Осветитель для фотоотверждения и фотополимеризации композитных материалов

 

Изобретение относится к медицине и электротехнике и может быть использовано в светотехнике и при изготовлении зубных протезов, мостов, коронок и т. д. Сущность изобретения: осветитель для фотоотверждения и фотополимеризации композитных материалов содержит газоразрядные импульсные лампы и отражатель светового излучения, при этом лампы расположены осесимметрично относительно отражателя с осями, параллельными друг другу, а внутренняя боковая поверхность отражателя выполнена в виде правильного осесимметричного тела, ось которого совпадает с осью осветителя. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к светотехнике, и может быть использовано также в медицине, при изготовлении и моделировании стоматологических объектов: зубных протезов, мостов и т.п. облицованных материалами на основе фотосенсибилизированных композитных смол.

Известно устройство для фотоотверждения и фотополимеризации стоматологических объектов малых размеров, содержащее ручной блок с твердым выходным световодом, связанный длинным гибким волоконнооптическим световодом с отдельно расположенным энергетическим блоком, формирующим (с помощью миниатюрной галогенной лампы накаливания, зеркального рефлектора и светофильтров) световой пучок с мощностью излучения, достаточной для полимеризации и отверждения пломб, зубов и других объектов после облучения в течение нескольких десятков секунд.

Это устройство имеет существенный недостаток: низкую эффективность, обусловленную большим расстоянием от источника излучения до облучаемого объекта и, следовательно, большими потерями в световодном тракте, а также ограниченные возможности манипуляций в процессе медицинских процедур из-за наличия длинного световода.

Известно устройство для фотоотверждения и фотополимеризации стоматологических объектов, выполненное в виде автономного ручного блока, содержащего в себе выходной твердый световод, галогенную лампу накаливания с зеркальным рефлектором, светофильтр и аккумуляторную батарею и создающее на выходе параллельный световой пучок.

Этот осветитель имеет существенный недостаток: обеспечивает локальное облучение объектов (диаметром 3-13 мм в зависимости от типа световода) и не обеспечивает облучение объектов больших размеров.

Известен осветитель для фотоотверждения и фотополимеризации стоматологических объектов, выполненный в виде настольного блока и содержащий в себе световую камеру в виде параллелепипеда с отражающим стенками и отверстием в одной из стенок, через которое вводится в камеру пучок излучения, формируемый вне осветительной камеры с помощью шаровой газоразрядной лампы постоянного горения, рефлектора и световода (твердого или жидкостного) большой апертуры (несколько сантиметров). Штатив-держатель облучаемого объекта обеспечивает требуемое расположение облучаемого объекта относительно светового пучка.

Этот осветитель имеет существенные недостатки: невозможность равномерного облучения поверхности протяженных объектов (зубных протезов, мостов и т. п.), а также высокое энергопотребление, обусловленное применением источников света с низким выходом излучения в спектральной области 0,4-0,5 мкм, необходимого для фотополимеризации композитных смол, сенсибилизированных к видимому свету.

Цель изобретения равномерное облучение поверхности протяженных стоматологических объектов, снижение энергозатрат, уменьшение веса и габаритов осветителя.

Цель достигается тем, что в осветителе для фотоотверждения и фотополимеризации композитных материалов, сенсибилизированных к излучению видимого диапазона спектра, содержащем газоразрядные лампы, отражатель светового излучения, лампы выбраны импульсными и расположены осесимметрично относительно охватывающего их отражателя, с осями, параллельными друг другу и оси отражателя, причем внутренняя боковая поверхность отражателя выполнена в виде правильного осесимметричного тела, ось которого совпадает с осью осветителя, например, кругового цилиндра или призмы с числом граней, равным количеству ламп.

На фиг. 1 представлен осветитель-фотополимеризатор настольного типа; на фиг.2 то же, разрез А-А.

Осветитель содержит импульсные трубчатые лампы 1, расположенные осесимметрично внутри объема, ограниченного стенками из материалов с коэффициентом отражения 0,9, боковым отражателем 2 и двумя торцевыми отражателями 3. Лампы 1 отделены от внутреннего пространства осветителя прозрачными оболочками 4, хорошо пропускающими эффективное для фотополимеризации излучение (= 0,4-0,5 мкм) и поглощающими остальное излучение (ультрафиолетовое и инфракрасное). В центральную часть осветителя зону облучения 5 помещается облучаемый объект 6, укрепленный на штативе-держателе 7. Под осветителем расположен энергетический блок 8, содержащий элементы схем электрического питания ламп (конденсаторный накопитель с выпрямителем), зажигания ламп (импульсные трансформаторы) и управления режимом их работы (частотой повторения вспышек и т.п.).

При срабатывании ламп 1 их оптическое излучение проходит через фильтрующие оболочки 4 и, многократно диффузно отражаясь от бокового отражателя 2 и плоских торцевых отражателей 3, создает в зоне облучения 5 световое поле высокой однородности. На поверхности облучаемого объекта 6 плотность падающего излучения составляет около 0,1 Дж/см². Набор суммарной энергетической экспозиции Н_0,4-0,5 0,5-1 Дж/cм², необходимой для полного отверждения и полимеризации используемых в настоящее время композитных смол на основе полиметилакрилатов, сенсибилизированных к видимому излучению, происходит за небольшое число импульсов, с интервалами между импульсами несколько секунд.

Изготовлен и испытан опытный образец осветителя, содержащий 4 импульсные лампы ИФК-120 (с U-образной формой разрядного промежутка), симметрично через 90^о расположенных по окружности, четырехгранный боковой отражатель из кварцевой керамики (керсила) с поверхностью, покрытой слоем прозрачного кварцевого стекла, два торцевых отражателя из листового фторопласта и 4 фильтрующие оболочки из легированного кварцевого стекла.

Испытания показали хорошую равномерность светового облучения. На образующей цилиндра с радиусом r 40 мм азимутальные отклонения величины энергетической экспозиции Н_о() от средней величины усредненной по поверхности цилиндра в пределах от 0^о до 360^о, не превышают 20% В случае односторонней направленности излучения (при работе одной лампы в том же осветителе) минимальная экспозиция отличается от максимальной в10 раз.

Доля полезного излучения ( = 0,4-0,5 мкм) в общем излучении лампы ( = 0,28-2,7 мкм) составила 7-15% в зависимости от режима работы ламп, экспозиция полезного излучения на поверхности цилиндра с r 40 мм достигала Н_0,4-0,5 0,07-0,12 Дж/см², что обеспечило полимеризацию и отверждение образцов в виде таблеток толщиной около 3 мм за 10 импульсов.

Формула изобретения

ОСВЕТИТЕЛЬ ДЛЯ ФОТООТВЕРЖДЕНИЯ И ФОТОПОЛИМЕРИЗАЦИИ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, сенсибилизированных к излучению видимого диапазона спектра, содержащий газоразрядные лампы и отражатель светового излучения, отличающийся тем, что лампы выполнены импульсными и расположены осесимметрично относительно охватывающего их отражателя, с осями, параллельными друг другу и оси отражателя, причем внутренняя боковая поверхность отражателя выполнена в виде правильного осисемметричного тела, ось которого совпадает с осью осветителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2