Instrumentation rotative – Un tour d’horizon

Quels sont les instruments grande vitesse disponibles aujourd'hui pour les applications en restauration et soins prothétiques ? Quelles sont les tendances technologiques actuelles et les innovations en cours tant au niveau du moteur, que du système de serrage, de l’éclairage, de l’irrigation ou de l’entretien ? Ce tour d’horizon est destiné à fournir des conseils appropriés pour répondre aux questions importantes que vous vous posez avant d’acheter vos instruments.


Rappel : Il existe deux systèmes pour l'entraînement de l’instrument rotatif, un système utilisant l’air et un système électrique.

Dans le système à air, une distinction est faite entre les turbines et les moteurs à air. Avec les turbines, l’instrument rotatif est directement entraîné par un rotor, grâce à un engrenage lui même entraîné par de l'air comprimé. Les turbines peuvent atteindre une vitesse de rotation au ralenti de
330 000 à 400 000 tr/min. La vitesse de travail est environ la moitié de la vitesse en mode ralenti, soit
150 000 à 250 000 tr/min. en fonction de la pression de contact. On atteint également une puissance maximale de 10 à 22 watts dans cette gamme. Le moteur à air lui entraîne l’instrument rotatif indirectement, par l'intermédiaire d'un instrument de transmission - un contre-angle ou une pièce à main. Le moteur à air atteint une vitesse d'environ 25 000 tr/min.

Les contre-angles sont disponibles avec différents coefficients de transmission/réduction. Un moteur à air avec un contre-angle dont le rapport de transmission est 2:1 permettra d'atteindre une vitesse de rotation de l’instrument rotatif d'environ 12 500 tr/min.

Les moteurs électriques peuvent atteindre une vitesse de rotation au ralenti de plus de 40 000 tr/min, ce qui correspond à une vitesse de l’instrument rotatif de 200 000 tr/min avec un contre-ange 1:5. La puissance maximale est supérieure à 60 watts pour un couple d'environ 3 Ncm.

Les contre-angles à entraînement électrique ne sont donc pas ralentis ou stoppés lors des travaux de préparation dentaires, en cas de contact de l’instrument rotatif avec différentes structures dentaires ou matériaux prothétiques. Ils coupent à une vitesse quasi constante, indépendamment de la pression. L’instrument rotatif est nettement mieux centré sur les contre-angles que sur les turbines et il y a donc beaucoup moins de vibration.

Meilleur centrage signifie plus de précision, gain de temps et moins d'échauffement de la substance dentaire pendant la préparation de la cavité. L’engouement pour les moteurs électriques a commencé en Europe principalement en raison des difficultés et des coûts d’installation des branchements d’air comprimé dans des locaux anciens. Et les entraînements électriques n’étaient pas seulement plus faciles à installer, mais également plus efficaces.

Depuis quelques décennies, les moteurs électriques prédominent en Europe et en Asie et sont de plus en plus populaires en Amérique du Nord, car les innovations apportées dans la conception, les matériaux, l'ergonomie, le couple et la lumière rendent la pratique dentaire plus performante, plus rapide et plus facile.

La vaste gamme de pièces à main et contre-angles satisfait à la fois aux exigences générales et aux exigences cliniques. La plupart des fabricants proposent un éventail des deux, certains instruments étant conçus pour couvrir la plupart des applications dentaires, et d'autres étant destinés à des applications cliniques spécifiques.

Les avantages de la turbine sont une construction simple et robuste, un coût réduit et un poids nettement inférieur. Au fil des années, cependant, est apparu le désagréable problème des importantes émissions sonores de haute fréquence des turbines ; les moteurs électriques, eux, sont généralement plus silencieux et plus agréables pour les oreilles que les turbines. De plus, si on étudie la quantité de substance dentaire enlevée par unité de temps, l’utilisation du moteur électrique a un meilleur rendement ; en conclusion, les contre-angles sont supérieurs aux turbines pour le meulage avec spray de refroidissement.

Les instruments lumière sont devenus courants au cours des deux dernières décennies. En général produite par des ampoules halogènes, la lumière est diffusée par l'intermédiaire d’un barreau de verre. Une amélioration de l'éclairage de la zone de traitement au moyen d'instruments lumière était devenue souhaitable, voire même nécessaire, dans tous les domaines.

Dans l'intervalle, les instruments lumière sont devenus la norme dans les cabinets dentaires modernes. L'utilisation des LED (light emitting diode) est une innovation dans le domaine des instruments lumière. Les turbines à LED sont disponibles depuis 2007. Grâce à la technologie LED, on a des sources lumineuses robustes et résistantes aux chocs, qui offrent un meilleur éclairage de la zone de traitement et qui ont une durée de vie largement supérieure à celle des ampoules halogènes.

Grâce à ce nouveau concept de la tête, des canaux de dérivation empêchent l'aspiration des aérosols et microparticules extérieurs.

Avaler ou inhaler une fraise mettrait la vie du patient en danger. Ceci impose des exigences élevées par les constructeurs, car la force centrifuge est énorme à ces vitesses très élevées. L’idéal est donc un système de serrage simple et d’utilisation facile, mais avec une force de rétention suffisante pour maintenir l’instrument rotatif sans aucun risque.

Des études menées par Sharon C. Siegel, M.S., D.D.S. et J. Anthony von Fraunhofer, CSM, Ph.D., FADM, FRSC démontrent qu'il existe une corrélation entre le nombre de buses de spray et l’efficacité de coupe.

Les instruments à buses de spray multiples ont un taux de coupe significativement plus élevé que les instruments à simple spray. Des études menées par HH Martin et HA Gleinser, Fribourg, donnent quant à elles des informations sur la relation entre le débit de spray, le nombre de buses et l'augmentation de la température de la substance dentaire pendant les travaux de préparation.

Des turbines et des contre-angles grande vitesse avec spray simple, double ou triple spray ont subi des tests. En résumé, la conclusion est la suivante : en utilisant un système à triple spray avec un débit de 50 ml d’eau par minute, on obtient les hausses de température les moins élevées. Avec un débit d’irrigation inférieur, par ex. 15 ml / min, la température augmente fortement, même avec plusieurs buses de spray.

En 2007, la grande innovation dans ce domaine a été la fabrication d’instruments avec système Penta spray (5 buses). Les instruments à buses de spray multiples garantissent une plus grande efficacité, une meilleure visibilité et moins de risque de dysfonctionnement en cas de buse bouchée, donc une sécurité accrue pour le patient. Avoir plusieurs buses garantit que même si une dent proche du spray est un obstable dans la zone à refroidir, les autres buses continueront d’assurer un refroidissement suffisant.

Il faut donc des intruments avec une source de lumière intégrée qui éclairent directement la zone de traitement. Les instruments lumière halogène dont l’éclairage est fourni par l’intermédiaire d’un barreau de verre situé dans la tête à seulement quelques millimètres de la fraise sont devenus courants ces dix dernières années. Mais la zone d’éclairage est limitée autour de la fraise. Les instruments à LED (light emitting diode) sont apparus pour la première fois en 2007. Avec une température de couleur de 5 500 K et une intensité lumineuse de 25 000 lux, la lumière LED offre un éclairage de qualité extrême, directement sur la zone de traitement.

Le positionnement de la LED directement dans la tête de l'instrument diffuse un large éclairage de toute la zone de traitement. Les contre-angles lumière à LED, qui fonctionnent sans l’alimentation électrique de l'unit dentaire, sont une nouveauté 2009. L’énergie nécessaire à la LED est fournie par le générateur intégré dans l'instrument, celui étant entraîné par de l'air d'induction. Cette technologie du générateur intégré est déjà utilisée avec succès dans les instruments de chirurgie depuis 2007.

Les instruments lumière doivent être stérilisables et thermo désinfectables afin qu'ils puissent être pleinement adaptés à l’utilisation quotidienne en cabinet dentaire, dans le respect des processus d'hygiène. La visibilité améliorée est la garantie de travaux de restauration et soins prothétiques encore plus précis. Cela signifie également moins de stress et une meilleure qualité de traitement pour le patient et le dentiste.

(à gauche) Thermo désinfectable - (au milieu) Stérilisable à 135 °C - (à droite) code
Data Matrix

* publié par Michael Pointner (ingénieur diplômé) et Norbert Thuminger (ingénieur diplômé) dans le N° d'APDN de Juin 2009