PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19721311C1 03.12.1998
Titel Bestrahlungsgerät zur Polymerisation von lichthärtenden Kunststoffen
Anmelder EKA Gesellschaft für medizinisch-technische Geräte mbH, 82065 Baierbrunn, DE
Erfinder Kreitmair, Edith, 81476 München, DE;
Berger, Detlef, 82065 Baierbrunn, DE
Vertreter Kehl, G., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 81679 München
DE-Anmeldedatum 21.05.1997
DE-Aktenzeichen 19721311
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.12.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.12.1998
IPC-Hauptklasse G21K 5/00
IPC-Nebenklasse C08J 3/28   A61C 13/15   B29C 35/08   
Zusammenfassung Bestrahlungsgerät zur Polymerisation von lichthärtenden Kunststoffen, insbesondere bei invivo-Anwendungen im Dentalbereich, versehen mit einer Lichtquelle und einer Energieversorgung für die Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle aus mindestens einer im blauen Wellenlängenbereich von 390 bis 520 nm abstrahlenden lichtemittierenden Diode (LED) besteht und daß die Energieversorgung über Batterien oder Akkus erfolgt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein handgeführtes Bestrahlungsgerät zur Polymerisation von lichthärtenden Kunststoffen, insbesondere bei in Vivo-Anwendungen im Dentalbereich, z. B. bei Zahnfüllungen. Lichthärtende Kunststoffe finden eine immer breitere medizinisch-technische Anwendung, wobei die Aushärtung dieser Kunststoffe durch Lichtanregung erfolgt, im Dentalbereich hauptsächlich durch Verwendung von Halogenlampen mit Kaltlichtrefelektoren. Diese halogenlampenbetriebenen Bestrahlungsgeräte haben jedoch den Nachteil, daß sie eine große Hitzeentwicklung der Lampen verkraften müssen. Wegen der geringen Effizienz von Halogenlampen im blauen Spektralbereich ist es nicht möglich, handliche batteriebetriebene Bestrahlungsgeräte mit ausreichender Lichtleistung zu erzeugen.

Aus der DE-34 11 996 A1 ist eine Bestrahlungseinheit mit einer Halogen- Reflektorlampe und einem Kühlventilator bekannt geworden.

Aus der DE 42 33 870 A1 ist eine Schutzvorrichtung für ein medizinisches Bestrahlungsgerät bekannt, das ein Fenster aufweist, das für Strahlung im Wellenlängenbereich von 370 bis 520 nm wenigstens teilweise durchlässig ist.

In der prioritätsälteren, jedoch nicht vorveröffentlichten DE 196 19 154 A1 ist ein Bestrahlungsgerät zur Aushärtung von Kunststoffen beschrieben, das mindestens eine lichtemittierende Diode zur Aussendung einer Strahlung im Wellenlängenbereich von etwa 320 nm bis 550 nm aufweist.

Sinn der vorliegenden Erfindung ist es, ein effektiv arbeitendes Bestrahlungsgerät im blauen Spektralbereich ohne Hitzeentwicklung und mit so hoher Effizienz zu erzeugen, daß ein Betrieb in einem kleinen handlichen Gehäuse mit kleinen Batterien oder Akkus möglich ist.

Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, daß mit blauen LEDs eine gute Polymerisation speziell im Dentalbereich bei Invivo-Anwendungen möglich ist. Besonders gut geeignet erscheinen LED's mit geringem Abstrahlungswinkel und mit hoher Beleuchtungsstärke im blauen Wellenlängenbereich z. B. bei 435, 450 bzw. 470 nm. Besonders vorteilhaft erwies sich, wenn mehrere LED's zu einem Bündel zusammengefasst wurden, insbesondere wenn sie so im Winkel gestellt waren, daß ein kleiner Leuchtfleck ausgeleuchtet wurde und damit direkt auf das Objekt gestrahlt wurde. Ebenfalls gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Strahlung der LED's in ein Lichtleiterbündel eingekoppelt wurde, sei es daß jede einzelne LED in eine Einzelfaser einfokusiert wurde und die Einzelfasern anschließend gebündelt werden bzw. mehrere LED's direkt in ein Lichtleiterbündel einfokusiert wurden.

Am geeignetsten waren Bestrahlungsvorrichtungen, bei denen mehrere LED's mit verschiedenen Wellenlängen verwendet wurden, so daß ein breiterer Spektralbereich abgedeckt wurde. Als vorteilhafteste Anordnung hat sich erwiesen, wenn mehrere lichtemittierende Chips auf einem Substrat möglichst dicht angeordnet sind.

Vorteilhafterweise ist eine solche Bündelung mit einer Platte z. B. aus Glas- oder einer Saphirplatte abgedeckt. Eine weitere Verbesserung wurde erreicht, wenn die LED's im Pulsbetrieb gefahren wurden. Ebenso erhöht sich die Lichtabstrahlung, wenn die LED's mit Überlast betrieben werden.

Da der Energiebdarf von LEDs sehr gering ist (1 Bündel von LEDs verbraucht max. 1-2 Watt) ist ein effektives Betreiben des Bestrahlungsgerätes mit einer kleinen Batterie bzw. einem kleinem Akku (Monozellen) möglich. Vorteilhafterweise ist in dem Bestrahlungsgerät ein Zeitgeber und eine Stabilisierung nebst einem Handschalter eingebaut. Ebenfalls bewährt hat sich, die LEDs zu kühlen, um ein Abfallen des Wirkunggrades zu vermeiden. Als Kühlung kommen vorzugsweise Minilüfter, Druckluft bzw. Peltierelemente in Betracht.


Anspruch[de]
  1. 1. Bestrahlungsgerät zur Polymerisation von lichthärtenden Kunststoffen, insbesondere bei in Vivo-Anwendungen im Dentalbereich, versehen mit einer Lichtquelle und einer Energieversorgung für die Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle aus mindestens einer im blauen Wellenlängenbereich von 390 bis 520 nm abstrahlenden lichtemittierenden Diode (LED) besteht und daß die Energieversorgung über Batterien oder Akkus erfolgt.
  2. 2. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die LED bei ca. 470 nm ihr Emissionsmaximum hat.
  3. 3. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere LEDs verwendet werden.
  4. 4. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs gebündelt werden.
  5. 5. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß LEDs mit verschiedenen Frequenzen, z. B. 435, 450 und 470 nm verwendet werden.
  6. 6. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere lichtemittierende Chips, d. h. LED-Chips' auf ein Substrat aufgebracht sind.
  7. 7. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere lichtemittierende Chips mit verschiedenen Wellenlängen auf ein Substrat aufgebracht sind.
  8. 8. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die LED's gepulst betrieben werden.
  9. 9. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die LED's mit einer für das emittierte Licht transparenten Scheibe abgedeckt sind.
  10. 10. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar mit der lichtemittierenden Fläche der LEDs auf das Objekt gestrahlt wird.
  11. 11. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das emittierte Licht in Lichtleiter einfokussiert wird.
  12. 12. Bestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs gekühlt werden.
  13. 13. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung mittels Peltierelemente betrieben wird.
  14. 14. Bestrahlungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung mittels eines Luftstroms erfolgt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com