Near-infrared Light Curing of Dental Resin Composite Doped with Rare Earth Upconversion Nanoparticles

doi:10.7503/cjcu20240167

Chem. J. Chinese Universities ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (1): 20240167.doi: 10.7503/cjcu20240167

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Near-infrared Light Curing of Dental Resin Composite Doped with Rare Earth Upconversion Nanoparticles

YUE Xin¹^,³, JIA Tingfang², CHEN Yao¹^,³, ZHOU Yuanzhu¹^,³, QU Jiafei¹^,³, LI Cong¹^,³, SHEN Jing¹^,³()

^1.International VIP Dental Clinic Tianjin Stomatological Hospital，School of Medicine，Nankai University，Tianjin 300041，China
^2.School and Hospital of Stomatology，Tianjin Medical University，Tianjin，300071，China
^3.Tianjin Key Laboratory of Oral and Maxillofacial Function Reconstruction，Tianjin 300041，China

Received:2024-04-03 Online:2025-01-10 Published:2024-07-08
Contact: SHEN Jing E-mail:shenjing611@163.com
Supported by:
the Tianjin Health Science and Technology Project, China(TJWJ2023MS033);the National Natural Science Foundation of China(82101032);the Tianjin Key Medical Discipline(Specialty) Construction Project, China(TJYXZDXK-078D);the Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Project of Tianjin Municipal Health and Health Committee, China(2023179)

Abstract

Abstract:

To enhance the curing performance and biocompatibility of current resin composites under near-infrared light， a novel dental resin composite incorporating non-cytotoxic rare earth upconversion nanoparticles（RE UCNPs） has been developed. Fluorescence spectrum studies reveal that these RE UCNPs emit visible light at 450—475 nm when stimulated by an 808 nm near-infrared laser， corresponding to the excitation wavelength of the photoinitiator camphorquinone（CQ）. The integration of RE UCNPs into the resin matrix enhances monomer curing， mechanical properties， monomer conversion rate， and biocompatibility. With optimal concentrations of 1%（mass fraction） camphorquinone/2-（dimethylamino）ethyl methacrylate（CQ/DMAEMA） and 4%（mass fraction） RE UCNPs， the composite achieves maximum curing efficacy under 808 nm irradiation. Additionally， the composite can incorporate up to 40% modified SiO₂ inorganic filler to achieve improved mechanical strength. The dental resin composites incorporating RE UCNPs improved the curing effect and biocompatibility of current resin composites under near-infrared light， presenting a promising alternative for dental caries treatment.

Key words: Dental caries, Upconversion nanoparticles, Dental resin composite

CLC Number:

O611

TrendMD:

YUE Xin, JIA Tingfang, CHEN Yao, ZHOU Yuanzhu, QU Jiafei, LI Cong, SHEN Jing. Near-infrared Light Curing of Dental Resin Composite Doped with Rare Earth Upconversion Nanoparticles[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(1): 20240167.

Figures/Tables 9

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