DE102020109380A1

DE102020109380A1 - Sondenvorrichtung

Info

Publication number: DE102020109380A1
Application number: DE102020109380.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Nettesheim
Original assignee: Relyon Plasma GmbH
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-10-07
Also published as: WO2021197861A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sondenvorrichtung, ausweisend eine Spannungsquelle (4) und einen Sondenkörper (1), wobei die Spannungsquelle (4) dazu ausgestaltet ist, eine elektrische Spannung an den Sondenkörper (1) anzulegen, wobei durch die angelegte elektrische Spannung ein elektrisches Feld erzeugt wird, das den Sondenkörper (1) umgibt, und/oder wobei durch die angelegte elektrische Spannung ein elektrischer Strom erzeugt wird, der über den Sondenkörper (1) fließt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sondenvorrichtung.
Sondenvorrichtungen werden zur Behandlung oder Untersuchung in Körperhöhlen oder Gewebe eingeführt. Ein Beispiel für eine Sondenvorrichtung ist eine Endofeile, die bei einer Wurzelkanalbehandlung in der Dentalmedizin verwendet wird. Bei der Wurzelkanalbehandlung wird ein feiner Kanal zunächst mechanisch aufgebohrt, mechanisch freigelegt und gereinigt. Dabei wird die dendritische Struktur in der Zahnwurzel erreicht, in der Blutgefäße, Nerven und lebende Zellen vorkommen. Bei einer derartigen Behandlung besteht das Risiko einer sekundären Entzündung, die beispielsweise durch organische Residuen, die während der mechanischen Behandlung und einem folgenden Spülprozess nicht vollständig entfernt werden, durch Keime, die nicht vollständig abgetötet werden und sich in der später verschlossenen Kavität einnisten, oder durch eine Nervenreizung hervorgerufen werden kann. Auch bei sogfältiger Reinigung kann es zu Sekundärentzündungen kommen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass zur Vermeidung der Sekundärentzündung manchmal zu viel Material entfernt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, eine verbesserte Sondenvorrichtung anzugeben. Die Sondenvorrichtung sollte beispielsweise dazu ausgestaltet sein, Kontaminationen in ihrer Umgebung, auch in schwer zugänglichen Feinstrukturen, zu entfernen und beispielsweise Keime abzutöten.
Diese Aufgabe wird durch eine Sondenvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Es wird eine Sondenvorrichtung vorgeschlagen, die eine Spannungsquelle und einen Sondenkörper aufweist. Die Spannungsquelle ist dazu ausgestaltet, eine elektrische Spannung an den Sondenkörper anzulegen, wobei durch die angelegte elektrische Spannung ein elektrisches Feld erzeugt wird, das den Sondenkörper umgibt. Das elektrische Feld, das den Sondenkörper umgibt, kann auf verschiedene Weisen bei einer medizinische/dentalmedizinischen Behandlung mit dem Sondenkörper unterstützend wirken. Insbesondere kann das elektrische Feld oder ein Strom, der das elektrische Feld hervorruft, Kontaminationen entfernen und Keime abtöten. Die Kontamination entfernende bzw. keimabtötende Wirkung des elektrischen Feldes bzw. des Stroms kann sich dabei auch in feine, schwer zugängliche Strukturen erstrecken, die bei einer konventionellen, rein mechanischen Behandlung oder einem einfachen Spülvorgang kaum erreichbar sind.
Eine elektrische Wirkung, die die medizinische/dentalmedizinische Behandlung unterstützt und die von dem elektrischen Feld, das den Sondenkörper umgibt, oder von dem Strom, der über den Sondenkörper fließt, hervorgerufen wird, kann bereits nach einer kurzen Wirkdauer eintreten. Die Sondenvorrichtung kann daher schnell einen keimarmen Zustand in einem Wirkraum erreichen. Eine Reichweite der elektrischen Wirkung kann gesteuert werden, indem eine Höhe der angelegten Spannung, eine Polarität der angelegten Spannung und/oder eine Frequenz der angelegten Spannung verändert werden.
Neben den medizinischen/dentalmedizinischen Wirkungen, die von dem elektrischen Feld bzw. dem Strom hervorgerufen werden, kann durch das Anlegen der elektrischen Spannung eine Aktivierung einer Oberfläche bewirkt werden, beispielsweise indem eine Entladung ausgelöst wird. Die aktivierte Oberfläche kann eine hohe Benetzbarkeit für ein Füllmaterial aufweisen, mit dem eine Körperhöhle verschlossen wird. Dadurch kann eine zuverlässige Versieglung der Oberfläche ermöglicht werden. Das Füllmaterial kann beispielsweise Zement oder einen Klebstoff aufweisen.
Durch das elektrische Feld, das vorzugsweise lokal in der Umgebung des Sondenkörpers vorliegt, werden keine Nebenwirkungen bei einem zu behandelnden Patienten hervorgerufen und es besteht keine Belastung oder Gefährdung eines Operateurs. Auf den Einsatz giftiger, reizender oder gewebeschädigender Stoffe kann verzichtet werden.
Der Sondenkörper kann ein stab-, röhren- oder schlauchförmiges Instrument zur Untersuchung oder Behandlung in Körperhöhlen oder Gewebe sein.
Die Spannungsquelle kann beispielsweise eine Hochspannungsquelle sein.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass das elektrische Feld und/oder der elektrische Strom eine Keimreduktion in einer Umgebung des Sondenkörpers bewirken. Die Keimreduktion kann beispielsweise durch einen oder mehrere der folgenden Effekte, die durch das Anlegen der elektrischen Spannung ausgelöst werden können, verursacht werden: elektrolytische Freisetzung von Wirksubstanzen, Zündung einer Entladung, Feldeffekte auf Umgebung wie z.B. Losbrechen von anhaftenden Partikeln, feldinduziertes Abtöten von Keimen oder Zellen durch Elektroporation, Einbringen von Wirksubstanzen in umliegendes Gewebe durch Elektroporation, anodische Oxidation von organischen Residuen, Unterstützung der Diffusion durch Elektrophorese von Wirksubstanzen in feine, kanalartige oder poröse Strukturen, elektrisch induzierte Kavitation und Schockwellen.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die zur Zündung einer kalten Plasmaentladung ausreicht. Durch die kalte Plasmaentladung kann eine Oberfläche aktiviert werden und es können Keime abgetötet werden. Als Nebeneffekt einer kalten Plasmaentladung können Ozon und freie Radikale erzeugt werden, die ebenfalls Keime abtöten. Die kalte Entladung kann in einem Fluid, z.B. einer Körperflüssigkeit oder einem Wirkfluid, ausgelöst werden.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper ein elektrischer Strom über den Sondenkörper fließt, der für eine elektrolytische Freisetzung einer Wirksubstanz ausreicht.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die ausreicht, um in einer Umgebung des Sondenkörpers Partikel von einer Oberfläche zu lösen.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die ausreicht, um eine Elektroporation auszulösen. Durch die Elektroporation können Keime oder Zellen in einem Wirkraum getötet werden. Durch die Elektroporation kann eine Wirksubstanz in umliegendes Gewebe eingebracht werden.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper ein elektrischer Strom über den Sondenkörper fließt, der ausreicht, um eine Oberfläche anodisch zu oxidieren.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die ausreicht, um eine Diffusion einer Wirksubstanz durch Elektrophorese zu unterstützen.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper ein elektrischer Strom über den Sondenkörper fließt, der ausreicht, um Nervenenden irreversibel zu passivieren und/oder eine Schmerzunterdrückung zu erreichen.
Die Sondenvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die ausreicht, um eine elektrisch induzierte Kavitation und Schockwellen auszulösen.
Der Sondenkörper kann eine scharfkantige Struktur aufweisen. Die scharfkantige Struktur kann beispielsweise Kanten und/oder Spitzen aufweisen. Die scharfkantige Struktur kann eine mechanische Bearbeitung einer Oberfläche ermöglichen, beispielsweise eine abrasive oder schneidende Bearbeitung.
Zusätzlich können sich an den Kanten und Spitzen der scharfkantigen Struktur elektrische Feldüberhöhungen ausbilden. Die scharfkantige Struktur kann dadurch die Form eines elektrischen Feldes, das von der angelegten Spannung erzeugt wird, beeinflussen.
Abhängig davon welcher elektrische Effekt zur Unterstützung der medizinischen/dentalmedizinischen Behandlung herbeigeführt werden soll, kann von der Spannungsquelle die elektrische Spannung in einem geeigneten Signal an den Sensorkörper angelegt werden. Dabei kann die Spannungsquelle dazu ausgestaltet sein, die elektrische Spannung an den Sondenkörper in einem pulsartigen Signal oder einem Wechselspannungssignal anzulegen. Die elektrische Spannung an den Sondenkörper kann von der Spannungsquelle in einem unipolaren oder bipolaren Signal angelegt werden. Die Spannungsquelle kann dazu ausgestaltet sein, die elektrische Spannung an den Sondenkörper in einem Burst von Signalen anzulegen. Die Spannungsquelle kann dazu ausgestaltet sein, die elektrische Spannung an den Sondenkörper in einem Signal anzulegen, das einen DC Offset aufweist. Die Spannungsquelle kann dazu ausgestaltet sein, die elektrische Spannung an den Sondenkörper in einem symmetrischen oder asymmetrischen Signal anzulegen.
Die Spannungsquelle kann einen piezoelektrischen Transformator aufweisen, beispielsweise einen Rosen-Typ Transformator. Der piezoelektrische Transformator kann dazu ausgestaltet sein, eine Niederspannung in eine Hochspannung zu wandeln.
Der Sondenkörper kann hohl sein und eine Durchleitung für ein Fluid aufweisen. Das Fluid kann durch die Durchleitung in einen Wirkraum geleitet werden oder aus dem Wirkraum abtransportiert werden. Das Fluid kann ein Gemisch mehrerer Fluide sein. Das Fluid kann eine Körperflüssigkeit oder ein Wirkfluid, beispielsweise ein Spülfluid, sein.
Die Sondenvorrichtung kann ein Antriebselement aufweisen, das dazu ausgestaltet ist, den Sondenkörper zu bewegen. Beispielsweise kann der Sondenkörper durch das Antriebselement in einer Rotationsbewegung bewegt werden und/oder in Schwingungen zu versetzt werden und/oder pulsartig bewegt werden. Die Bewegung des Sondenkörpers kann insbesondere eine mechanische Bearbeitung eines Gewebes oder einer Körperhöhle durch den Sondenkörper unterstützen.
Der Sondenkörper kann elektrisch unipolar aufgebaut ist, oder Bereiche unterschiedlicher elektrischer Polarität aufweist.
Eine Gegenelektrode kann an dem Sondenkörper angeordnet sein, die eine zur Polarität des Sondenkörpers entgegengesetzte Polarität aufweist. Beispielsweise kann die Gegenelektrode spiralförmig um den Sondenkörper gewickelt sein. Bei Sondenkörpern ohne Gegenelektrode kann ein den Sondenkörper umgebendes Gewebe als Gegenelektrode wirken. Durch eine an dem Sondenkörper angeordnete Gegenelektrode kann ein elektrisches Feld geführt werden.
Die Sondenvorrichtung kann eine Steuereinheit aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, aus einem Rückkopplungssignal der an den Sondenkörper angelegten Spannung eine Information zur Lage des Sondenkörpers und/oder zu einem behandelten Gewebetyp und/oder über von der Sondenvorrichtung ausgelöste Prozesse zu gewinnen. Dabei können Strom, Spannung und/oder eine Phase des Rückkopplungssignals berücksichtigt werden.
Bei dem Sondenkörper kann es sich beispielsweise um eine Endofeile handeln. Alternativ kann es sich bei dem Sensorkörper um einen Bohrer oder eine Nadel handeln. Bei dem Sensorkörper kann es sich um eine Sonde für eine beliebige medizinische/dentalmedizinische Behandlung handeln, beispielsweise zur Behandlung einer Periimplantitis, einer Paradontotitis oder von entzündlichen oder degenerativen Prozessen in Zahntaschen.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert.

1 zeigt schematisch eine Sondenvorrichtung.
2 zeigt ein alternatives Beispiel eines Sondenkörpers der Sondenvorrichtung.
3 zeigt eine Feldverteilung eines elektrischen Feldes an einer Spitze eines Sondenkörpers.
4 bis 6 zeigen verschiedene Beispiele für den Verlauf einer elektrischen Spannung, die an einen Sondenkörper angelegt wird.

1 zeigt schematisch eine Sondenvorrichtung. Die Sondenvorrichtung weist einen Sondenkörper 1 auf. Der Sondenkörper 1 weist eine beliebige zur Einfuhr in eine Körperhöhle oder ein Gewebe ausgestaltete Sonde auf. Der Sondenkörper 1 weist eine längliche Form auf, die die Einführung in die Körperhöhle oder das Gewebe erleichtert.
Ferner kann der Sondenkörper 1 eine elastische Bauform aufweisen, die eine flexible Penetration gekrümmter Kanäle ermöglicht.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sondenkörper 1 eine Endofeile, die für eine Wurzelkanalbehandlung in der Dentalmedizin ausgestaltet ist. Bei der Wurzelkanalbehandlung wird ein Bohrkanal 2 in einem Zahn mechanisch aufgebohrt, freigelegt und anschließend dentalmedizinisch behandelt. Von dem Bohrkanal 2 zweigen feine Strukturen 3 als Verästelungen ab. Bei den feinen Strukturen 3 handelt es sich um Feinkanäle, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Bohrkanals 2. Die feinen Strukturen 3 können beispielsweise kanalartig oder porös sein.
In einem rein mechanischen Behandlungsverfahren ist es schwierig, die feinen Strukturen 3 zu behandeln, da diese für mechanische Instrumente nicht zugängig sind. Bei einem Spülvorgang besteht stets die Gefahr, dass die feinen Strukturen 3 mit einem Wirkfluid nicht ausreichend gründlich gespült werden. Auch bei anderen medizinischen/dentalmedizinischen Behandlungen mit einem Sondenkörper besteht sich das Problem, dass sehr feine Strukturen nicht direkt mechanisch behandelt werden können, beispielsweise bei der Behandlung einer Periimplantitis, der Behandlung einer Paradontotitis oder der Behandlung von entzündlichen oder degenerativen Prozessen in Zahntaschen. Bei diesen Behandlungen kann ebenfalls ein mit einer Spannungsquelle verbundener Sondenkörper verwendet werden.
Die in 1 gezeigte Sondenvorrichtung ist dazu ausgestaltet, die mechanische Behandlung der feinen Strukturen 3 durch eine nicht-mechanische Behandlung zu unterstützen, bei der mittels einer an den Sondenkörper 1 angelegten Spannung, Effekte herbeigeführt werden, die die mechanische Behandlung unterstützen und beispielsweise Kontaminationen, z.B. Keime, in den feinen Strukturen 3 abtöten.
Die Sondenvorrichtung weist eine Spannungsquelle 4 auf. Die Spannungsquelle 4 ist dazu ausgestaltet, an den Sondenkörper 1 eine elektrische Spannung anzulegen und/oder einen elektrischen Strom über den Sondenkörper 1 zu leiten. Durch die von der Spannungsquelle 4 an den Sondenkörper 1 angelegte elektrische Spannung wird ein elektrisches Feld erzeugt, das den Sondenkörper 1 umgibt. An der Spitze des Sondenkörpers 1 kann dabei eine elektrische Feldüberhöhung erzeugt werden. Über verschiedene Mechanismen, die im Folgenden näher erläutert werden, kann das elektrische Feld, das den Sondenkörper 1 umgibt, und/oder der elektrische Strom, der über den Sondenkörper 1 fließt, bei der medizinischen/dentalmedizinischen Behandlung unterstützend wirken. Insbesondere können das elektrische Feld und/oder der elektrische Strom zur Abtötung von Keimen und zur Beseitigung von Kontaminationen in einer Umgebung des Sondenkörpers 1 führen.
Das elektrische Feld und die von ihm verursachten Feldeffekte können auch die feinen Strukturen 3 erreichen. Die von dem elektrischen Strom ausgelösten Vorgänge können ebenfalls in den feinen Strukturen 3 wirken. Durch die vom elektrischen Feld verursachten Feldeffekte und/oder die vom elektrischen Strom ausgelösten Vorgänge kann eine medizinische/dentalmedizinische Wirkung in den feinen Strukturen 3 herbeigeführt werden.
Der Sondenkörper 1 weist scharfkantige Strukturen 5 auf. Die scharfkantigen Strukturen 5 können eine Oberfläche mechanisch behandeln und beispielsweise abrasiv oder schneidend wirken. Die scharfkantigen Strukturen 5 können Kanten und/oder Spitzen aufweisen. An den scharfkantigen Strukturen 5 kann eine elektrische Feldüberhöhung generiert werden, so dass an den scharfkantigen Strukturen 5 - genauso wie an einer Spitze 6 des Sondenkörpers 1 - eine hohe elektrische Feldstärke erzeugt wird und die damit verbundenen Feldeffekte Keime abtöten und/oder eine Kontamination beseitigen.
Die Sondenvorrichtung weist ein Fluidapplikationssystem 7 auf. Das Fluidapplikationssystem 7 kann, wie in 1 gezeigt, separat von dem Sondenkörper 1 ausgestaltet sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist der Sondenkörper 1 eine Fluidleitung auf, über die das Fluidapplikationssystem 7 mit einem Wirkraum 8 verbunden werden kann.
Der Sondenkörper 3 kann eine Hohlform aufweisen. Beispielsweise kann im Inneren des Sondenkörpers 3 die Fluidleitung ausgebildet sein, über die ein Fluid 9 oder ein Fluidgemisch transportiert werden. Die Fluidleitung kann sich dabei bis zu der Spitze 6 des Sondenkörpers 1 erstrecken. Die Fluidleitung kann sich von der Spitze 6 des Sondenkörpers 1 bis zum Fluidapplikationssystem 7 erstrecken. Über die Fluidleitung kann das Fluid 9 in einen Wirkraum 8 in der Nähe der Spitze 6 des Sondenkörpers 1 transportiert werden. In einem absaugenden Betrieb kann über die Fluidleitung Fluid 9 an der Spitze 6 des Sondenkörpers 1 eingesaugt werden und von dem Wirkraum 8 weg transportiert werden. Beispielsweise können Körperflüssigkeiten in dem absaugenden Betrieb aus dem Wirkraum 8 entfernt werden.
Bei dem Fluid 9 kann es sich beispielsweise um ein Spülfluid handeln, das den Wirkraum 8 desinfizieren soll. Bei dem Fluid 9 kann es sich beispielsweise um eine wässrige Lösung handeln, die z. B. Salze, Säuren oder Oxidationsmittel wie Hypochlorid oder Peroxid aufweist. Das Fluid 9 kann zusätzlich mit einem Gasanteil aufgeschäumt werden oder mit Bläschen durchsetzt sein. Das Fluid 9 kann manuell oder von einem automatisierten Dosiersystem in den Wirkraum 8 eingebracht werden. Das Fluid 9 kann in einem oder mehreren der Prozessschritte einer Reinigung des Wirkraums 8, einer Aktivierung des Wirkraums 8 oder einer Sterilisation des Wirkraums 8 eingesetzt werden. Dabei kann das Fluid 9 vor oder während des betreffenden Prozessschritts in den Wirkraum 8 eingebracht werden. Ferner kann das Fluid 9 nach oder während des betreffenden Prozessschritts aus dem Wirkraum 8 abtransportiert werden. Bei dem Transport in den Wirkraum 8 oder aus dem Wirkraum 8 kann das Fluid 9 entlang der Fluidleitung beispielsweise pulsierend, saugend oder pumpend transportiert werden.
Die Sondenvorrichtung weist ein Antriebselement 10 auf. Das Antriebselement 10 ist dazu ausgestaltet, den Sondenkörper 1 auf eine vordefinierte Art zu bewegen. Beispielsweise kann das Antriebselement 10 dazu ausgestaltet sein, den Sondenkörper 1 in eine Rotationsbewegung zu versetzen. Alternativ oder ergänzend kann das Antriebselement 10 den Sondenkörper 1 in eine schwingende oder eine pulsierende Bewegung versetzen. Durch die Bewegung des Sondenkörpers 1 kann eine mechanische Bearbeitung einer Körperhöhle oder eines Gewebes, in die/das der Sondenkörper 1 eingeführt wurde, bewirkt werden.
Die in 1 gezeigte Sondenvorrichtung kann als integrales Handstück aufgebaut sein. Alternativ kann die Sondenvorrichtung als Tischgerät ausgestaltet sein. Alternativ kann die Sondenvorrichtung als Kombination eines Tischgerätes und eines Handstücks ausgestaltet sein, wobei beispielsweise der Sondenkörper 1 das Handstück bildet und weitere Elemente der Sondenvorrichtung in dem Tischgerät ausgebildet sind.
In 1 sind schematisch Kontaminationen 11 des Wirkraums 8 gezeigt. Bei der Kontamination 11 kann es sich beispielsweise um Partikel, organische Residuen, Mikroorganismen oder andere Keime handeln. Die Kontaminationen 11 können dabei nicht nur in dem Bohrkanal 2, sondern auch in den feinen Strukturen 3 vorliegen. Im Folgenden werden verschiedene Mechanismen erläutert, über die das elektrische Feld, das den Sondenkörper 1 umgibt, beziehungsweise ein elektrischer Strom, der über den Sondenkörper 1 fließt, die Kontamination 11 entfernt oder abtötet.
Der elektrische Strom, der über den Sondenkörper 1 fließt, kann eine elektrolytische Freisetzung einer Wirksubstanz bewirken. Dabei liefert der elektrische Strom, der über den Sondenkörper 1 fließt, elektrische Energie und bewirkt eine chemische Umsetzung, beispielsweise in dem Fluid 9, das den Sondenkörper 1 in dem Wirkraum 8 umgibt. Dabei können Wirksubstanzen in dem Fluid 9 freigesetzt werden. Die Wirksubstanzen liegen nun unmittelbar im Wirkraum 8 vor. Auf diese Weise wird es ermöglicht, die Wirksubstanzen in dem gewünschten Wirkraum 8 zu erzeugen. Es kann auf einen Transport der Wirksubstanzen über eine längere Strecke verzichtet werden.
Alternativ oder ergänzend kann ein elektrisches Feld, das den Sondenkörper 1 umgibt, eine kalte Plasmaentladung zünden. Zur Zündung einer kalten Plasmaentladung ist eine ausreichend hohe elektrische Feldstärke erforderlich. Das kalte Plasma kann Keime in der Umgebung des Sondenkörpers 1 abtöten. Das kalte Plasma kann in die feinen Strukturen 3 eindringen und dort keimtötend wirken.
Zusätzlich kann das kalte Plasma eine Oberfläche, die sich in der Nähe des Sondenkörpers 1 befindet, aktivieren. Beispielsweise kann durch die Aktivierung der Oberfläche eine Benetzbarkeit der Oberfläche verbessert werden. Die mit Plasma behandelte Oberfläche kann im Vergleich zu einer unbehandelten Oberfläche besser mit Zement oder einem Klebstoff mit hoher Festigkeit verschlossen werden.
Das elektrische Feld, das den Sondenkörper 1 umgibt, kann mit Kontaminationen 11 in der Umgebung des Sondenkörpers 1 wechselwirken. Beispielsweise können Partikel, die an einer Oberfläche der Körperhöhle oder des Gewebes anhaften, von dem elektrischen Feld angezogen und auf diese Weise von der Oberfläche gelöst werden.
Ferner kann das elektrische Feld, das den Sensorkörper 1 umgibt, stark genug sein, um eine Elektroporation zu bewirken. Bei der Elektroporation wird durch das elektrische Feld eine Zellmembran vorübergehend permeabilisiert. Durch die Elektroporation können Mikroorganismen inaktiviert werden. Durch die Elektroporation können Keime oder Zellen abgetötet werden. Alternativ oder ergänzend kann die Elektroporation dazu benutzt werden, Wirksubstanzen in ein Gewebe, das in der Nähe des Sondenkörpers 1 angeordnet ist, einzubringen.
Der über den Sondenkörper 1 fließende elektrische Strom kann eine anodische Oxidation der Kontamination 11 bewirken. Durch die Oxidation werden beispielsweise Keime oder organische Residuen abgetötet.
Der elektrische Strom, der über den Sondenkörper 1 fließt, kann bei einer ausreichend hohen Stromstärke oder einer ausreichend hohen Spannung aktive Nervenenden in einem Gewebe, das den Sondenkörper 1 umgibt, irreversibel passivieren. Dadurch können die Propagation von Nervensignalen und/oder Schmerzsignalen aus der behandelten Region unterdrückt werden.
Das elektrische Feld, das den Sondenkörper 1 umgibt, kann eine Diffusion einer Wirksubstanz in die feinen Strukturen 3 durch Elektrophorese unterstützen. Eine Driftgeschwindigkeit geladener kollidaler Teilchen ist bei der Elektrophorese proportional zur anliegenden Feldstärke. Dementsprechend kann durch ein starkes elektrisches Feld die Diffusionsgeschwindigkeit erhöht werden.
Ferner kann das elektrische Feld Kavitationen und Schockwellen induzieren. Die Kavitationen und Schockwellen tragen dazu bei, eine Wirksubstanz in die feinen Strukturen einzuführen.
Die oben diskutierten Effekte des elektrischen Feldes beziehungsweise des elektrischen Stroms, der über den Sondenkörper 1 fließt, zeigen, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper 1 die medizinische/dentalmedizinische Wirkung einer Behandlung mit der Sondenvorrichtung verbessert werden kann. Abhängig davon, welche der oben genannten Effekte für die jeweilige Behandlung gewünscht ist, kann ein Signal der elektrischen Spannung, die von der Spannungsquelle an den Sondenkörper angelegt wird, variiert werden. Insbesondere kann das Signal hinsichtlich Pulsform, Amplitude und Frequenz an den jeweils gewünschten Effekte angepasst werden. Beispiele für verschiedene elektrische Signale, die an den Sondenkörper 1 angelegt werden können, werden anhand der 4 bis 6 diskutiert.
Die Sondenvorrichtung kann ferner eine Steuereinheit 12 aufweisen. Die Steuereinheit 12 ist dazu ausgestaltet ein Signal der an den Sondenkörper 1 angelegten elektrischen Spannung mit einem Rückkopplungssignal zu vergleichen. Dabei kann die Steuereinheit 12 die beiden Signale beispielsweise hinsichtlich ihrer Stromstärke und/oder ihrer Spannung und/oder ihrer Phasenbeziehung vergleichen. Die Steuereinheit 12 ist dazu ausgestaltet, aus diesem Vergleich Informationen zur Lage des Sondenkörpers 1 und/oder zu einem behandelten Gewebetyp und/oder über von der Sondenvorrichtung ausgelöste Prozesse zu gewinnen. Diese Informationen werden von der Sondenvorrichtung berücksichtigt und es kann beispielsweise die von der Spannungsquelle 4 angelegte elektrische Spannung angepasst werden.
Der Sondenkörper 1 kann unpolar oder bipolar aufgebaut sein. Bei einem unipolaren Aufbau weist der Sondenkörper 1 lediglich Bereiche, an denen ein erstes elektrisches Potential vorliegt, sowie möglicherweise ferner Bereiche, die elektrisch isoliert sind, auf. Bei einer Sondenvorrichtung mit einem unipolaren Sondenkörper 1 wirkt eine Umgebung des Sondenkörpers 1, beispielsweise ein Körper oder ein Gewebe, als Gegenelektrode.
Ein bipolar aufgebauter Sondenkörper 1 weist einen ersten Bereich, an dem ein erstes elektrisches Potential anliegt, und einen zweiten Bereich, an dem ein zweites elektrisches Potential anliegt, auf. Zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich bildet sich das elektrische Feld aus.
2 zeigt ein alternatives Beispiel des Sondenkörpers 1. In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sondenkörper 1 zusätzlich mit einer Gegenelektrode 13 versehen. Die Gegenelektrode 13 ist spiralförmig um den Sondenkörper 1 gewickelt. Der Sondenkörper 1 ist mit einem ersten Anschluss 14 der Spannungsquelle 4 verbunden. Die Gegenelektrode 13 ist mit einem zweiten Anschluss 15 der Spannungsquelle 4 verbunden. Die Spannungsquelle 4 ist dazu ausgestaltet, an den Sondenkörper 1 ein erstes elektrisches Potential und an die Gegenelektrode 13 ein davon unterschiedliches zweites elektrisches Potential anzulegen.
Durch das Anlegen der elektrischen Spannung bildet sich ein elektrisches Feld zwischen der Gegenelektrode 13 und dem Sondenkörper 1 aus. Die Gegenelektrode 13 ermöglicht dabei eine Feldführung. Das elektrische Feld, das sich zwischen der Gegenelektrode 13 und dem Sondenkörper 1 ausbildet, weist im Vergleich zu dem elektrischen Feld, das in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel generiert wird, einen homogeneren Verlauf auf. Die Bildung von starken lokalen Feldüberhöhungen an der Spitze 6 oder an scharfkantigen Strukturen 5 wird vermieden. Der in 2 gezeigte Sondenkörper 1 mit Gegenelektrode 13 eignet sich beispielsweise für ein flächiges elektrolytisches Verfahren.
Die Gegenelektrode 13 kann von dem Sondenkörper 1 durch ein Fluid 9, das die Gegenelektrode 13 benetzt, isoliert sein.
3 zeigt eine Feldverteilung eines elektrischen Feldes an einer scharfkantigen Spitze 6 des Sondenkörpers 1. Der Sondenkörper 1 weist dabei einen Durchmesser d im Bereich zwischen 0,05 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 2,0 mm und 0,1 mm, auf. In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser d des Sondenkörpers 0,25 mm. Der Sondenkörper 1 weist eine längliche Form auf. Der Sondenkörper 1 weist die Spitze 6 und eine Kante 5 auf. Der Durchmesser d des Sondenkörpers 1 nimmt von der Kante 5 bis zur Spitze 6 linear ab. Die Spitze 6 ist nahezu punktförmig.
An dem Sondenkörper 1 wird ein elektrisches Potential von 1 Volt angelegt. An der Spitze 6 des Sondenkörpers 1 kommt es zu einer Feldüberhöhung. An der Spitze des Sondenkörpers 1 beträgt die elektrische Feldstärke des elektrischen Feldes, das den Sondenkörper 1 umgibt, von 1000 V/m. An der Kante 5 des Sondenkörpers 1 kommt es ebenfalls zu einer lokalen Feldüberhöhung, die jedoch weniger stark ausgebildet ist als die Feldüberhöhung an der Spitze 6. Mit zunehmendem Abstand von dem Sondenkörper 1 nimmt die elektrische Feldstärke ab.
Die 4 bis 6 zeigen verschiedene Beispiele für den Verlauf der elektrischen Spannung, die an den Sondenkörper 1 angelegt werden kann. Auf der horizontalen Achse ist dabei jeweils die Zeit in beliebigen Einheiten aufgetragen. Auf der vertikalen Achse ist die Höhe der an den Sondenkörper 1 angelegten Spannung in beliebigen Einheiten aufgetragen. In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine unipolar gepulste Spannung an den Sondenkörper 1 angelegt. Die Spannung weist kurze Pulse auf, die beispielsweise eine Pulsdauer von weniger als 1 µs aufweisen können. Jeder Puls kann eine hohe Spannung aufweisen und damit an dem Sondenkörper 1 ein elektrisches Feld mit einer hohen elektrischen Feldstärke generieren.
Die Pulse können eine Pulsdauer zwischen 10 µs und 100 ns aufweisen. Durch die kurze Pulsdauer kann eine Überhitzung eines behandelnden Gewebes vermieden werden und es kann vermieden werden, dass Nerven beeinträchtigt werden.
5 zeigt ein Beispiel für ein burstartiges Signal. An den Sondenkörper 1 wird eine Spannung mit einem sinusförmigen Verlauf angelegt, wobei die Amplitude der Spannung zusätzlich zu dem sinusförmigen Verlauf moduliert ist und zwischen einer maximalen Amplitude und einer minimalen Amplitude schwankt.
6 zeigt ein Beispiel einer Spannung, die als bipolares Rechtecksignal angelegt wird. Das Signal weist dabei erste Pulse 16 mit einer ersten Polarität auf, die sich mit zweiten Pulsen 17 mit einer zweiten Polarität abwechseln, wobei die zweite Polarität zur ersten Polarität umgekehrt ist. Die Dauer und die Amplitude der Pulse 16, 17 mit erster und zweiter Polarität können dabei voneinander verschieden sein.
Jedes der hier gezeigten Signale kann zusätzlich mit einem DC-Offset moduliert sein. Der DC-Offset kann für Ladungsneutralität im Zeitmittel sorgen.
Hier wurde die Sondenvorrichtung anhand einer Endofeile für eine Wurzelkanalbehandlung beschrieben. Auch bei anderen medizinischen/dentalmedizinischen Behandlungen mit einem Sondenkörpern besteht das Problem, dass sehr feine Strukturen nicht direkt mechanisch behandelt werden können, beispielsweise bei der Behandlung einer Periimplantitis, der Behandlung einer Paradontotitis oder der Behandlung von entzündlichen oder degenerativen Prozessen in Zahntaschen. Daher können auch die Sondenkörper, die für diese oder andere medizinische/dentalmedizinische Behandlungen vorgesehen sind, mit einer Spannungsquelle kombiniert werden, die an den Sondenkörper eine elektrische Spannung anlegt. Durch das an den Sondenkörper angelegte elektrische Signal kann die mechanische Behandlung durch den Sondenkörper auch bei diesen Sondenvorrichtungen durch elektrisch hervorgerufene Effekte unterstützt werden.
Bezugszeichenliste

1: Sondenkörper
2: Bohrkanal
3: feine Struktur
4: Spannungsquelle
5: scharfkantige Struktur
6: Spitze des Sondenkörpers
7: Fluidapplikationssystem
8: Wirkraum
9: Fluid
10: Antriebselement
11: Kontamination
12: Steuereinheit
13: Gegenelektrode
14: erster Anschluss der Spannungsquelle
15: zweiter Anschluss der Spannungsquelle
16: erster Puls
17: zweiter Puls
d: Durchmesser

Claims

Sondenvorrichtung, ausweisend eine Spannungsquelle (4) und einen Sondenkörper (1), wobei die Spannungsquelle (4) dazu ausgestaltet ist, eine elektrische Spannung an den Sondenkörper (1) anzulegen, wobei durch die angelegte elektrische Spannung ein elektrisches Feld erzeugt wird, das den Sondenkörper (1) umgibt, und/oder wobei durch die angelegte elektrische Spannung ein elektrischer Strom erzeugt wird, der über den Sondenkörper (1) fließt.
Sondenvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass das elektrische Feld und/oder der elektrische Strom eine Keimreduktion in einer Umgebung des Sondenkörpers (1) bewirken.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper (1) eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die zur Zündung einer kalten Plasmaentladung ausreicht.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper (1) ein elektrischer Strom über den Sondenkörper (1) fließt, der für eine elektrolytische Freisetzung einer Wirksubstanz ausreicht.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper (1) eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die ausreicht, um in einer Umgebung des Sondenkörpers (1) Partikel von einer Oberfläche zu lösen.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper (1) eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die ausreicht, um eine Elektroporation auszulösen.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper (1) ein elektrischer Strom über den Sondenkörper (1) fließt, der ausreicht, um eine Oberfläche anodisch zu oxidieren.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper (1) eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die ausreicht, um eine Diffusion einer Wirksubstanz durch Elektrophorese zu unterstützen.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper (1) ein elektrischer Strom über den Sondenkörper (1) fließt, der ausreicht, um Nervenenden irreversibel zu passivieren und/oder eine Schmerzunterdrückung zu erreichen.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sondenvorrichtung dazu ausgestaltet ist, dass durch das Anlegen der elektrischen Spannung an den Sondenkörper (1) eine elektrische Feldstärke erzeugt wird, die ausreicht, um eine elektrisch induzierte Kavitation und Schockwellen auszulösen.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sondenkörper (1) eine scharfkantige Struktur (5) aufweist.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spannungsquelle (4) dazu ausgestaltet ist, die elektrische Spannung an den Sondenkörper (1) in einem pulsartigen Signal oder einem Wechselspannungssignal anzulegen, und/oder wobei die Spannungsquelle (4) dazu ausgestaltet ist, die elektrische Spannung an den Sondenkörper (1) in einem unipolaren oder bipolaren Signal anzulegen. und/oder wobei die Spannungsquelle (4) dazu ausgestaltet ist, die elektrische Spannung an den Sondenkörper (1) in einem Burst von Signalen anzulegen, und/oder wobei die Spannungsquelle (4) dazu ausgestaltet ist, die elektrische Spannung an den Sondenkörper (1) in einem Signal anzulegen, das einen DC Offset aufweist, und/oder wobei die Spannungsquelle (4) dazu ausgestaltet ist, die elektrische Spannung an den Sondenkörper (1) in einem symmetrischen oder asymmetrischen Signal anzulegen.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spannungsquelle (4) einen piezoelektrischen Transformator aufweist.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Sondenkörper (1) hohl ist und eine Durchleitung für ein Fluid (9) aufweist.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sondenvorrichtung ein Antriebselement (10) aufweist, das dazu ausgestaltet ist den Sondenkörper (1) zu bewegen.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Gegenelektrode (13) an dem Sondenkörper (1) angeordnet ist, die eine zur Polarität des Sondenkörpers (1) entgegengesetzte Polarität aufweist.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sondenvorrichtung eine Steuereinheit (12) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, aus einem Rückkopplungssignal der an den Sondenkörper (1) angelegten Spannung eine Information zur Lage des Sondenkörpers (1) und/oder zu einem behandelten Gewebetyp und/oder über von der Sondenvorrichtung ausgelöste Prozesse zu gewinnen.
Sondenvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei dem Sondenkörper (1) um eine Endofeile handelt.