Danas je nabavljen stomatološki uređaj koji daje izvor svjetlosti za polimerizaciju jednokomponentnih kompozitnih materijala ili jednostavnije rečeno daje izvor svjetlosti za stvrdnjavanje plombi i sličnih stomatoloških ispuna i proteza koje su napravljene od posebnih materijala koji se naglo stvrdnjavaju kad su izloženi svjetlosnom zračenju određene valne dužine. Ova tehnologija koristi se već više od 35 godina.
Naš uređaj za polimerizaciju HELIOMAT proizvod je austrijske tvrtke Vivadent koja vuče korijene još iz 1920-tih godina, a do danas je prerasla u globalnu tvrtku Ivoclar Vivadent koja nudi širok raspon proizvoda, sustava i uređaja za dentalnu medicinu.
Većina današnjih kompozitnih materijala za plombe osjetljiva je samo na vidljivo svjetlo u uskom području oko valne dužine od 470 nm. Stoga se teži tome da uređaji za polimerizaciju daju najveći intenzitet upravo na toj valnoj dužini. Spomenuta valna dužina od oko 470 nm odgovara plavoj svjetlosti. Susjedne valne duljine ulaze u infracrveni ili ultraljubičasti spektar gdje se zračenje želi svesti na minimum zbog mogućeg nepovoljnog utjecaja UV zračenja na oči pacijenta i zdravstvenog osoblja koje se nalazi u blizini uređaja za polimerizaciju, odnosno nepotrebnog zagrijavanja zuba koje s druge strane spektra uzrokuje IC zračenje. Također i izravno gledanje u filtrirano plavo svjetlo uređaja za polimerizaciju može kod stomatologa izazvati zamor oka i promijenjenu osjetljivosti na boje, pa ukoliko je neophodno gledati u svjetlost onda se to radi preko posebnih zaštitnih naočala ili filtra (obično žuto-narančaste boje).
Kod uređaja za polimerizaciju je dakle važno odabrati takav izvor svjetla i filtre koji će u konačnici propuštati samo svjetlost u što užem području oko 470 nm. Osim valne dužine, također i intenzitet svjetla kao i vrijeme trajanja osvjetljavanja je bitno za što kvalitetnije i brže stvrdnjavanje polimera. Tu se može primijetiti da onda i udaljenost i kut pod kojim stomatolog drži izvor svjetla na polimeru može također imati utjecaj na konačni rezultat, odnosno na fizičko-mehanička svojstva stvrdnutog polimera. Da zaključimo, među stomatolozima stalno se provode istraživanja i studije o optimalnoj kombinaciji izvora svjetla, te intenzitetu i trajanju osvjetljenja s obzirom na dostupne vrste polimera kako bi se pronašla što učinkovitija kombinacija u procesu dentalne polimerizacije.
Kao izvor svjetla u upotrebi su specijalne halogene žarulje, no u novijim uređajima sve više se koriste LED diode, poluvodički laseri ili plazma tehnologija. Naš uređaj ima ugrađenu halogenu žarulju (15V, 150W) koja već sama po sebi ima mali intenzitet zračenja u neželjenom UV području, a zatim se takva svjetlost halogene žarulje preko posebnih filtara dodatno filtrira u željeno usko valno područje. Tako izdvojeni dio svjetlosnog spektra dalje se prenosi svjetlovodom do mjesta gdje želimo djelovati na polimer.
Vremenski prekidač (timer) Heliomata bazira se na integriranom krugu 4060 koji je CMOS digitalni 14 stupanjski asinkroni binarni brojač/djelitelj sa ugrađenim oscilatorom. Frekvencija oscilatora može se odrediti vanjskim kristalom kvarca ili kako je to u našem primjeru slučaj RC članom (dva otpornika i jedan kondenzator). Naravno, ako se u RC članu koristi promjenjivi otpornik tada se frekvencija oscilatora može i lako mijenjati, odnosno podesiti na željenu vrijednost. Ta frekvencija se zatim na izlaznom pinovima u integriranom krugu 4060 dijeli sa 16, 32, 64, 128, … 16384. Svaki izlaz nakon što odbroji svoj ciklus promijeni logičko stanje u 1. Tako se odabirom pogodne frekvencije oscilatora na izlazima brojača mogu dobiti željena vremena koje dalje služe za kontrolu izlaznih stupnjeva vremenske sklopke (tranzistori, releji i sl.). Vremenska sklopka na Heliomatu može se postaviti u rasponu od 10-60 sekundi u 6 koraka. U tu svrhu, prema žicama na sklopki za odabir vremena, koriste se kombinacije od 4 izlaza sa pinova brojača 4060.
Drugi integrirani krug na pločici vremenskog brojača je dvostruki flip-flop 4013. Ovaj integrirani krug vjerojatno kontrolira rad tipkala za uključenje i isključenje vremenske sklopke, odnosno vrši kontrolu rada brojača 4060 u ovisnosti o pritiscima na tipkalo vremenske sklopke. No flip-flop 4013 može također biti iskorišten i kao dodatni djelitelj frekvencije, iako je to za ovaj naš primjer malo vjerojatno. Trebalo bi rastaviti Heliomat do kraja i vidjeti kamo vode ključni spojevi na modulima, no, to u ovoj fazi nećemo raditi. Isto tako integrirani krug LM393 je dvostruki diferencijalni naponski komparator, a on je vjerojatno u krugu dodatne kontrole uključenja brojača (timera), odnosno služi za isključenje timera u slučaju dobivanja naponskog signala sa ugrađenih zaštitinih sklopova u Heliomatu. Jedna od zaštita je termička preko dva ugrađena termostata koji će isključiti vremensku sklopku Heliomata u slučaju pregrijavanja, a druga je optička preko tri optička senzora na konektoru svjetlovoda koji neće uključiti vremensku sklopku ukoliko nije priključen svjetlovod.
Vidimo da je na pločici modula vremenske sklopke predviđeno mjesto za relej, međutim, umjesto njega ugrađen je izlazni sklop sa opto-izolatorom (opto-parom) MOC3021, dvostrukim operacijskim pojačalom CA3240 i tiristorom Q6025L6.
Naš primjerak Heliomata nabavljen bez svjetlovoda i sa neispravnom mrežnom sklopkom. Posebna halogena žarulja 15V / 150W napaja se preko transformatora 15,2V koji može dati potrebnu struju od 10A. Uređaj se bez svjetlovoda neće uključiti zbog ugrađene zaštite. Moguće bi bilo premostiti zaštitu, i neispravnu sklopku no na kraju svega ćemo dobiti samo halogenu žarulju koja svijetli preko optičkih filtara pa u ovoj fazi sav taj trud nije isplativ.
Spomenimo samo da uređaj Heliomat ima na izbor 6 optičkih filtera od kojih je jedan za polimerizaciju (plavo svjetlo), a preostali su za različita osvjetljenje zubi pacijenta tijekom dentalnog pregleda, od čistog bijelog svjetla sa ili bez filtara (hladno ili toplo svjetlo) do različitih kontrastnih filtara za bolje uočavanje određenih detalja na zubima kao što su naslage plaka i sl. (zeleno i „crno“ svjetlo).
Ovakav uređaj mogao bi se lako preraditi u neku vremensku sklopku sa snažnim izlazom niskog napona, a i sam transformator je iskoristiv npr. za neki snažniji laboratorijski izvor napanja. No dok se ne ukaže potreba za nekim takvim sklopovima odložiti ćemo naš Heliomat na policu gdje se već nalaze deseci sličnih uređaja za koje smo već nakon prvog pregleda zaključili da ih je neisplativo renovirati, odnosno da ih je ipak zgodnije prenamjeniti u nešto drugo 🙂