Unidades de Fotopolimerización

“UNIDADES DE FOTOPOLIMERIZACIÓN”

Preclínico Integrado 2014

Belén Brangier C.

Consuelo Magasich A.

Francisca Rivera C.

Javier Salinas A.

Docente Guía: Dr. Manuel Gajardo

Cátedra de Preclínico Integrado

UNIDADES DE FOTOPOLIMERIZACIÓN

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ÍNDICE

I. INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………...p.3

II. MARCO TEÓRICO……………………………………………………………………………....p.4

1. Concepto de unidades de fotopolimerización.………………….…….p.4

2. Clasificación de las lámparas de fotopolimerización…… ……….….p.9

3. Técnicas de fotocurado……….……………….……..………………...p.19

4. Factores dependientes de la unidad de fotoactivación, que

influyen en la polimerización de los materiales...........................p.21

5. Anexos……………………………………………………………….......p.23

III. RESUMEN……………………………………………………………………………………....p.25

IV. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………………...p.26



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I. INTRODUCCIÓN.

A lo largo de su historia la Odontología se ha planteado como objetivo principal la obtención de un adecuado estado de salud oral. Hasta hace pocas décadas este objetivo implicaba, entre otros aspectos, la correcta funcionalidad del sistema que a nivel dentario se concreta básicamente en el mantenimiento de la anatomía y función de los dientes. Hoy en día los requerimientos han aumentado en el sentido de que la estética es uno de los objetivos básicos y muy importantes en los tratamientos Odontológicos. Por este motivo, actualmente a los materiales dentales se les exige, no sólo adecuadas propiedades físico-mecánicas sino también estéticas y, además, que estas sean duraderas en el tiempo. En este sentido, los materiales dentales en general y las resinas compuestas o composites, en particular, han experimentado un espectacular desarrollo en las dos últimas décadas. Es así, como se han introducido en el mercado nuevos sistemas de resinas compuestas para restauraciones específicamente diseñadas para alcanzar una excelencia estética en las obturaciones realizadas en clínica, estética que hasta entonces solo estaba reservada para las cerámicas dentales. El éxito clínico final, en este relativamente nuevo sistema de restauraciones, no sólo depende de las características propias del material, sino de una serie de factores relacionados con las condiciones de su manipulación en la clínica, entre las que destacan las relacionadas con la técnica empleada para realizar la restauración o con la fuente de luz utilizada para la misma. Con respecto a este último tema es donde centraremos nuestro trabajo, en donde los últimos años, se puede observar que la industria ha incrementado sus esfuerzos en el desarrollo y aplicación de nuevas fuentes de luz cada vez más rápidas y eficaces para la foto activación de materiales clínicos tales como cerámicas, sistemas adhesivos, resinas compuestas y compuestos blanqueadores, entre otros. Es así, como los odontólogos que hasta hace muy pocos años sólo utilizaban y conocían un único tipo de lámparas de polimerización, hoy en día se ven obligados a “navegar” entre múltiples opciones tecnológicas a la hora de elegir una fuente lumínica adecuada. Por lo tanto, actualmente es imprescindible conocer los tipos y características básicas de las diferentes tecnologías y unidades de foto activación para poder decidir cual se adapta mejor a nuestras necesidades al momento de realizar un tratamiento odontológico que lo requiera.



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II. MARCO TEÓRICO.

1. CONCEPTO DE LAS UNIDADES DE FOTOPOLIMERIZACIÓN

Las unidades fotopolimerización corresponden a aparatologías odontológicas manuales, utilizadas

para polimerizar materiales dentales. Consiste principalmente en una fuente de luz (energía) que

emite una determinada longitud de onda e intensidad por medio de un conducto guía.

Los equipos de fotocurado convencionales tienen una emisión de luz, del espectro visible

correspondiente al azul, con una longitud promedio de 468nm.

Tal como se menciona, las lámparas de fotoactivación permiten desencadenar el proceso de

polimerización en los materiales dentales, entendiéndose este fenómeno como un proceso químico en

el que se genera la unión de monómeros entre sí formando cadenas largas denominadas polímeros.

Físicamente el material, con capacidad polimérica, cambia de un estado viscoso o plástico a un

estado sólido rígido.

Todos los materiales que endurecen por medio de un proceso de polimerización requieren de la

puesta en marcha de un sistema iniciador- activador para que ocurra dicha reacción (1). Dentro de

éste esquema, el activador puede ser estimulado por algún tipo de energía, como es en el caso de la

fotoactivación, por energía lumínica.

Es imprescindible, por lo tanto, que los materiales que polimerizan por fotoactivación presenten en su

composición algún compuesto químico sensible a la acción de la radiación generada por la unidad de

emisión, induciendo la reacción química del compuesto.

Por ejemplo, la canforquinona, es el compuesto fotosensible presente en la mayoría de las resinas

compuestas que se activará a una longitud de onda entre los 450-500nm (luz azul), teniendo su

máximo peak a los 470nm.

Es importante mencionar, que se debe tener en cuenta que el material quede bien polimerizado, este

aspecto depende de varios factores como la correcta técnica de aplicación del material, el tipo y

calidad del material, y por supuesto, la fuente lumínica que se utiliza. Por lo tanto, la intensidad de la

luz, la activación de los compuestos fotosensibles, el grado de penetración de la radiación emitida, el

estado en que se encuentran los equipos, son factores que afectan en el grado de polimerización del

material.

La elección de una adecuada fuente de luz, afecta directamente en la profundidad de curado de la

restauración, evitando así, la disminución de la resistencia en la restauración, desajustes marginales

de la misma, sensibilidad post operatorias, decoloraciones, entre otros.

Además de asegurarse de que los materiales han polimerizado adecuadamente, los odontólogos

también deben tener cuidado de aplicar un modo de polimerización no agresivo para la pulpa y otro

tejidos dentales ya que, parte de la energía lumínica que se descarga hacia el diente o periodonto, es

transformado en calor. (6)



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1.1 EVOLUCIÓN DE LAS LÁMPARAS DE FOTOCURADO.

La fotopolimerización es un proceso dentro de la profesión odontológica, desarrollada hace más de 30 años y constituyó un avance importantísimo en odontología restauradora y estética. Éste gran avance permitió sustituir procesos químicos que requerían etapas de manipulación como lo era la mezcla de materiales que se presentaban como “pasta-pasta”, que no proveían un control del tiempo de trabajo y que generaban menos estabilidad de color en el tiempo. Con el fin de evitar todas las deficiencias de este proceso químico manual, fueron desarrollados los sistemas de fotoactivación, en donde fue necesario agregar un elemento fotosensible en la composición de los materiales. Las primeras resinas fotopolimerizables empleadas en odontología, en la década de los 70´, se activaban mediante fotoiniciadores específicos por acción de radiación UV (activando éter metílico de benzoina). Sin embargo, por la limitación en la profundidad de la polimerización, lentitud de foto activación y los posibles efectos biológicos adversos para el paciente y el operador surgieron nuevos aparatos para la fotopolimerización mediante luz visible emitida principalmente por lámparas halógenas. Desde mediados de los 80´ hasta la mitad de los 90’, la principal fuente de iluminación que se desarrolló fue la lámpara halógena, la cual ha sufrido una escasa evolución cualitativa durante este largo periodo de tiempo, ya que los esfuerzos científicos iban enfocados hacia la mejora de la polimerización mediante el desarrollo sobre la propia composición química de los materiales fotocurables. Posteriormente (1997-1998) las lámparas de arco de plasma fueron implementadas en el campo de los equipos de fotoactivación, basándose en una emisión de luz mediante una descarga eléctrica en forma de arco voltaico entre dos electrodos. Estas fueron descontinuadas del mercado odontológico debido a su elevado costo y mantención y también porque producían un aumento en la contracción de los materiales ya que emitían una elevada intensidad de luz en un corto tiempo de trabajo, en comparación a las lámparas halógenas convencionales. Luego aparecieron las lámparas láser cuya principal ventaja es su alta energía. Finalmente aparecen las lámparas de diodos o más conocidas como LED(ligth emitting diode) las cuales reúnen características más favorables para el operador tales como su alta ergonomía y larga vida útil en el tiempo ,a esto se le agrega su capacidad de ser más eficientes en la polimerización de ciertos materiales dentales como las resinas compuestas. Estas lámparas constituyen el tipo de unidad de fotopolimerización de tecnología más reciente, actualmente de mayor uso y evolución. Los equipos de emisión de diodos emplean como fuente de iluminación los V-LED (visible – light emitting diodes) basadas en el uso de determinados materiales semiconductores que poseen la propiedad de polarizarse al ser atravesados por la corriente eléctrica liberando energía óptica en forma de luz visible (fenómeno de electroluminiscencia).

1.2 ESTRUCTURA GENERAL

Dentro de los tipos de las unidades de fotocurado, existen diversas clasificaciones y variados modelos

que varían según los principios de funcionamiento y aplicación, además de la morfología exterior.

Aun así, se pueden establecer elementos base en su estructura:

1. Fuente emisora de luz. Origen lumínico que varía dependiendo la lámpara de fotocurado. Para lámparas halógeneas son bombillas halógenas de tungsteno, en el caso de las unidades LED, son ampolletas LED, de bajo voltaje en estado sólido, con más extensa vida y más durabilidad que las ampolletas o lámparas convencionales (10.000 horas). En el tipo de lámparas láser, la fuente lumínica, tal como indica su nombre, es un láser de argón.



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Dependiendo el tipo de fuente lumínica y el estado en que ésta se encuentre, varían las intensidades en que se emite la luz, por consiguiente influenciarán en el grado y calidad de polimerización. Una bombilla debilitada no efectuará una correcta polimerización del material, entre otras variables.

Fig.1: Ampolleta halógena. Fig.2: Fuente lumínica LED.

2. Filtro Óptico. Dispositivo que se encuentra entre la fuente de luz y el conductor de luz. Su función principal es eliminar la energía luminosa con longitudes de ondas innecesarias para la fotopolimerización del material y aquellas perjudiciales, emitiendo así longitudes de ondas específicas.

Fig.3: Filtro Óptico

3. Ventilador o disipador del calor. Estructura que se encuentra internamente en el equipo, con el fin de refrigerar constantemente la unidad, permite aireación y refrigeración de la temperatura generada en el interior por la radiación de la bombilla. Por lo tanto, es muy importante su presencia en aquellos equipos que emiten altas longitudes de ondas, ya que son propensas a generar calor, siendo perjudicial para la pulpa y tejidos circundantes (tejidos periodontales). Un exceso ruido y una alteración en el sistema de velocidad requieren la revisión y posible cambio (2).



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Existen lámparas que no precisan ventilador, ya que el calor generado al emitir la radiación es bajo, como las lámparas LED.

4. Conductor de la luz,

Es una fibra flexible o rígida encargado de transmitir la luz emitida hacia la punta activa. Se pueden clasificar en:

Haz de fibras ópticas flexibles: compuesto por un grupo de fibras ópticas. Presenta

algunas desventajas con su extrema fragilidad, que aumenta el riesgo de fractura y la consiguiente pérdida de poder de polimerización.

Sondas rígidas: se encuentran en las unidades tipo pistola, en las cuales la guía de

luz rígida está compuesta por un conjunto de fibras óptica de composición vítrea, con una longitud que varía entre 38 y 85 mm y un diámetro entre 2 y 13 mm, Se encuentran recubiertas por un revestimiento de vidrio y/o metal. Que impiden el paso de luz, concentrando ésta en a punta de la guía (Fig.5).

Sistema líquido de conducción: es el menos común, es un conducto óptico líquido

que transmite eficientemente la luz y evita la utilización de frágiles fibras ópticas, lo cual le proporciona mayor durabilidad. Por otro lado, el cordón es más rígido y si es doblado, disminuye el potencial de polimerización (2).

Terminal de la fibra óptica o punta activa. Extremo del conductor de luz, en el cual se pueden establecer variaciones en cuanto a su diámetro, angulación y morfología. Suele estar acodado, facilitando la aplicación de la luz. El diámetro del haz luminoso generalmente es fijo y único para muchos aparatos, pero en otros puede ser modificado mediante la adaptación de pequeños terminales intercambiables. Tipos de terminales intercambiables puede ser Doble (en “U”) y doblemente acodado, que permite polimerizar simultáneamente por lingual y palatino (Fig.4), por ejemplo.

Fig.4: Diferentes guías de luz (Demetron).

El diámetro del punto de salida de la punta activa de la lámpara debe ser coincidente con el tamaño de la cavidad, ya que si es muy estrecha, como en las lámparas de láser y plasma, requieren que el clínico superponga ciclos de curado. En el caso de que éste sea fijo, el profesional puede modificarlo alejando la lámpara del sitio de polimerización, teniendo presenta la alteración en la intensidad y penetración de la luz por efectos de la distancia entre la lámpara y la restauración, requiriendo mayor



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tiempo de curado.

Fig.5: Guías de luz rígidas de fibra óptica.

5. Radiómetro.

Aparato diseñado para medir la intensidad de la luz que emerge de la punta de la guía de luz en la lámpara de fotocurado. Es un fotómetro calibrado en unidades radiométricas (mW/cm

2), que

entrega rápidamente la información de la cantidad de electricidad que atraviesa el conductor en una unidad de tiempo. Esta estructura puede venir incorporada en la base de las unidades de fotopolimerización o como un dispositivo independiente. Una intensidad de curado adecuada debe estar siempre por encima de 300 mW/cm

2.

Normalmente una buena unidad de fotoactivación registra intensidades por encima de 600 mW/cm

2. y las de alta intensidad pueden registrar hasta 1000 mW/cm

2.

Por lo tanto, el radiómetro es uno de los elementos primordiales que constatan al clínico del estado en que se encuentra su equipo de fotopolimerización, ya que cuando se detectan valores bajo 300 mW/cm

2 se debe presumir que existe una falla en la bombilla, la que tiene

que ser reemplazada por una nueva, guiándose siempre por las indicaciones del fabricante en cuanto a Voltios y Watts.

Fig.6: Radiómetros independientes; Izquierda (CureTite, Caulk) y Derecha.(Demetron)



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Fig.7: Radiómetro incorporado.

2. CLASIFICACIÓN DE LAS LÁMPARAS DE FOTPOLIMERIZACIÓN:

a) SEGÚN FUENTE LUMÍNICA.

Halógena

Arco de plasma

Láser

LED

b) SEGÚN EL RÉGIMMEN, MODO O PATRÓN DE FUNCIONAMIENTO.

Continuo

Creciente progresivo

Creciente escalonado

Intermitente, parpadeante, discontinuo

Combinación de las anteriores

c) SEGÚN MORFOLOGÍA EXTERIOR.

Forma de pieza de mano con fibra óptica rígida, corta y acodada

Caja de sobremesa con fibra óptica flexible

Forma de pistola con fibra óptica rígida, corta y acodada

d) SEGÚN INTENSIDAD O POTENCIA.

Baja intensidad

Alta intensidad

Muy alta intensidad

e) SEGÚN LONGITUD DE ONDA.

Espectro ultravioleta.

Espectro visible y banda ancha.

Espectro visible y banda estrecha o específica.



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2.1 Según fuente lumínica:

A.- LÁMPARAS HALÓGENAS:

Las lámparas halógenas han sido las unidades de fotopolimerización ampliamente utilizadas en el

campo odontológico. Sus componentes básicos se ejemplifican a continuación (Fig.8).

Fuente de energía luminosa

Filtro óptico

Conductor de luz

-Haz de fibras flexibles

- Sondas rígidas

-Sistema líquido de conducción

Radiómetro

Ventilador

Fig.8: Estructura de lámpara halógena. (2)

Para su funcionamiento, contienen una bombilla de luz incandescente con un filamento de tungsteno

rodeado por un ambiente de gases halógenos. Lo que se genera es una corriente eléctrica que

calienta el filamento a una temperatura aproximada de 2727°C, permitiendo que éste actúe como una

resistencia capaz de emitir un amplio rango de radiación dentro del espectro electromagnético.

Debido a esto, es esencial la presencia de un filtro capaz de limitar y entregar la longitud de onda

adecuada para la fotopolimerización (luz azul). Por lo mismo se utilizan además fil tros paso banda,

para evitar el paso de la luz infrarroja y UV limitando el espectro entre los 370 y 550nm y así alcanzar

el peak y activación de la canforquinona (en el caso de la fotoactivación de las resinas compuestas). A

raíz de esto, solo un 0,5% del total de la luz generada por este tipo de lámparas se destina para llevar

a cabo la reacción de polimerización, por lo tanto, la mayoría es convertida a calor, principal factor que

afecta de manera significativa a este tipo de lámparas. Para combatirlo, es imprescindible que

contengan un ventilador y así disipar el calor generado en el filtro y reflector. Sin embargo, tanto el

bulbo, los filtros y los reflectores se degradan con el tiempo producto de los ciclos de calor y

enfriamiento durante la operatoria, por lo que además estas lámparas requieren de una mantención

regular en el tiempo, debido a la disminución de la eficiencia de curado producto de lo anterior.

Sumado a eso, este tipo de lámparas posee un tiempo de curado más lento de aproximadamente 15 a

20 segundos. (6)

Estas lámparas cumplen su función entre los 400-500 nm, y una intensidad de 400mW/cm2 a 800

mW/cm2, aunque otros autores las clasifican según baja intensidad (menor 1000 mW/cm

2) y alta

intensidad (sobre 1000 mW/cm2). Más específicamente, se habla de halógenas convencionales

(baja intensidad) cuya intensidad varía entre los 400 y 800 mW/cm2; halógenas convencionales de

alta potencia (alta intensidad), cuya intensidad varía entre los 834 mW/cm2

y los 1697 mW/cm2. Estas

últimas utilizan guías de luz (específicas para cada marca) concentradas en la punta, por lo que

presentan ampolletas de mayor intensidad generando más calor que las halógenas convencionales,

pero menos que las lámparas de plasma o laser. Finalmente se encuentran las halógenas

multimodales (intensidad progresiva) con más de 1000 mW/cm2.



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Dentro de las ventajas del uso de los equipos halógenos, se alude a su tecnología de bajo costo y el

amplio espectro de luz emitida, lo que permite la polimerización de varios tipos de materiales dentales.

Algunas marcas comerciales se ejemplifican a continuación (Tabla 1).

Tabla 1. Marcas comerciales de unidades de fotopolimerización halógenas. (7)

Tabla 2. Ventajas y desventajas lámparas halógenas

B.-LAMPARAS DE ARCO DE PLASMA (XENÓN O PAC).

A diferencia de las lámparas halógenas, éstas contienen dos electrodos de tungsteno capaces de

generar un alto potencial eléctrico, ubicados al interior de una capsula llena de gas xenón; es así

como se genera un arco ionizado entre ambos electrodos bajo un gas conductivo denominado plasma.

Al igual que las lámparas halógenas generan un espectro amplio de radiación por lo que también es

necesario el uso de filtros para entregar la longitud de onda adecuada, ya que se incluye la generación

de la luz UV, infrarroja y visible.

La principal diferencia significativa radica en que estas lámparas son capaces de producir una

intensidad que supera los 2000 mW/cm2, lo que se traduce a la polimerización en una menor cantidad

de tiempo, de hecho es por esto que los fabricantes lanzaron este tipo de lámparas. Sin embargo esto

conlleva a que se requiera un tiempo de espera (mínimo 10 segundos) después de cada uso para

Ventajas Desventajas

Tecnología de bajo costo Baja eficiencia (luz emitida es un 1% de la energía consumida)

Vida corta de servicio (50-100 horas clínicas)

Altas temperaturas (enfriadas por ventilador)

El espectro continuo debe ser reducido por sistema de filtros



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permitir la recuperación de la unidad. Más aun debido a la gran intensidad que logran reproducir, los

fabricantes indican que tan solo 3 segundos serían necesarios para la obtención de un material

fotopolimerizado que contenga características similares a uno que fotopolimerize con una lámpara

halógena en 40 segundos. No obstante estudios posteriores demostraron que las lámparas de arco de

plasma requieren un mínimo de 3 x3 segundos para llevar a cabo una fotopolimerización adecuada.

Pero, en comparación con las lámparas halógenas, estas unidades han demostrado mayores grados

de conversión y de profundidad de curado, además de tener un costo más alto (3).

Por otro lado, la alta densidad de potencia que se genera también se traduce a la generación de altas

tensiones de contracción ya que no se busca el alargue de la etapa pre-gel, puesto que el fin está

destinado a conseguir una rápida fotopolimerización. Esto, desde el punto de vista del tiempo de

trabajo constituye una ventaja, pues disminuye, pero al mismo tiempo una desventaja debido a que

conlleva a una baja en la calidad de la restauración por las tensiones que se generan ya que pueden

traducirse a la generación de brechas interface restauración.

Algunas marcas comerciales se ejemplifican a continuación (Tabla 3).

Tabla 3. Marcas comerciales lámparas de arco de plasma. (7)


Tiempos de fotopolimerización más cortos por alta potencia (app. 2000 mW/cm2)

Elevado costo de adquisición y manutención

Desarrollo de altas temperaturas y altas tensiones de contracción

Tabla 4. Ventajas y desventajas PAC

C.- LÁMPARAS LÁSER.

O también denominadas lámparas de láser de argón, ya que utilizan como medio activo el gas argón,

entregan rangos limitados de longitudes de onda que van desde los 454 nm a los 466nm, 472 nm a

497 nm y 514nm. Es por esto que no requieren el uso de filtros y debido a que se genera una baja

salida de radiación infrarroja (íntimamente asociada a la generación del calor), la producción de calor

es menor.

Más aún entregan un haz o rayo de luz estrecho coherente sin pérdida de poder de intensidad

cuando la distancia entre el material a polimerizar y la lámpara es mayor. Esto último se asocia con su

preferencia en el uso para sectores de difícil acceso como las zonas interproximales, pero esto

también implica que fotocure una superficie menor, por lo tanto, se corre el riesgo de sobreponer los

ciclos de curado si la restauración es más grande que el diámetro del láser. Así mismo, la profundidad

de curado se limita a los 1,5 a 2mm y son de alto costo (3).



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También existen las lámparas de laser de diodos, que utilizan como medio activo un diodo

semiconductor de Arseniuro de Galio y Aluminio. Éste emite una espectro infrarrojo entre los 930 y

904nm quedando su longitud de onda fuera del espectro visible, por lo mismo este tipo de láser no es

capaz de utilizarse para la fotopolimerización de composites pero si para aplicaciones terapéutico-

quirúrgicas y para el blanqueamiento dental.

Marcas comerciales:

Opus White( Opus Dental)

Arago( Premier Laser Systems)

Accucore Light( Laser Med)

Fig.9: Lámpara láser

Opus White(Opus Dental)


Tiempos de fotopolimerización más cortos

No necesita sistema de filtros

Elevado costo de adquisición y manutención

Desarrollo de altas temperaturas

Tabla 5. Ventajas y desventajas de lámparas láser.

D.- LÁMPARAS DE DIODOS o LED (LIGHT EMITTING DIODE).

Las unidades de fotopolimerización a base de luz emitida por diodos son una alternativa para la

polimerización de materiales odontológicos que han entrado con gran impacto e importancia en el

mercado. Estas han evolucionado rápidamente a lo largo de los años en pro de los requerimientos y

demandas impuestas por los profesionales del área odontológica, llegando al punto de ser dividas en

generaciones .Ha sido tal su evolución y que estos equipos se han transformado sin duda en el

reemplazo de las lámparas halógenas convencionales, debido a que presentan significantes ventajas

durante su uso clínico .Es por esta razón que hoy en día son las más usadas dentro del campo de la

odontología.

Estos dispositivos utilizan un diodo emisor de luz el cual es un chip de cristales, compuesto por dos

semiconductores diferentes, uno de ellos poseen un exceso de electrones y el otro requiere de

electrones .Cuando estos dos semiconductores se combinan con corriente eléctrica (voltaje), los

electrones en exceso viajan al sitio en donde se requieren electrones generándose un haz de luz con

una longitud de onda característica que es emitida por la terminal de la lámpara LED.

Los fotones que se generan son emitidos en una estrecho espectro de longitud de onda de luz azul

que va desde los 450nm a 490nm,con un peak máximo próximo a los 470nm siendo este muy

cercano al espectro de absorción de la canforquinona en las resinas compuestas ,el cual es el material

de preferencia por los odontólogos para restauraciones estéticas .En lo anteriormente mencionado

radica la gran diferencia con las lámparas convencionales halógenas ,ya que estas últimas liberan

energía fuera de los espectros absorbidos por las moléculas fotosensibles ,que no es utilizada durante



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la fotoactivación ,que se desperdicia y que en gran parte se trasforma en calor. Sin embargo este

estrecho espectro de longitud de onda no nos permite asumir que estas pueden ser utilizadas para

fotopolimerizar todos aquellos materiales que polimerizan mediante espectros de luz, tales como

cerámicas, sistemas adhesivos, compuestos blanqueadores, entre otros.

Dentro de las ventajas de este tipo de unidad de fotopolimerización se pueden mencionar:

Color de luz azul emitido es único.

Toda la luz emitida es utilizada para la fotopolimerización.

No se generan altas temperaturas durante el proceso de fotoactivacion (a excepción de LED

de alta potencia).

No requieren de sistemas de ventilación, por ende no emiten ruido.

No requieren de filtros especiales.

Larga vida útil debido a la no producción de altas temperaturas.

Constante efectividad, ya que no existen bajas en la intensidad de la luz emitida, debido a que

los diodos emisores de luz no requieren recambio continuo, por las ventajas anteriormente

nombradas .Lo cual no poseen las lámparas convencionales de luz halógena .

Mayor profundidad de curado lo que se relaciona con el grado de conversión de materiales

dentales como resinas compuestas.

Consumen bajas cantidades de energía durante su uso.

Presentan características más ergonómicas (inalámbricos, livianos, pequeñas).

Diodos aguantan hasta 5000 hrs. de uso, lo que las hace menos desechables.

Dentro de las desventajas que se le atribuyen a las lámparas LED, se pueden mencionar:

Estrecho rango de espectro de longitud de onda :

Lo que reduce las posibilidades de fotopolimerizar otros componentes fotosensibles distintos

de canforquinona contenidos tanto en resinas compuestas y otros materiales

fotopolimerizables.

Hoy en día se conocen elementos fotoiniciadores blanquecinos tales como fenilpropanodiona

(PPD) y Lucerin contenidos en algunos materiales como adhesivos y composites Bleach que

están diseñados para realizar restauraciones más blancos.

PPD espectro de absorción: 380- 430 nm (peak 410nm)

Lucerin® TPO espectro de absorción: 375 - 430 nm

Desventaja de lámparas halógenas

Baja eficiencia

Vida corta de servicio

Altas temperaturas

El espectro continuo debe

ser reducido por sistema

de filtros

Las LEDS las convierte en ventajas

Alta eficiencia por el limitado

rango de luz emitido, disminuye la

temperatura y se ahorra el

sistema de filtros

Larga vida útil (10.000 horas app)

Sistema mucho mas ergonómico



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Gráfica1: Gráficos de polimerización con diferentes moléculas fotosensibles (6).

En el siguiente gráfico se muestran los espectros de absorción de tres elementos

fotoiniciadores distintos (Canforquinona ,Lucerin y Fenilpropanodiona

respectivamente) y su solapamiento con las longitudes de onda emitidas por lámparas

halógenas y lámparas LED .El objetivo de estos gráficos es poder determinar que

lámpara sería la más adecuada para fotoiniciar las diferentes moléculas fotosensibles

contenidas principalmente en resinas compuestas, dependiendo de que si su espectro

de emisión luz azul abarca o no el espectro de absorción de cada molécula.

Algunas son más costosas que las lámparas halógenas

Requieren un mayor tiempo de polimerización que las lámparas de arco de plasma y algunas

lámparas halógenas ya que el fotocurado es más lento.

Poseen baterías que deben ser cargadas por determinados intervalos de tiempo a diferencia

de las lámparas convencionales halógenas (baterías de níquel hidruro metálico y níquel

cadmio).A menos de que sus baterías sean confeccionadas con Litio, las cuales no requieren

ser recargadas constantemente ya que tienen capacidad de auto descarga mínima. Éstas

últimas se consideran las más modernas del mercado



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Podemos clasificar las lámparas LED:

1. Según su poder de intensidad :

Se establece que cuanto mayor es la intensidad de la lámpara de fotopolimerización, mayor es la

energía liberada, mayor el calor que se genera y por ende más corto debiese ser el tiempo de

fotocurado. Por ello, las lámparas de polimerización deben ser utilizadas siempre con la máxima

precaución para así evitar dañar los tejidos que componen al diente como la pulpa y también los

tejidos blandos que rodean a la estructura dentaria.

En vista de la evolución avanzada que existe acerca de lámparas LED, el mercado posibilita al

profesional la facilidad de poder elegir entre lámparas de baja intensidad, mediana y alta intensidad su

elección dependerá de las características de la zona que se quiera trabajar y también los tiempos de

trabajos que se requieran lograr para así optimizar el tratamiento clínico.

-Baja intensidad: bajo 500 mW/cm2

-Mediana intensidad: 500-700 mW/cm2.

-Alta intensidad: sobre 750 mW/cm2

En resinas compuestas una alta intensidad implica un aumento en el stress de contracción, por esto

mismo, numerosos estudios recomiendan utilizar lámparas LED que posean un programa graduado

especial o un programa de inicio suave en el que la intensidad aumenta gradualmente. (6)

Tabla 6. Marcas comerciales lámparas LED (7)

2. Según generaciones

1° GENERACIÓN

Corresponden a lámparas LED de baja intensidad que emiten luz azul usando como material principal

carbide siliconado. Estas lámparas poseen un poder de intensidad que va de 50 a 300 mW/cm2

A consecuencia de lo anteriormente mencionado estas lámparas implican un aumento en el tiempo de

exposición

Actualmente están fuera del mercado, ya que fueron reemplazadas por las de 2° y 3° generación.



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2°GENERACIÓN

Corresponden a LEDs fabricadas en base a tecnología de Nitruro de Galio con un poder de

intensidad de 3 produce un espectro más reducido que coincide más específicamente con el espectro

de absorción de la canforquinona.

Poseen un solo diodo de alto poder con múltiples aéreas de emisión

Estas unidades tienen una mayor superficie de are de emisión de luz azul y gran liberación de energía

Encontramos marcas comerciales como:

Bluephase (Ivoclar,Vivadent)

-Intensidad de 1100 nW/cm2.

-Compatible con muchos materiales, incluidos los colores Bleach.

-Radiómetro integrado.

-Polimerización continuada y sin interrupción, por sistemas de refrigeración incluida.

-Batería de ión litio con capacidad total de 60 minutos sin que disminuya su rendimiento.

Elipar free light 2 (3M ESPE)

L.E. Demetron 1 (Kerr)

Radii Plus (SDI)

Smartlight iQ (Denstply)

Allegro (Dent-Mat)

3°GENERACIÓN

Tienen dos o más frecuencia de diodos y emiten luz en diferentes rangos para activar a la

canforquinona y a otros fotoiniciadores alternativos (diodos de diferentes longitudes de onda).

Marcas comerciales:

ULtralume5 (Ultradent): -Emite una Longitud de onda entres 375-500nm e - -Intensidad mayor a 800 Mw/cm

2.

Valo(Ultradent)

-Ergonómica y ligera: sólo 77 g. -Polimerizan todo tipo de materiales dentales. -Tres modos de polimerización de alta intensidad (Estándar, alta intensidad, extra intensidad)lo que disminuye los tiempos de trabajo.

-Emite un haz colimado que permite polimerización completa y uniforme.



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PRODUCTO

INALAMBRICA

RADIOMETRO

INCLUIDO

PESO

(GRAMOS )

BATERIA EXTRA

ESPECTRO DE

LONGITUD DE ONDA

(nm)

Bluephase 270 g SI (Litio) 430-490

Elipar Freelight 2

221 g NO 430-480

Smartlite iQ 227 g NO 430-475

LE Demetron 1

366 g SI 450-470

Radii 153 g NO 440-480

Allegro X 340 g NO 415-490

Ultralume 5 X X 340 g NO 375-500

Tabla 7: Marcas comerciales lámparas LED 3ra generación.



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3. TÉCNICAS DE FOTOCURADO

Para minimizar el estrés de contracción al inicio de la polimerización, cuando éste es mayor,

permitiendo así una mayor fluidez de las resinas compuestas reordenándose en un polímero más

lineal.

A. SOFT START

Técnica que entrega una mayor cantidad de tiempo para la reordenación de los monómeros

extendiendo la fase pre-gel que permite que la máxima conversión posible ocurra después de que el

estrés de contracción se haya logrado reducir; esto implica que la técnica de fotocurado comienza con

una baja intensidad, terminando en una alta intensidad, donde algunas lámparas vienen codificadas

automáticamente para ir incrementando la intensidad a través de secuencias que comienzan con la

producción de 100mW/cm2 por 10 segundos seguidos de un incremento hasta los 600mW/cm

2 por 30

segundos (3).

Esta técnica se subdivide en:

a.1) Ramped

a.2) Stepped

a.3)Pulse-Delay

Fig.10: Subdivisión de la

técnica Soft Start. (9)

a.1)Ramped:

La intensidad va en aumento gradual, es decir de forma exponencial con respecto al tiempo. Ahora

bien, el incremento de la intensidad puede estar codificado automáticamente en la lámpara o bien se

puede realizar de forma manual, acercando la lámpara al diente cada 30 segundos. Cabe destacar

que no se compromete la profundidad de curado y se busca el alargue de la etapa pre-gel para reducir

al máximo el estrés de contracción disipándolo.

Graficadas en la figura presentada a

continuación (Fig. 10)



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a.2)Staged (Delayed Curing):

Se deja un periodo de relajación entre un incremento de intensidad y el siguiente, para obtener el

contorno y forma de la restauración en oclusión y completar el proceso de fotocurado

respectivamente. Mientras más tiempo exista entre un incremento de intensidad y el siguiente, menor

será la generación de estrés de contracción.

a.3)Pulse Delay:

Se realizan intervalos con el mismo valor de intensidad, cada uno separado por un periodo en el cual

no hay intensidad alguna denominado “intervalo oscuro”. En aquél intervalo la reacción de

polimerización ocurre a un nivel reducido lo que implica una disminución en el estrés de contracción

(la mayor reducción ocurre con un delay de 3 a 5 minutos) además de un incremento de la resistencia

del material fotopolimerizable.

Tabla 8.Técnicas Soft Start.

B. HIGH INTENSITY

Concepto íntimamente asociado a las lámparas de arco de plasma y laser de argón, donde la

exposición inmediata del material fotopolimerizable a una alta intensidad, reduce significativamente el

tiempo de exposición de fotocurado frente a un rango de profundidad de curado específico para poder

establecer una comparación con respecto a otros tipos de lámparas que contengan esta capacidad.

Por ejemplo un material fotopolimerizable con una profundidad de 2 mm demorará 2 segundos en

fotocurar con una lámpara de arco de plasma, 5 segundos con una lámpara de laser de argón y 40

segundos con una lámpara halógena (3). Si bien disminuyen el tiempo de trabajo, cortos tiempos de

exposición implican una aceleración en el proceso de curado y un tiempo insuficiente para relajar el

estrés de contracción. Además se presenta una mayor citotoxicidad en casos donde se utiliza una alta

intensidad para cortos tiempos de fotocurado, en lugar de utilizar intensidades bajas y tiempos más

largos de fotocurado.

FOTOCURADO EXTRA ORAL

Se alude principalmente a unidades de fotopolimerización de laboratorio (LPUs), para la fabricación de

restauraciones indirectas, que , en comparación con restauraciones de resina en base a

composites(restauraciones directas), presentan una mayor dureza, profundidad de curado, y

resistencia además de un incremento en el grado de conversión, al trabajar con combinaciones de luz,

presión, calor, etc.

TECNICA SOFT START

VARIACION EN TERMINOS DE INTENSIDAD

Ramped Intensidad en aumento gradual

Staged Periodo de relajación entre un incremento de intensidad y el siguiente(de mayor valor)

Pulse delay Periodo de intensidad 0 entre intervalos con el mismo valor de intensidad.



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4. FACTORES DEPENDIENTES DE LA UNIDAD DE FOTOACTIVACIÓN QUE INFLUYEN EN

LA POLIMERIZACIÓN DE LOS MATERIALES

El hecho de que una fotopolimerización no se realice de manera correcta conlleva a efectos que

pueden afectar de manera directa al material restaurador, implicando una baja en sus propiedades

tanto físicas como mecánicas, cambios de color y mayor propensión al desgaste y a las fracturas

respectivamente. Además implicando una pérdida de la biocompatibilidad del material, requisito

fundamental para que un material cumpla correctamente sus funciones dentro de la cavidad oral.

Dentro de los factores de la unidad de fotoactivacion que influyen en la polimerización de los

materiales se encuentra:

a. Intensidad: Como sabemos, se mide con un radiómetro; dicha medición es fundamental y se

recomienda que sea revisada periódicamente con el fin de asegurar que la lámpara este

entregando la potencia necesaria para efectuar una adecuada polimerización. Ahora bien

existe una relación directa entre la energía de polimerización o intensidad y el grado de

conversión. Dicho esto, a mayor energía de polimerización, habrá una mayor formación de

radicales libres y consigo un mayor número de grupos metacrilato que reaccionen, y por ende

existirá un mayor grado de conversión.

Ciertos estudios asocian que una variación en la intensidad y el tiempo de curado puede

conllevar a diferentes valores en cuanto a la resistencia y modulo de flexión (que asocia carga

y deformación).

Gráfica 2: Valores de módulo de

flexión. [E= GPa] (13)

Grupo A (Potencia 250 mW/cm2) (tiempo de exposición 15 s) = 3.75 J/cm2

Grupo B (Potencia 450 mW/cm2) (tiempo de exposición 20 s) = 9.00 J/cm2

Grupo C (Potencia 800 mW/cm2) (tiempo de exposición 30 s) = 24.00 J/cm2

*Los tres grupos utilizan la lámpara halógena Spectrum 800 Denstply Caulk, Milford, DE, USA, y la resina Filtek Z250; el voltaje se mantuvo constante.

A modo de conclusión se establece que a mayor intensidad y mayor tiempo de exposición habrá

mayor modulo de flexión y de resistencia a la flexión ( Mpa); esto último estrechamente relacionado



22

con el GC(grado de conversión). Por lo tanto si no se genera un adecuado grado de conversión, el

material no será capaz de contar con las características mecánicas suficientes como para que

funcione correctamente dentro de boca.

Pero por otro lado, el aplicar una alta intensidad de luz, se traduce a un incremento del estrés de

contracción conllevando a daños en la adaptación marginal de la restauración. Recordar que este

concepto puede solucionarse de cierta forma con el uso de técnicas explicadas anteriormente para

reducir el estrés de contracción.

Se consideran apropiadas para el uso dental las unidades de fotopolimerización que entregan como

mínimo 550 mW/cm2, conllevando a una adecuada y correcta fotopolimerización (9).

b. Profundidad de curado: A mayor profundidad existe una disminución de la intensidad de la

luz producto de los fenómenos de absorción y dispersión de esta. Por lo tanto en la

profundidad de curado existe una atenuación en la intensidad de la luz. Estudios por

Rueggeberg & Jordan (1993) y Rueggeberg (1999) demuestran que a medida que se avanza

hacia la profundidad, la cantidad de luz necesaria para la activación de la CQ se reduce. Se

dice que se pierde un 50% de la energía lumínica al llegar a una profundidad de tan solo

0,5mm, mas aun a profundidades de 1mm llega el 25% de la energía lumínica, y un 9% a una

profundidad de 3mm. Esto se ve de manera simplificada en el siguiente grafico:

Gráfica 3: Profundidad de curado.

Entonces, ¿Por qué no aumentamos la cantidad de canforquinona contenida en el composite?

- Puede conllevar a problemas con el color del material( color amarillo de la canforquinona)

- incremento puede conllevar a una disminución en el entrecruzamiento de cadenas.

c. Temperatura: Como vimos anteriormente, la mayoría de las lámparas para su funcionamiento

requieren de un incremento en la temperatura, traducido a una mayor generación de calor

para así aumentar la cantidad de resina fotopolimerizada tras el aumento de la tasa de

iniciación fotoquímica, No obstante este aumento de calor puede generar daños a nivel pulpar

d. Longitud de Onda: Término estrechamente relacionado con las sustancias foto iniciadoras

incorporadas en el material restaurador, que desencadenan el proceso de fotopolimerización

tras la absorción de cierta longitud de onda.

0%

20%

40%

60%

0,5mm 1mm 3mm

% Energia Luminica v/s Profundidad de Curado

Intensidadluminica



23

Fig.11: Espectro de luz.

Es por esto que se aceptan longitudes de onda de aproximadamente entre

450-500 nanómetros que corresponden fundamentalmente al color azul.

Asimismo debemos estar al tanto del fotoiniciador presente en el material

restaurador y utilizar la lámpara compatible con la longitud de onda que

permita su activación.

e. Condiciones de la lámpara: Se debe asegurar que todos los componentes de la lámpara,

fibra óptica, filtros, ampolleta y punta del mango entre otros, estén en un óptimo estado para

así permitir una polimerización adecuada.

5. ANEXOS

-Importancia de la protección de los ojos:

Un aspecto a tener en cuenta, es que la radiación generada por estos dispositivos, como también el

reflejo sobre las superficies irradiadas, provocan alteraciones oculares que pueden ser irreversibles.

Existen a su vez, algunas enfermedades generales (porfirias, lupus) o fármacos, que pueden generar

fotosensibilidad (11).

El odontólogo, personal auxiliar y el mismo paciente deben ser protegidos, por lo tanto, con barreras

Longitudes de onda cortas se

asocian a una incompatibilidad con

la seguridad biológica, pues al ser

absorbidas por la materia generan

daños a nivel celular y de los tejidos

Longitudes de onda largas que al

encontrarse de manera abundante

en el ambiente, interactuarían

constantemente con el material, no

cuando el profesional lo considere

oportuno; sumado a eso la

absorción de radiaciones cercanas al

infrarrojo implican una elevación de

la temperatura provocando daño a

los tejidos vitales



24

efectivas que permitan impedir el paso de la luz azul. Para este fin, existen pantallas que pueden venir

adosadas en el propio dispositivo de curado (Fig.12) .Otras se presentan como pantallas de mano o

pueden utilizarse anteojos de protección (Fig.13) pues dan mucha mayor libertad de trabajo y

comodidad.

Fig.12: Lentes de protección Fig.13: Pantalla protectora adosada al equipo

-Cuidado con luz blanca del sillón dental:

Ésta es una observación muy importante, ya que la propia luz blanca que emite el foco de la lámpara

del sillón dental, produce una cierta tasa de fotopolimerización.

Ello se debe tener en cuenta durante la técnica de inserción del material, previniendo un inesperado

endurecimiento de éste, al alejarla del área de trabajo.

-Mantención de los equipos:

Con respecto a la mantención de las lámparas, éstas deben ser chequeadas periódicamente para

asegurar su máxima eficacia, ya que una adecuada fotopolimerización va de la mano con una correcta

condición de todos los componentes de la lámpara, donde los principales elementos que deben ser

revisados son la intensidad (mediante radiómetros), limpieza de las boquillas que guían la luz,

condición de la fibra óptica, reemplazo de las bombillas de luz si fuese necesario (3).



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III. RESUMEN

Las unidades de fotopolimerizacion o más conocidas como lámparas de fotocurado, son aparatos

capaces de emitir espectros de luz visible con el fin de endurecer, activar o mejor dicho

“fotopolimerizar” ciertos materiales dentales de uso clínico y de laboratorio, como cerámicas,

compuestos para blanqueamiento dental y por supuesto las tan utilizadas y conocidas resinas

compuestas. Estas unidades se caracterizan por emitir un rayo de luz azul con una longitud de onda

promedio que va desde entre 460 y 480 nm., que se encarga de fotoactivar moléculas fotosensibles

que inician reacciones en cadena que terminan por polimerizar el material dental en uso,

permitiéndole a éste poseer las características y propiedades físico-mecánicas y estéticas adecuadas

para prolongar su permanencia en la cavidad oral del paciente y también posibles iatrogenias por

parte del operador .

Se conocen moléculas fotosensibles a espectros de luz como, canforquinona, fenilpropanodiona y

lucerin, todas con rangos de absorción de luz a diferentes longitudes de onda.

Las unidades de fotopolimerización se clasifican según variados parámetros, destacándose la

clasificación en base a la fuente de luz. A raíz de ésta surgen las lámparas halógenas, láser, de arco

de plasma y las LED.

El avance de la tecnología ha permitido una evolución en las unidades de fotocurado, donde se busca

potenciar al máximo las propiedades de éstas con el fin de aumentar la satisfacción tanto del operador

como del paciente. Por ejemplo, hoy en día se encuentra muy en boga el uso de lámparas LEDs.

Éstas han alcanzado un alto grado de evolución en los últimos años, llegando al punto de tener que

ser clasificadas por generaciones (1° generación ,2°generación, 3°generación) según año de aparición

y las posibles nuevas características ventajosas que los innumerables fabricantes han desarrollado y

aplicado a estos aparatos. Todo esto permitido y determinado principalmente por avance de la

tecnología, más las exigencias que imponen los odontólogos año a año para efectuar tratamientos

optimizados, que disminuyan los tiempos de trabajo y que otorguen mayor grado de polimerización a

los materiales dentales fotopolimerizables.

Resulta fundamental disponer de unidades que entreguen una correcta intensidad, así mismo un

rango de longitud de onda que éste dentro del rango que absorba el fotoiniciador que contenga el

material, para así llevar a cabo una fotopolimerización efectiva. Para ello se recomienda el constante

mantenimiento de estos aparatos y también la constante revisión de la potencia entregada por la

lámpara, mediante el uso de radiómetros que pueden o no estar incorporados a la lámpara. A lo último

mencionado, se le da bastante importancia ya que las unidades de fotopolimerización disminuyen su

intensidad de luz emitida con el tiempo y el uso. También se aconseja, si existe la posibilidad de

hacerlo antes, revisar la intensidad de la lámpara a adquirir ya que muchos fabricantes indican

intensidades que se encuentran muy por debajo de lo entregado en la práctica clínica.

Es importante también tener en cuenta los factores dependientes de la unidad de fotocurado, que

inciden en la calidad y grado de fotopolimerización; la intensidad, la longitud de onda emitida, la

profundidad de curado, temperatura, y condición de la lámpara. Todos estos factores, sumados a los

anteriormente mencionados, si se mantienen dentro de las condiciones adecuadas, conllevan a una

correcta fotopolimerización por parte de la unidad de fotocurado.



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IV. BIBLIOGRAFÍA

(1)Bilbao J, Acosta C.(2001). Equipos de Fotocurado.

(2) Cátedra de Biomateriales Odontológicos Universidad Andrés Bello ,Viña del Mar. (2013)Apunte 9:

Principios básicos de fotopolimerización.

(3) Dr. Kumar T, Dr. Fernandes M, Dr.Lambor R. (2011). Light Curing Devices, A Clinical Review.

(4) Farah J, D.D.S, Ph.D, Powers J, Ph.D. (2005).The dental Advisor.

(5) Howard E, Strassler, DMD. (2011). Guidelines for Successful Light-Curing.

(6) Ivoclar Vivadent.(2006). Lo que siempre quiso saber acerca de las lámparas de fotopolimerización

LED.

(7) Jimenez-Planas A, Martín J, Ábalos C, Llamas R. (2007).Developments in polymerization lamps.

(8) Kerr Dental. (2013). A Closer look at Curing Ligths.

(9) Malhotra N, Mala K. (2010). Light Curing Considerations for Resin-Based Materials: A Review. Part

I.

(10) Silva L, Rocha R, Abrahao A, Pinheiro A, Zampieri M. (2005). Monomer conversión of composite

dental resin photoactivated by a halogen lamp and and a LED: A ft-reman spectroscopy study.

(11) Vega del Barrio J. (2005). Fotopolimerización: una visión actual desde el campo dental.

(12) Camavilca Arias S. (2010). Efecto de la intensidad de la luz de las lámparas halógenas en el

sellado marginal de las restauraciones de clase: Estudio in vitro

(13) Hernández E, Ancona A, Dr. Zamarripa E. (2010). Efecto de la energía de polimerización sobre la

resistencia flexional y módulo de flexión en resinas Z-250.

(14) Hervás A, Martínez M, Cabanes J, Barjau A, Fos P. (2006). Resinas compuestas. Revisión de los

materiales e indicaciones clínicas.

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