Fortbildung „Aktuelle Perspektiven der restaurativen Zahnerhaltung“

Lichtpolymerisation heute

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Wartung

Neben der bauartbedingten Verteilung der spezifischen Ausstrahlung (Intensität) beeinflussen Verunreinigungen am Ausgangsfenster des Lichtleiters, defekte Fasern im Lichtleiter und eine abnehmende Lichtleistung bei gealterten Halogenlampen das Aushärtungsergebnis der Komposite beträchtlich. Daher sollte die spezifische Ausstrahlung (Intensität) regelmäßig überprüft und es sollte auf Beschädigungen sowie Verschmutzungen des Lichtaustrittsfensters geachtet werden [Shimokawa et al., 2016].

Bei Kontakt mit Kompositmaterial kann es zur Aushärtung und zum Haften von Komposit am Lichtaustrittfenster kommen, wodurch bei den nächsten Belichtungen die Intensität massiv reduziert sein kann. Um dies zu verhindern, werden Schutzfolien angeboten, die allerdings ebenfalls die spezifische Ausstrahlung (Intensität) minimal vermindern können, vor allem, wenn sie nicht glattgezogen werden oder die Naht direkt über dem Lichtaustrittsfenster zu liegen kommt (Abbildung 6).

Lichtmessgeräte

Zur Bestimmung der spezifischen Ausstrahlung (Intensität) von Polymerisationslichtgeräten existieren unterschiedliche Messmethoden. Die Ulbricht-Kugel ist relativ teuer und damit für den Praxisalltag weniger geeignet, aber das einzig anerkannte physikalische Messgerät für die exakte Bestimmung. Zur regelmäßigen Kontrolle der spezifischen Ausstrahlung (Intensität) in der Praxis werden Lichtmessgeräte angeboten, die allerdings, wie Studien zeigen, keine verlässlichen Absolut-Werte ergeben [Shimokawa et al., 2016]. Aber sie können den Verlauf der Veränderung der spezifischen Ausstrahlung (Intensität) eines Geräts erfassen. Wenn der erfasste Wert der wöchentlichen oder zumindest monatlichen Kontrollmessung deutlich abfällt, ist es Zeit zu reagieren.

Wenn mithilfe der Ulbricht-Kugel oder des Phantomkopfes MARC® (siehe unten) im Dentaldepot oder auf entsprechenden Fortbildungsveranstaltungen eine exakte Messung eines Lichtgeräts erfolgt ist, kann dieser Wert mit dem in der Praxis am vorhandenen Radiometer gemessenen Wert verglichen werden, auch wenn die Absolutwerte nicht übereinstimmen. Radiometer dienen also in erster Linie zur regelmäßigen Überprüfung der konstanten spezifischen Ausstrahlung (Intensität), so dass Anwender im Fall eines plötzlichen Werteabfalls rechtzeitig reagieren können.

Einer Studie von 2016 zufolge lieferte der „BluePhase Meter II“ (Ivoclar Vivadent) die präzisesten Werte innerhalb der getesteten Lichtmessgeräte [Shimokawa et al., 2016]. Es ist in der Lage, die spezifische Ausstrahlung (Intensität) von allen derzeit auf dem Markt erhältlichen Polymerisationsgeräten (Halogen-, Plasma-, Laser-, LED-Technik) gleichermaßen exakt zu überprüfen. Bei einer Messgenauigkeit von ±10 Prozent im Vergleich zur Ulbricht-Kugel kann der Durchmesser des Lichtaustrittfensters eingegeben werden [Shimokawa et al., 2016], um die spezifische Ausstrahlung (Intensität) zu bestimmen. Der dafür verwendete Wert des Durchmessers eines Lichtaustrittsfensters sollte sich dabei auf den aktiven Bereich, also nicht auf den äußeren Durchmesser, sondern auf die Fläche, die tatsächlich Licht emittiert, beziehen.

Auswahl eines Lichtgeräts

Bei der Auswahl des Lichtgeräts kann es für Praktiker durchaus verführerisch sein, bei Billig-Angeboten von nicht zertifizierten LED-Lichtgeräten zuzugreifen. Bedacht werden muss dabei aber, dass solche preiswerten Angebote nur auf Kosten der Qualität der LEDs und der verwendeten Elektronik möglich sind. Es empfiehlt sich daher, Markenprodukte zu wählen, die durch hohe Standards bei der Kontrolle der Produktqualität eine sichere Anwendung ermöglichen [Price, 2014].

Benötigt wird ein Gerät mit genügend spezifischer und gleichmäßig über das gesamte Lichtaustrittsfenster verteilter Ausstrahlung (Intensität) zur effektiven Lichthärtung der eingesetzten lichthärtenden Komposit-Füllungsmaterialien ohne Gefahr der Überhitzung des Zahnes oder der Gingiva. Vorsicht ist daher geboten bei Lichtgeräten, die anbieten, mit spezifischen Ausstrahlungen (Intensitäten) von über 2.000 mW/cm2 in weniger als 10 s Kompositmaterialien auszuhärten.

Empfohlen werden dagegen Lichtgeräte mit einer spezifischen Ausstrahlung (Intensität) von 800 bis 1.500 mW/cm2 und Belichtungszeiten von 20 s und länger in Abhängigkeit von den konkreten Anwendungssituationen (siehe unten) [Shortall et al., 2016; Shortall et al., 2016].

Bei der Auswahl eines Polymerisationslichtgeräts sollten somit folgende Aspekte berücksichtigt werden [Price et al., 2015]:

  • Die Leistung des Geräts (mW) gibt mehr Auskunft über die Wertigkeit des Lichtgeräts als die spezifische Ausstrahlung (Intensität, mW/cm2)!
  • Entscheidend ist der Durchmesser des Anteils am Lichtaustrittsfenster, das tatsächlich Licht ausstrahlt (daraus kann die spezifische Ausstrahlung (Intensität) berechnet werden)! Zu empfehlen sind Durchmesser von circa 10 mm.
  • Wichtig ist eine geringe Streuung des Lichts mit zunehmender Distanz (keine Turbotips)!
  • Das Emissionsspektrum und die benötigten Wellenlängen zur Aushärtung des angewendeten Kompositmaterials sollten übereinstimmen!
  • Das Beam Profile, die Verteilung der spezifischen Ausstrahlung (Intensität) auf der Fläche des Lichtaustrittsfensters, sollte gleichmäßig sein!

Probleme der Anwendung

Studien von Richard Price konnten an Phantomköpfen mit eingebauten Photosensoren eindrucksvoll nachweisen, dass es nicht einfach ist, eine optimale Belichtung am Boden einer Klasse-I-Kavität sicherzustellen und dass die Ergebnisse über verschiedene Anwender hinweg große Streuungen aufzeigen [Price et al., 2010] (Abbildung 10). Eine erfolgreiche Lichthärtung besteht eben nicht nur darin, das Lichtgerät einzuschalten, in den Mund des Patienten zu halten und davon auszugehen, dass das applizierte Kompositmaterial bis auf den Boden der Kavität vollkommen ausgehärtet wird.

Auf eigenen Fortbildungsveranstaltungen haben Messungen am Phantomkopf MARC® (Abbildung 11) schon so einige Kolleginnen und Kollegen davon überzeugen können, wie schnell die optimale Linie der Belichtung in einer simplen Klasse-I-Kavität verlassen wird, wenn die Positionierung nicht visuell überprüft und gegebenenfalls korrigiert wird.

Am Phantomkopf MARC® kann ebenfalls leicht nachvollzogen werden, dass durch Veränderungen des Einfallswinkels Teile des applizierten Komposits nicht mit ausreichend Lichtenergie bestrahlt werden. In Studien von Price konnte nachgewiesen werden, dass eine Winkelabweichung von 30 Grad bereits zu einer Abnahme der Bestrahlungsstärke auf der beleuchteten Fläche um 26 Prozent führt [Price et al., 2010]. Außerdem kommt es bei schrägen Lichteinfallswinkeln zu Schattenbildungen in der Kavität, wodurch eventuell Teile des Komposits gar nicht vom Licht erreicht werden.

Zur Sicherstellung einer effektiven Lichthärtung des Komposits kann es daher nötig sein, in mehreren überlappenden Zyklen die Lichthärtung durchzuführen. Die effektive Lichthärtung kann auch unterstützt werden, wenn nach Abnahme des Metall-Matrizenbandes nochmals der approximale Kasten von bukkal und oral belichtet wird [Shortall et al., 2016; Shortall et al., 2016a]. Dabei muss bedacht werden, dass die Abschwächung des Lichts beim Passieren eines 2 mm dicken Restaurationsmaterials (direkte und indirekte Komposite, CAD/CAM-Keramiken, Zahnwand) hoch ist und zwischen 59,9 Prozent (Bulk-Fill Venus, Kulzer) und 94,9 Prozent (CAD/CAM VITA Enamic) variiert. Daher können Polymerisationsdefizite durch zusätzliche Belichtung am Ende des Restaurationsprozesses nur schwer ausgeglichen werden. Die für die Zahnstruktur gemessenen Werte liegen mit circa 90 Prozent am oberen Ende dieses Bereichs. Die Lichtdurchlässigkeit nimmt exponentiell mit der Dicke ab, so dass durch eine 3 mm dicke Zahnwand so gut wie kein Licht mehr dringt (< 25 mW/cm², wenn die spezifische Ausstrahlung (Intensität) 1.174 mW/cm² betrug). Dieser Wert kann in einer klinischen Situation sogar deutlich geringer ausfallen, wenn ein Lichtgerät mit geringerer spezifischer Ausstrahlung (Intensität) verwendet, der Abstand erhöht wird oder das Lichtaustrittsfenster nicht senkrecht zur Oberfläche appliziert werden kann. All diese Aspekte stellen den Vorteil einer zusätzlichen Polymerisation durch die Zahnstruktur infrage und begrenzen sie oft auf einen thermischen Effekt [Ilie and Furtos, 2019].

Abbildung 10: Aufzeichnung der Bestrahlungsstärke am Boden einer 4 mm tiefen Kavität bei Anwendung eines Lichtgeräts durch verschiedene Studienteilnehmer (rot vor und grün nach Instruktion zur korrekten Abstützung) | Blunck

Abbildung 11: MARC®-Phantomkopf mit kalibrierten Sensoren im Front- und im Seitenzahnbereich zur Aufzeichnung der Bestrahlungsstärke während der Anwendung für eine simulierte Lichthärtung | Blunck

Expertenempfehlungen

Auf einer Konferenz zur Lichtpolymerisation in Halifax, Kanada, wurden von Experten aus Wissenschaft und Industrie Leitlinien als Konsens nach zweitätigen Diskussionen zu diesem Thema zusammengestellt. Folgende Hinweise zur Anwendung eines Licht-Polymerisationsgeräts wurden dabei gegeben [Price, 2014]:

  • Prüfen Sie regelmäßig die spezifische Ausstrahlung (Intensität)!
  • Kontrollieren Sie das Lichtaustrittsfenster auf Verunreinigungen!
  • Wählen Sie die korrekte Belichtungszeit für das spezifische Kompositmaterial!
  • Applizieren Sie das Komposit in der korrekten Schichtstärke!
  • Berücksichtigen Sie die Entfernung zwischen Lichtaustrittsfenster und Komposit!
  • Beachten Sie, dass die gesamte applizierte Kompositmasse genügend Bestrahlungsstärke empfängt!
  • Bedenken Sie mögliche Hitzeschäden!
  • Schützen Sie Ihre Augen!

Fazit

Damit ein Kompositmaterial seine Eigenschaften voll entwickeln kann, muss die Polymerisation zu einer optimalen Vernetzung der Monomere führen. Bei lichthärtenden Produkten muss dazu eine ausreichende Belichtungsdosis das Kompositmaterial erreichen, die sich in einer einfachen Approximation aus dem Produkt der Bestrahlungsstärke (mW/cm2) und der Belichtungszeit berechnen lässt. Die wirksame Bestrahlungsstärke wiederum ist abhängig von der spezifischen Ausstrahlung (Intensität) des Geräts, der Entfernung vom Lichtaustrittsfenster, dem Winkel der Einstrahlung und der Schichtstärke des applizierten Kompositmaterials. Das kann nur mit visueller Kontrolle des Belichtungsvorgangs mit Augenschutz erfolgen.

Die Lichtpolymerisation ist also ein komplexer Vorgang, dem genügend Aufmerksamkeit gewidmet werden muss! Es kommt somit nicht auf eine möglichst schnelle, sondern auf eine maximal mögliche Aushärtung an, um dauerhafte Restaurationen erfolgreich legen zu können.

OA Dr. Uwe Blunck
Charité – Universitätsmedizin Berlin
CharitéCentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde, Abteilung für Zahnerhaltung und Präventivzahnmedizin
Aßmannshauser Str. 4–6
14197 Berlin
ublunck@charite.de

Prof. Dr. Dipl-Ing. Nicoleta Ilie
Klinikum der Universität München, LMU München
Poliklinik für Zahnerhaltung und Parodontologie
Goethestr. 70
80336 München
nilie@dent.med.uni-muenchen.de

Oberarzt Dr. Uwe Blunck

· 1975 Approbation als Zahnarzt
· 1987 Promotion zum Dr. med. dent.
· 1975–1977 Tätigkeit als Assistent in zahnärztlicher Praxis
· 1977–1984 Wissenschaftlicher Mitarbeiter Abteilung Zahnerhaltung und Parodontologie der Freien Universität Berlin
· 1984 Ernennung zum Oberarzt in der Abteilung für Zahnerhaltung an der Zahnklinik Nord der Freien Universität Berlin
· 1990/91 Neun Monate Forschungsaufenthalt an der University of Florida, Gainesville, USA
· 1994 Oberarzt in der Abteilung für Zahnerhaltung und Präventivzahnmedizin am Zentrum für Zahnmedizin (nach Übernahme der Zahnklinik Nord ins Universitätsklinikum Charité)
· 2003–2008 Oberarzt in der Abteilung für Zahnerhaltung und Parodontologie
· 07.2011– 06.2013 Kommissarischer Leiter der Abteilung für Zahnerhaltung und Präventivzahnmedizin im CharitéCentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde
· seit 2013 Oberarzt unter der Abteilungsleitung von Prof. Sebastian Paris


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Andreas Born
Völlig überzogene Darstellung und für mich als Praktiker kein Gewinn für den Alltag!

Vor 10 Monaten 5 Tagen
1575834040
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