閆 冰，孫志輝，楊 冬，曹 靜，門(mén)述強(qiáng)

0 引言

口腔光固化機(jī)是用于牙齒修復(fù)的重要設(shè)備之一。它利用光固化原理，使口腔科修補(bǔ)樹(shù)脂材料在特定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光波作用下迅速固化，從而有效填補(bǔ)牙洞或粘結(jié)托槽。光固化技術(shù)由德國(guó)Bayer公司于1968年率先應(yīng)用于紫外光固化涂料工業(yè)，起初由于工藝與材料的限制，此技術(shù)基本局限在木工制品方面。但它作為一項(xiàng)新的技術(shù)手段，為口腔醫(yī)療領(lǐng)域的光固化取得突破性進(jìn)展奠定了基礎(chǔ)[1]。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前臨床在用的光固化機(jī)品種主要有鹵素?zé)?、LED燈、等離子弧光燈、氬激光燈等光固化機(jī)[2]。

1 口腔科修補(bǔ)材料的發(fā)展過(guò)程

1.1 銀汞合金

1896年，美國(guó)Black CV對(duì)銀汞合金的組成、性質(zhì)、調(diào)和及充填方法進(jìn)行了大量的研究和改進(jìn)，使銀汞合金逐漸成為較理想的充填材料。銀汞合金具有硬度高、抗壓強(qiáng)、耐磨性好、性能穩(wěn)定、對(duì)牙髓無(wú)刺激、可塑性大等優(yōu)點(diǎn)。但是銀汞合金對(duì)牙體組織無(wú)黏結(jié)性，僅靠機(jī)械嵌力固定，可能出現(xiàn)邊緣滲漏、繼發(fā)齲等現(xiàn)象，操作過(guò)程中易造成汞對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)醫(yī)患雙方的健康造成損害，而且與牙體顏色不一致，不夠美觀[3-6]。由于銀汞合金在抗壓和耐磨等方面是其他材料不能比的，在后牙尤其是牙咬合力較大的洞形充填時(shí)沒(méi)有比它更好的選擇[7]。

1.2 玻璃離子水門(mén)汀

1972年，Wilson和Kent將玻璃離子水門(mén)汀材料用于口腔科，主要用于修復(fù)牙頸部缺損、修復(fù)乳牙、冠核成形、窩洞襯墊、冠橋粘固和窩溝封閉等[8]。玻璃離子水門(mén)汀具有氟釋放功能，氟離子與牙齒中的羥基磷灰石的羥基發(fā)生置換反應(yīng)，生成氟磷灰石，使其對(duì)酸的溶解性降低。與之接觸時(shí)間越長(zhǎng)，牙齒耐酸性越高，可以起到預(yù)防繼發(fā)齲的治療作用，這個(gè)特點(diǎn)是其他材料不具有的。另外，玻璃離子水門(mén)汀還具有對(duì)牙體組織刺激性小、有粘結(jié)性、凝固收縮率低、邊緣密閉性好等特點(diǎn)，但是其硬度、抗壓性和耐磨性較差，容易造成修復(fù)體磨耗和折斷，易變色[9-10]。

1.3 光固化復(fù)合樹(shù)脂

近年來(lái)，隨著光固化復(fù)合樹(shù)脂材料技術(shù)的不斷發(fā)展，光固化技術(shù)大量應(yīng)用于口腔修復(fù)領(lǐng)域。光固化復(fù)合樹(shù)脂硬度高、耐磨性好，在抗壓強(qiáng)度方面僅次于銀汞合金，但是其粘結(jié)性和邊緣密閉性明顯優(yōu)于銀汞合金，固化效率高，安全方便且成本低。光固化復(fù)合樹(shù)脂的最大特點(diǎn)是顏色可任意選擇，色澤美觀，深受歡迎。

1.4 幾種修補(bǔ)材料的性能對(duì)比

表1列出了銀汞合金、玻璃離子水門(mén)汀和光固化復(fù)合樹(shù)脂的性能對(duì)比。

表1 修補(bǔ)材料性能對(duì)比

在機(jī)械性能方面，銀汞合金相對(duì)于玻璃離子水門(mén)汀和復(fù)合樹(shù)脂材料具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，在牙咬合力較大的后牙填充方面仍經(jīng)常使用銀汞合金，而且后牙填充對(duì)美觀性要求不高。盡管玻璃離子水門(mén)汀在其他方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，但其獨(dú)特的氟釋放功能具有預(yù)防繼發(fā)齲的作用，在治療齲齒方面效果不錯(cuò)。光固化復(fù)合樹(shù)脂的各項(xiàng)性能均能滿足基本的臨床需要，而且操作安全簡(jiǎn)單，因而廣泛用于口腔修復(fù)領(lǐng)域。

2 臨床常用光固化機(jī)

光固化機(jī)作為光固化復(fù)合樹(shù)脂修復(fù)過(guò)程中的配套設(shè)備，也伴隨著復(fù)合樹(shù)脂材料的不斷發(fā)展廣泛應(yīng)用于臨床，在牙齒修復(fù)和牙齒正畸的過(guò)程中都有應(yīng)用。根據(jù)光源的不同，光固化機(jī)主要分為以下幾類。

2.1 鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)

鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)（如圖1所示）是以鹵素?zé)魹楣庠矗ㄟ^(guò)凹面鏡反射燈泡發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)濾光片過(guò)濾掉不需要的紅外光和紫外光等雜光，最后經(jīng)光導(dǎo)棒將藍(lán)光導(dǎo)出。光波經(jīng)過(guò)濾光片后產(chǎn)生波長(zhǎng)為360～510 nm的藍(lán)光，光密度（即光源在單位面積每秒發(fā)射的光子數(shù)）為400～650mW/cm2[11]。鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)存在以下缺點(diǎn)：（1）固化效率低，固化時(shí)間長(zhǎng)；（2）燈泡產(chǎn)熱較高，加之照射時(shí)間長(zhǎng)，可能會(huì)對(duì)牙髓產(chǎn)生熱刺激；（3）需要風(fēng)扇散熱，噪音較大；（4）燈泡、濾光片、反光鏡易老化，導(dǎo)致固化性能下降[12]。

2.2 LED燈光固化機(jī)

LED燈光固化機(jī)（如圖2所示）是以大功率發(fā)光二極管陣列芯片為光源，通過(guò)電流激活原子發(fā)射低強(qiáng)度窄譜光[13]。LED燈光固化機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）光波波長(zhǎng)分布窄，與復(fù)合樹(shù)脂常用的光敏劑——樟腦醌的吸收波長(zhǎng)吻合性好，固化效率高[14]；（2）產(chǎn)熱低，對(duì)口腔軟組織幾乎不產(chǎn)生熱刺激；（3）風(fēng)扇功率低，噪聲?。唬?）體積小，操作使用方便；（5）壽命長(zhǎng)，輸出衰減小。因此，LED燈光固化機(jī)正在逐漸取代傳統(tǒng)的鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)。

圖1 鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)

圖2 LED燈光固化機(jī)

2.3 等離子弧光燈光固化機(jī)

等離子弧光燈（plasma arc，PAC）固化機(jī)（如圖3所示）的發(fā)光原理是在傳導(dǎo)氣（如氬氣）兩端加載高電壓產(chǎn)生電弧發(fā)光，通過(guò)濾光片選取有效藍(lán)光，再由光導(dǎo)纖維導(dǎo)出。與鹵素?zé)舯容^，PAC的光密度更高，輸出光強(qiáng)更大，有效波長(zhǎng)范圍更集中，固化效率更高，照射時(shí)間更短。廠家標(biāo)稱，PAC可在3～5 s內(nèi)固化復(fù)合樹(shù)脂[14]，但臨床使用認(rèn)為，PAC燈應(yīng)至少照射10 s以上才能獲得與標(biāo)準(zhǔn)鹵素?zé)粢粯拥臉?shù)脂表面硬度。PAC固化時(shí)樹(shù)脂產(chǎn)熱高，對(duì)口腔軟組織的刺激較大，聚合收縮程度高，易產(chǎn)生邊緣滲漏[15]，而且燈的價(jià)格較高，體積較大，操作也不方便，在國(guó)內(nèi)很少使用。

2.4 氬激光燈光固化機(jī)

氬激光燈（argon laser）固化機(jī)（如圖4所示）的原理是氬原子被激活產(chǎn)生光子，形成一些波長(zhǎng)不連續(xù)的藍(lán)綠色光。這種原理產(chǎn)生的光的光密度高，輸出光強(qiáng)較大，且隨距離衰減較小。氬激光燈的輻射波長(zhǎng)范圍窄且不連續(xù)，與大多數(shù)的光敏引發(fā)劑的吸收波長(zhǎng)相匹配，可增加樹(shù)脂材料的機(jī)械性能，縮短固化時(shí)間，同時(shí)獲得更深的固化深度。但是其波長(zhǎng)范圍不能完全覆蓋所有光敏引發(fā)劑吸收波長(zhǎng)的范圍，適用性有一定限制。氬激光燈管需要高能量供應(yīng)和充分冷卻，所以其光源及控制部分安裝在體積較大的基座上，便攜性差、操作復(fù)雜，而且價(jià)格較高[14-17]。

圖3 等離子弧光燈光固化機(jī)

圖4 氬激光燈光固化機(jī)

2.5 幾種光固化機(jī)的性能對(duì)比

目前臨床在用的鹵素?zé)?、LED燈、等離子弧光燈和氬激光燈光固化機(jī)的性能對(duì)比見(jiàn)表2。

鹵素?zé)艄夤袒瘷C(jī)作為第一代光固化機(jī)曾廣泛用于口腔修復(fù)，但是由于其固化效率低、散熱慢、體積大，已經(jīng)逐漸被小巧方便且固化效率更高的LED燈光固化機(jī)取代。而等離子弧光燈和氬激光燈光固化機(jī)體積太大，操作復(fù)雜，而且價(jià)格過(guò)高，所以國(guó)內(nèi)少有使用。

表2 光固化機(jī)的性能對(duì)比

3 光固化機(jī)臨床常見(jiàn)的問(wèn)題

隨著光固化樹(shù)脂研究的不斷深入和光固化機(jī)的不斷改進(jìn)，光固化技術(shù)在口腔修復(fù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越顯著，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，但是其修復(fù)失敗的案例仍然時(shí)有發(fā)生。大量研究表明，光固化樹(shù)脂修復(fù)失敗，除了因?yàn)獒t(yī)生的誤操作外，更主要的原因是光固化機(jī)質(zhì)量的下降[18]：

（1）光固化機(jī)在臨床使用過(guò)程中存在易老化、腐蝕等因素，造成傳輸光能的效能下降，影響光固化效果。使用光固化機(jī)固化樹(shù)脂材料時(shí)，光導(dǎo)棒的輸出面與被固化材料之間的距離越小，固化的效率越高。因此，為盡可能地靠近被固化材料，光導(dǎo)棒需進(jìn)入患者口內(nèi)操作，極易沾染唾液等腐蝕物；另外，為避免交叉感染的發(fā)生，每次治療后都要用酒精劑擦拭光導(dǎo)棒的表面，會(huì)使表面材料變性或加速老化、傳輸光能的效能下降，導(dǎo)致復(fù)合樹(shù)脂固化不足，易脫落。

（2）光固化機(jī)過(guò)度使用后，會(huì)發(fā)生輸出功率的衰減，使有效輻（射）照度減弱，延長(zhǎng)光固化時(shí)間，給臨床治療帶來(lái)危害。口腔內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，如何提高光固化效率，縮短光照時(shí)間，對(duì)于牙齒修復(fù)的治療效果起到至關(guān)重要的作用，對(duì)于配合差的兒童和體弱的老年患者更是如此。光固化機(jī)長(zhǎng)期使用后，如缺少日常的檢測(cè)維護(hù)，極易造成輻（射）照度減弱，口腔醫(yī)生僅僅根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)，依靠延長(zhǎng)光固化照射時(shí)間來(lái)彌補(bǔ)輻（射）照度減弱的缺點(diǎn)，從而達(dá)到加深固化深度的目的，不但極易影響光固化材料的固化效果，同時(shí)也會(huì)直接導(dǎo)致光斑處溫升過(guò)快，甚至造成局部牙齦灼傷、牙髓壞死，導(dǎo)致醫(yī)療糾紛的發(fā)生。

（3）光固化機(jī)輸出功率過(guò)高時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響臨床診療效果。如果因設(shè)備輸出功率過(guò)高導(dǎo)致太高的光強(qiáng)，樹(shù)脂中的分子沒(méi)有時(shí)間流動(dòng)已被固化，產(chǎn)生大量的短鏈分子，會(huì)使樹(shù)脂產(chǎn)生較高的內(nèi)部收縮應(yīng)力，機(jī)械性能也會(huì)大幅降低，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂窩洞結(jié)合部容易產(chǎn)生裂痕，造成嚴(yán)重后果[19]。

4 口腔光固化機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)要求

經(jīng)過(guò)臨床調(diào)研分析，口腔光固化機(jī)的幾項(xiàng)重要性能參數(shù)包括光譜特性、輻（射）照度、溫升、噪音、固化深度、定時(shí)誤差等，這些參數(shù)都會(huì)影響光固化機(jī)的臨床診療效果，需要定期檢測(cè)維護(hù)。

現(xiàn)行的口腔光固化機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有：（1）YY 0055.1—2009/ISO 10650-1：2004《牙科光固化機(jī)第1部分：石英鎢鹵素?zé)簟?；?）YY 0055.2—2009《牙科光固化機(jī)第2部分：發(fā)光二極管（LED）燈》。

這些標(biāo)準(zhǔn)主要用于光固化機(jī)新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)前的注冊(cè)檢測(cè)。目前，國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有口腔光固化機(jī)的臨床質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，更沒(méi)有開(kāi)展相關(guān)的臨床應(yīng)用檢測(cè)。隨著被廣泛用于口腔臨床治療，光固化機(jī)的臨床質(zhì)量問(wèn)題存在著一定的隱患。使用不當(dāng)和缺少周期性維護(hù)常常造成光固化機(jī)的輸出功率、波長(zhǎng)范圍、定時(shí)、溫升、噪聲等技術(shù)性能超出正常范圍，而這些性能指標(biāo)存在的問(wèn)題在臨床的日常使用過(guò)程中不易被發(fā)現(xiàn)，卻可能帶來(lái)影響治療效果、給患者造成損傷、發(fā)生醫(yī)療事故等嚴(yán)重后果。

5 結(jié)語(yǔ)

復(fù)合樹(shù)脂的光固化技術(shù)用于口腔修復(fù)具有固化效率高、操作簡(jiǎn)單方便、治療效果美觀、材料耐磨持久等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于口腔修復(fù)和牙科整形。隨著各種光源新技術(shù)的應(yīng)用，光固化機(jī)也在不斷地更新?lián)Q代，該項(xiàng)技術(shù)在臨床的應(yīng)用也必將越來(lái)越廣泛。與此同時(shí)，隨著人們對(duì)牙齒健康和美觀的關(guān)注，光固化機(jī)在口腔科的使用越來(lái)越頻繁，無(wú)論是牙科修復(fù)還是牙科整形中粘結(jié)托槽，都需要光固化機(jī)的使用，光固化機(jī)已經(jīng)成為口腔科一種必不可少的設(shè)備。

作為一類常用的口腔科設(shè)備，光固化機(jī)的應(yīng)用質(zhì)量監(jiān)管也應(yīng)配套跟進(jìn)，必須對(duì)其過(guò)度使用、老化、性能下降等進(jìn)行周期性監(jiān)測(cè)，確保在臨床的正常使用，為廣大病患的有效治療提供保障。目前，光固化機(jī)檢測(cè)中所需用到的部分光學(xué)檢測(cè)設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)存在空缺，只能購(gòu)買(mǎi)價(jià)格昂貴的進(jìn)口設(shè)備，因而相關(guān)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)亟須跟進(jìn)。同時(shí)光固化機(jī)應(yīng)用質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)的建立在一定程度上也將促進(jìn)企業(yè)改進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)光固化技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展[20]。

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