Lichthärtung von Kompositkunststoffen – ist doch simpel, oder?

Wenn man die Fehlermöglichkeiten kennt und die Vorgaben beachtet, dann bietet die Lichthärtung in den meisten Fällen große Vorteile und erleichtert die tägliche Praxis erheblich. Eine internationale Expertengruppe diskutiert jährlich Detailfragen und erarbeitet Empfehlungen.

Vor fast einem halben Jahrhundert wurde in der Zahnmedizin die Lichthärtung von Kompositkunststoffen eingeführt. Diese intraorale Aushärtung „on demand“ erleichterte das Modellieren von Füllungen und nahm erheblich zeitlichen Stress vom Behandler. Auch das Schichten von verschiedenen Farben bei Frontzahnfüllungen war nun möglich.

Nachdem die zunächst verwendeten kurzwelligen UV-Strahlen nicht sehr tief in die Kompositmaterialien eindrangen und nur dünne Inkremente möglich waren, wurde Ende der 1970er-Jahre die Blaulicht-Polymerisation mit Halogenlampen eingeführt. Dieser Wellenlängenbereich stellt bis heute den Goldstandard dar, auch wenn die Halogenlampen weitgehend von LED-Leuchten abgelöst sind. Technische Entwicklungen ermöglichten im Laufe der Zeit immer höhere Intensitäten. Dadurch reduzierten sich die Belichtungszeiten bis teilweise unter 10 s. Doch ist das mit einer guten Qualität und langen Lebensdauer der Restaurationen vereinbar?

Belichtung hat maßgeblichen Einfluss

Allgemein gilt: Einer kurzen, intensiven Belichtung folgt ein höherer Polymerisationsstress als bei langsamer Applikation der gleichen Lichtdosis. Verwackelt der Lichtleiter während der kurzen Belichtungszeit, verschlechtert sich zudem die Polymerisation. Bei tiefen Kavitäten im Seitenzahnbereich und großem Abstand des Lichtleiters zum Kavitätenboden ist die Lichtausbeute dort wesentlich geringer und die Durchhärtung kann vor allem bei dickeren Schichten unvollständig bleiben. Das Sondieren der Härte auf den Oberflächen des Komposits mit einer zahnärztlichen Sonde erlaubt keinen Rückschluss auf eine ausreichende Durchhärtetiefe im Zahn. Wenn die Restauration misslingt, wird aber oft das Material und nicht die eventuell insuffiziente Lichthärtung dafür verantwortlich gemacht.

Auch in wissenschaftlichen Studien wurde die Belichtung früher wenig beachtet. Oft wurde die Lichtpolymerisation (Intensität, Zeit etc.) nicht beschrieben. Auch bei der Beurteilung der Lebensdauer von Füllungen ging man früher kaum auf die Art der Belichtung ein – sie hat aber maßgeblichen Einfluss, wie man heute weiß.

Empfehlungen der „Northern Lights“

Seit 2012 trifft sich deshalb eine internationale Expertengruppe jährlich zur „Northern Lights“-Konferenz. Dort werden jeweils ein bis zwei Themenbereiche der Lichtpolymerisation diskutiert und dann Empfehlungen als Konsensuspapier veröffentlicht, teils auch in deutschsprachigen Journals (z. B. 1, 2).

Hier sind auszugsweise Empfehlungen aus verschiedenen Statements zusammengefasst:

Polymerisationslampen

Qualitätssicherung

Verwenden Sie eine Polymerisationslampe, deren Hersteller Kontaktdaten, Gebrauchsanweisungen und Informationen zum Kundendienst bereitstellt sowie das in Deutschland verwendete CE-Zeichen hat.

Leistungsparameter

Informieren Sie sich über die entscheidenden Leistungsparameter Ihrer Polymerisationslampe:

• Lichtaustrittsfenster: Der Durchmesser des Lichtstrahls sollte größer als 8 mm sein.
• Lichtleistung: Das ist die durchschnittliche Strahlungsintensität (mW/cm²), gemessen über das Lichtaustrittsfenster und das emittierte Wellenlängenspektrum. Die empfohlene Intensität beträgt 1000­ bis 1500 mW/m² bei mindestens 8 mm (siehe unten).
• Strahlenprofil: Der Lichtaustritt sollte gleichmäßig gut über den Lichtstrahl verteilt sein und nicht an den Rändern stark abfallen.

Hohe Intensität

Seien Sie vorsichtig bei Polymerisationslampen mit sehr hoher Lichtleistung (über 2000 mW/cm²) und der Empfehlung zu sehr kurzen Lichthärtezeiten (1 bis 5 s). Besonders bei sehr kurzen Lichthärtezeiten ist es essenziell, das Ende des Lichtleiters während der Aushärtung zu fixieren, um nicht durch Verwackeln eine insuffiziente Aushärtung zu bekommen. Obwohl es einige Kompositmaterialien gibt, die für die Lichthärtung mit hoher Lichtleistung geeignet sind, können bei solch kurzen Lichthärtezeiten nicht alle heute verfügbaren Kompositmaterialien ausreichend durchhärten – auch dann nicht, wenn eine Polymerisationslampe mit hoher Lichtleistung verwendet wird.

Empfohlene Intensität

Bei den derzeitigen Kompositen sollten Polymerisationsgeräte mit einer Lichtleistung über 2000 mW/cm² und Belichtungszeiten von unter 10 s mit Zurückhaltung bewertet werden. Aufgrund der erfolgreichen klinischen Erfahrungen mit Belichtungszeiten von 10 bis 20 s werden Lichtintensitäten von 1000 bis 1500 mW/cm² empfohlen.

Lichtleiterdurchmesser

Beachten Sie die Größe des Lichtaustrittsfensters und die Kavitätengröße. Komposit im äußersten Randbereich oder außerhalb der Lichtquelle wird nicht oder nicht ausreichend gehärtet.

Restaurationsmaterialien

Farbe und Transluzenz

Es gibt beträchtliche Unterschiede der Lichtdurchlässigkeit zwischen den verschiedenen Arten und Farben von Restaurationsmaterialien.

Tiefe Kavitäten und Schichtstärken

Die Lichtmenge, die den Boden einer Restauration erreicht, nimmt mit zunehmender Schichtstärke der Restauration exponentiell ab – sowohl bei direkten als auch bei indirekten Restaurationen.

Separate Lichthärtung

Vor allem in kritischen Arealen wie im mesialen und im distalen Kasten sollten Adhäsiv und Komposit getrennt gehärtet werden.

Belichtungszeiten

Beachten Sie die Lichthärtezeiten und Schichtstärkeangaben des Kompositherstellers, insbesondere wenn Sie eine Polymerisationslampe eines anderen Herstellers verwenden. Verlängern Sie die Lichthärtezeiten bei großem Abstand (> 4 bis 5 mm) und dunklen oder opaken Farben.

Intensität vs. Belichtungszeit

Der physikalische Grundsatz der Reziprozität (umgekehrtes Verhältnis) von Lichtintensität und Belichtungszeit gilt nicht für die Komposithärtung: Eine Erhöhung der Lichtintensität zum Beispiel von 1500 auf 5000 mW/cm² bedeutet nicht, dass die Lichthärtung von 10 auf 3 s gesenkt werden kann – obwohl die Energiedichte (Lichtintensität x Belichtungszeit) in beiden Fällen mit 15 J/cm² gleich wäre.

Was vor dem Lichthärten zu berücksichtigen ist

Regelmäßige Überprüfung

Prüfen Sie regelmäßig die Lichtleistung der Polymerisationslampe und zeichnen Sie das Ergebnis auf. Verwenden Sie hierfür immer dasselbe Messgerät und denselben Lichtleiter. Wenn die Angaben des Herstellers nicht erreicht werden, sollten Sie die Polymerisationslampe reparieren lassen oder austauschen.

Prüfen und Reinigen

Kontrollieren und reinigen Sie die Polymerisationslampe vor der Verwendung. So stellen Sie sicher, dass die Einstellungen korrekt sind und das Gerät nicht beschädigt oder verunreinigt ist.

Ausreichende Lichtdosis

Verwenden Sie einen Lichtleiter, der die Lichtleistung über das Lichtaustrittsfenster gleichmäßig verteilt und möglichst große Flächen der Füllung abdeckt. Jede Füllungsoberfläche sollte unabhängig voneinander lichtgehärtet werden. Ist das Lichtaustrittsfenster kleiner als die Füllung, muss überlappend ausgehärtet werden.

Korrekte Positionierung

Wichtig ist, die Lichtquelle direkt über und im rechten Winkel zur Oberfläche der Restauration auszurichten. Positionieren Sie das Lichtaustrittsfenster so nah wie möglich an das Komposit, ohne dieses in der ersten Sekunde zu berühren, und richten Sie es auf das auszuhärtende Kompositvolumen aus.

Abschattungen vermeiden

Das Kavitätendesign und Metallmatrizen können Abschattungen bei der Belichtung verursachen. Um die beste Lichtausbeute zu erzielen, sollte das Austrittsfenster so anguliert werden, dass Abschattungen nicht oder nur minimal vorhanden sind.

Cave Verwacklung/Verrutschen

Fixieren Sie das Lichtaustrittsfenster, damit die Polymerisationslampe während der Lichthärtung über dem Komposit nicht verrutscht. Schützen Sie Ihre Augen mit geeigneten Schutzbrillen oder -schilden, während Sie die Positionierung der Polymerisationslampe beobachten und kontrollieren.

Vorsichtsmaßnahmen zur Fehlervermeidung

Ausreichende Lichtdosis

Vermeiden Sie alles, was die Lichtausbeute am Komposit verringern könnte, zum Beispiel

• den Lichtleiter mehrere Millimeter weit weg zu halten,
• den Lichtleiter schräg zur Kompositoberfläche auszurichten,
• eine Verschmutzung oder Beschädigung der lichtleitenden Elemente.

Weitere Belichtungen

Wenn die klinische Situation den Lichtzutritt erschwert (z. B. bei Schatten durch Matrizenbänder, Zahnsubstanz oder Füllungen), dann sind ergänzende Lichthärtungszyklen zu empfehlen.

Cave thermische Schäden

Bedenken Sie mögliche Hitzeschäden an der Pulpa oder am Weichgewebe bei hoher Lichtleistung oder sehr langen Lichthärtezeiten. Kühlen Sie den Zahn mit Luft, wenn Sie lange Lichthärtezeiten oder Polymerisationslampen mit hoher Lichtleistung verwenden.

Fazit

• Die Belichtungszeit ist zu verlängern, wenn der Abstand zwischen Lichtaustrittsfenster und der Kompositoberfläche erhöht ist. In tiefen, meist approximalen Bereichen ist der Abstand zur Lichtquelle größer und am Komposit kommt im Vergleich zu Schichten nahe der Okklusalfläche weniger Lichtenergie an. Um dies zu kompensieren, sollte die Belichtungszeit erhöht werden.
• Nach Entfernung der Matrize sollte bei tieferen Kavitäten die Restauration von bukkaler und von lingualer Seite zusätzlich belichtet werden.
• Man sollte stets eine ausreichende Lichtdosis applizieren, um das Komposit erfolgreich durchzuhärten – ohne dabei den Zahn und das umgebende Weichgewebe (Gingiva) durch Überhitzung zu schädigen. Eine gute Absaugung oder Luftgebläse zur Luftzirkulation um den Zahn herum gilt als effektive Methode, um den Anstieg der Temperatur in der Pulpa zu reduzieren.

Prof. Dr. Reinhard Hickel, Klinikum der Universität München

 Literatur

1. Hickel R, Pfefferkorn F: Die Lichthärtung – Ein Leitfaden für Praktiker, Konsensus des Symposiums zur Lichthärtung in der Zahnmedizin 2014 an der Dalhousie-Universität in Halifax, Kanada, Quintessenz 2015;66(2):141–143.
2. Hickel R, Price R, Soares C, Ilie N: Internationales Experten-Consensus-Statement: Lichthärtende Bulkfill-Kompositkunststoffe. ZM 108 (9), 980–981 (2018).