DE60032144T2

DE60032144T2 - Rotierendes handstück für ein endodontisches instrument

Info

Publication number: DE60032144T2
Application number: DE60032144T
Authority: DE
Inventors: B. William Tulsa JOHNSON
Original assignee: Dentsply International Inc
Current assignee: Dentsply Sirona Inc
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2003504113A; EP1196109A1; EP1196109B1; CA2375775A1; CA2375775C; WO2001003601A1; US6293795B1; DE60032144D1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handstück zur Rotation von endodontischen Feilen zur Reinigung und Vergrößerung von Wurzelkanälen von Zähnen, wie z.B. in DE 196 28 854 beschrieben. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Handstück und sein Steuersystem und ein Verfahren zur Verwendung, das die Entfernung von Abriebmaterial verbessert, während gleichzeitig das Risiko eines Feilenbruchs verringert wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Grundverfahren in der endodontischen Therapie zur Behandlung eines infizierten Zahns ist das Reinigen und Vergrößern von Zahnwurzelkanälen des Zahnes, bevor sie mit einem inerten Verschlussmaterial, wie z.B. Guttapercha, gefüllt werden. Ein solches Verfahren, bei dem infiziertes Gewebe aus dem Zahn erfolgreich entfernt wird, verbessert die Wahrscheinlichkeit, dass ein Patient den Zahn behält, und nicht, dass die Notwendigkeit einer Extraktion besteht. Das Verfahren zum Abreiben und Reinigen von infiziertem Material aus dem Kanal und zur geeigneten Formgebung des Kanals, um ein Verschlussmaterial aufzunehmen, ist zeitaufwendig und verwendet im allgemeinen eine Reihe endodontischer Feilen, die rotiert und in den Kanal vorangetrieben werden, um die Kanaloberflächen zu reinigen und um das Abriebmaterial zur Entfernung aus dem Kanal auszustoßen.
In der Vergangenheit wurden endodontische Feilen durch den Zahnarzt manuell verwendet, was ein sehr mühsames Verfahren ist, das eine große Geschicklichkeit erfordert. Dabei wurde erkannt, dass die Verwendung eines Handstücks zur mechanischen Nachahmung der Handverfahren, einschließlich einer rotierenden Feile, eine vorteilhafte Verbesserung der Effizienz darstellen würde. Eine Schwierigkeit mit einer motorbetriebenen Rotation oder einem Maschinenantrieb von Feilen ist es jedoch, dass der Zahnarzt sein "Gefühl" und die Steuerung des Verfahrens abgibt. Die Feilen sind typischerweise mit helikalen Schneiden versehen, die eine Gefahr eines Gewindeeinschneidens oder Schraubens in die Kanaloberflächen darstellen. Unter solchen Bedingungen könnte unter Nichtbeachtung von engen Krümmungen oder anderen Wurzelkanal-Irregularitäten eine Feile "festfressen" und einer übermäßigen Drehbeanspruchung unterworfen sein, die einen Bruch der Feile verursachen könnte. Zusätzlich verursacht die Rotation von Instrumenten um eine Krümmung interne Spannungen, die zu einer Metallermüdung führen, die den Bruch einer Feile verursachen könnte. Eine Metallermüdung wird rascher induziert, wenn der Krümmungsgrad ansteigt und/oder der Radius der Krümmung sich verkleinert. Solche Schäden können extreme Schwierigkeiten bei der Extraktion der gebrochenen Feile oder einer anderen Abhilfemaßnahme hervorrufen, die sogar die Extraktion des Zahnes einschließen können. Die Gefahren einer lateralen Perforation, eines Geraderichtens, Aufreißens und einer Vorsprungbildung werden durch eine maschinenbetriebene Instrumentierung ebenfalls alle erhöht.
Verschiedene Muster rotierender Handstücke und Verfahren zu ihrer Verwendung wurden entwickelt, wobei einige auf eine Variation der Bewegung der Feilen von einer einfachen Rotation zu sich wiederholenden elliptischen Mustern gerichtet waren, im Bemühen, Handbetriebsverfahren nachzuahmen. Andere Handstückverbesserungen waren auf die Steuerung der Motorparameter gerichtet, insbesondere durch Reduzieren der Rotationsgeschwindigkeiten, der Begrenzung von an der Feile applizierten Drehkräften und dergleichen, um einen Feilenbruch zu vermeiden.
Eine frühere Beschränkung des gesamten endodontischen Herstellungsverfahrens war der Mangel an Flexibilität der Feilen, was zu einer Entmutigung von motorbetriebenen Verfahren insgesamt tendierte, insbesondere im Hinblick auf aggressive K-Feilen. Neue Feilenmuster, einschließlich radialflächiger Schneiden, die ein Einschrauben vermeiden, und die aus hochflexiblen Nickel-Titan-Legierungen bestehen, stellen neue Möglichkeiten für motorbetriebene Verfahren dar. Diese Feilen können Kanalkrümmungen besser folgen, aber sogar dann kann ein Risiko einer Metallermüdung bestehen, wenn sie in gekrümmten Kanälen rotieren. Natürlich müssen neue Feilen und Verfahren sicherstellen, dass eine angemessene Entfernung von Abriebmaterial erreicht wird.
Eine Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Handstücks und von Steuersystemen und eines Anwendungsverfahrens, die mit geeigneter Geschwindigkeit und Drehkraft arbeiten, sicher das Anlegen einer übermäßigen Drehkraft an einer Feile unter Verursachung eines Bruchs vermeiden, die Ausbildung innerer Spannungen im Metall verringern, das Tastsinn-Feedback verbessern und eine bessere Entfernung von Abriebmaterial bei gleichzeitigem geeigneten Ausformen des Kanals zur Aufnahme von Verschlussmaterial sicherstellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung umfasst rotierende Handstücke, darauf abgestimmte Steuersysteme und ein Anwendungsverfahren zum Rotieren eines endodontischen Instruments oder einer Feile auf eine Weise, die die Möglichkeit eines Festfressens oder der Übermittlung einer übermäßigen Drehkraft und einer inneren Spannung an eine Feile verringert und trotzdem die Entfernung von Abriebmaterial aus dem Kanal ermöglicht. Ein Schlüsselmerkmal der Erfindung ist der Einschluss eines Steuersystems für einen Elektromotor zum Antrieb der Handstückfeile, dass die Feile über einen schneidenden oder planierenden ersten Rotationsbogen rotiert, vorzugsweise im Uhrzeigersinn, und sequentiell die Feile über einen zweiten Rotationsbogen, vorzugsweise im Gegenuhrzeigersinn, rotiert, wobei der erste Rotationsbogen den des zweiten Rotationsbogens so überschreitet, dass das aus den Kanaloberflächen abgeriebene Material von den gereinigten Oberflächen ausgestoßen wird, wenn die Feile in den Kanal vorangetrieben wird.
In einem bevorzugten erfindungsgemäßen rotierenden Handstück beträgt der erste Rotationsbogen ca. 90 bis 180° (120°), und der gegenläufige zweite Rotationsbogen ca. 45 bis 120° (90°).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen endodontischen Handstücks und von Teilen seines Steuersystems.
2 ist eine schematische Darstellung im Querschnitt einer Feile, die einen bevorzugten ersten und zweiten Rotationsbogen zeigt.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
In 1 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des endodontischen Handstücks 10 und seines Steuersystems 20 dargestellt. Ein endodontisches Instrument oder eine Feile 11 wird in einem Spannfutter eines Handstückkopfs 12 zur Rotation um seine (ihre) Längsachse sicher gehalten. Es wird angemerkt, dass irgendein endodontisches Instrument eines geeigneten Musters verwendet werden kann. Der Kopf 12 ist eine integrale Komponente eines konventionellen Kontrawinkels, der einen Antriebsstrang und Getriebe (nicht detailliert dargestellt) bereitstellt, um die Feile 11 mit einer gewünschten Rotationsgeschwindigkeit zu rotieren, typischerweise bei einer 16:1-Reduktion einer Rotationsgeschwindigkeit des Antriebsmotors. Ein Elektromotor 14 ist an den Kontrawinkel 13 angebracht, z.B. durch mit komplementären Gewinden versehene Teile, die in den Kontrawinkel-Antriebsstrang eingreifen, um die Feile zu rotieren. Der Motor 14 ist durch ein Steuerkabel 15 mit dem Mikroprozessor und dem Keyboard 16 des Steuersystems 20 verbunden (teilweise schematisch dargestellt), was dazu fähig ist, gewünschte Werte der Motorparameter, wie z.B. Geschwindigkeit, Drehmoment, Drehrichtung und dergleichen, für einen ausgewählten Kontrawinkel-Typ und Reduktionsfähigkeit und ausgewählte Feilarten elektronisch zu steuern, und ihre Eingabe/Ausgabe zu programmieren. Ein solches Motor- und Steuersystem ist der ATR Endojolly Tecnika Electrodontic Micromotor, vertrieben von ATR, SAS von Pistoia, Italien, und beschrieben in ATR Users Manual, Report Number 90/45, durch Bezugnahme darauf Bestandteil dieser Beschreibung, dass die Hardware- und Software-Spezifikationen und deren Betrieb beschreibt.
Der Mikroprozessor 16, einschließlich der Software (nicht dargestellt) liefert Mittel zur Festsetzung des Betriebszustands oder der Rotationsmethode für die endodontische Feile 11, wobei diese Methode ein Grundelement der vorliegenden Erfindung ist. Das ATR-Mikroprozessor-Keyboard 16 weist eine Steuer(CTRL)taste 17 und eine "Vorwärts- und Rück"(F + R)-Taste 18 auf, um die Vorwärtsrotationstaste 19 zwischen 0,05 und 2,5 Sekunden und die Rückrotationstaste 21 einzustellen, wobei die Einstellungen im Display 22 angezeigt werden. Zusätzlich stellt das Keyboard 16 ähnliche Tasten (nicht dargestellt) bereit, die ein Einstellen der Zeit zwischen den Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen, von im wesentlichen sofort bis zu einer Verzögerung von 2,5 Sekunden, ermöglichen.
Der Mikroprozessor stellt auch Eingabetasten (nicht dargestellt) bereit zur Einstellung eines maximalen an die Feile zu applizierenden Drehmoments, wobei die Begrenzung das Überschreiten von Bruchspannungen vermeiden soll. Das maximal mögliche Drehmoment wird im Hinblick auf die besondere Art der verwendeten Feile eingestellt, d.h. z.B. aus Nickel-Titan.
Beim Betrieb reagiert, wenn der Anwender ein bestimmtes Drehmoment programmiert, der ATR-Mikroprozessor und der Motor elektronisch, wenn die Feile die Grenze durch Verändern der Drehrichtung der Feile überschreitet. Das System kann z.B. so programmiert sein, um ca. 1 bis 1½ Umdrehungen zurück zu drehen, und dann automatisch die Rotation in Uhrzeiger-Vorwärtsrichtung fortzusetzen. In einem unikalen erfindungsgemäßen System ist das Steuersystem so programmiert, dass die Feile eine Anzahl von Graden vorwärts oder im Uhrzeigersinn rotiert und dann automatisch für eine begrenzte Zahl von Graden in die Bewegung im Gegenuhrzeigersinn übergeht. Der bevorzugte Betriebszustand ist der, dass die Vorwärtsdrehung die der Rückwärtsdrehung so übersteigt, dass die durch eine Reihe von Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen rotierende Feile eine Rotationskreisbewegung so durchführt, dass das Reinigen des Wurzelkanals durch eine Serie von Abrieb- und Abriebausstoßzyklen erfolgt.
In einem bevorzugten Betriebszustand wird die im Uhrzeigersinn erfolgende oder Vorwärtsrotation bei zwischen 90 und 180° eingestellt, und der im Gegenuhrzeigersinn erfolgende rückläufige Rotationsbogen, der geringer ist als der erste Rotationsbogen, auf ca. 45 auf 120° eingestellt. Sobald die Rotationsbögen eingestellt sind, verläuft, wenn der Zahnarzt auch die anderen Handstückparameter der Rotationsgeschwindigkeit, des Drehmoments und dergleichen eingestellt hat, die Wurzelkanalreinigung bis zur Vollständigkeit. Für eine bei 250 UpM rotierende Feile mit einem gewünschten ersten Rotationsbogen von ca. 120° und einem zweiten Rotationsbogen von 90° würde der Zahnarzt z.B. die Zeit der Vorwärtsrotation auf 0,08 Sekunden und die Rückrotation auf 0,06 Sekunden einstellen, sowie auf einen im wesentlichen sofortigen oder anders gewünschten Zeitablauf zwischen den Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen.
Ein anderer bevorzugter Betriebszustand wird in 2 dargestellt, die schematisch eine Feile 11 im Querschnitt zeigt, die durch einen rückwärtigen Bewegungszyklus rotiert wird. Die erste Vorwärtsrotation 30a beträgt 180°, gefolgt von einem rückläufigen Rotationsbogen 31 von 90°, gefolgt von einem zweiten Bogen einer Vorwärtsrotation 30b von 180°, wobei diese Zyklen sich fortsetzen, während die Feile in den Kanal vorangetrieben wird.
Nach Beschreibung der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf diese genaue Ausführungsform beschränkt ist, und dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen durch einen Fachmann auf diesem Gebiet durchgeführt werden können, ohne sich vom Rahmen der Erfindung, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist, zu entfernen.

Claims

Rotierendes Handstück (10) zum Reinigen und Vergrößern eines Wurzelkanals eines Zahns, wobei das Handstück (10) einem in dem Handstück (10) befestigten endodontischen Instrument (11) Rotation verleiht, umfassend: (a) ein Spannfutter, das das endodontische Instrument (11) an das Handstück (10) zur Rotation um seine Längsachse befestigt; (b) einen Elektromotor (14), der das Instrument (11) rotiert, (c) ein Steuersystem (20) für den Motor (14), das Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen zur Steuerung der Rotation des Instruments (11) aufweist, wobei das Steuersystem (20) das Instrument (11) kontinuierlich, sequentiell im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn über einen ersten Rotationsbogen rotiert und danach das Instrument (11) in der entgegengesetzten Richtung des ersten Rotationsbogens über einen zweiten Rotationsbogen rotiert, wobei der erste Rotationsbogen den zweiten Rotationsbogen so überschreitet, dass die sequentiell auftretenden Rotationen verursachen, dass das beim Reinigen des Kanals entfernte Abriebmaterial von den gereinigten Kanaloberflächen nach oben ausgestoßen wird, wenn ein solches Feileninstrument zur Reinigung des Kanals vorangetrieben wird.
Rotierendes Handstück (10) nach Anspruch 1, worin der erste Rotationsbogen im Uhrzeigersinn mindestens ca. 90 bis 180° beträgt, und der zweite Rotationsbogen mindestens ca. 45 bis 120° beträgt.
Rotierendes Handstück (10) nach Anspruch 2, worin der erste Rotationsbogen ein Bogen von ca. 120° ist und der zweite Rotationsbogen ein Bogen von ca. 90° ist.
Rotierendes Handstück (10) nach Anspruch 1, worin das Antriebssystem des Handstücks ferner einen Drehmomentsensor aufweist.