Behandlingssituasjonen

Vanligvis er det ikke nødvendig å utstyre pasienten med lysbeskyttende briller når man lysherder tannmaterialer, men eventuelle assistenter eller pårørende som sitter nær pasienten i en slik vinkel at øynene deres kan treffes av reflektert lys, bør beskyttes. Risikoen for utilsiktet lyseksponering øker når fortenner behandles.

Kunstig linse

Pasienter eller behandlere med ulike øyesykdommer eller som har intraokulare linseimplantater (f.eks. etter en kataraktoperasjon) kan ha økt risiko for øyeskade når de utsettes for UV og synlig lys. Linseimplantatene har som regel UV-beskyttelse og noen har også beskyttelse mot deler av det synlige lyset, men bølgelengder fra en LED-herdelampe passerer lettere gjennom slike enn gjennom den normale linsen hos en middelaldrende person [13].

Fotosensibilisering av legemidler og lysfølsomhet

En rekke legemidler kan absorbere UV og synlig lys og gi opphav til fototoksiske og fotimmunologiske reaksjoner. Lys kan reagere med lysabsorberende legemidler eller nedbrytingsprodukter av disse som blir lagret i øyevev og hud. Munnhulen gir i tillegg lyset tilgang til blodbanen gjennom godt vaskularisert vev og til tenner, som også har evne til å akkumulere enkelte medikamenter. Eksempler på vanlig brukte legemidler som kan gi opphav til fotosensibilisering, er enkelte NSAIDS, antidepressiva, midler mot psoriasis og antibiotika (tetrasykliner) [14]. Et reseptfritt naturlegemiddel med fotosensibiliserende virkning er johannesurt (med virkestoffet hypericin)[9]. Dette middelet kan akkumuleres i netthinnen. Forutsetningen for at et lege- eller næringsmiddel kan utøve fototoksisk virkning i netthinnen, er nettopp at det kan krysse blod-netthinnebarrieren, har evnen til å absorbere lys og kan binde seg til biomolekyler i netthinnen. Enkelte nanopartikler, som fullerol, har disse egenskapene [9]. Sykdommer som f.eks. porfyrier og urticaria solaris samt fotodynamisk behandling av for eksempel hudkreft og psoriasisbehandling gir økt lysfølsomhet.

Stråling fra andre lyskilder

Optisk stråling fra andre lyskilder enn herdelamper i tannklinikken vil i prinsippet kunne gi tilsvarende øyeskader som fra herdelamper, men i mindre grad, avhengig av faktorer som bølgelengde, irradians og utbredelse av lysstrålen. Lasere, derimot sender ut optisk stråling i en samlet, svært tynn stråle som ofte gir svært høy irradians. Lyset fra en laser kan bestå av én eller noen få bølgelengder fra hele den optiske delen av spekteret, slik at helt andre fysiske og biologiske virkninger i øyet, og dermed andre øyeskader, kan oppstå enn de som skyldes eksponering fra herdelamper. Dette temaet er behandlet i andre publikasjoner [15]. Som en interessant sammenligning av lysmengden som kan nå inn til øyet fra ulike kilder, kan det nevnes at irradiansen fra herdelamper kan være 1000 – 10 000 ganger høyere enn sollysirradiansen på jordoverflaten (Oslo i juli) innen visse bølgelengdeområder, mens en laser kan gi en irradians som er det mangedobbelte av en herdelampe.

Heldigvis kan risiko for øyeskade enkelt reduseres ved ulike mottiltak. For å oppnå best mulig materialherding, må lyslederen holdes parallelt med materialoverflaten i kort og stabil avstand. Det er lettere å holde lampen stødig når man ser på behandlingsområdet under belysningen. Risikoen for øyeskade kan reduseres ved ikke å bruke unødig høy lysstyrke (irradians) eller unødig lang belysningstid eller ved å velge teknologi som hindrer lys i å komme utenfor behandlingsområdet. Likevel er det nødvendig å bruke gjennomsiktige, men samtidig lysbeskyttende briller eller filter. Disse kan utformes på ulike måter, som påmonterte plater på herdelampen, håndholdte filterplater eller plater som dekker arbeidsområdet, eller som briller. Resultater fra en undersøkelse av øyebeskyttende filtre [16] viste at kun halvparten var av tilfredsstillende kvalitet. Målet med studien vår var å måle og vurdere beskyttelsesgraden til filtere opp mot de lamper som er i bruk i dagens tannklinikker. Et annet mål var å finne ut om en større andel av øyebeskyttende filtre som selges på dagens marked var av god nok kvalitet sammenlignet med produktene i den forrige undersøkelsen [16], som ble utført i 2006.

Oppmåling av filtre

Måling av produktenes filteregenskaper i bølgelengdeområdet 350 - 800 nm (spektral transmittans) ble utført ved Statens stråleverns optiske laboratorium, Østerås, Norge. Tolv av filtrene ble bestrålt polykromatisk med halogenherdelampen VCL Complete (sds Kerr, Danbury, CT, USA) som lyskilde. Måling av lysfluksen med og uten filter (transmittans) er tidligere beskrevet [16]. Spektralradiometerets måleusikkerhet var innenfor 5 %. Instrumentet ble kalibrert med sporbarhet til National Institute of Standards and Technology (NIST), Gaithersburg, MD, USA via Sveriges Tekniska Forskningsinstitut (SP), Borås, Sverige. Filteret «MO Wing» ble bestrålt polykromatisk med en 100 W Xenonlampe (Model 68805, SN 2511, Oriel Instruments, Stratford, CT, USA), og måleverdiene ble tatt opp mellom 250 - 800 nm. Avstanden mellom lampen og filteret var ca. 34 cm. Den integrerende sfæren som fanget opp lysfluksen ble holdt så nær filteret som mulig (3 mm). Irradianskalibreringen er sporbar til Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig, Tyskland via Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos - World Radiation Center (PMOD-WRC), Davos, Sveits. Transmittansspektrene i figur 1 fremkommer ved forholdet mellom spektrum fra lyskilden med filter og et referansespektrum fra samme lyskilde uten filter.

Oppmåling av herdelamper

Spektral karakterisering av et utvalg herdelamper med ulik irradians ble foretatt i perioden 2007 - 2011: Elipar Freelight 2 (3M, St. Paul, MN, USA), DemiPlus (sds Kerr, Orange, CA, USA), bluephase 16i (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein ), bluephase 20i (Ivoclar Vivadent),Valo (standard mode)(Ultradent, South Jordan, UT, USA), SmartLite iQ2 (Dentsply, York, PA, USA ), FlashSoft og FlashMax med og uten avtagbare hylser (CMS Dental, København, Danmark), og LEDemetron II med stor og liten lysguide (sds Kerr).

Metoden er beskrevet tidligere [17]. Spektralradiometeret som ble brukt ble kalibrert mot en standardlampe og ga måleverdier uttrykt som spektral irradians (mW/cm²/nm). Irradiansen på lyskildens overflate (eksitans) kunne dermed beregnes. Den varierte mellom 635 mW/cm² og 4 600 mW/cm² (±7%). Radiansen i mW/cm²sr ble beregnet ved å måle eksitansen til lyset fra lampene og dividere med romvinkelen (målt i steradianer, sr) til lyskjeglen. Tilsvarende halve planvinkler varierte mellom 0,31 og 0,80 radianer (±21 %).

Beregning av lengste «tillatte» eksponeringstid, t_max, for herdelamper (uten beskyttelsesfilter)

• Direkte, blått lys fra lampe til operatørens øyne

Dosegrensen på 100 J/cm²sr per dag som er fastsatt [18, 19] for akutt og kronisk eksponering av øyet (retinal) gjelder for kunstige kilder for arbeidstakere og almennheten i visse eksponeringstider innen en arbeidsdag:

t_max,direkte= (100 J/cm² sr)/L_blått         (ligning 1)

hvor L_blått er kilderadiansen, L_λ, (390<λ<700 nm) multiplisert med en vektingsfunksjon, «blålysskadefunksjonen», B(_λ)[ 17 - 19].

• Reflektert, blått lys fra pasientenes tenner til lampeoperatørens øyne

I beregningene er forutsatt isotrop spredning fra tannoverflaten og en refleksjon på 30 % som utredet i tidligere beregninger [17]. Eksponeringsdosegrensen gir:

t_{max, reflektert}= (100 J/cm² sr)/L_tann        (ligning 2)

der L_tann = ρ × L_blått × sin²θ, der ρ er reflektans og θ er den halve vinkelen som lyskjeglen danner om lyskilden betraktes fra tennene.

Beregning av lengste «tillatte» eksponeringstid, t_max, med beskyttelsesfilter

1) Vurdering med høy sikkerhetsmargin (basert på filterets maksimale transmittans)
t_max med filter foran den aktuelle lampen ble regnet ut på følgende måte:

a) direkte bestråling:

t_{max, direkte,filter}=t_max,direkte/T_max

der T_max var den høyeste transmittansverdien for det aktuelle filteret i bølgelengdeområdet 390 - 525 nm

b) reflektert bestråling:

t_{max, reflektert,filter} =t_{max,reflektert}/T_max

2) Vurdering med lav sikkerhetsmargin (vekting av filterspektrum med lampespektrum)

E_f,b= [E_{blått, lampe} (λ) T_filter (λ)]dλ

der E_{blått, lampe} (λ) er blålysvektet irradians av lampen ved en bestemt bølgelengde, T_filter (λ) er transmittansen ved en bestemt bølgelengde og E_f,b er filtervektet, blålysvektet irradians. Ved å dele på lampens romvinkel fremkommer filtervektet, blålysvektet radians, som kan settes inn i ligningene (1) og (2) ovenfor for å finne t_max-verdier for henholdsvis direkte og reflektert bestråling.

Transmittans av beskyttelsesfiltre

Andelen lys som slapp gjennom beskyttelsesfiltrene (transmittans uttrykt som % lysgjennomgang sammenlignet med lys fra lampen uten filter foran) varierte mellom omtrent 0,001 %(deteksjonsgrensen) og 73 % i bølgelengdeintervallet 390 - 525 nm (figur 1).

Eksponering fra herdelamper uten beskyttelsesfilter

Maksimal tillatt eksponeringstid for direkte blålysbestråling, t_max, fra utvalgte LED-herdelamper med forskjellig irradians var i gjennomsnitt 1,9 min (område: 0,5 - 3,9 min). Tilsvarende t_max for reflektert bestråling var 23,7 min (område: 5,1 - 89,9 min)(tabell 2).

Risikovurdering med høy sikkerhetsmargin

tmax som gjelder for direkte og reflektert stråling gjennom filtrene fra en herdelampe med irradians i størrelsesorden 4000 mW/cm², ble kategorisert i tre grupper avhengig av egnethet som blålysbeskyttelse: utmerket, middels og utilstrekkelig beskyttelse (tabell 3). Beregningene ble gjort på grunnlag av den høyeste transmittansverdien i det aktuelle bølgelengdeområdet. For å sikre øyebeskyttelse gjennom en 8-timers arbeidsdag måtte filtrene ha en transmittans på mindre enn 0,1 % i bølgelengdeområdet 390 - 525 nm (området utenfor det skraverte, grå rektangelet i figur 1). Dette kravet ble tilfredsstilt hos syv av 13 filtre (se eksempel, figur 2).

Risikovurdering med lav sikkerhetsmargin

Beregning av tmax på grunnlag av kombinasjonen av bestemte herdelamper og filtre viste at tre av 13 filtre vil beskytte kortere enn 8 t. Dette gjelder hvis de blir bestrålt enten direkte eller med reflektert lys fra herdelamper med irradianser i størrelsesorden 1000 mW/cm2 eller høyere (tabell 4, se eksempel figur 3).

Beregningsmetoder

Den høye verdien for maksimal tillatt eksponeringstid, t_max, som fremkom ved reflektert bestråling fra lampen Valo (tabell 2) skyldes den mindre (plan)vinkelen i lyskjeglen fra denne lampen sammenlignet med de andre lampene (se forklaring av L_tann i ligning 2). Tre egenskaper ved lampenes utstråling innvirket på beregningen t_max: irradians, romvinkel og spektrum. Eksempelvis ble t_max lavere når filtrene ML500 og ZM2010 ble bestrålt av DemiPlus enn av bluephase 20i selv om lampene sendte ut omtrent like mye lys. Forskjellen lå i at størrelsen på den lyskjeglen som DemiPlus sendte ut var omtrent halvparten så stor som den som bluephase 20i sendte ut (tabell 4).

De høyere t_max-verdiene (tabell 4) som ble oppnådd med filteret Pinnacle ved bestråling av DemiPlus i forhold til bluphase 20i, kan forklares ved hjelp av formen på transmisjonsspekteret til Pinnacle sett i forhold til utstråling (emisjon-) spektrene til lampene: Ved utstrålingsmaksimum til DemiPlus (452 nm) er filtertransmittansen lavere (mindre lys slipper gjennom filteret) enn ved utstrålingsmaksimum til bluephase 20i (460 nm) (figur 1). Den høye irradiansen til FlashMax ga generelt korte t_max-verdier. i tillegg sendte lampen ut en smal lyskjegle (liten romvinkel) som også bidro til korte t_max-verdier. DemiPlus sendte ut en enda smalere lyskjegle enn FlashMax, men siden irradiansen ikke var så høy som for FlashMax, ble ikke t_max-verdiene like korte som for Flashmax (tabell 4). En lampe som både sender ut mye lys (høy irradians) og som fordeler lyset i en smal lyskjegle vil altså kunne bryte grenseverdiene for blått lys til øyet i løpet av kort tid.

De beste filtrene hadde så lave transmittansverdier (tabell 3) at de vil beskytte mot høyere lampeirradianser enn de som er nevnt i tabell 2. De vil også beskytte godt selv om lampenes utstrålingsmaksimum skulle sammenfalle med bølgelengdeområder der disse gode filtrene slipper gjennom mest lys (området utenom skravert, grå firkant i figur 1). Derimot vil de middels gode og dårligste filtrene enten slippe gjennom for mye lys fra de lampene som ble brukt i denne undersøkelsen eller det er liten sikkerhetsmargin om man bytter lampe til en som er litt sterkere eller sender ut lys med en litt annen sammensetning av bølgelengder. Noen LED-lamper, slik som for eksempel bluephase 20i (figur 2) og Valo som ble brukt i denne undersøkelsen, har to utstrålingsmaksima hvorav ett er nær UV-området (< 410 nm). Filteret må dekke godt i begge bølgelengdeområdene.

Risikovurdering

Maksimalt tillatte eksponeringstider som vist i tabell 3, gir en viss sikkerhetsmargin ettersom de er basert på en teoretisk «worst case»-kombinasjon av et bestemt filter og en lampe på mellom 3000 og 4000 mW/cm². Den mer presise beregningsmetoden (tabell 4) gjelder for kombinasjonen av kjent lampe og kjent filter. Derfor vil ikke den gjelde dersom man bytter lampe eller det skjer endringer i lampenes irradians. Slike endringer kan skje som følge av elektriske eller mekaniske feil eller ytre skader som for eksempel sprekker i fiberoptikken i lyslederen. Tilsvarende, om det oppstår skader på øyebeskyttelsen/filteret, for eksempel ved rengjøring med uegnet vaskemiddel, vil ikke resultatene som ble beregnet med lav sikkerhetsmargin gjelde (tabell 4).

Den samlede tiden som går med til lysherding i klinikken er av svært varierende varighet, og for noens del vil utgjøre noen minutter per dag. Imidlertid er det grunn til å tro at dette tallet kan bli betydelig høyere ved enkelte typer behandling, slik som ved amalgamsanering, andre tilfeller der det legges flere fyllinger i én seanse og kjeveortopedisk behandling hvor det inngår lysherding av brackets. Ved kjeveortopedisk behandling kan samlet lysherdingstid komme opp i 2.5 timer/dag per operatør forutsatt at man herder hver tann i 20 sekunder og har 14 pasienter per dag. Daglig lysherdingstid blant norske tannleger har blitt rapportert å være opp mot 45 min [1]. Alle filtrene i kategorien «utilstrekkelig beskyttelse» beskyttet i kortere tid enn 1 t, så om daglig lysherdingstid anslås til omtrent 1 t, er det svært lav sikkerhetsmargin ved bruk av disse filtrene. Det er med en viss forsiktighet det kan sies at et filter kan brukes med lamper som er svakere enn en viss verdi, f.eks. 3000 mW/cm² (tabell 3). Problemet er at irradiansverdien ikke alltid er kjent og at den kan, som beskrevet ovenfor, endre seg ved bruk av lampen. Dessuten kan refleksjonen øke hvis lyset treffer metallinstrumenter og andre sterkt reflekterende overflater.

Grenseverdiene er satt ut fra en 8-timers arbeidsdag, og sier ikke noe om gjentatt eksponering, men det er kjent at lysinduserte netthinneskader kan forekomme etter akkumulerte bestrålinger over tid hvor hver bestråling ikke nødvendigvis bryter grenseverdien for akutt bestråling [8]. For en stor del av tannhelsepersonellet er lysherding en daglig aktivitet som kan gi en samlet høy eksponering gjennom flere år.

Generelle betraktninger om øyebeskyttelse

Det er viktig å ha informasjon om både filter- og lampespektrum når man skal finne egnet øyebeskyttelse. i praksis er ikke denne informasjonen enkel å få tak i: Av de 13 filterproduktene som ble testet, har kun UvexSuperfit vedlagt transmisjonsspektrum i pakningsvedlegget. Øyebeskyttelsen «ML500», som var blant filtrene som kom dårligst ut i testen, ble undersøkt fordi den ble brukt i en tannlegepraksis i Sverige. Det er nærliggende å tro at dette filteret har blitt solgt ved en feiltagelse, og at det var et annet av forhandlerens filtre som skulle vært brukt ved lysherding. Dette eksempelet viser hvor viktig det er at forhandlerne har kunnskap om hva øyebeskyttelsen skal brukes til og at man ikke kun velger et tilfeldig oransje filter.

Arealet av påmonterte plater på lampenes lysleder er relativt lite, og det er vanskelig å posisjonere platen slik at ikke reflektert stråling slipper forbi og kan treffe øyet på operatør eller assistent. Dermed gir slike plater en falsk beskyttelse. I en tidligere undersøkelsen [16] fant vi at kvaliteten var tilstrekkelig for én av tre avtakbare filterplater. i den nåværende undersøkelsen var også en av tre slike filterplater av svært god kvalitet, men det har liten verdi når størrelsen er for liten og det er vanskelig å posisjonere det riktig. Håndholdte plater vil gi god beskyttelse om det holdes slik at lyset hindres fra å nå øynene både til den som herder og den som holder platen. Best beskyttelse vil briller eller visir gi, eventuelt en plate som er stor nok til å dekke pasientens munn og lyslederen. Mange hevder at det er vanskelig å kombinere øyebeskyttelse mot blått lys med bruk av lupebriller. Denne kombinasjonen blir praktisert ulikt, fra ikke å bruke lupebriller ved herding, til å bytte mellom disse og øyebeskyttelsen. En mer kreativ løsning er å feste en brillesnor i lupebrillene så de kan senkes og bytte plass med filterbriller som senkes fra panneposisjon til neseroten. Det anbefales ikke å snu hodet vekk under herding da det viser seg at hånden som holder lampen lett vil bevege seg slik at lyset fra herdelampen kommer på feil sted eller i for stor avstand slik at herdingen blir ufullstendig [20]. Faren for å varme opp bløtvev vil også kunne være tilstede når man ikke har full kontroll på posisjoneringen av herdelampen.

Bruk av lupebriller vil ikke nødvendigvis øke faren for øyeskader. Lysemengden til øyet vil øke, men den vil bli spredt over et større område i netthinnen (på grunn av forstørrelseseffekten), slik at lysintensiteten (irradiansen som når netthinnen) ikke blir større. På den annen side kan det være at automatiske øyebevegelser vil avta fordi man stirrer mer med lupebrillene på, og det kan igjen føre til at lysmengden til netthinnen vil øke. Automatiske øyebevegelser vil ellers fordele lysenergien utover et større område av netthinnen og derved beskytte ved at hvert punkt får en lavere total lysdose.