DE3615632A1 - Vorrichtung zur bestimmung der ausdehnung des dentinkoerpers von zu praeparierenden zaehnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Ausdehnung des Detinkörpers von zu präparierenden Zähnen. Die Präparation eines Zahnes für die Aufnahme einer Vollkrone hat einen ausreichenden Substanzabtrag unter Erhalt der Vitalität des Zahnmarkes zum Ziel. Die über der Pulpa zu belassende Dentinschicht sollte mindestens 0,7 mm, bei den Zähnen von Jugendlichen mit voluminösem Zahnmark und dicken Dentinkanälchen mindestens 1,4 mm betragen (Jüde, Kühl und Roßbach, 1974). Eine Schädigung des Zahnmarkes ist umso wahrscheinlicher, je größer der flächenmäßige Anteil der eröffneten Dentinkanälchen an der angeschliffenen Dentinoberfläche und je kürzer die Dentinkanalverbindung zum Zahnmark ist.

Eine klinisch durchführbare Methode zur Kontrolle dieser von Jüde et al geforderten Mindestabstandswerte ist nicht bekannt.

Technisch möglich wäre eine hochauflösende computertomographische Darstellung der Pulpenhöhle. Daraus könnten für die nachstehend genannten Zwecke Präparationstiefen abgeleitet werden. Klinisch durchführbar erscheint diese Methode aber wegen des enormen technischen Aufwandes und der Röntgenstrahlenbelastung nicht.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und sind Vorrichtungen zur Bestimmung der nach jedem Präparationsschritt verbleibenden Dentinstärke.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Methode und zu ihrer Durchführung geeignete Vorrichtungen zu schaffen, mit denen in einfacher und zuverlässiger Weise auch während der Präparation des Zahnes die Unterschreitung der lokalen Mindeststärken des Dentinkörpers ausgeschlossen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren und werden Vorrichtungen vorgeschlagen, die durch die in den Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegebenen Merkmale gekennzeichnet sind. Es wird auf die Figuren Bezug genommen.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Bestimmung und Kontrolle der Dentinstärke über der Pulpa und zur Präparationstiefenbegrenzung liegt darin begründet, daß der elektrische Widerstand des Dentins und die Größe eines auf die Pulpa durch das Dentin einwirkenden, die Pulpa schädigenden (und möglicherweise devitalisierenden) Faktors eng zusammenhängen. Der die Pulpa schädigende Faktor, z. B. Schleifen oder Bohren auf der Dentinoberfläche, chemische Einflüsse, Wasserverlust (Eintrocknen) usw. kann bei langen, dünnen Dentinkanälchen (dicke Dentinschicht, Zahn eines Erwachsenen) die Pulpa nicht so leicht und schnell schädigend erreichen und beeinflussen wie bei dicken und kurzen Kanälchen (dünne Dentinschicht), Dentin vom Zahn eines Jugendlichen). Die Stromleitung im Dentin erfolgt ebenso wie viele schädigende Einflüsse durch die Dentinkanälchen, weil die Dentinkanälchen mit einem wässrigen Elektrolyten gefüllt sind (Einer Stromleitung senkrecht zu den Dentinkanälchen durch die natürlicherweise mineralisierte Substanz setzt das Dentin einen sehr viel höheren Widerstand entgegen als dem Stromfluß parallel zu den Kanälchen.); der elektrische Strom muß gleichsam denselben Weg und die gleichen Hindernisse überwinden wie der schädigende Faktor. Der Widerstand ist hoch für lange und dünne Kanälchen und niedrig für kurze und weite Kanälchen. Die elektrische Widerstandsmessung des Dentins über der Pulpa gibt also an, wie hoch der Gefährdungsgrad der Pulpa ist. Ein hoher Widerstand entspricht einer geringen Gefährdung, ein niedriger Widerstand entspricht einer hohen Gefährdung der Vitalität der Pulpa. Solange ein angemessener minimaler Widerstandswert nicht unterschritten wird, kann eine Gefährdung der Pulpa ausgeschlossen werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung bzw. Kontrolle des Präparationsverfahrens an menschlichen und tierischen Zähnen wird im folgenden verdeutlicht. Gemessen wird der elektrische Widerstand zwischen der Meßelektrode, die auf einer definierten, genau umgrenzten kleinen Fläche (von z. B. 1 mm²) den elektrischen Kontakt zur angeschliffenen Dentinoberfläche herstellt, und einer zweiten Elektrode, die großflächig (einige cm²) den Kontakt mit der feuchten Mundschleimhaut herstellt. Diese Elektrode wird möglichst in der Nähe der Wurzel des zu untersuchenden Zahnes angebracht. Nachdem der Schmelz nach den in der Zahnheilkunde üblichen Regeln entfernt worden ist, wird mit der Meßelektrode zur Dentinoberfläche eine leitende Verbindung hergestellt und der Widerstand zu der oben beschriebenen Bezugselektrode gemessen. Die Lage der Meßelektrode wird variiert und es werden weitere Widerstandswerte registriert, bis die Lage der Elektrode für die Punkte minimalen Widerstandes bekannt ist. Diese Punkte sind die Orte auf der Dentinwunde, die die kürzeste Verbindung zur Pulpahöhle via Dentinkanälchen aufweisen. Die Höhe des so gemessenen Widerstandes ist die Summe der Teilwiderstände Bezugselektrode- Kronenpulpa und Kronenpulpa-Dentinwunde (=angeschliffene Dentinoberfläche). Der Widerstand Kronenpulpa-Dentinwunde ist umso niedriger, je dünner die Dentinschicht ist und je weiter und zahlreicher je Flächeneinheit die Dentinkanälchen sind, das heißt je größer ihr flächenmäßiger Anteil an der angeschliffenen Dentinoberfläche ist. Der Gesamtwiderstand nimmt also bei immer dichter an die Pulpahöhle heranreichender beschliffener Dentinoberfläche ab, da der Widerstandsanteil Bezugselektrode-Kronenpulpa konstant ist. Bei Vorgabe eines geeigneten Minimalwiderstandes und schrittweisem Abtragen des Dentins mit immer wieder erneutem zwischenzeitlichem Messen des Widerstandes kann bei Vermeidung der Unterschreitung des Minimalwiderstandes eine Gefährdung der Vitalität der Pulpa sehr sicher ausgeschlossen werden. Das technische Vorgehen bei der derzeit üblichen manuell durchgeführten Kronenpräparation besteht darin, die Schmelzkappe des Zahnes soweit erforderlich abzutragen. Erfindungsgemäß werden auf der angeschliffenen Dentinoberfläche Messungen des elektrischen Widerstandes bzw. der elektrischen Leitfähigkeit durchgeführt. Die Lage der Meßelektrode wird auf der Dentinoberfläche an den Punkten, wo der Widerstand dem vorgegebenen Minimalwert nahekommt, markiert; zum Beispiel durch Umfahren der Meßelektrode mit einem spitzen Bleistift oder durch Identifizieren der Lage der Elektrode mit Merkmalen auf der Zahnoberfläche und Markierung der Stelle nach Abnehmen der Elektrode. An den markierten Punkten darf kein Dentin mehr entfernt werden. Solange die Widerstandswerte den vorgegebenen Minimalwert nicht unterschreiten, wird ein ausreichender Sicherheitsabstand zur Pulpa gewahrt.

Vorteilhaft ist gemäß der Erfindung auch die automatische bzw. teilautomatische Präparation mit Hilfe eines beispielsweise EDV-gestützt arbeitenden Gerätes. Dieses tastet schrittweise oder kontinuierlich die Dentinoberfläche mit einer dafür geeigneten Meßelektrode ab, die erfindungsgemäß mit einem vorzugsweise integrierten Bohr- und Schleifgerät kombiniert ist und Widerstands- bzw. Leitfähigkeitswerte zu bestimmen erlaubt. Dieser Automat speichert die Koordinaten der abgetasteten Punkte und die Widerstandswerte und kann sich so schrittweise durch Abtragen von Dentin, anschließender Widerstandsmessung und erneutes Abtragen mit nachfolgender Messung des Widerstandes an die nach klinischen, technischen und kosmetischen Gesichtspunkten erwünschte Präparationstiefe heranarbeiten und dabei an Punkten, wo die Pulpa gefährdet würde, den entsprechenden Sicherheitsabstand wahren. So wird erfindungsgemäß mit Hilfe von Widerstands- oder Leitfähigkeitsbestimmungen die Präparationstiefe sinnvoll begrenzbar.

Als möglicher Nachteil mag der unbekannte Widerstand Kronenpulpa- Meßelektrode erscheinen. Er ist jedoch für die meisten Zähne konstant. In Zweifelsfällen kann er jedoch gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in der nachfolgend beschriebenen Weise klinisch ohne Eröffnung der Pulpa oder eine andere Zahnschädigung ermittelt werden: Man mißt dazu durch Aufsetzen von zwei zweiten Meßelektroden B ₁ und B ₂ auf die Dentinoberfläche den Widerstand zwischen den beiden Elektroden R ₁₂ und anschließend nacheinander den jeweiligen Widerstand R _AB1 und R _AB2 der zwei zweiten Meßelektroden zur ersten Meßelektrode A, die im Wurzelbereich auf der Mundschleimhaut anliegt, wobei man in der oben beschriebenen Weise die Dentinstärke über der Pulpa bestimmt. Insbesondere die Lage der zweiten Meßelektroden auf der Dentinoberfläche darf während der Messung nicht verändert werden. Aus den drei Widerstandswerten berechnet sich der Widerstand R _MP zwischen Meßelektrode und Kronenpulpa zu

R _MP = 0,5*(R _AB1 + R _AB2- R ₁₂)

da die Widerstände R _AB1 und R _AB2 den Widerstand R _MP jeweils als Teilwiderstand enthalten (siehe oben), der Widerstand R ₁₂ jedoch nicht. Bei der Messung von R ₁₂ fließt der Strom durch die Dentinkanälchen bei Elektrode B ₁ in die Kronenpulpa, durch Teile der Kronenpulpa, und aus der Kronenpulpa in Dentinkanälchen zur Elektrode B ₂ zurück. Der Stromfluß kann auch in umgekehrter Richtung von der Elektrode B ₂ zur Elektrode B ₁ erfolgen. Diese Methode beruht auf der gerichteten Stromleitung des Dentins, da der Hauptanteil des elektrischen Stromes nicht "quer" durch das Dentin von der einen zur anderen Meßelektrode fließen kann. Der elektrische Widerstand innerhalb der Kronenpulpa ist gering und kann vernachlässigt werden. Falls erforderlich, kann durch diese Methode der Mehrfachmessung der Widerstand R _MP berechnet werden. Diese Messung und ihre Auswertung kann auch automatisiert durchgeführt werden. Dafür dürfen die Meßelektroden sogar dicht nebeneinander auf das beschliffene Dentin aufgesetzt werden (sie können auch mechanisch miteinander verbunden sein), es ist aber auch möglich, sie in einiger Entfernung voneinander auf dem Dentin des gerade beschliffenen Zahnes zu plazieren. Liegen sie dicht nebeneinander, so kann schon aus dem Widerstand R ₁₂ auf die Dicke der Dentinschicht zwischen der Pulpa und dem durch die beiden Elektroden bedeckten Dentinbezirk geschlossen werden, da der Strom das Dentin bei der einen Elektrode via Dentinkanälchen zur Pulpa durchquert, um nach kurzem Stromweg durch die Kronenpulpa durch das Dentin via Dentinkanälchen zur anderen Elektrode zurückzufließen.

Es bleibt noch anzumerken, daß für Dentinstärken unter 1,5 mm (gemessen von der angeschliffenen Dentinoberfläche in Richtung Pulpa) ein linearer Zusammenhang von Widerstand und Dentindicke besteht: Ein geeignet programmierter Automat oder ein erfahrener Behandler können also berechnen, wieviel Dentin zwischen zwei aufeinanderfolgenden Widerstandsmessungen ohne Gefährdung der Pulpa entfernt werden darf.

Die auf die Dentinoberfläche aufzusetzende Meßelektrode muß den elektrischen Kontakt zum Dentinliquor (=wässriger Elektrolyt in den Dentinkanälchen) herstellen. Das ist zum Beispiel möglich, indem auf die Dentinoberfläche eine zylindrische Metallelektrode mit der Stirnseite aufgesetzt wird. Der Spaltraum zwischen Metall und Dentinkanälcheneingang wird mit Kochsalzlösung aufgefüllt, die durch eine das Metall seitlich umgebende, nicht die Stirnfläche bedeckende Dichtung am Wegfließen gehindert wird. Eine derartige, aus einem flexiblen Material bestehende Manschette weist vorteilhafter Weise einen Zulauf auf, durch den nach dem Aufsetzen der Meßelektrode eine kleine, ausreichende Menge einer elektrisch leitenden Flüssigkeit in den abgedichteten Raum eingespritzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Bestimmung des elektrischen Widerstandes bzw. der elektrischen Leitfähigkeit für den angegebenen Zweck erfolgt sinnvoller Weise mit einem Wechselstrom- Ohmmeter, um Polarisationserscheinungen an den Elektroden zu vermeiden. Bei Anwendung von Gleichstrom oder einem dem Gleichstrom überlagerten Wechselstrom müssen Polarisationseffekte durch geeignete, bekannte Maßnahmen verhindert oder kompensiert werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Dentinstärken-Bestimmung ist auch für den Tierversuch zur Testung von zahnärztlichen Werkstoffen etc. sinnvoll. Im Tierversuch werden zur Überprüfung der Pulpenverträglichkeit von verschiedenen Materialien zwecks der Vergleichbarkeit der Untersuchungsergebnisse gleichbleibende Dentinstärken über der Pulpa unter Versuchskavitäten (Kavität=Höhlung) in den Zähnen gefordert. Dieser Forderung kann erstmals mit dem zuvor beschriebenen Verfahren und den hier vorgeschlagenen Vorrichtungen entsprochen werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Ausdehnung des Dentinkörpers von präparierten Zähnen, gekennzeichnet durch

• a) mindestens zwei Meßelektroden A und B, die an räumlich voneinander getrennten Stellen des zu präparierenden Zahnes bzw. des den Zahn einbettenden Gewebes anlegbar sind.
• b) Mittel zur Herstellung eines definierten, elektrisch leitenden Kontaktes zwischen Elektrodenfläche und Zahnmaterial
• c) eine Vorrichtung zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes oder der elektrischen Leitfähigkeit des zwischen den Elektroden befindlichen Zahnabschnittes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Meßelektrode A an die Mundschleimhaut im Wurzelbereich des zu präparierenden Zahnes anlegbar ist und eine zweite Meßelektrode B für das Anlegen an einer Meßstelle im gesamten für das Abschleifen vorgesehenen Bereich der Dentinoberfläche geeignet ausgestaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes oder der elektrischen Leitfähigkeit eine wechselstrombetriebene Schaltung aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Vergleich des jeweiligen lokalen Wertes für den elektrischen Widerstand oder die elektrische Leitfähigkeit mit je einem wählbaren Sollwert dieser Größen vorhanden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Meßelektrode A (siehe Anspruch 2), die im Wurzelbereich anliegt, eine Gruppe von mindestens zwei Gegenmeßelektroden B ₁ und B ₂ zugeordnet ist und die Vorrichtung zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes oder der elektrischen Leitfähigkeit so ausgestaltet ist, daß sie die zwischen jeweils zwei dieser mindestens drei Elektroden bestimmbaren Widerstands- bzw. Leitfähigkeitswerte zu bestimmen in der Lage ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Meßelektroden (B, B ₁, B ₂) jeweils eine die Elektrodenfläche umrahmende flexible Manschette aufweisen, die zwischen Elektrodenfläche und Zahnoberfläche eine flüssigkeitsdichte Kammer einschließt, und daß eine Zuflußöffnung in der Manschette vorhanden ist, durch die eine elektrisch leitende Flüssigkeit einfüllbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument für das Abtragen des Zahnmaterials, beispielsweise der Bohrer oder der Schleifkopf, mit der zweiten Meßelektrode B bzw. den zweiten Meßelektroden (B ₁, B ₂) zu einem Kombinationsinstrument integriert ist.