sistema 21 inizia a contare per un periodo di tempo prefissato (ad esempio 20 secondi). Trascorso tale periodo di tempo viene interrotta l’alimentazione dei LED che si spengono e contemporaneamente il cicalino 20 emette un segnale acustico segnalando lo spegnimento dei LED. La pressione del pulsante 19 durante il ciclo di funzionamento provoca lo spegnimento dei LED e resetta l’orologio di sistema 21 per un ciclo successivo. Il dispositivo di segnalazione acustica chiaramente può essere sostituito da un circuito di segnalazione visiva, senza comunque allontanarsi dall’ambito dell’invenzione.

In Fig. 2 è mostrata una seconda forma di realizzazione di un manipolo 100, secondo l’invenzione, in cui elementi uguali o simili sono stati indicati con gli stessi numeri di riferimento utilizzati nella prima forma di realizzazione.

Nel manipolo 100 la piastra 6 che supporta il gruppo di LED 7 è posizionata in un alloggiamento 50 formato tra l’estremità anteriore del corpo 2 del manipolo e il codolo 3. In questa forma di realizzazione, preferibilmente viene impiegato un numero di circa 20 LED.

Nell’ alloggiamento 50, ad un’opportuna distanza dal gruppo di LED 7, viene posizionata una lente condensatrice 60 atta a focalizzare la luce emessa dai LED 7 verso una fibra ottica 51. La fibra ottica 51 è vincolata all’estremità del codolo 3 ed ha una forma cilindrica leggermente curvata per indirizzare opportunamente la luce blu verso il cavo orale del paziente. La fibra ottica inoltre ha il vantaggio di essere autoclavabile, cioè di poter essere sterilizzata in autoclave ad elevate temperature.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Manipolo odontoiatrico (1, 100) per la polimerizzazione di composti o resine fotoin durenti, comprendente un corpo (2) all’interno del quale è posizionato un circuito elettronico (13) per fornire l’alimentazione per una sorgente luminosa (7) atta a consentire la polimerizzazione di dette resine fotoindurenti, caratterizzato dal fatto che detta sorgente luminosa è costituita da LED (diodi emettitori di luce) (7).
2. 2. Manipolo odontoiatrico secóndo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti LED (7) emettono luce blu con uno spettro di emissione nella gamma tra i 400 e i 500 nm.
3. 3. Manipolo odontoiatrico (1) secondo la rivendicazione 1 o 2. caratterizzato dal fatto che detti LED (7) sono alloggiati in un alloggiamento (5) ricavato internamente al manipolo (1) nella sua estremità di testa, detto alloggiamento (5) essendo coperto e protetto da un vetrino (8) che lascia passare la luce.
4. 4. Manipolo odontoiatrico (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti LED (7) sono posizionati in un alloggiamento (50) entro il corpo (2) del manipolo e la loro luce è focalizzata mediante una lente condensatrice (60).
5. 5. Manipolo odontoiatrico (100) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la luce emessa dai LED (7) e focalizzata dalla lente condensatrice (60) viene inviata verso un fibra ottica (51) atta ad indirizzarla verso il cavo orale del paziente.
6. 6. Manipolo odontoiatrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che a detto circuito elettronico (13) è collegato un elemento di connettore (10) atto ad accoppiarsi con un elemento di connettore complementare per prelevare l’alimentazione elettrica dalla rete o da un riunito dentale.
7. 7. Manipolo odontoiatrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere un sistema indipendente per l 'alimentazione elettrica del manipolo, comprendente delle batterie o pile.
8. 8. Manipolo odontoiatrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito elettronico (13) comprende un raddrizzatore (17) atto a raddrizzare la tensione prelevata in corrente alternata dalla rete o da un riunito dentale e un generatore di corrente ( 16) che preleva la tensione da detto raddrizzatore (17) e fornisce una corrente opportuna per l’alimentazione dei LED (7).
9. 9. Manipolo odontoiatrico secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto generatore di corrente è un generatore di tipo PWM (pulse vvidth modulation) atto ad aumentare o diminuire la tensione di alimentazione da fornire ai LED a seconda del numero di LED e del collegamento tra di loro.
10. 10. Manipolo odontoiatrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito elettronico (13) comprende un interruttore (18) collegato ad un pulsante (19) azionabile da un operatore per comandare l’accensione e/o lo spegnimento di detti LED (7).
11. 11. Manipolo odontoiatrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito elettronico (13) comprende un orologio di sistema (21) che mantiene l’accensione di detti LED (7) per un periodo di tempo prefissato.
12. 12. Manipolo odontoiatrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito elettronico (13) comprende un generatore di segnale (20) acustico e/o visivo atto ad emettere un segnale acustico e/o visivo, quando si ha lo spegnimento di detti LED (7).